Uso de mi calentador solar en el día a día

Esta entrada es para compartir mi experiencia en el día a día de mi calentador solar.
El calentador solar que tengo instalador en la casa corresponde a

  • la versión 2, con 4.5 metros cuadrados de páneles (dos de 2 x 1 mt cada uno) y otros dos más pequeños de 50cm x 50 cm c/u conectados a un termotanque de 250 lts (llenado a 220 lts), y
  • conectado por medio de un bypass para usar sólo agua del calentador solar en días soleados y prender el boiler de gas cuando no se calienta lo suficiente el agua.
  • El termotanque está en una casita de lámina galvanizada (para que el aire no lo enfríe y llena de bajoalfombra rodeada de papel alumnio)
  • en la Ciudad de México.

Las conexiones del calentador solar están optimizadas por lo que tenemos muy buenos resultados, pero le hemos invertido tiempo a mejorarlo. Las mejoras que hemos hecho son:

  • Aislamos las conexiones entre el panel y el termotanque (forradas con bajoalfombra, cubierta con cinta gris que a su vez está cubierta por lámina delgada de aluminio amarrada con alambre).
  • Al termotanque le hicimos una casita para protegerlo del viento que lo estaba enfriando mucho, y dentro de la casita hay bajoalfombra para aumentar el aislamiento.
  • Cambiamos las conexiones instalarlo como bypass para que sólo se prenda manualmente el calentador de gas (y su piloto) cuando es necesario.
  • Instalamos una regadera adicional en uno de los baños para que usara agua del calentador solar directamente (lo que nos aumentó 10°C en esa regadera), esto es porque se pierde esa temperatura en el recorrido de las tuberías de la casa.
  • Tenemos política interna de ahorro de agua.

En el día a día un calentador puede ser transparente al usuario (es decir, quien lo instaló sabe que está instalado, pero quien lo usa podría no saberlo). En nuestro caso sabemos que tenemos calentador solar porque tenemos una regadera que llega directa del calentador solar y porque hay que prender el boiler manualmente cuando hay 48 horas sin sol.
En la noche el agua se mantiene caliente.
Los días en que hemos tenido que prender el boiler de gas es cuando:

  • durante 48 horas está muy nublado y no llegan los rayos solares.
  • y cuando se va el agua, como el calentador solar requiere tener el termotanque lleno para poder funcionar si no hay agua baja su nivel y por lo tanto hay que prender el boiler.

En el inverno el agua llega más fría y y hay menos horas de sol, por lo que en nuestro caso se calienta menos que en verano (entre 45 y 50°C) usualmente, y en verano (en días soleados) llega hasta 62°C entregados en la regadera que está conectada directamente al calentador solar (Nota: es una temperatura que puede ser peligrosa, por lo que por seguridad siempre se abre primero la llave del agua fría y después poco a poco la caliente).
Lo curioso es que se pensaría que el problema de tener agua fría es en invierno, cuando nosotros prendemos más días el calentador de gas es en verano porque hay más lluvia, y por lo tanto está mucho más nublado que en inverno.
Antes de instalar la regadera de forma directa (pero con el bypass) prendiamos el boiler unos 20 a 25 días por año, después de instalar la regadera directa del calentador solar son de 8 a 12 días por año.

Cuándo se usa un jarro de aire, un flotador o una trampa de vapor en un calentador solar.

¿Qué opciones hay para dejar salir el aire del calentador solar?

Una creencia que noto es que la primer alternativa para colocar en un calentador solar es la trampa o válvula de vapor cuando en mi opinión es la última, y la razón es el mantenimiento. A Emilio le preocupaba mucho que cualquier calentador requiriera un mantenimiento mínimo ya que si alguna de las piezas falla fácilmente se culpa al calentador y en ocasiones se desecha uno en buen estado por que una pieza dejó de funcionar. En particular vió una granja de calentadores solares (aprox 50) que usaban trampa de vapor y al fallar las trampas de vapor no hubo quien las cambiara y se dejaron de usar los calentadores. Sé que no parece suficiente razón, pero vi las fotos.
Importante: Dentro del calentador (en especial en el colector) para que circule el agua por convección (y que no se requiera una bomba para forzarla) es muy importante que se permita la salida de las burbujas, además de que si se calienta mucho el agua es importante permitir los cambios de volumen en el agua para que no aumente la presión interna.
Esquema básico del calentador solar
Vamos a comenzar con un esquema básico del calentador solar, hay un tanque de alimentación, un termotanque y un panel. (No tiene forma de sacar el aire). 

