Cálculo de materiales necesarios para hacer el calentador solar

Considera que para hacer un calentador solar se necesita ver el espacio que hay disponible para colocarlo, también si la superficie en la que se pondrá está nivelada o tiene ya alguna inclinación, porque son factores que pueden cambiar las medidas que se requieran para el colector, las estructuras del colector y tanque de alimentación así como la forma del termotanque.

Para que tengas claro que es lo que se necesita para hacer un calentador decidí tomar unas medidas que podrían usar algunas personas, a sabiendas que la forma y las medidas pueden cambiar y todas dan buenos resultados siempre que se apeguen a los principios de física.


Para facilitar la definición de los materiales puedes consultar las fotografías de materiales y para la definición de herramientas puedes consultar las fotografías de herramientas.


Primer paso: Determinar la versión que se hará.

Depende de tus necesidades, habilidades, y presupuesto que versión de calentador solar harás (sección de Fabricación)

Segundo paso: Determinar el tamaño del colector

Versiones 1 y 2

Para poder hacer el cálculo se necesitan dos valores, el número de tubos que se desean colocar en el panel y el largo que tendrá cada uno de los tubos de 1/2 pulgada que forman el radiador (no los cabezales). Considera el largo que puedes conseguir del tubo y el tamaño de las láminas para que tengas el menor desperdicio posible. El material más costoso es el tubo de cobre.

Largo del tubo de 1/2″ = Tamaño que se define del tubo. Dado el costo del cobre recomiendo que sea el largo del tubo que se compra dividido entre un entero, por ejemplo si el tubo tiene un largo de 6 mts se divida entre 3 para tener tubos de 2 mts o entre 4 para que te de tubos de 1.5 mts.

Número de tubos de 1/2″ = Total de tubos de 1/2″ que se van a utilizar.

Ancho de la caja = (Número de tubos + 1 ) x 2.54 cm + 15 cm

Que corresponde al (número de tubos que se colocarán + 1 = pulgadas incluido el 0) multiplicados por 2.54 cm que corresponde a 1 pulgada + 7 cm (3.5 de cada lado del tubo) + 4 cm (2 centímetros de cada lado donde se empotran los conectores soldables + 4 cm (2 cm de cada lado para la cuerda de los conectores).

Largo de la caja = Tamaño del tubo de 1/2″ + 6 cm.

Que corresponde al tamaño del tubo de 1/2″ + 5 cm de los tubos de 1″cabezales + 1 cm de holgura.

Largo de los cabezales = (Número de tubos + 1) x 2.54 cm + 7cm

Que corresponde al espacio necesario para colocar los tubos (el centro del primer tubo se coloca a3.5 cm por lo que el tubo en realidad comienza 1/4 de pulgada antes, y el último tubo termina1/4 pulgada después) +7 cm (que corresponde a3.5 cm x 2 extremos de los cabezales.Los3.5 cm. son 2 cm.

de entrada del conector + 1/4″=0.7 cm + 0.8 cm. para soldar

EJEMPLO Panel solar de 99 cm x 2.06 mts (medidas recomendadas):

Largo del tubo de 1/2″ = 2 mts (si tengo acceso a tubos de 6 mts y decido dividirlo entre 3)

Número de tubos de 1/2″ = 32

Ancho de la caja = (32 + 1) x 2.54 + 15 = 33 x 2.54 + 15 = 98.82 redondeado son 99 cm.

Largo de la caja = 2 mts + 6 cm = 2.06 mts

Largo de los cabezales (32 + 1 ) x 2.54 + 7 = 33 x 2.54 + 7 = 83.82 + 7 = 90.82 redondeado son 91 cm

Versión 5

Para obtener el cálculo se necesitan los siguientes valores: el número de tubos que se desean colocar en el panel y el largo que tendrá cada uno de los tubos de 4 pulgadas de PVC, considera el tamaño de los tramos de tubos de PVC para que tengas el menor desperdicio posible.

Largo del tubo de 4″ = Tamaño que defines del tubo. Lo más recomendable es que sea el largo del tramo que puedes conseguir entre un número entero para disminuir los desperdicios.

Número de tubos de 4″ = El número de tubos que quieres usar.

Cantidad de agua que almacenará = (Pi x Radio ^2 x Largo del tubo en centímetros x Número de tubos)/1000, considerando que Pi es 3.1416 y el radio son 2 pulgadas (la mitad del diámetro de 4 pulgadas)= 5.08 cm sería:

(81.0734 * Largo del tubo en centímetros * Número de tubos) / 1000

Nos da la cantidad de litos que caben y por lo tanto el número de kilogramos que pesa.

