Panel de calentador solar de agua de cobre en zigzag

Para versión 4

MATERIALES: (fotografías)

Primero hay que determinar n que es el número total de tubos largos que va a tener el zigzag. Si el número de tubos de par la salida y la entrada del algua estarán del mismo lado y si son nones estarán uno en cada lado.

  • n -2 tramos de tubo de cobre del largo deseado de 1/2″
  • 2 tubos de cobre del largo deseado + 20 cm para que estén en los extremos y sobresalgan de la caja.
  • (n-1) tramos de 1 pulgada (2.5 cm)
  • (n-1)*2 codos de cobre de 1/2″
  • 1.5 mts de soldadura 50/50
  • 2 mts de lija para plomero
  • 1 pasta para soldar

Nota: Hay dos tipos de tubo de cobre (al menos en México), el “M” que es para agua y es el que he utilizado para construir mis calentadores. El “L” se utiliza para gas y es más caro porque es más grueso.

HERRAMIENTA: (fotografías)

1.- Cortador de tubo

2.- Tanque y soplete para gas butano

SEGURIDAD:

1.- Guantes de cuero

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.

Panel del colector en forma de zigzag de tubo de cobre.

Fotografía Explicación

1.- Cortar los tubos del largo deseado (los principales)

2.- Cortar tubos de cobre del largo mínimo necesario para unir 2 codos (2.5 cm = 1 pulgada)

3.- lijar muy bien todos los tubos y los codos. Está bien lijado cuando no tiene ninguna oxidación ni suciedad el tubo y se el cobre brillante como en la foto.

El interior de los codos debe quedar brillante como se indica en la siguiente foto (que no es de un codo).

Para ello se enrolla la lija con la superficie lijante hacia afuera y con el “tubito de lija” se da vueltas dentro del codo como si se le sacara punta a un lápiz.

4.- tomas un tubo largo, uno corto 2 ydos codos, les pones pasta y los armas como una U (sin soldar).


En la imagen de arriba a abajo:

codos

tubos de largo de 1″ para unir los codos.

Tubos del largo deseado.

5.- mides la distancia que hay entre los codos y sumas 2 cm por cada metro que tenga de largo el tubo principal (Y).


X’ = Sumarle 2 cm a la distancia de X por cada metro del largo del tubo principal.

6.- Cortas un tubo (puede ser de cualquier material incluyendo plástico o madera) que tenga el largo del cálculo del punto anterior (X’ = X + 2 cm por cada metro que tenga Y) y lo pones en el otro extremo para abrir las puntas de la U. Esto es muy importante porque para que funcione un zigzag todos los tubos deben tener una inclinación que le permita subir al agua caliente y al aire.


En la imagen de izquierda a derecha:

Se coloca el tubo para abrir las puntas de la U debe quedar simétrico de modo que el tubivo que une los codos esté vertical.

X’ = X´+ 2 cm por cada metro de los tubos largos.

5.- dejas la U libre y soldas, con un espejo verificas que todo este bien sodado. Se repite la misma operación hasta que se arma todo el zigzag.

Primero se arman todos los tubos que tiene largo deseado y al final se soldan en cada extremo los tubos que tienen 20 cm más que el largo deseado.


Si es un panel de número de tubos par quedará así: (si fuera non las terminales estarían una de cada lado). Se puede observar que en los extremos los tubos son más largos.

6.- Una vez terminado el panel probarlo haciendo que el agua entre por la parte de abajo y salga por la parte de arriba para que saque todo el aire. Se cierra la salida de agua para que tenga un poco de presión y se localicen las fugas, mismas que deben ser eliminadas antes de seguir adelante. Es muy importante que no tenga ninguna fuga el panel del colector ya que de otra manera el calentador solar no funcionará.

Para eliminar las fugas se deben marcar todos los lugares en los que hay salida de agua, vacíar el panel y volver a soldar en las marcas que se hayan hecho y corregir las soldaduras hasta que no quede ninguna fuga.

Preguntas frecuentes de paneles solares
Autor: Emilio Alvarez Peimbert
Publicado originalmente el: 2012-03-08 18:51:38

Version 4: Calentador solar con cubetas en lugar de termotanque para casas sin regadera

ir a paso a paso para su construcción
Esta versión la hice pensando en las casas que no tienen regadera (incluso no tienen tubería de agua caliente dentro de la casa) como son las zonas rurales que utilizan leña para calentar el agua.

IDEA PARA PROYECTO ESCOLAR: Además es una versión ideal para proyectos escolares que desean entender cómo funciona un calentador solar. Si fuera para proyecto escolar se puede realizar un panel pequeño con tubo CPVC (o incluso PVC si no se utlizará posteriormente) con caja de cartón como caja de efecto invernadero y cubierto con plástico crystal (transparente).