vasos8

Si lo observamos funciona como un gran vaso comunicante. Una vez que entra el agua ahí se queda, como en el colector se calienta y el agua caliente es más ligera que la ligera entonces sube, y así es como circula en el termotanque, por ello es importante que el agua fría llegue al fondo del termotanque (para que no enfríe el agua de la superficie del mismo).
Veamos que alternativas hay.

Jarro de aire

Supongamos que el termotanque está sellado (es decir, no tiene tapa y no tiene fugas) entonces tiene que soportar la presión que da la columna de agua del tinaco de alimentación. Ahí se agrega un jarro de aire, y debe quedar 20 cm arriba del nivel máximo de agua (es decir, el del tinaco de alimentación) y doblada la punta a 45° para que no se meta la lluvia y el polvo fácilmente.

version 1 del calentador solar comentada

 De esta idea es que sale la versión 1 del calentador solar.
Sin embargo el tener un termotanque sellado tiene algunas dificultades en su construcción, la primera es tener un recipiente que se pueda tener sellado (Emilio usó tinacos de 200 lts de fierro, en ese momento no sabía que no es bueno usar fierro en un calentador solar debido a una bacteria llamada legionelosis que prospera en agua tibia/caliente en presencia de fierro y que ataca las vías respiratorias) pero sellarlos no era fácil, se requiere un herrero con mucha experiencia. 

termotanque sellado

Además de que se oxidan.

termotanque oxidado

Entonces su amigo el Ing. Gómez Coyt utilizó tanques de plástico pero no soportan bien la tensión así que le agregó unos cinchos para que no se deformara. 

termotanques de plástico con cinchos para que no se deformen

Usando un flotador/boya para controlar el nivel máximo del agua

En ese tiempo Emilio comenzó la página y en una serie de preguntas y respuestas surgió la idea de limitar el vaso comunicante hasta el termotanque, así se podría tener un termotanque abierto, que permite la salida de las burbujas en ese punto sin que sea necesario poner un jarro de aire, y así es como nace la versión 2.

version 2 calentador solar

 Y este sería el esquema, ahora el nivel máximo del agua es el termotanque, y como es un termotanque abierto (tiene una tapa que permite el paso del aire) entonces no se requiere un jarro de aire en el termotanque. 

esquema de la versión 2 del calentador solar

¿Cuándo hay que usar una trampa de vapor?

Una trampa de vapor permite la salida de gases sin dejar salir el vapor o el agua que contiene. Es necesario utilizarla cuando el nivel máximo de agua no puede ser definido.
Por ejemplo, cuando se utiliza un hidroneumático, éste aumenta la presión del agua, por lo que si se coloca un jarro de aire el agua se saldría. También cuando por cuestiones de espacio no es posible colocar un jarro de aire.
¿Qué otras razones conoces?

Inclinación que debe tener el colector

La inclinación recomendada en general es la latitud de la lugar más 10 grados o 15 grados. Por ejemplo la Ciudad de México está en la latitud 19 por lo que la inclinación de los colectores debe ser entre 30° y 35° considerando el ángulo mínimo para el ecuador de 15° para que la convección se realice y como máximo 45° para los extremos cercanos a los polos.
Para lograr la inclinación adecuada hay que calcular a que distancia se debe encontrar la parte superior del colector con respecto al piso, la fórmula para obtenerlo es Largo x seno A donde A es el ángulo de inclinación deseado.

Ejemplo paso a paso Zacatecas.

Obtener la latitud

Al buscar “coordenadas de zacatecas” uno de los resultados es de la wikipedia que nos indica que está en 23°17′34″N 102°42′02″O
Como la Latitud está al Norte o al Sur significa que el valor que buscamos es 23°17′34″N or es decir que está en 23° Latitud Norte

Obtener la inclinación del colector

Latitud 23° agregamos entre 10 y 15° por lo que la inclinación será entre 33° y 38°
o bien usaremos esta tabla.

