Versión 2: Calentador solar con tanque de alimentación y termotanque abierto (no sellado)

Versión 2: Calentador Solar con tanque de alimentación y termotanque sellado

ir a paso a paso para su construcción

VERSION RECOMENDADA. Esta es la versión que yo estoy utilizando, originalmente tenía los calentadores como la versión 1, pero recientemente se perforó uno de los termotanques de metal, duró sólo 3 años, anteriormente me habían durado 7 años, por lo que decidí cambiar los dos sistemas de calentadores solares que tengo en casa a esta versión.

Conexiones versión 2.

En el diagrama se muestran las siguientes elementos.

Tanque de alimentación, usualmente corresponde al tinaco donde se almacena el agua que llega de calle y la mayoría de las casas ya lo tiene.

El tanque de alimentación recibe agua fría de la llave proveniente de la calle por la parte superior y tiene una salida de agua fría que distribuye el agua a la casa.
Este tanque tiene un flotador que controla el nivel del agua del tinaco para que no se tire.
En esta versión de calentador solar, el tanque de alimentación es deseable tenerlo, pero no indispensable.
La ventaja de tenerlo es que las burbujas procedentes de la alimentación de agua fria se evaporan en el tanque de alimentación, cuando no se tiene, las burbujas suben por el termotanque revolviendo el agua y enfriándola al subir, lo que lo hace menos eficiente.

De la salida de agua fría del tanque de alimentación (y si no se tiene de la alimentación de agua) se obtiene el agua que se alimenta al termotanque, en el termotanque el agua se deposita en el fondo del mismo (por medio del tubo que baja).

Termotanque en este tanque se almacena el agua caliente que está circulando en el colector. Tiene cuatro puntos de salida,
uno en el nivel del agua o poco arriba que tiene la llegada del agua fria, el flotador, y un tubo que lleva el agua al fondo del termotanque.
uno superior (ligeramente abajo del nivel máximo de agua) que tiene la llegada de agua caliente del colector,
otro superior que sale al agua caliente de la casa, y
uno que alimenta al colector por la parte inferior del mismo y a la vez en esta conexión está la alimentación del agua fria.

El termotanque NO debe estar sellado, ya que su nivel se controla por medio del flotador o boya y sirve como jarro de aire, por donde escapan las burbujas del sistema.

Conexión entre la parte inferior del termotanque y la parte inferior del colector. La parte inferior del termotanque debe estar arriba de la parte inferior del colector.

Colector tiene 2 salidas, una en la parte superior que va al termotanque (la entrada que está ligeramente debajo del nivel de agua) y en la parte inferior a la salida inferior del termotanque

Llaves de paso, se colocan para poder vaciar el calentador solar, darle mantenimiento o hacer modificaciones si fuera necesario, se colocan 4 llaves de paso en las siguientes posiciones:

  • En la conexión de la recepción de agua fría del termotanque ya sea del tanque de alimentación o de la alimentación directa (para poder vaciar el sistema si fuera necesario)
  • En la conexión del agua fría del termotanque al colector (por ejemplo, para vaciar el colector solar y que el agua caliente del termotanque se pueda utilizar).
  • En la salida de agua caliente a la casa (cuando se necesita evitar que salga agua caliente del termotanque)
  • En la recepción de agua caliente del colector al termotanque, para poderla cerrar con la que alimenta el agua fría del termotanque al colector para poder quitar el colector para hacer algún cambio y que la casa no se quede sin agua.

Se coloca una llave de salida en el punto inferior del colector para poder sacar el agua del sistema para poderlo vaciar (hay que cerrar las llaves de paso dependiendo de las partes del calentador solar que se necesiten vaciar).

¿Porque circula el agua?

Primero se llena el sistema, el agua fria que llega del tanque de alimentación (o de la alimentación directa) es la que llena el sistema, el agua circula hacia el colector, el aire que estaba en el colector se desplaza al termotanque por donde sale ya que no está sellado.

