En este instructivo le enseñaremos a construir un generador eólico de eje vertical que hará uso de la energía eólica...
Read More Un calentador de agua solar es un panel solar térmico que se utiliza excesivamente para la producción de agua caliente sanitaria. Si buscabas un suministro constante de agua caliente en tu hogar y a bajo costo, el sistema de creado a continuación será perfecto para ti.
Este calentador solar es una versión mejorada del hecho con botellas de plástico ya realizado en esta web. Pero a diferencia de aquel, una vez terminado este obtendrás un sistema de gran eficiencia que te podrá durar 5 años o más.
Estos paneles térmicos están diseñados de la misma manera que ya los existentes en el mercado: poseen un colector solar que contiene un fluido de transferencia de calor se intercala entre un aislante y una lámina de vidrio. En este caso, se utilizará la parrilla condensadora que se encuentra en la parte trasera de una nevera para el colector solar. Y se usará la misma puerta de la nevera como aislante. El vidrio puede provenir de ventanas antiguas de doble acristalamiento. Si quiere mantener los gastos de su calentador al mínimo, encontrará muchos frigoríficos en vertederos o áreas de reciclaje, y ventanas de doble acristalamiento en muchos vidrieros.
Con tan solo 3 – 4 m² de estos paneles solares térmicos podrás cubrir el 90 % de las necesidades de agua caliente para dos personas en un hogar durante todo el año. El depósito de agua caliente se hará cargo durante los días nublados. Si hay más habitantes y, por lo tanto, se consume más agua, es necesario aumentar el tamaño de los paneles solares. Por ejemplo, 6 m² para 6 personas.
El calentador de agua solar que se construirá en este instructivo poseerá varios paneles que deberán instalarse mirando directamente hacia el ecuador (mirando hacia el norte si se reside en el hemisferio sur, o mirando al sur si se reside en el hemisferio norte), idealmente formando un ángulo de 60° con el horizonte, (o en vertical sobre la pared exterior, si esto no es posible). No se recomienda el uso de estos paneles en la azotea porque funcionarán con mucha menos eficiencia durante el invierno o sufrir un sobrecalentamiento durante el verano. Se abordará más sobre este aspecto en el paso de la instalación.
Para maximizar la eficacia de la energía solar térmica, es necesario minimizar la inercia en la captación de luz y maximizarla en el almacenamiento o la difusión. Los paneles del calentador de agua solar comienzan a funcionar en cuanto aparecen los rayos del sol gracias a su baja inercia. El calor se retiene durante mucho tiempo en el calentador gracias a su gran volumen y su buen aislamiento.
Los tubos de la parrilla condensadora de la nevera tienen un diámetro pequeño (apenas 4 mm), por lo que habrá un bajo volumen de fluido portador a calentar en el panel. Esta baja inercia hace que aumente rápidamente la temperatura tan pronto como el sol aparece detrás de las nubes y para calentar el ducto del agua caliente. Cuanto mayor sea el diámetro de las tuberías, más tiempo se necesita para calentar el mayor volumen de fluido y menos eficiente se vuelve el sistema.
Para garantizar que la temperatura de los paneles aumente rápidamente, el espacio entre el aislamiento y el vidrio debe ser lo más pequeño posible. Por lo que el panel tiene que ser muy fino, procurando que la rejilla no toque ni el aislante ni el cristal. De lo contrario, esos elementos alejarán el calor de los paneles.
Las temperaturas pueden llegar a superar los 150°C en el interior del panel, por lo que es imprescindible utilizar materiales resistentes al calor y a la radiación. Por ello, no utilice barras o pinturas con disolventes que no sean resistentes a las radiaciones UV. En la demostración se utilizará masilla de poliuretano y pintura acrílica. Para una buena longevidad, asegúrese también de utilizar una buena madera resistente a la putrefacción.
En las noches de invierno, puede hacer mucho frío dentro del panel. Los diferentes materiales, aislamiento, metal, madera y vidrio se expandirán de manera diferente entre la noche de invierno y el sol de verano. Las juntas que los unen deben ser gruesas para absorber la deformación. Si no son lo suficientemente gruesas estas se soltarán solas eventualmente.