Tabla: Inclinación del Colector de acuerdo a la Latitud del lugar
LatitudIncinación mínima (en grados)Inclinación Máxima (en grados)
0 – 415
51520
61621
71722
81823
91924
102025
112126
122227
132328
142429
152530
162631
172732
182833
192934
203035
213136
223237
233338
243439
253540
263641
273742
283843
293944
304045
314145
324245
334345
344445
> = 3545

Obtener la orientación del colector

Debido a que es Latitud Norte el colector solar debe estar orientado al Sur
Si es Latitud Sur, el colector se orienta hacia el Norte.

Obtener la inclinación del colector en centímetros

Ya tenemos los datos necesarios para determinar la altura del colector solar (la diferencia de altura entre un lado y otro del colector.

Altura del colector
 Altura del colector

Para Zacatecas el ángulo deseado de inclinación está entre 33° y 38°.
Por lo tanto Si el colector tiene 2 mts de largo entonces la (Ver la tabla del cálculo del seno que está adelante)
Altura mínima del colector = 2 mts * Seno(33°) = 2 mts * 0.5446 = 1.09 mts = 109 cm
Altura máxima del colector = 2 mts * Seno(38°) = 2 mts * 0.6157 = 1.23 mts = 123 cm
Tabla de Senos para calcular la altura del calentador solar.

Ángulo deseadoSenoÁngulo deseadoSenoÁngulo deseadoSeno
150.2588250.4226350.5736
160.2756260.4384360.5878
170.2924270.4540370.6018
180.3090280.4695380.6157
190.3256290.4848390.6293
200.3420300.5000400.6428
210.3584310.5150410.6561
220.3746320.5299420.6691
230.3907330.5446430.6820
240.4067340.5592440.6947
450.7071

Autor: Emilio Alvarez Peimbert
Publicado originalmente el: 2012-03-26 15:22:51
Actualizado: Angeles Alvarez Fecha 22 junio 2014

¿Por qué funcionan los calentadores solares de agua?

El agua circula por un principio llamado de convexión, que básicamente es que el agua caliente tiende a subir porque su densidad es menor que la del agua fría.

Por lo tanto dentro de un colector cuando llega el agua fría (proveniente del termotanque) conforme se va calentando va subiendo por los tubos del panel y en el punto en que el agua más fría del colector es más caliente que la que está en la parte inferior del termotanque la deja entrar porque es más fría y entonces el agua más caliente del colector se va a la parte alta del termotanque y así es como va circulando.

En cada “vuelta” el agua se caliente un poco más en el colector y por lo tanto el agua del termotanque aumenta su temperatura poco a poco hasta estabilizarse en 68° C aproximadamente. Este es el punto en que la diferencia de densidades es tan pequeña, que para subir un poco más la temperatura se require el doble de colectores.

Es indispensable cuidar que no queden burbujas de aire atrapadas porque entonces la convexión se detiene y que en todo el recorrido el agua siempre suba o baje verificándolo con un nivel (si se forma una U en la tubería las burbujas se quedarán atrapadas).

Autor: Emilio Alvarez Peimbert
Publicado originalmente el: 2012-03-26 15:14:52

Recomendaciones previas a la fabricación de un calentador solar

Introducción

Antes de comenzar recuerda que lo más importante al trabajar en un taller (y hacer un calentador solar) es la seguridad, por lo que hay que utilizar las protecciones necesarias en todo momento.

Por el costo que implica la fabricación de un calentador solar te recomiendo que antes de comprar el material o herramienta necesaria leas toda la sección de fabricación para que veas lo que va a implicar, si tuvieras alguna duda escríbeme por correo electrónico a la dirección que aparece en micalentadorsolar.com (la cuenta podría cambiarla para combatir el SPAM).

Aproximadamente un m2 del colector que propongo sube la temperatura de 40 lts de agua 20° a 40° C en 1/2 hora, podemos comparar este colector con una hornilla de estufa de gas.

