Evaluación de los materiales de cambio de fase más adecuados para el almacenamiento de calor de un colector solar calentador de aire

Abstract

En este trabajo se presenta una metodología para evaluar los PCM (materiales de cambio de fase) más adecuados para calentadores solares de aire utilizando métodos de toma de decisiones de múltiples criterios (MCDM). Específicamente, se combinan los métodos TOPSIS y AHP para clasificar los materiales en función del costo, el calor latente, la conductividad térmica y el calor específico. Se evaluaron PCM disponibles localmente y comerciales con puntos de fusión en el rango 20-70°C. El método AHP determinó los pesos para cada criterio que se utilizaron en el análisis TOPSIS. Los resultados mostraron que la grasa vacuna obtuvo la puntuación más alta, seguida por la cera de soja, la parafina, la estearina y luego dos parafinas comercializadas por Rubitherm. Un análisis de sensibilidad verificó la solidez de la clasificación. El estudio demuestra una metodología efectiva para seleccionar PCM óptimos para aplicaciones térmicas solares utilizando múltiples criterios relevantes.

In this work a methodology to evaluate the most suitable PCM for solar air heaters using multi-criteria decision-making methods (MCDM) is presented. Specifically, a combination of the TOPSIS and AHP methods is used to rank materials based on cost, latent heat, thermal conductivity, and specific heat capacity. PCM available locally and commercialized with melting points in the range of 20-70°C were evaluated. The AHP method determined weights for each criterion, which are used in the TOPSIS analysis. Results showed that beef tallow achieved the highest score, followed by soy wax, paraffin, stearin, and finally two paraffins marketed by Rubitherm. A sensitivity analysis verified the robustness of the ranking. The study demonstrates an effective methodology for selecting optimal PCM for solar thermal applications using multiple relevant criteria.