Ya que está lleno el sistema el sol calienta los tubos de cobre que a su vez calientan el agua que tiene el colector, el agua se dilata por el aumento de temperatura, disminuye su densidad y sube por el colector y entra al termotanque, al ser agua caliente y más ligera empuja el agua más fria que está en el fondo del termotanque hacia el colector, y no recibe más agua fria si no hasta que se utiliza agua caliente en la casa (sale agua del termotanque por la salida de agua caliente) en ese momento el sistema necesita más agua y la recibe del tanque de alimentación de agua fria (o de la alimentación externa)

(ver imagen más grande)

Colector y termotanque armados, en la foto se ve con mangueras tranparentes (para ver las burbujas) que conectan en lugar de conexión de cobre o termoplus que es la que quedará como definitiva.



Páginas que tienen paso a paso su construcción

Panel solar

opción a) Radiador de panel (RECOMENDADO)

caja

opción a) caja de fierro y lámina negra calibre 20 (RECOMENDADO)

Se recomienda porque dura más la desventaja es que el fierro es más caro que otros materiales pero a largo plazo conviene más.

Armado Colector

Forro interior de la caja

opción a) Forro de neopreno esponjado

Transmisor de calor

opción a) Transmisor de aluminio

Termotanque

Estructura de soporte del termotanque

opción a) Estructura de metal

opción b) Estructura de concreto

Ambas son recomendables ya que cumplen bien con el objetivo.

Tanque para el termotanque

opción a) de neopreno no hermético.

Forro del termotanque

opción a) Forro de neopreno esponjado en intemperie

Esta es una opción para la intemperie o bajo techo. El neopreno dura aproximadamente 3 años.

opcion b) Forro de fibra de vidrio y manta bajo techo.

Esta es una opción para cuando se tiene un techo sobre el termotanque que impide que este se moje.

Tanque de Alimentación

tanque de alimentación.

Conexiones

opción a) tubería térmica (RECOMENDADA)

opción b) tubería de cobre forrado con neopreno

Conexión a la casa

conexión a la casa


Autor: Emilio Alvarez Peimbert
Publicado originalmente el: 2012-03-09 10:06:18

20 thoughts on “Versión 2: Calentador solar con tanque de alimentación y termotanque abierto (no sellado)

  1. hola amigo mira yo fabrique un termo solar con pvc .Tengo todas las colecciones instaladas pero tengo un problema no me hace el termo sifón ya que el agua se mantiene en el panel y no sale hacia el estanque .Espero su ayuda para solucionar el problema que tengo gracia

    hola amigo mira yo fabrique un termo solar pero tengo un problema es que no me ase el termo sifón ( no sicula el agua solo queda en la entrada ) por favor me pueden a yuda por favor espero su respuesta gracias .

    • Hola Pablo,

      La principal causa es la inclinación de los tubos, ya que si se estancan las burbujas se suspende la circulación del agua por termosifón.
      Para revisar que no tengas ese problema toma un nivel de burbuja y comienza desde la salida de agua fría del termotanque y recorre cada tramo verificando que la burbuja esté del lado del termotanque. Si en algún momento la burbuja cambia de dirección (usualmente cuando se forma una U o una U invertida) significa que las burbujas se acumularán ahí y ya no va a circular el agua, esto hay que hacerlo en cada tramo del colector y después en el regreso del agua caliente hacia el termotanque. El objetivo es que las burbujas tengan forma de salir hacia en termotanque desde cualquier punto en que se encuentren.

      Puedes notar cuando está circulando el agua en el termotanque porque al poner el agua en el regreso del agua caliente en el termotanque se sienten como pulsos, esto es porque el agua no regresa de forma continua sino como si estuviera cavitando.

      Avísame si ese es el problema si no para sugierirte otras soluciones (en ese caso si me puedes mandar un correo con la imagen a angeles arroba micalentadorsolar com te lo agradeceré).