Cuando fabriques tu calentador solar es SUMAMENTE IMPORTANTE, y no puedo enfatizarlo lo suficiente, que cuides que todas las conexiones permitan la salida de las burbujas de aire, un burbuja atrapada es capaz de detener la circulación del agua que se da por convexión y hacer que el calentador no funcione. Para ello hay que verificar con un nivel cada conexión para asegurar que todas estén inclinadas para que el agua y el aire suba. Si llegaras a hacer una conexión con una manguera debes cuidar que no forme una U, ya que la bajada que hay en la primer parte de la U estanca las burbujas y detiene la circulación.

Además cuida que todos los tubos tengan la misma medida cuidada al milímetro, ya que si alguna queda de una medida diferente te será considerablemente más dificil tener una buena soldadura y evitar las fugas.

Autor: Emilio Alvarez Peimbert
Publicado originalmente el: 2012-03-26 15:02:55

Cambios que hice para mejorar la instalación de los calentadores en mi casa

Te comparto lo que hice, no para que lo hagas sino para que lo puedas ver por si algo te es útil.

Como vemos lo ideal es que el termo este arriba del colector, pero hay ocasiones en que no es posible porque el tinaco de alimentación no tiene la suficiente altura y el termo siempre debe estar lleno, por eso el tinaco de alimentación siempre debe estar arriba del termo pudiendo sacrificar un poco la altura del termo respecto al panel de manera que la salida de agua caliente caliente siempre este arriba de la entrada superior del termo y la conección debe ser lo mas recto dando salida al aire y lo mismo sucede con las partes bajas tanto del termotanque como el colector.

Ésta es la colocación ideal el termo entre los colectores y el tinaco de alimentación.

Aquí podemos ver que los colectores son más chicos porque el tinaco de alimentacion está a sólo 1.10 m del nivel de la azotea

Después de quitar la loza que sostenía al tinaco de alimentación vemos el termo-tanque

el tubo de abajo para alimentar los colectores, el de en medio salida de agua caliente y arriba hay dos, uno para recibir el agua caliente de los colectores y otro hacia arriba para permitir la salida del aire.

Para poder elevar el tinaco de alimentación a 1.70m se hizo una estructura métalica con PTR de 1″ cal 14 y reforzada con crucetas de varilla de 3/8″

Después de colocar el sistema vemos que el termo para que quedara abajo del tinaco de alimentación se encuentra ligeramente abajo de los colectores y abajo de tinaco de alimetación y las conecciones siempre en ascenso.

La salida del termotanque se conecta al calentador de gas.

La tuberia de la izquierda viene del termo azul y tiene una desviación directa a la mezcladora de la cocina y otra salida para el calentador de paso y la de enmedio es la salida del calentador al baño.

Misma instalación con el calentador de paso colocado

Muchos se preguntan para cuantos personas alcanza el calentador. Las firmas comerciales dan como refernencia la capacidad del termo y asi dicen que un termotanque de 150lts. Para 5 personas otras dan 40lts. Yo digo que aqui hay 250lts distribuyanlos entre los que puedan y que mientras menos agua gasten mas personas los usan o bañense a la hora que el sol esta en plenitud que en lo que se visten y el siguiente entra pueden ser 10 o mas duchazos.

En cuanto logre aislar termicamente al termotanque (una solución que me guste más que las que tengo) pienso que si se cierra la entrada de agua fria y sale por la parte inferior las personas que se bañan en la tarde noche o temprano lo hagan y en la mañana siguiente despues de usarla se abra la llave para que se llene el sistema y asi no gastar gas en los dias soleados y unicamente al dia siguiente de un dia frio y sin sol prender el calentador de gas.

Autor: Emilio Alvarez Peimbert
Publicado originalmente el: 2012-03-23 23:00:55

Conocimientos de pintura necesarios para hacer un calentador solar

4. Pintura

a) pintar el exterior de los tubos con negro mate para mayor absorción del calor.

Los tubos y la parte interior de la caja del colector solar se deben pintar de pintura negra con acabado mate (no brillante) para que absorban más calor.

La parte exterior se puede pintar de cualquier color que se tenga disponible, incluyendo el negro mate.

b) ¿Cómo pintar con brocha?

Para pintar los tubos y la caja de pintura negra mate se necesita

1. Brocha de 1 pulgada para los detalles y de 2 o 3 pulgadas para el resto.

2. Pintura de aceite color negro y acabado mate. Si no encontraras pintura negra mate (solamente brillante) puedes conseguir un matizador que hace mate a la pintura brillante de aceite.

