Panel solar con forma de radiador de tubo de cobre

Para versiones 1 y 2

 

MATERIALES: (fotografías)

Para los materiales se necesitan las medidas que se calculan en el apartado de materiales.

  • 2 tramos del largo de los cabezales de tubo de cobre de 1″
  • 32 tramos de largo del tubo de 1/2″
  • 1.5 mts de soldadura 50/50
  • 2 mts de lija para plomero
  • 1 pasta para soldar
  • 4 conectores de cobre de 1″ cuerda exterior (también conocido como macho).
  • 2 Tapones de 1″ de cuerda interior (también conocido como hembra).

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)

  • Cortador de tubo
  • Taladro de timón con broquero de 3/4″ o bien de 1/2″ si la broca de 5/8″ tiene vástago de 1/2″
  • Una broca de 3/16″ y otra de 5/8″
  • Tanque y soplete para gas butano
  • Prensa para el taladro
  • Martillo
  • Escantillón (puedes ver su fabricación en cómo fabricar un escantillón)

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 a base de tubo de cobre.

1.- El primer paso es tener un escantillón que sirva de guía para hacer las perforaciones en los tubos en la posición correcta. (puedes ver su fabricación en Cómo fabricar un escantillón)

Para calcular la separación entre el centro de los tubos.

cómo calcular la separación entre centros

3. Con el cortador para tubo de cobre de 1″ se dividen los tubos de la medida necesaria (puedes consultar fotografías de herramientas)
4.- En la prensa para el taladro se coloca el escantillón (paso 1) sobre el tubo para que las perforaciones queden perpendiculares al taladro.

Con el taladro timón con broca de 3/16″ se perfora el tubo de 1 pulgada en las perforaciones del escantillón. Únicamente se perfora un lado del tubo, NO se debe atraversar el tubo por los dos lados. Para mover el escantillón y seguir perforando el tubo, se coloca otra broca o un tornillo de 3/16″ en la primer perforación para que todas queden alineadas y asi hacemos tantos hoyos como tubos de 1/2″ se indican en la sección de materiales. Esta operación se realiza en los dos tubos (en estas perforaciones es donde se soldarán los tubos que formarán el radiador, en otro paso).

Dado que el escantillón tiene 3.5 cm entre la orilla y el centro de la primer perforación, el tubo de cobre tendrá 3.5 cm entre la orilla y el centro de la primer perforación. Al final del tubo deben quedar 3.5 cm del centro de la última perforación al final. Entre los orificios centrales debe quedar media pulgada entre todos ellos.

 

Comentario: Se podría pensar que se puede hacer un con taladro de mano y usando una mano como prensa, pero como se necesita hacer la perforación en un área curva la fuerza de la mano no basta para detenerlo (por eso se necesita la prensa) y el taladro de mano se mueve y no logra hacer la perforación en el lugar.

Se coloca el tubo y sobre el el escantillón en la prensa para el taladro.

Perforando tubo de 1 pulgada con broca de media pulgada.
Después de recorrer el escantillón en el tubo, se pone un tornillo que atraviese el primer agujero del escantillón y el último realizado en el tubo para que todas las perforaciones tengan 1″ entre sí.
5.- Quitamos el escantillón y con la broca de 5/8″ agrandamos las perforaciones del paso anterior buscando que la broca siempre esté alineada a cada agujero que hicimos en el paso anterior.

Esta operación se realiza en los dos tramos sin olvidar usar el equipo de protección como son guantes y lentes. En este paso se hace ruido (utilizar protección contra el ruido)

6.- Lijar perfectamente los tubos perforados précisamente en el área perforada y los extremos paraque esté lista para soldar, lo hacemos antes de meter el punzón para ahorrar tiempo y trabajo.
7.- Lijamos las puntas de los 31 tubos de1/2″ que van a soldarse (se ahorra tiempo al lijar todo de una vez)
8.- Lijamos la parte del conector que va asoldarse (se ahorra tiempo al lijar todo de una vez)

Conector de uno de los extremos del tubo de 1″, observar como está brillante al centro que es donde se lijó para aplicar la soldadura (están huecos de los dos lados, de un lado se lija para que se solde, y en el otro está la cuerda interior para hacer una conexión a otro elemento.