Como ya hemos mencionado, la particularidad de este calentador de agua solar casero es que funciona con parrillas condensadoras frigoríficas. Si bien estas pueden ser fáciles de conseguir en centros de reciclado, tenga en cuenta que no todas las parrillas son adecuadas y deben usarse en la dirección correcta. Las parrillas condensadoras deben estar provistas de aletas de refrigeración y pintadas de negro (vea las imágenes). No deben ser de acero galvanizado, ya que la pintura no se adherirá. Del mismo modo, algunas neveras están equipadas con tuberías conectadas por cable, pero la superficie de estas rejillas es insuficiente para este uso.
Las rejillas derechas tienen una dirección de montaje, las aletas, comparables a las persianas, deben captar el sol. En un sentido pasará el sol, eso es malo, en el otro sentido captará los rayos, eso sí es bueno. Deben ser perpendiculares a los rayos del sol. Para corroborar esto, una vez que consiga la rejilla, tómela y levántala mirando al sol. En un sentido pasarán los rayos por esta y en el otro no, deberá orientarla de esta última manera al montar su calentador de agua solar entonces.
Las parrillas condensadoras de los frigoríficos pueden estar cubiertas por un refrigerante nocivo para el medio ambiente, el efecto invernadero y la capa de ozono. En algunos países, estos gases refrigerantes deben recuperarse. Sin embargo, existen exenciones para equipos que contengan menos de 3 kg de fluido hasta 2025. Las instalaciones domésticas (frigorífico y aire acondicionado) se deben desgasificar antes de continuar con el instructivo.
Podría abrir el circuito sin demasiada conciencia. Así que tenga cuidado de hacer algo que puede implicar riesgos.
La información y los consejos proporcionados en este tutorial provienen de talleres conjuntos y no son perfectos ni exhaustivos. Si no tienes ciertas herramientas o si no te sientes competente, no dude en pedir ayuda. Recuerda usar tu equipo de seguridad, trabajar en áreas ventiladas y no ponerte en peligro. Sea cuidadoso, sereno y, por supuesto, crítico con cualquier buena idea falsa que pueda tener.
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Para saber qué sistema termo solar escoger para calentar mejor su agua (termosifón, drenaje o asilado), visite este artículo.
Cuando construya su calentador de agua solar, es importante seguir ciertas medidas de seguridad para garantizar su correcta instalación y funcionamiento.
En primer lugar, al manipular los paneles solares, es necesario protegerse de la exposición directa al sol y usar herramientas adecuadas para su montaje y fijación. También se debe tener cuidado con las conexiones de tuberías y accesorios para evitar fugas de agua.
Además, es necesario seguir correctamente las instrucciones y mantener el equipo limpio y libre de obstrucciones para un mejor funcionamiento. Es importante revisar periódicamente el estado de los elementos del sistema para garantizar su correcto funcionamiento y hacer mantenimiento preventivo en caso de ser necesario.
Por último, se deben tomar precauciones para evitar accidentes en caso de mantenimiento o reparación del calentador, como apagar el suministro de agua antes de iniciar cualquier trabajo en el sistema. Si no se tiene experiencia en plomería, es recomendable contratar a un profesional para que realice el trabajo de instalación y mantenimiento del calentador de agua solar.
Las neveras, heladeras o frigoríficos pueden ser numerosos si se buscan en los centros de recogida de residuos. Por ello, es necesario identificar aquellas que tengan las parrillas condensadoras adecuadas y de la mayor dimensión posible como explicamos anteriormente. Apretar las tuberías en la salida del compresor limitará el escape de los gases refrigerantes.
Corte las tuberías lo más cerca posible del compresor para garantizar la máxima longitud con la parrilla condensadora. Desenrosque la rejilla y lávela agua jabonosa. Utilice un soplador en las tuberías para eliminar las impurezas. Luego, selle los tubos con cinta para evitar que entren impurezas en ellos, ya que tiene un diámetro muy pequeño y pueden obstruirse incluso con la basurilla más diminuta.