Los pasos son:

1. Limpia bien la superficie en la que aplicarás la pintura para que no tenga polvo, grasa o cualquier otra suciedad.

2. Revuelve bien la pintura con un palo.

3. Introduce la brocha dentro de la pintura más a o menos a la cuarta parte del tamaño de las cerdas, y aplicar la pintura deslizando la brocha sobre la superficie a pintar.

4. Espera un mínimo de 4 horas después de terminar de aplicar la primera capa, antes de aplicar la segunda capa.

La pintura además de ayudar a la absorción del calor, en el caso de la caja, evita que ésta se oxide.

Autor: Emilio Alvarez Peimbert
Publicado originalmente el: 2012-03-08 20:19:40

Qué implica hacer mi propio calentador solar

¿Qué puedo esperar de un calentador solar?

Disminuir notoriamente el uso de gas. La solución que más me convence es conectar el calentador solar al calentador de gas, y tenerlo calibrado (el calentador de gas) a 30 o 50°C para tenerlo en caso de que se termine el agua caliente proporcionada por el calentador solar, o bien para que si el agua no está lo suficientemente caliente, se aumenten los grados que falten con el calentador solar. Hay que recordar que en un informe televisivo que dijo el presidente que el gas en México se terminaría en 9 años aprox.

Si el área geográfica tiene temperaturas de 0°C o menores, es necesario tenerlo presente ya que el agua congelada puede romper el colector. Hay dos alternativas principalmente, utilizar un colector con un serpentín por el que circule un líquido anticongelante dentro del termotanque (esta opción no la tengo documentada en esta página todavía) y la otra es vacíar el calentador solar cuando la temperatura puede llegar a 0°.

Si es un calentador solar para una alberca, no es necesario el termo-tanque y sólo se requiere tener un tanque alimentador para regular las presiones y poner tubos que permitan la salida de aire y vapor a la atmósfera.

¿Qué implica hacer mi calentador solar?

Elaborar un calentador solar requiere compromiso, tiempo dedicación al proyecto, esta es una guía para que tomes una decisión informada respecto a hacer tu calentador solar.

Suponiendo que harías un colector de tubo de cobre, en caja de metal cubierto de vidrio 90 x 205 cm., un termotanque de 200 litros de poliuretano forrado de lana de vidrio o neopreno esponjado:

Nota: El forro de neopreno esponjado dura entre 2 y 3 años, después hay que reemplazarlo.

COSTO APROXIMADOen junio de 2007 (en pesos mexicanos, 10.8 Peso Mexicano = 1 Dólar Estadounidense)

Con tubos de cobre de 6 m, o 6.10 m casi no se tiene desperdicio, a un costo actualmente de $2000.00 en cobre $ 600.00 de fierro ( lámina 1.22 X 2.44 cal 20, 1 ángulo de 1″X1/78″, otro de 3/4″X1/8″ ), $ 600.00 del herrero que lo hace, $ 250.00 del vidrio de 5 mm., $40.00 de lana de fibra de vidrio, mas soldadura, pasta, gas butano y silicon $ 100.00, $ 200 de conectoreslo que me da $ 3,790.00 aun redondeando a $4,000.00 por colector con 1.8 m2

Hay que sumar el costo del termotanque (como 300), el del tinaco de alimentación (si es una casa lo más probable es que ya lo tenga) y el de las conexiones (el tubo que se necesita para conectar el tanque de alimentación, termotanque y colector) y si lo va a hacer un plomero lo que cobre. El costo de las conexiones depende mucho de como esté la instalación de la casa.

¿Para cuántas personas alcanza el calentador solar?

Depende de cuanto tiempo se tarden en bañar y a que hora se bañan y para que más se utiliza el agua caliente. Si se bañan en la mañana antes de las 10:00 am alcanza para una persona (y si estuvo muy fría la noche, quizá se necesite levantar un poco la temperatura con un calentador de gas), si se bañan entre las 12 y 5 pm y usan el agua muy caliente hay que esperar 30 min entre cada baño, y si se bañan entre las 6:00 pm y las 10:00 om se pueden bañar 2 personas con el agua del termotanque (pero no se obtiene agua caliente para un baño en la mañana).