NOTA DE SEGURIDAD: si no sabes soldar pida ayuda a un experto o sigue estas instrucciones bajo su propio riesgo, utilizando guantes de cuero y lentes de protección en todo momento, ya que el soplete maneja tempraturas muy altas y puede ocasionar quemaduras muy serias. También considera que estarás manejando fuego.

 

9 .- Con el soplete, se soldan los conectores a los extremos de los tubos de 1″ perforados.

10.- Con el soplete, se solda cada tubo de media al de una pulgada (un tubo en cada perforación), es muy importante que la soldadura se haga correctamente ya que no debe haber fugas de agua una vez que se instale el panel.

Para soldar se necesita:

a.- Lijar perfectamente las partes a soldar (deben quedar completamente pulidas).

b.- Poner pasta para soldadura estaño/plomo en el tubo de 1/2″ y con el tubo poner un poco en la cazuelita.

c.- Calentar con el soplete los tubos unidos hasta que la pasta se evapore.

d.- Acercamos la soldadura hasta que esta corra fácilmente, si nos pasamos de calor la soldadura se escurre y si le falta ésta no solda, por lo que sugiero que practiques antes de hacerlo en el panel y no te llevará más de una hora aprender.

11.- Para evitar que se mueva demasiado el panel al soldarlo es mejor formar primero el marco (con los dos tubos de una pulgada soldándoles los tubos de media de los extremos). Es importante que el marco quede completamente plano, para ello es mejor formar el marco sobre el piso y verificar que quede escuadra con una escruada, antes de soldarlo, para evitar que los cabezales queden en mala posición.

 

Nota: para que todos los tubos de media queden a la misma profundidad dentro de los cabezales lo que hago es depués de hacer las perforaciones meter un tubo galvanizado de 1/2 pulgada (por tener las paredes más gruesas que el de cobre) dentro del cabezal de 1 pulgada, para que al colocar los tubos de cobre de media pulgada queden todos a la misma profundidad.
12.- Soldar los tubos de los extremos a los cabezales en su posición.

 

Soldando el primer tubo de media al de una pulgada (en la foto no se están usando los guantes pero deberían usarse.(agradezco el apoyo del tec. Joaquín García Rojas en esta foto)

13.- Esperar a que se enfrien los tubos que forman el marco, y colocar los tubos (de 2 mts) del centro en las cazuelitas que les correspondan (una en cada extremo del tubo), sin soldarlas aún.

 

Colocación de tubos en los cabezales (perforaciones en los tubos de 1 pulgada), (agradezco el apoyo de Ing. Juan Miguel Gómez Coyt en esta foto)

Armado del panel del colector (se colocan los tubos del centro del marco sin soldarlos aún) (agradezco el apoyo del Ing. Juan Miguel Gomez Coyt en esta foto)
14.- Soldar cada uno de los tubos a los tubos de 1″.
15. Se colocan dos tapones (una en cada tubo) para que el agua fluja por las 2 salidas que tiene el colector solar (una para alimentarlo de agua fría y otra que entregue el agua caliente, es decir, una abajo y otra arriba).
16.- 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 repetir el paso 16 hasta que no quede ninguna fuga.

 

Panel terminado. Se puede observar que no todos los tubos están a la misma distancia ya que no se utilizó un escantillón para hacerlo.

 

Preguntas frecuentes de paneles solares

Agradezco a Alberto Molina por la propuesta de hacer el radiador de cobre sin punzón y compartir cómo lo hizo, lo que facilitó la construcción del panel.