Las puertas de las neveras están llenas de espuma aislante. Si logra recuperarlas y ensamblarlas formarán la parte posterior del panel de su calentador de agua solar. Estas puertas deben ser planas (no curvas), y no importa si hay chaflanes en los bordes, estos se rellenará con masilla.
Comience por desmontar la puerta del frigorífico. Retire todos los elementos del mismo excepto el aislamiento y la chapa de la puerta: incluyendo junta, laminaciones, bulones, tiradores, tornillos, adhesivos. Si el interior no está plano, retirarlo también.
Si el aislamiento de espuma está deformado, corte las partes sobresalientes para que la cara quede lo más plana posible. Tampoco es necesario que tenga una superficie perfecta y vistosa, ya que será solo la parte posterior del panel.
Lo ideal es que los paneles tengan entre 1,5 y 2 m², si son más grandes serán pesados y por tanto más complejos de instalar. Además, el vidrio puede romperse si los paneles se deforman. Si son más pequeños será necesario aumentar el número de paneles para el calentador de agua solar en su conjunto, por lo tanto, más trabajo por hacer. Se deben montar perrillas condensadoras de tamaño similar (un poco más pequeñas que las puertas). Para un panel de unos 2m² generalmente se necesitan de 3 a 4 parrillas para 2 o 3 puertas. En este caso, se tiene 3 parrillas y 3 puertas.
Entonces, ensamblar al menos 2-3 puertas de tamaños similares. Luego, reunir al menos 3 parrillas condensadoras de nevera de tamaños similares que quepan en las 3 puertas.
Las puertas de las neveras formarán la estructura del calentador solar en su conjunto y también harán de aislante. Se pegarán uno al lado del otro y a la misma altura. No importa la diferencia de grosor de las puertas, se alinearán por la cara frontal, por la cara interior del panel.
Entonces, corte las puertas para que sean todas del mismo largo y lije las rebabas. A continuación, coloque las puertas sobre dos vigas para trabajar encima, largo contra largo, con la hoja de metal hacia abajo. Haga una junta a lo largo de las puertas con el sellador y luego péguelas.
Ahora necesitará 4 tirantes de madera para formar un marco en el panel. Antes de colocarlos, lije bien los tirantes para no cortarse. Una vez hecho, poner masilla en el ancho de cada listón y pegarlos bajo el marco, contra la chapa ayudándose con abrazaderas para madera. Pero cuidado, no apriete demasiado para tener un buen espesor de masilla (al menos un poco más de 1 mm).
Deje secar. Luego, voltear el marco sobre las vigas y sellar con masilla dentro y fuera del marco y entre las puertas, alisando las juntas con el dedo. Para alisar sin “grumos” y evitar que se le ponga masilla en los dedos, sumerja el dedo en agua jabonosa a cada tanto. Deje secar nuevamente.
Precaución: El uso de poliuretano implica ciertos riesgos. Es tóxico por inhalación, reactivo, irritante y muy volátil. Para usarlo, váyase a un espacio ventilado con el equipo de protección correspondiente. Una vez polimerizados (es decir, después de la estratificación), los productos terminados son fisiológicamente inactivos.
Una vez llegado hasta este punto, puede comenzar a pinta el marco, los listones y los cantos de las puertas con pintura acrílica negra mate de alta temperatura. Cuando termine, deje secar la pintura antes de continuar.
Ahora toca conectar los captadores solares (parrilla condensadora) al circuito de flujo de agua través de dos alimentadores (tubos de cobre). Los alimentadores deben tener un diámetro igual a la suma de los diámetros de los tubos que alimentan. Como el calentador de agua solar de la demostración posee 3 tubos de 3mm de diámetro interior, en este caso será necesario un alimentador de al menos 9mm de diámetro interior.