Lo que he visto es que el agua de mis termotanques se calienta entre 50 y 65 grados (un baño muy caliente es a 40°, calientita es como a 30°-32°) por lo que el agua se mezcla con la fria y por eso no se consume toda el agua.

En términos generales un calentador, con su termotanque de 200 lts, alcanza para 4 personas, pero el cálculo varía ya que cada familia tiene costumbres diferentes. De cualquier manera se tiene un ahorro de gas, porque los grados que aumenta el calentador solar el agua, hacen que el calentador de gas se prenda menos (debe calibrarse entre 35 y 50 grados para que no se prenda a menos que sea realmente necesario).

¿Cuánto tiempo me tardaré en hacerlo

  • Para hacer el colector 8 hrs.
  • Para el termotanque 3 hrs.
  • Para las conexiones 2 hrs.
  • Para el tanque de alimentación depende los problemas que se tengan para colocarlo
  • Para que un herrero haga la caja (depende del herrero)
  • Para resolver los problemas que se presenten, aquí depende de cuanto se hayan seguido los pasos.
  • Incluir el tiempo que se necesita para comprar los materiales.
  • Las horas es considerando que se tiene todo el material y que se tienen los conocimientos necesarios. Si aún no tienes los conocimientos requerirás dedicarle tiempo para aprenderlos.

¿Qué herramientas se necesitan para hacer uno con panel de cobre?

  • Taladro de banco con broca de 1/2″
  • Soplete de gasolina o de gas butano o de gas propano.
  • Prensa para el taladro en que las mordazas abran 1 1/2″
  • Martillo tipo doméstico
  • Cortador para tubo de cobre de 1″
  • Tijeras de lámina
  • Lentes de protección
  • Pinzas
  • desarmador
  • Guantes de cuero
  • Escantillón para las perforaciones en el tubo
  • Taladro de mano de 1/2″
  • Broca de 3/16″

Conocimientos necesarios:

-Saber soldar cobre con cobre por medio de soldadura plomo estaño 50/50 o 95/5.

– pintar con brocha o pistola

– Pedir ayuda a un herrero para soldar la caja (a menos que sepas soldar con soldadora electrica) y para la estructura donde se ponga el termotanque.

– Pedir ayuda a un albañil si el tanque de alimentación no está por lo menos 20 centimetros arriba del termotanque (aprox 1.20 mts de altura mínima y máximo 3 metros), puede ser mayor o menor dependiendo de tu configuración final) o solicitar a un herrero que realice una estructura donde se coloque dicho tanque.

Condiciones en las que se realiza el calentador solar de cobre

– Se martilla para poder hacer los boquetes en los tubos de cobre, por lo que se hace ruido.

– Se trabaja con un soplete y por lo tanto hay que tener cuidado al manejar el fuego.

– Se requiere espacio para poderlo construir (aprox 4 x 6 mts cuadrados)

– Si falla algo hay que tener paciencia para arreglarlo.

Concluisones

El panel del colector puede tener diferentes formas y todas funcionan, en espiral, en zigzag, radiador o combinaciones de ellos, lo importante es que la energía absorbida por metro cuadrado sea la misma y que esta depende únicamente de la intensidad del sol y esta a su vez, depende de la estación y el lugar donde esté el colector.

El aire y el vapor atrapado en el colector o en el sistema hace mucho daño por lo que es muy importante la inclinación que tenga la tubería para que estos puedan fugarse al medio ambiente. Esto se controla por medio de trampas de aire o vapor pero están hechosa base de resortes para poderse ajustar, pero estos se oxidan y empiezan a fallar, por que recomiendo el uso de tubos verticales ( jarro de aire ) en lugar de las trampas (la versión 2 utiliza el termotanque como jarro de aire)

¿Qué sigue?

Si decides fabricarlo tu mismo

Selecciona el que te gustaría fabricar (están documentados paso a paso)

Si decides que no quieres hacerlo tu mismo, considera comprar uno además del beneficio del medio ambiente, se beneficia tu economía en el mediano plazo.