 


Jesús de Tijuana. (8 julio 2012)
se podria hacer con codos de 90 grados en los tubos de 1/2″?,sin usar los cabezales de 1″

Angeles de micalentadorsolar Si lo quieres hacer con codos de 90°C es posible que quieras hacer un colector de zigzag, en ese caso sí, pero debes cuidar que la tubería siempre tenga una inclinación que permita subir el agua caliente y la salida de las burbujas. Puedes ver el detalle en Panel de zigzag de cobre Es menos eficiente que el de radiador porque tarda más tiempo el agua en recorrer del inicio al final de la tubería, aunque por lo sale más caliente el agua de la tubería como se tarda más en recorrerla, el agua de un calentador de radiador se calienta más rápido que con la misma cantidad de cobre usado en uno de zigzag.

Si lo que quieres es implementar un radiador con codos, éstos se pueden implementar con T’s (de preferencia de 1″ en el cabezar y 1/2″ en los tubos) en investigación de colectores el tercer colector está hecho con esas características. Entre las ventajas es que soportan más presión, la desventaja es el costo de tiempo por el corte de los tubos y más uniones con soldadura, además del costo de los codos.


Autor: Emilio Alvarez Peimbert
Publicado originalmente el: 2012-03-09 09:54:58

22 respuestas a «Panel solar con forma de radiador de tubo de cobre»

  1. Hola Angeles, buenas tardes !!!
    Me interesa mucho vuestro artículo, me gustan mucho las actividades manuales, por lo que quisiera armar un panel solar para calentar agua.-
    Las explicaciones son muy claras, pero quiero calentar una pileta de natación, no interesa mucho el tiempo que demore ya que no tengo otra alternativa que el sol ya que estoy fuera de la ciudad.-
    La pileta tiene unos 12000 litros de agua y la temperatura de ésta sin calefaccionar debe estar + – 14ºC, de que tamaño debo hacer el panel para que ello funcione ???
    Desde ya muchas gracias y aguardo tus comentarios, saludos cordiales,
    Carlos.-

    1. Hola Carlos,
      Gracias por escribir, no tengo experiencia en las albercas. Una de las dificultades que tienen es que para que haya circulación por convexión (sin uso de bombas) se requiere que el termotanque esté arriba del colector (porque el agua caliente es más ligera y al subir es lo que produce la circulación). En el caso de la alberca, ésta se encuentra abajo de los páneles, lo que implica que hay que forzar la circulación del agua y puede representar un consumo significativo de electricidad si es una bomba grande, aunque por otro lado se puede poner una bomba pequeña con un panel solar.
      Otra consideración es que la temperatura que se requiere es baja (30°C) comparada con la que se requiere en una regadera (máx 40°C), por lo que muchos utilizan manguera negra de uso agrícola colocada en el techo (por ejemplo 50 metros) u otra superficie y con una bomba hacen circular el agua, esa es una solución más económica que invertir en los páneles de efecto invernadero (nota: colocar la manguera dentro de una caja de efecto invernadero la reblandecería y se rompería).
      La idea que probó Emilio fue hacer el calentador con un termotanque como en la versión 2, y cada cierto tiempo hacer circular el agua de la alberca para reemplazar el agua del termotanque por agua fría, pero no se tenían suficientes colectores por lo que se aumentó muy poco la temperatura del agua.

      Otras consideraciones las puedes encontrar en consideraciones para un calentador solar para alberca y unas ligas interesantes que incluyen el tema de las albercas.

      Espero te sea de utilidad la respuesta, si llegas a colocar uno y quieres compartir tu experiencia, avísame para darte permisos para publicar.

      Saludos!!

      Angeles.