Lo hice aprovechando un panel de zigzag (de 70 x 205 cm) que tenía y por ser zigzag se tarda más el agua en recorrer la tubería y por lo tanto calienta más el agua en una pasada.
Las condiciones en que calenté el agua nos son las ideales porque la cubeta receptora no tiene ni aislante ni tapa, además el agua se estaba enfriando al caer sobre la cubeta ya había mucho viento que alcanzaba a desviar el chorro de agua, sin embargo en una pasada con agua entrando a 21°C se calentó a 42°C en media hora (que es más o menos el tiempo necesario para calentar una cubeta de 20 litros para un baño en una estufa de gas). Esta configuración funciona en las horas en que hay sol.
Conexiones versión 4.

Diagrama de conexión de un calentador solar para casa sin regadera
 Diagrama de conexión de un calentador solar para casa sin regadera
foto comentada de calentador solar para casa sin regadera
 foto comentada de calentador solar para casa sin regadera

En el diagrama se muestran las siguientes elementos.
Cubeta alimentadora de agua fria, se recomienda una cubeta de 20 lts y debe llenarse a su capacidad y después agregar el agua con la que se llenará el colector (en el caso del colector que utilicé le caben 3 lts en la tubería) la primera vez que se utiliza el sistema.
La cubeta tiene una salida por la parte inferior de la misma para alimentar al colector por su entrada inferior (de modo que el agua suba por el colector conforme se vaya calentando).

Cubeta como tinaco de alimentación (para casas sin regadera)
 Cubeta como tinaco de alimentación (para casas sin regadera)

De la cubeta alimentadora de agua fria el agua pasa al panel solar (en mi caso utilicé uno de zigzag que tenía y que no funciona bien en termosifón porque aunque calienta más el agua en cada pasada, tarda más en recorrer la tubería y por lo tanto calienta un volumen menor de agua). En esta configuración uno de zigzag es ideal porque calienta más el agua en una pasada que lo que lo hace uno de radiador y así sólo hay que llenar la cubeta de agua fria y media hora después (hay que hacer pruebas de tiempo para el colector que utilices) hay que ir por la cubeta de agua caliente. Si se utiliza un colector de zig-zag habría que vaciar la cubeta de agua fria en la de agua caliente para calentarla en otra u otras pasadas.

Cubeta que recibe el agua caliente del calentador solar (para casas sin regadera)
 Cubeta que recibe el agua caliente del calentador solar (para casas sin regadera)

La cubeta receptora de agua caliente no tiene ninguna conexión, simplemente recibe el agua que cae del colector.
Llave de paso, se coloca una a la salida del agua fria para suspender el flujo del agua hacia el colector.
¿Porque circula el agua?
Primero se llena la cubeta alimentadora y esta a su vez comienza a llenar el colector solar, con forme el agua se calienta sube a través de la tubería del colector y comienza a llenar la cubeta, la primera vez que llené el colector tardó 5 minutos en comenzar a salir el agua en la cubeta receptora de agua caliente.
Una cubeta de 20 lits tardó 30 min en calentarse (subió de 21 grados a 42 con mucho viento que alcanzaba a desviar el chorro de agua, por lo que si se tapara la cubeta receptora guardaría mejor el calor, de todos modos 42°C para un baño es agua muy caliente.


Páginas que tienen paso a paso su construcción
Panel solar
opción a) Radiador de Zig-Zag (RECOMENDADO)
Se recomienda porque tarda más el agua en recorrer la tubería y por lo tanto se calienta más. Aunque se tarda más que uno de radiador no se necesita pasar el agua de la salida a la entrada para que se caliente a un más.
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
Como los tubos están más separados es aún más importante tener los tubos del colector amarrados a una lámina de aluminio para aprovechar el sol que no les llega directamente. Por otro lado esos amarres ayudan a que el zigzag no pierda su forma ya que si uno de tubos baja y pierde la inclinación el colector dejará de funcionar.
Anécdota: Esto me paso cuando uno de los alambres se soltó y no encontraba el motivo por el que no hacía termofusión y me di cuenta hasta que le quité el vidrio y verifique con un nivel la inclinación de cada tubo.
Termotanque
No utiliza termotanque.
Tanque de Alimentación
En lugar de tanque de alimentación se utiliza la cubeta descrita en este mismo documento.
Conexiones
opción a) tubería térmica
opción b) tubería de cobre forrado con neopreno
opción c) manguera (No está documentada).
Conexión a la casa
No se conecta a la casa.


Autor: Emilio Alvarez Peimbert Publicado originalmente el: 2012-03-08 17:57:35