Autor: Emilio Alvarez Peimbert
Publicado originalmente el: 2012-03-08 20:11:15

Diagrama Calentador solar de bajo costo sin termotanque.

Diagrama del calentador solar de tubos-estanque de Camilo Rojas
 Diagrama del calentador solar de tubos-estanque de Camilo Rojas

Este es el diagrama que haría después de la experiencia que adquirí, la ventaja que tiene es que es más fácil de construir aunque requiere una caja un poco más grande para que los tubos estén inclinados en forma de zigzag. El diseño que utilicé y está en las fotos está al final de esta página.

Foto comentada del calentador solar de tubos-estanque de Camilo Rojas
 Foto comentada del calentador solar de tubos-estanque de Camilo Rojas

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. En este caso Camilo Rojas C. utilizó un bote de plástico con tapa y un flotador o boya.
Su función es controlar la presión del agua. Debido al calor, los tubos-estanque del panel solar se debilitan y si se recibiera la presión directamente de la calleésta los rompería.
El tanque de alimentación recibe agua fría de la llave proveniente de la calle por la parte superior y tiene una salida por la parte inferior que alimenta al panel-estanque solar.
En esta versión de calentador solar, el tanque de alimentación es indispensable.
Es importanque que la parte superior del panel de tubos estanque esté debajo del nivel mínimo del tanque de alimentación, y que el jarro de aire esté 20 cm arriba del nivel maximo de agua del tanque de alimentación.
El tanque de alimentación tiene una salida hacia el panel de tubos-estanque
Llaves de paso, se colocan para poder vaciar el calentador solar, darle mantenimiento o hacer modificaciones si fuera necesario, se colocan 3 llaves de paso en las siguientes posiciones:

  • En la conexión de la recepción de agua fría del tanque de alimentación para poder vaciar el sistema si fuera necesario. IMPORTANTE, si se vacía el calentador debe estar tapado y frío ya que si el panel se queda sin agua el calor de la caja de efecto invernadero fundiría el CPVC.
  • En la conexión del tanque de alimentación al panel de tubos-estanque, para vaciar el colector solar sin necesidad de vaciar el tanque de alimentación.
  • En la salida de agua caliente a la casa (cuando se necesita evitar que salga agua caliente del colector)

¿Porque circula el agua?

Primero se llena el sistema, el agua fria que llega del tanque de alimentación es la que llena el sistema, el agua circula hacia el colector, el aire que estaba en el colector se desplaza hacia arriba y sale por el jarro de aire. Debido a que es un vaso comunicante el agua en el colector de tubos-estanque sube hasta el nivel del agua del tanque de alimentación.
Ya que está lleno el sistema el sol calienta los tubos de CPVC que a su vez calientan el agua que tiene el colector, el agua caliente sube poco a poco al tubo superior . Cuando se abre la llave del agua caliente se saca agua del tubo superior y se mete agua fria del tanque de alimentación al tubo inferior.
Nota: Un dato interesante es que Camilo Rojas C. realizó la mayor parte del calentador en la cocina de su casa.

Conocimientos previos necesarios para elaborar un calentador solar

¿Cómo calentar agua aprovechando la energía solar?

Conocimientos necesarios para la elaboración de mi calentador solar.

Si quieres ir directamente a cómo construir un calentador solar ve a Fabricación de mi calentador solar

Principios básicos de la física de un calentador solar:

  1. Principio de convección
  2. Efecto invernadero
  3. Vasos comunicantes
  4. Principio de densidad
  5. Inclinación solar en el paralelo de la Cd. de México

Plomería

  1. Soldar cobre con cobre con soplete de gas butano o propano
  2. tipos de soldadura
  3. tipos de soplete

Herrería

Pide ayuda a un herrero

Pintura

  1. pintar el exterior de los tubos con negro mate para mayor absorción del calor.
  2. ¿Cómo pintar con brocha?
  1. ¿Como funciona el calentador solar?

Ve a la sección del Diagrama del calentador solar.

Otras secciones que te pueden interesar

Fabricación de mi calentador solar

Problemas comunes al hacer un calentador solar

Resultado de los experimentos
Autor: Emilio Alvarez Peimbert
Publicado originalmente el: 2012-03-08 13:17:17