      Saludos!!
      Angeles.

  2. estoy haciendo mi calentador solar es con cpvc y pet al parecer calienta muy bien solo que me falta terminar el termo tanque tengo un tinaco de 450 litros y le puse la entrada de agua a la mitad (200 lts aprox.) creen que el agua permanezca caliente o por ser un contenedor grande se escapara el calor??

    • Hola Diana, más o menos un colector de cobre de 2mts cuadrados calienta 120 litros de agua. uno de CPVC de 2.6 mts2 calienta 120 litros de agua (es un poco menos eficiente que el de cobre).

      La entrada de agua que mencionas es del agua fría que viene de la toma de agua? Lo ideal es que llegue al piso, esto es debido a que el agua más caliente está arriba y la más fría en el fondo, y si se revuelve termina siendo más tibia y menos eficiente el termosifón (la circulación por convexión). En la versión 2 la entrada del agua de la calle entra arriba del nivel máximo de agua y después baja al fondo con un tubo unido al flotador.
      Si es el regreso de agua caliente del colector hacia el termotanque, lo ideal es que esté arriba (pero abajo del nivel máximo del agua) ya que así se optimiza la circulación ya que se tiene una diferencia mayor de temperatura entre la parte superior y la inferior del termotanque.

      El agua del termotanque permanece caliente por el aislamiento que le pongas, aquí al inicio (aún no lo habíamos aislado) estabamos perdiendo entre 10 y 15°C (en la azotea pega bastante el viento, en la casa de Emilio había menos viente y perdía menos temperatura), una vez que lo aislamos (hicimos una caseta de metal, para que no le llegara el viento) y la rellenamos con bajoalfombra como aislante) sólo perdemos 4 a 6°C en las noches frías.

      Espero te sea de utilidad
      Saludos!!!

      Angeles.

  3. hola .soy nuevo en esto quiero hacer un calentador solar pero tengo muchas dudas alguien me puede ayudar de ante mano gracias . 1 el panel ya lo hice de tuvo de cobre de media .2 tengo problemas para conseguir el termotanque por aquello de algunos plasticos no sirven para agua caliente por una bacteria .3 tengo una olla de aluminio muy grande creen que me sirva no la ocupo . por su respuesta gracias y disculpen mi ignorancia.

    • Hola Alfredo,
      El termotanque que yo tengo es de marca rotoplas (un tamboplas para ser más específico) no he visto que tenga problemas el agua (aunque cada año le ponemos desinfectante de verduras, del que se usa para purificar el agua) aunque tengo entendido que la bacteria que causa problemas se da en presencia de fierro y agua caliente/tibia llamada legionelosis, su tuvieras más información de la bactería que comentas avísame por favor para investigar más al respecto.
      La olla de aluminio aunque sea grande no creo que tenga la capacidad necesaria, un colector para 1 persona se recomienda que sea de 60 lts, para 2 de 120 lts y así. Calculando un baño de 5 min con una regadera de 8 lts por min y que hay que mezclar agua caliente con fría.
      La finalidad del termotanque es que sirva como acumulador de calor, ya que con cada vuelta el agua tiene un poco más de calor, y el agua que se haya calentado es la que se puede usar cuando no hay sol (es decir, en la noche). Quizá te sea de utilidad ver el video de la versión 2 (el funcionamiento de la versión 9 está basada en el 2)

      Espero haber aclarado la duda, pero si la amplié avísame

      Saludos!!!
      Angeles.