Coloque las parrillas condensadoras en el marco con las lamas en oposición a los rayos del sol, una vez que el marco esté en posición vertical. Si es necesario, vuelva a cortar las parrillas al tamaño correcto. Cada parrilla estará conectada a dos alimentadores, uno con entrada de agua “fría” y otro con salida de agua “caliente”.
Para cada parrilla, corte el tubo con un cortatubo sobresaliendo 10 cm de un lado y unos 15 cm del otro lado. Debe ser posible encajar cada tubo en un alimentador diferente en el mismo plano.
Antes de continuar, debe eliminar las rebabas de los cortes. Para ello, limpie cuidadosamente los tubos cortados a unos pocos centímetros con papel de lija. No debe quedar pintura para poder soldar con éxito. Luego, corta un pasaje en el marco para sacar los tubos de cobre.
Cortar 2 tubos de cobre, los alimentadores, de forma que sobresalgan unos 15 cm del panel y colóquelos en lados opuestos. Uno recibirá las tuberías de agua caliente (tubos cortos) mientras que el otro recibirá las tuberías de agua fría (tubos largos).
A continuación, aplastar los extremos de los dos tubos de cobre por el lado ciego del marco, es decir, por los que no debe continuar circulando agua.
Marque con lápiz el lugar donde se unen las tuberías y los alimentadores. Luego, marcar con una aguja y taladrar los alimentadores al diámetro de los tubos (4mm). Al terminar, eliminar las rebabas de los agujeros de los tubos de cobre.
Ahora toca quitar las virutas del interior de las tuberías de cobre. Para ello, ensartar una varilla de metal de unos 12mm de diámetro en cada uno de los tubos de cobre con papel de lija en el extremo como para limpiarlas.
Luego, vuelva a colocar las varillas de metal en los alimentadores para que hagan como tapones para las tuberías de las parrillas. ¡Pero cuidado aquí! Si las tuberías de las parrillas se empujan hasta el fondo en los tubos e cobre, el fluido de transferencia de calor no pasará.
Introducir cada tubo en el alimentador correspondiente. Sostenga las parrillas y los alimentadores con alambre de hierro en el medio.
Suelde las interfaces de tubería de parrilla con los alimentadores, asegurándose de soldar bien alrededor de la tubería. Como los tubos de la parrilla son de hojalata, la soldadura debe ser de latón o plata para evitar la fusión del metal. Soldar los extremos ciegos de los alimentadores también.
Al terminar, retire las dos varillas de metal que se usaron para detener las tuberías de las parrillas y agite el marco para eliminar posibles impurezas de soldadura. Antes de continuar, realice una prueba de fugas de soldadura.
Los alimentadores pueden estar en la parte superior o inferior del marco, esto no cambia el correcto funcionamiento del panel. Adáptelo como le resulte más cómodo.
Para concentrar el calor en las parrillas, no deben estar en contacto directo con la chapa de la puerta en ningún momento. Para ello, deben estar distanciados por espaciadores de corcho. El corcho es muy resistente a la pudrición y a las altas temperaturas, por eso usaremos este material.
Comience cortando corchos en rodajas de 5 mm de grosor con un cúter. Luego, enrosque una arandela en un tornillo y páselo a través de las cuchillas de las parrillas y luego en una arandela de corcho. El orden de los elementos debe ser el siguiente: cabezal de tornillo, arandela, parrilla, arandela de corcho. Esto formará una almohadilla amortiguadora.
A continuación, preparar todas las parillas ensambladas con una almohadilla cada 30 cm. El objetivo es que la parrilla quede cerca de la parte inferior del marco sin tocarlo nunca. Puede ajustar el número de almohadillas según sea necesario.
Cuando haya terminado limpie el panel, coloque las parrillas con los alimentadores en el marco. Luego, atornille los montantes al panel sin apretarlos demasiado. Asegúrese de que las parrillas no toquen la chapa inferior, deforme las parrillas si es necesario.
Por último, pintar de negro todo lo que no sea negro (como los cabezales de los tornillos, las arandelas, los tubos de cobre, etc.).
