Simulación numérica de una Chimenea Solar Vertical con Tres Canales de Flujo de Aire

Abstract

Se propone una configuración de chimenea solar, que consiste en tres canales de flujo de aire divididos por dos placas metálicas, colocadas en el centro de la chimenea entre dos cubiertas de vidrio, conduciendo al flujo de aire simétrico, como una alternativa para el diseño de sistemas de ventilación natural en edificios para zonas climáticas tropicales y subtropicales. Las dimensiones de chimenea solar son 1.5 m de altura, 0.60 m de ancho, y el hueco entre los canales de aire es de 0.20m. Las ecuaciones de Energía, Masa y Momento fueron simuladas numéricamente a través del modelo de turbulencia K-Omega en el software ANSYS Fluent, para evaluar las temperaturas y flujos de la configuración propuesta. Los perfiles de temperaturas calculados para un día típico caluroso en una región tropical revelan que la configuración es más eficiente que la configuración de un solo canal, alcanzando valores de flujo másico cercanos al 0.45 kg/s. La configuración de la chimenea solar propuesta puede ser utilizada con mejores resultados que el diseño tradicional de un solo canal como alternativa de ventilación natural para viviendas residenciales sin un incremento sensible en la inversión de la residencia.