      • hola angeles: acerca de la bacteria me equivoque no es una bacteria si no dioxinas toxicas que se dan al tener agua caliente en algunos tipos de plasticos como el pvc etc.etc. diculpa por la mala informacion. pienso comprar un tamboplas pero tengo dudas acerca de su resistencia al agua caliente .que tal con el que tienes como te a funcionado ? de antemano gracias me a servido mucho la informacion

        • Hola Alfredo, sí, las dioxinas es una consideración importante. Hasta ahorita (lleva 2 años) el tamboplas me ha cunfioncado bien y a Emilio por lo menos le duró 4 años aunque se veía quemado por el sol porque no está aislado).
          Te comparto las consideraciones que tomé para decidir el tamboplas.
          Las otras opciones que revisé son
          a) un tambo de plástico de 200 lts como el azúl que usó Emilio sólo le duró 2 años y después se cuarteó por lo que es un material menos resistente.
          b) Tambo de fierro (como los que usó Emilio), esos no, porqué después me enteré de la bacteria legionelosis que prospera en agua tibia/caliente en presencia de fierro y que se transmite por asperción, es decir, la regadera es una forma ideal para contagiarse y es una bactería peligrosa, en conclusión, no es opción.
          c) Tanque de acero inoxidable, es demasiado caro para lo que le puedo invertir.

          Otras consideraciones:
          El tamboplas (y otros tinacos similares de otras marcas) es resistente a los rayos UV por lo que está diseñado para estar en el sol, y en lugares calientes la temperatura ambiental puede llegar a 40°C y es posible que lo hayan considerado)
          Para transportar el agua en los riegos usan mangueras de un material similar (también con protección para rayos UV) y están todo el tiempo al sol, y se calientan bastante, en zonas con 40°C como Baja California el agua puede llegar a los 50°C, es poco científico pero lo consideré.
          De las dioxinas, sólo he encontrado menciones respecto al agua caliente y los plásticos, pero no estudios científicos. Lo que sí encontré son estudios de la contaminación del aire por la quema de materiales de PVC desechados por la industria médica (y que se incineran por seguridad) y la generación por microondas (en particular por el tipo de onda)

          Por lo anterior, tomamos la decisión de poner como termotanque un tamboplas (podría haber sido una marca diferente, pero ese lo encontramos fácilmente y Emilio ya lo había probado).

          Espero te sea útil para tomar una decición

          Saludos!!!

          Angeles.

  4. Hola Muy buenos días.
    Primeramente te extiendo una gran reconocimiento por compartir excelentes consejos y soluciones ambientales.
    Tengo varias preguntas que hacerte y de antemano gracias por tus atenciones

    1.-De la alimentación de agua externa al Termotanque:
    ¿Cuál o que Modelo de Valvula con “Flotador” ocupaste?
    La pregunta es en razón de poder colocar el Tubo que dirije el Agua Entrante Fria a la parte inferior del Termotanque.

    2.-A la tapa del Termotaque, no tiene instalada Valvula de Alivio de Presion.
    ¿No es necesaria? si no es necesaria ¿por que?

    3.-Del Colector
    Pienso utilizar manguera negra pluvial de 1/2 pulgada, en Lugar de Cobre.
    En razón de economizar y porque el color absorbe el calor.
    ¿alguna sugerencia o comentario por este remplazo de material?

    Gracias y quedo como su seguro servidor.

    • Buenos días Luis,

      Gracias por escribir.
      1. Emilio hizo una modificación a una válvula de cobre para poder llegar al fondo del termotanque, puedes ver cómo lo hizo en Termotanque de neopreno
      2. La tapa del termotanque no tiene válvula de alivio de presión porque no está sellada, puedes hacerle un agujero a un costado si deseas, pero como el nivel máximo del agua lo determina el flotador, y ahí puede escapar el aire, no es necesario poner la válvula de alivio o un jarro de aire. Puedes ver más detalles en cuando se usa un jarro de aire, un flotador o una trampa de vapor en un calentador solar (hice esta entrada para dar mejor respuesta a tu pregunta).
      3. No lo he probado, así que te doy mis comentarios… buscaría una que tenga resistencia a los rayos UV, debido a que algunos plásticos al calentarse generan dioxinas (sustancias potencialmente cancerígenas) hay que tener cuidado con el tipo de plástico usado. Noé Tapia (autor de la versión 9 utilizó CPVC en lugar de cobre (el CPVC es una versión de PVC autorizada para uso de agua caliente). Dentro de la caja de efecto invernadero la temperatura puede estar arriba de los 100° por lo que se derrite el plástico si lo dejas sin agua como le pasó a Camilo Rojas cuando estaba haciendo su calentador, por cierto que es muy interesante su experiencia diseño del calentador solar de Camilo Rojas
      Además habría que hacer una prueba para ver si soporta la presión la manguera con el plástico reblandecido por el calor, porque a Emilio no le funcionó y se comenzó a tirar agua al fracturarse.