  2. Hola , felicitaciones y gracias por compartir. Estoy en santiago de chile y aquí en verano a la sombra tenemos promedio 33 grados y en los tejados o techos sobre 40 grados, el calor es muy duro dado que en la zona austral del continente la capa de ozono es casi nula.
    Considerando lo que mencione y luego de ver el instructivo de armado de parrilla quede preocupado pues la que construí esta compuesta de los dos cabezales de 1″ de un metro y nueve barrotes de 3/4″ de 1,5 metros , esta configuración tiene una capacidad de 5 litros ¿es muy poca la capacidad del colector?.
    Agradeceré tu pronta respuesta pues ya tengo la caja armada y en condiciones de instalar en ella la parrilla y sellarla.

    saludos y gracias.
    Arturo Osses

    1. Buenos días Arturo,
      Gracias por las felicitaciones.
      Por el tamaño del colector pondría un termotanque de 200 lts, el hecho de que tenga tubos transversales de 3/4 lo va a hacer más eficiente (si no fuera así te hubiera dicho que de 150 lts).
      Ahora, está calculado para un caso en que la temperatura no es tan alta, por lo que podrías ponerle un termotanque de 300 lts (siempre que sean tubos de cobre, si es de CPVC al ser un 30% menos eficiente que el cobre lo dejaría de 200 lts) ya que se puede alcanzar a calentar toda el agua en los días cálidos y soleados.

      Saludos!!

      Angeles.

      1. Muchas gracias por tu pronta respuesta, Efectivamente la parrilla es de cobre pero mi aprensión es con la capacidad de ella como expuse anteriormente, es solo de 5 litros lo cual implica que son poco mas de 3 litros los que pasaran al termotanque. Tal vez si lo hago de tiro forzado sea mas eficiente la recirculación.
        Otra cosa. Tengo dos estanques, uno exterior de 120 lts y el interno de 90 lts.

        saludos

        1. Al hacer la circulación forzada vas aumentar la eficiencia, pero también el costo de electricidad para forzarlo.
          No es que se calienten los 5 o los 3 litros, lo que más bien ocurre es que entra agua fría al panel, con forme va recibiendo los rayos del sol se va calentando y al ser más ligera comienza a subir hasta que llega al termotanque, dado que se está moviendo el agua fría que se encuentra al fondo del termtonque reemplaza al agua que está salidendo del panel y como el agua que ingresa es la más fría y a mayor diferencia de temperatura se da un mayor intercambio de temperatura entonces aumenta unos grados, por ello el agua poco a poco va aumentando la temperatura (en cada pasada) y así hasta llegar a un máximo de 68°C (que es la temperatura más alta que logró Emilio colocando más calentadores de los que serían necesarios).
          Espero haber sido clara, si no avísame y con todo gusto lo explico de otra manera.

          Seguimos en contacto,

          Angeles.

          1. Excelente explicación, intentaré hacerlo normal en primera instancia y según las pruebas resultantes validaré con tiro forzado.

            Un abrazo y gracias por la ayuda.

            Arturo.

  3. buenas noches, tengo un calentador de radiador, marca kalotron, de 150 litros mi problema es que no calienta el agua, del termotanque, la del radiador si, a que se debe y que puedo hacer, me dijeron que era por que estaba mal conectado pera ya le hice de varias formas y sigue sin calentar el agua del termotanque, solo la del radiador, eso se me hace rato esta drenado, tiene 2 respiraciones, que mas puedo hacer????

    1. Hola Gilberto, pensando en que no sea un problema en la instalación ¿ya purgaste la tubería? si tiene aire atrapado el agua no va a llegar al termotanque.
      pensando en que sí fuera algo en la instalación, te sugiero tomar un nivel de burbuja y recorrer cada seccion de las tuberías de conexión, la burbuja siempre debe estar del lado donde hay un jarro de aire (respiradores) para que permita por un lado sacar las burbujas y por otro que el agua caliente (que es más ligera que la fria) pueda circular. Si el algún punto la tubería forma una U (cambia de sentido la burbuja) entonces las burbujas se quedarán estancadas y no se calentará el agua.

      Espero te sea útil.