Por ejemplo, si el largo del tubo es 200 cm (2 mts) y son 3 tubos la cantidad de agua que almacenará es 81.0734 x 200 x 3 / 1000 = 48.6 litros = 48.6 kg

Grueso de la madera = El grueso de la madera depende de la cantidad de agua que vas a almacenar en los tubos ya que debe asegurarse que la caja soporte el peso. Para ello antes de comprar la madera preguntale al de la maderería que grueso se necesita para que soporte el peso del agua que almacenará y el tamaño de la caja.

Largo de la caja = largo de los tubos de PVC + (2 x 4 cm ancho del codo) + 6 cm de espacio libre a los lados+ 10 cm( 5 cm de plumavit/unicel/frigolith de cada lado)

Largo de la caja’ (largo de la caja prima)= largo de la caja + 2 x grueso de la madera.

Ancho de la caja = (diámetro de los tubos de PVC + 1 cm separación entre ellos) x # tubos + 6 cm de espacio libre a los lados + 10 cm (5 cm de plimavit/unicel/frigolith a cada lado)

Alto de la caja = 10 cm (de plumavit/unicel/frigolith) + 5 cm+ diámetro de los tubos + grueso de la madera.

EJEMPLO Panel solar de 3 tubos de PVC de 200 cm (2 mts) (medidas recomendadas):

Largo del tubo de 4″ = 200 cm.

Número de tubos de 4″ = 3

Cantidad de agua que almacenará = (81.0734 x 200 x 3) / 1000 = 48.6 litros que pesan 18.6 kg

Grueso de la madera = 2 cm

Largo de la caja = 200 + 8 + 6 + 10 cm = 224 cm

Largo de la caja’ (prima) = 224 + 2 x 2 cm = 228 cm

Ancho de la caja = (10.16 + 1) x 3 + 6 cm + 10 cm = 33.48 + 12 = 49.5

Alto de la caja = 10 + 5 + 10.16 + 2 = 27.2

NOTA: Agradezco a Marcelino L. su retroalimantación, ya que los calculos de las medidas recomendadas eran incorrectos.

Tercer paso: Determinar que elementos integrarán al calentador solar.

En cada una de las secciones (Panel, caja, armado de colector, termotanque, tanque de alimentación) se dan diferentes alternativas para construir cada uno de los elementos, por ejemplo en el termotanque se puede elegir la estructura donde se colocará y el forro.

Los materiales dependen de los elementos son los que se elijan, y se pueden consultar en cada uno de ellos.

Cuarto paso: Equipo de seguridad.

Lo primero es la seguridad, si decides hacer un calentador solar, no olvides que lo más importante es tu seguridad por lo que antes de iniciar el proyecto consigue el equipo de seguridad y utilizalo.

1.- Guantes de cuero (para evitar quemaduras y cortaduras)

2.- Lentes de protección (Para evitar que algo lastime tus ojos, en especial al perforar con el taladro o el sacabocados).

3.- Tapones para los oidos para disminuir el impacto del ruido.

NOTA: La caja de lámina debe ser construida por un herrero calificado ya que se necesita soldadora eléctrica para soldar y guillotina para cortar la lámina. Ambas herramientas requieren experiencia y capacitación para su uso.

Quinto paso: Construcción

Lo más importante durante la construcción es hacer un paso bien hecho cada vez, ya que si dejas un pendiente después tendrás que regresar a arreglarlo y eso usualmente requiere más tiempo.

En las construcción no olvides que lo más importante es tu seguridad, por ejemplo es preferible tardarse más tiempo y no necesitar atención por una quemadura por no utilizar guantes de cuero, no lo pierdas de vista tu seguridad en ningún momento.

Para que el calentador solar funcione correctamente cuida en especial lo siguiente:

Que al hacer un recorrido del agua después de alimentar al panel siempre tengan las burbujas oportunidad de salir a la superficie, un poco de burbujas en el colector puede hacer que este no funcione porque impiden que el agua circule.

Que cuando hagas una soldadura no tenga fugas, si tienes dudas ponle agua a circular y verifica que no salga ninguna gota de agua.

Autor: Emilio Alvarez Peimbert
Publicado originalmente el: 2012-03-08 15:20:57

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