      Espero te sea de utilidad la respuesta.

      Angeles.

  5. me podrías decir cuales es la inclinación mas recomendada en el norte de la cd de mexico, en tecamac edo de mexico y en cuautla morelos, por favor…

  6. necesito saber porque mi calentador solar que hice con tubos de cpvc no calienta toda el agua al las 12 del dia nadamas calienta como unos 10 litros de agua y el tambo que le puse es de 100 pero no esta lleno en su totalidad y la inclinacion que le puse es de 90 gradosy el tambo tiene una altura de 80 cm del piso en el techo sim me puedes ayudar te lo agradeceria mucho gracias.

    • Hola Leonardo,

      Al mencionar que la inclinación del colector solar es de 90° ¿te refieres a que está vertical? Si fuera así, esa sería la primer causa que hay que revisar. La inclinación mínima del colector (para que funcione por convexión) es de 15° y la máxima de 45°, el segundo diagnóstico es ver si está circulando el agua en el colector, una forma de hacerlo es que toques el tubo de la salida de agua caliente del colector al termotanque y la entrada de agua fría al colector, se debe sentir una diferencia de temperatura, eso te daría un indicio de que está circulando, si tienes forma de meter la mano en el agua del termotanque, en el regreso del agua caliente debes sentir la entrada de agua caliente como pulsos (no es continua) y se siente como llega más caliente que el resto del termotanque. La otra opción es que tengas alguna conexión que esté formando una U o una U invertida. Si ésto ocurre se acumulan burbujas y eso impide la circulación del agua, por lo que hay que revisar cada tramo del colector y de su conexión hacia el termotanque con un nivel de burbuja y verificar que la burbuja siempre esté del lado del termotanque, si en algún punto cambia de sentido significa que se están acumulando burbujas, en ese caso habría que enderezar la conexión. Avísame si con eso se resuelve. Angeles.

      • buenas noches.
        tengo mi calentador, desde hace 1 año y hace como 1 mes aprox dejo de calentar el agua, entonces revisando detecte que tenia una fuga en el termotanque, la repare o selle pero despues ya no calento el agua, revise nuevamente y me asegure que nohubiera fugas, pero sigue sin calentar, que puedo hacer si no modifique nada solo selle la fuga.

        • Hola Cristobal, ¿De qué tipo es tu calentador?
          Quizá te pueda servir este truco. En el de tubo de cobre se pueden llegar a acumular burbujas dentro del panel cuando este se queda sin agua, y no es suficiente la convección para sacarlas, en ese caso hay que abrir una llave de agua caliente (por ejemplo en la cocina) y tapar la llave con la mano de modo que el agua regrese al colector, si tienes jarro de aire se va a salir agua por el mismo y así se vuelve a llenar el colector y vuelve a circular el agua.
          Saludos!!!

          • El panel lo fabrique a base de manguera negra de polietileno de ¾ de pulgada, y botellas de pet. creo que puede funcionar el truco, lo voy hacer.
            Comento los resultados el dia de mañana.

            Gracias!!!

          • Gracias Cristobal, si tienes oportunidad de documentar cómo es tu calentador y me lo mandas lo publico para que otros también aprendan de tu experiencia.
            Espero que ese truco te funcione.

            Saludos!!!

            Angeles.

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