      Saludos!!

      Angeles.

  4. hola, tengo un calentador solar de panel marca kioto con capacidad de 150lts, llevo cerca d 3 años con su correcto funcionamiento, lamentablemente jamas le hice mantenimiento y ahora no se calienta el agua, m dijeron en donde lo adquiri q solo lo drenara q seguramente tenia mucho sarro, ya lo hice y sigue igual, m podrian ayudar, lo agradeceria infinitamente gracias

    1. Buenas noches Gabo, En el caso del drenado ¿Te dijeron como hacerlo? En el caso de los de tubos de cobre, no basta con drenarlos, además hay que purgarlos (quitar las burbujas) el proceso para hacerlo es abrir una llave mezcladora que tenga agua de la calle y agua del calentador solar (estoy suponiendo que tiene jarro de aire) y con la agua de otra persona tapar la salida del agua y pedirle a la otra persona que abra ambas llaves, después que observe el jarro de aire hasta que comience a salir agua por el mismo, después regrese a cerrar las llaves de agua. Este procedimiento (que me enseñó Emilio) lo he hecho en las ocasiones en que se va el agua y se queda demasiado aire atrapado en los tubos. Necesitarías preguntarle al fabricante de tu calentador si además de drenarlo hay que purgar las burbujas.

      Espero te sea de utilidad.

      Saludos!!

      Angeles.

  5. Buenas tardes, me interesa armar el calentador para mi casa y si es de cobre mucho mejor tendrás alguna guia de armado o los vendes y de cuantos litros son. Saludos

      1. Gracias voy a tomar encuenta elmanual,en los meses de dic. y enero que temperatura alcanza aprox. el calentador hago este comentario por que el baño es entre las 6 o 7am además mi biler es muy viejo y lo quiero quitar. Es necesario poner uno nuevo o el calentador solar lo sustituye. Saludos

        1. Buena stardes José Luis, el que tengo en casa (4 mt2) con termotanque de 240 lts en invierno alcanza 50°C, pero usualmente entre 40 y 46°C (me gusta el agua a 35°C). En este invierno en particular han habido muchos días muy nublados, por lo que en lo que va del invierno hemos tenido que prender el boiler 3 días (considera que hicimos cambios para tener una distancia mínima entre el calentador solar y una de las regaderas, para que llegue lo más caliente posible). En verano en nuestro caso llega a 59°C (con Emilio había menos viento y llegaba a 68°C).
          Como está aislado el termotanque pierde en invierno 5°C (en la Ciudad de México no suele llegar abajo de 5°C en la noche) por lo que en la mañana el agua está entre 35 y 41°C (lo suficiente para bañarse, excepto los días que están muy nublados. En días soleados a 45°C).
          Al utilizar un calentador solar se recomienda tener un calentador de gas (el ideal es uno de paso de rápida recuperación ya que tiene un pequeño depósito y tiene un termotasto o uno de los normales con depósito y termostato). Si deseas tener apagado el boiler (para no prender ni el piloto) puedes hacerlo en días soleados siempre que lo instales con un bypass para poder prender o apagar el boiler cuando sea necesario. En nuestro caso pasaron 5 meses en que no prendimos el boiler y se dañó el agua (léase olía mal) por lo que ahora lo prendemos una vez al mes aunque no sea necesario.

          Saludos!!

          Angeles.

    1. Hola, se puede usar CPVC (pero no PVC) su duración es menor y tiene una eficiencia de 30% menos (es decir necesitas aumentar un tamaño más grande de colector aprox 33% más grande, pero el costo del material podría compensarlo.
      Puedes ver la experiencia de Noé cuando documentó el que hizo con CPVC

  6. esta muy padre tu tecnica de como fabricar el panel de tubos con tubos de cobre lo llevare a cabo en un futuro no muy lejano orita verano no quiero agua caliente pero te aseguro que para otoño ya lo tendre funcionando gracias

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