Para crear un efecto invernadero y limitar la convección entre las parrillas y el exterior, los paneles se deben cerrar con vidrio templado. Muchos vidrieros se deshacen de las ventanas viejas, especialmente las de doble acristalamiento. Si les pide amablemente que las recuperen de forma gratuita. Idealmente se requiere un espesor de vidrio de 4 mm para paneles verticales y de 5 mm para paneles inclinados debido que estarán sujetos al granizo y al mal tiempo. No es necesario tener vidrios más gruesos, usarlos puede ser incluso contraproducente porque reducirán el rendimiento del calentador de agua solar.
Comience recuperando las ventanas. Para evitar que se rompan al manipularlas, mueva los vidrios desde los bordes y no desde los planos. Recuerde que para trabajar con vidrio debes usar protección: buzo de manga larga, guantes de trabajo y anteojos.
A continuación, retire el listón de vidrio del marco de la ventana. Para ello, deslice un cincel o un destornillador entre el marco de la ventana y el listón de vidrio en el interior de la ventana, golpee con un martillo para separar los dos y luego retire el listón de vidrio con la mano. Repita el proceso en los otros lados de la ventana. El acristalamiento está encajado en los lados.
Retire las cuñas con un alicate. Al alejar un poco el marco de la ventana del vidrio, es más fácil quitar las calzas, pero tenga cuidado de no forzar demasiado el vidrio, ya que podría reventarlo.
En este punto, ya puede recuperar el vidrio simple o de doble acristalamiento. Si es de doble acristalamiento, separe los dos cristales. Para ello, deslice una hoja de corte en el sello contra el vidrio. Trabajar de pie, con el vidrio vertical sobre rastreles, moviendo el cortador de arriba hacia abajo. Gire el cristal para trabajar siempre en esta posición, de arriba hacia abajo.
Retirar la junta de la misma forma para el segundo panel de doble acristalamiento. Lo ideal es trabajar con ventanas que no tengan tratamiento anti-UV, ya que estos limitan la entrada de los rayos en el panel. Las ventanas con tratamiento UV tienen un ligero reflejo. Si desea comparar dos paneles, colóquelos uno al lado del otro frente a un fondo blanco, si está tintado en un lado, hay un tratamiento anti-UV.
Para limpiar el sello restante en el vidrio, colóquelo plano sobre una mesa y pase una cuchilla de corte a 45°. Un trapo con un poco de acetona eliminará los últimos restos.
Mide el ancho del marco, entre los dos listones, quita 1 cm y corta el vidrio a esta medida. El cristal es ½ cm más corto por cada lado, para que no se rompa al colocar el panel en el borde. Para cortar una ventana, trace con un diamante la línea de corte y luego limpie un paño con acetona. Coloque la línea de corte en el borde de la mesa, sujete firmemente el borde a romper y encájelo con un movimiento hacia abajo. El corte es más evidente cuando la parte que se va a quitar mide al menos 10 cm y no es demasiado larga. Si debe cortar un vidrio a lo largo y a lo ancho, es mejor comenzar con el ancho y luego con el largo.
Corte la cantidad de paneles necesarios para cubrir completamente el panel. Luego, limpie los vidrios con cuidado, especialmente el lado que estará dentro del panel porque no podrás hacerlo una vez cerrado. A continuación, hacer un cordón de masilla de poliuretano negra en la montura y colocar con cuidado los vidrios uno a uno sin presionarlos ni aplastando los cordones. Para evitar la condensación, los paneles no deben sellarse completamente.
Pasar la lijadora con disco de laminillas por el borde del cristal para romper el ángulo y no cortarte. Luego, haga un sello de poliuretano negro entre el borde del marco y el vidrio y alíselo con un dedo empapado en agua jabonosa. Haga un sello de poliuretano negro también entre los vidrios y alíselo de la misma manera.
El panel solar térmico está terminado. Ahora déjelo secar antes de instalar.
Dependiendo de la cantidad de agua caliente que necesite y la cantidad de luz solar disponible en su sitio, es posible que requiera varios paneles solares térmicos. Para hacer paneles adicionales, repita los pasos anteriores.
