Trabajo practico en base a la Fuente: INTA: Energias renovables para el desarrollo rural. Colector solar para calentar agua domiciliaria.
Un trabajo para demostrar la falta de aprovechamiento de las energías renovables que se podrían llegar a vender para su uso es el colector solar para calentamiento de agua.
La idea del práctico es que lo hagan y comprueben cada uno de los alumnos (y profesores). Se les da un análisis para calentar agua a más de 45ºC. Se pide que utilicen tachos de 10 o 5 litros de agua para contener el agua fría y agua caliente (aislado). Utilizar conexiones del tipo espinas (para enchufarla) en caño flexible de polietileno negro de ½” colocados en cajas de madera pintada de negro o envuelta en polietileno negro, plana o cuadradas (entrada inferior, con serpentín ascendente y salida superior) con la entrada de energía solar “grande” cubierta con elemento transparente, preferiblemente vidrio pero puede ser polietileno (transparente). Otra alternativa viable puede ser: que el has de tubo PVC negro atraviese botellas PET que son las plásticas "transparentes" de gaseosa descartable.
Descripción técnica
Los sistemas desarrollados para el calentamiento de agua están constituidos por un colector solar de tipo plano, compuesto por conductos verticales y colectores, (puede ser de distintas formas) y un tanque de acumulación del agua aislado. El sistema funciona por efecto termosifónico. (Ver mas abajo los cuidados)
El último sistema desarrollado y con mejor respuesta térmica considerando el costo, es un tipo de colector construido con caños plásticos de polietileno negro, con una superficie de 2m2, el cual puede calentar 80 litros de agua, en un día, a más de 45º C.
Funcionamiento de los colectores solares.
El colector solar plano se compone de una superficie absorbente de la radiación solar (se sugiere construir un has de tubos PVC negro), alojada en una caja (B) cubierta con una placa transparente en la parte superior de cara al sol, y aislada en la parte inferior para reducir las pérdidas de calor (principio de conservación de la energía). O la alternativa de botellas PET.
Cuando la radiación del sol la atraviesa, ésta incide sobre la superficie absorbedora, cuyo calor es transmitido al agua (principio de transferencia de calor), queda además atrapado el calor en la caja (o en el interior de la botella, produciéndose el principio de efecto invernadero).
El agua calentada en la superficie absorbente asciende por las conexiones hacia el tanque que debe ser también aislado térmicamente de almacenamiento (C), y el agua caliente se vuelve más liviana que el agua fría (principio de efecto termosifónico).
Las partes que conforman el colector solar de agua son:
Parrilla de caños (superficie absorbedora)
B. Caja aislada (con aislación térmica) O, la alternativa de botellas PET.
La caja estará cubierta con una superficie transparente, lo que permite el paso de la radiación solar. Se debe orientar en forma perpendicular a los rayos del sol, aislada en su interior para evitar la pérdida de calor. Se aconseja para nuestra región (La Plata, latitud 35°), una inclinación del colector de 60 grados con respecto a la horizontal, orientada al norte (sol del mediodía).
Para la cubierta de la caja se puede utilizar cualquier tipo de material transparente como: vidrio, policarbonato, nailon, etc. Para la aislación de la caja puede utilizarse: poliestireno expandido (tipo «telgopor»), más papel de aluminio, como membrana aislante (térmica e hidrófuga).
C. Tanque de acumulación de agua caliente
Debe aislarse el tanque con lana de vidrio, corcho o «telgopor» para evitar que el agua se enfríe durante la noche y, en cambio, se mantenga hasta el otro día.
Para el tanque de acumulación pueden utilizarse: bidones, tanques plásticos reforzados o cementicios, o recipientes con envoltura metálica protegiendo la aislación térmica.
Conexiones del calentador, y cañería de distribución de agua caliente y fría.
Es necesario que exista un tanque de acumulación de agua caliente, adicional al tanque de reserva o depósito del agua fría, el cuál puede ser llenado por conexión a red o manualmente.
La conexión entre ambos, así como entre calentador y tanque de agua caliente se realizará por medio de cañerías o mangueras que estarán debidamente aisladas para su protección evitando las pérdidas de calor del agua.
NOTA: para que funcione el esquema de termosifon se debe tener especial cuidado en dos puntos claves.
1. Purgar la red de agua. (Conectar la manguera y con agua sacar todo el aire)
2. Notar la relación de altura de la conexiones de entrada y salida para que pueda re-circular una ves que se produce el efecto sifón. La succión debe (el extremo de la conexión de salida de agua fría) debe estar levemente mas arriba que la descarga de agua caliente (extremo de la conexión de entrada), si estan a la misma altura no hay circulación.
Les paso un link muy interesante: http://ecocosas.com/arq/calentador-solar-gratis-con-botellas-pet/