Sin embargo, a diferencia del panel ciego, los tubos alimentadores deben ser pasantes, es decir, las dos tuberías de cobre, agua fría y caliente, deben sobresalir por la parte inferior del marco en cada lado. El diámetro debe aumentar en 2 mm con cada panel adicional: 12 mm para el panel ciego, 14 mm en el segundo, 16 mm en el tercero y así sucesivamente.
Se debe tener cuidado a la hora de conectar correctamente los tubos alimentadores de agua caliente entre ellos y también para los alimentadores de agua fría. Para ello, conecte los comederos con mangueras y aíslelos junto con sus orificios a través de los paneles.
Para capturar la máxima energía solar posible, los paneles solares deben estar perpendiculares a los rayos del sol por dos razones:
En pleno invierno, el sol tiene un ángulo de cenit menor con el horizonte que en verano. Idealmente, los paneles se instalarán con el ángulo cenital de verano con respecto al horizonte, mirando hacia el norte (si se reside en el hemisferio sur) o al sur (si reside en el hemisferio norte). Para averiguar su ángulo cenital con respecto a sol visite este sitio web.
De lo contrario, para limitar las pérdidas, se pueden poner verticalmente contra una pared, es más interesante y menos peligroso que en los techos.
En verano, siendo mucho mayor la energía solar, no importa el ángulo, los paneles se calentarán rápidamente, incluso demasiado. Un sombreado será hasta conveniente para limitar el sobrecalentamiento, un voladizo sobre un panel vertical funcionará muy bien.
Los paneles solares térmicos deben colocarse lo más cerca posible del depósito de agua caliente para minimizar la pérdida de calor.
Los paneles deben estar conectados a un depósito intercambiador. Además de la resistencia eléctrica estándar, un intercambiador hace pasar un fluido caloportador por el acumulador para transferir el calor de los paneles al agua sanitaria. Puedes encontrar estos tanques de intercambio en centros de artículos para el hogar.
El sistema debe estar equipado con un regulador y un recirculador. En la demostración, el calentador de agua solar se equipó con un recirculador que se enciende cuando la temperatura de los paneles es 10°C superior a la del acumulador, pero se apaga cuando esta diferencia es inferior a 5°C. Esto evita que el panel se enfríe por la noche o cuando el sol está ausente. El depósito también está equipado con un vaso de expansión para absorber la expansión del fluido caloportador en los días soleados. Estos elementos se suministran generalmente con los intercambiadores de calor solares.
Es aconsejable utilizar un fluido caloportador en el sistema. Si se usa en invierno debe ser anticongelante, de lo contrario se debe drenar el sistema.
Es posible utilizar el mismo sistema de paneles solares térmicos para calefacción a baja temperatura. El fluido caloportador de los paneles se alimenta directamente a la red de tuberías de calefacción en el suelo o las paredes. Sin embargo, en la energía solar, la calefacción es mucho menos evidente que el agua caliente sanitaria. De hecho, para calefacción, se requiere un máximo de energía cuando menos está disponible: en invierno, cuando la necesidad de agua caliente sanitaria se reparte a lo largo de todo el año. Además, la energía necesaria para calentar la casa es 6 veces mayor que la del agua caliente, por lo que se necesitarán 6 veces más paneles para calefacción que para agua caliente.
Sin embargo, existen sistemas más eficientes. Si se instala un calefactor solar en el techo y se piensa con anterioridad la distribución del calor por toda la casa, el resultado es un sistema mucho más preparado para este propósito. Le sugerimos que visite nuestra guía sobre: Cómo hacer un calefactor solar casero paso a paso.
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| Peso | 1,55 MB |
| Páginas | 15 |
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Este artículo es una versión traducida y modificada de otro, puedes ver el original aquí.
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Gracias por copartir exelente informacion
Muy interesante gracias por su información
Gracias por compartir el paso a paso, para construir el calentador de agua, lo importante que es hoy en día el reciclaje, en un mundo donde vivimos, desperdiciando todo, generando montañas de basura.