1 El Mas Importante Para La Construccion

¿QUE 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.

¿QUE 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 APROXIMADO en 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 conectores lo 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.

www.merktech.com Mail: [email protected]

fuente: micalentadordegas

mailto:[email protected]

PARA CUÁNTAS PERSONAS ALCANZA UN CALENTADOR

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).

TIEMPO APROXIMADO REQUERIDO:

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.

HERRAMIENTAS NECESARIAS:

Taladro de banco con broca de 1/2" Soplete de gasolina o de gas butano o de gas propano.

Prensa para el taladro que las mordazas abran 1 1/2"

Punzón que permita abocardar la perforación del diámetro interior al diámetro del tubo que se va a insertar

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"

Nota: el escantillón se puede hacer con un ángulo de fierro de 1 1/2 X 1 1/2" por 30 cm. de largo y perfoaciones de 3/16" a cada pulgada para que la broca de 1/2" quede alineada y siga una recta.

El punzón de varilla de fierro de 1" X 15cm. torneando la punta en forma cónica de 1/2" a 30º hasta alcanzar el díametro exterior del tubo de cobre y de ese punto 4 mm. más con conicidad de 2º para evitar que el punzón se atore en el tubo de 1"

CONOCIMIENTOS NECESARIOS:

-Saber soldar cobre por medio de soldadura polmo 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 TRABAJA

- 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.

Si estás interesado en fabricar tu calentador solar ve al conocimientos previos

CONCLUSIONES

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 hechos a 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)

Primer fecha de publicación: 1 mayo 2007

Fecha de última modificación: 10 de julio 2007

1. Principios básicos de la física de un calentador solar:

El aire y el agua son malos conductores del calor, sin lo embargo absorben fácilmente; esto es: cuando están en contacto con una superficie más caliente o más fría sólo cambia de temperatura la superficie cercana a donde esta varía, por ejemplo: los refrigeradores comerciales que tienen dos vidrios en planos paralelos, dejando un espacio de aire entre ellos evitando que el frío salga. O aquellos que están en los supermercados abiertos en la parte superior aprovechando que el aire frío siempre está en las superficies más bajas.

a) Principio de convección:

Tanto el aire como el agua absorben el calor por contacto pero cualquiera de ellos debe estar en movimiento para transmitir la temperatura, como en el caso de los intercambiadores de calor, o los refrigeradores actuales que cuentan con un ventilador para mantener el frío.

Utilizando la convección en un calentador solar la temperatura máxima del que he obtenido a la salida de un colector es de 65°C

b) Efecto invernadero

El efecto invernadero es tan fácil como que el calor solar que entra a un lugar cerrado, se mantiene porque al no circular el aire, este no se disipa: Ej. el automóvil cerrado al rayo del sol tiene una temperatura superior a la del medio ambiente.

El panel del calentador solar está cubierto con un vidrio que permite la entrada de la luz solar, pero evita que el aire, por lo que la temperatura al interior de la caja del calentador solar es mayor que la del medio ambiente.

c) Vasos comunicantes

El líquido alcanza la misma altura en los diversos recipientes que se comunican entre sí sin importar la forma o el volumen que estos tengan, simpre y cuando todos estén llenos y no contengan en su interior aire o un líquido con distinta densidad dentro de ellos.

Para este caso, debo decir que el agua al calentarse aumenta su volumen y por lo tanto su densidad disminuye por lo que si colocamos una manguera transparente para medir al altura del agua en un tanque alimentador del colector y otro a la salida del colector cuando este esta frío veremos que los dos se encuentran al mismo nivel pero si el colector recibe los rayos solares, el agua se calienta y puede llegar a una temperatura entre 80 y 85 grados centigrados y si el colector tiene una capacidad de 9 lts. la diferencia entre los niveles es de 2 cm. aproximadamente, por lo es necesario que el termo-tanque esté cerrado para que esa diferencia de volumenes haga que el agua circule y se realize la convección.

d) Principio de densidad

Densidad=peso/volumen. Tenemos que

a mayor volumen menor densidad

a mayor temperatura mayor volumen

y por lo tanto a mayor tempratura menos densidad

entonces el agua caliente al ser un líqudo tiende a flotar. En un termotanque que tiene agua más fría y agua más caliente, el agua más fría está en una capa hasta abajo y el agua más caliente está otra capa hasta arriba y en medio hay capas de agua que cambian de temperatura dependiendo de que tan arriba y que tan abajo están en el tinaco. Esta diferencia es la que propicia la convección en un calentador solar.

e) Inclinación solar en el paralelo de la Cd. de México

El colector hay que orientarlo al sur ligeramente al oriente es decir, al sur-suroriente, y con una inclinación de 30° para que los rayos solares lleguen en forma perpendicular en la Cd. de Mexico , o lo que es lo mismo la altura vertical debe ser la mitad del largo del colector (esto es porque el seno de 30° es 1/2), para otras ciudades, la inclinacion dependeran del paralelo en que se encuentren, sin embargo siempre debe debe tener por lo menos una pequeña inclinacion.

f) Inclinación de un colector solar

Dependiendo del lugar donde se encuentre el colector solar la inclinación estará entre mínimo 15° y máximo 45°.

La orientación es aquella que le permita "mirar" al Ecuador, es decir si está en el norte que esté orientado al sur y si está en el sur que esté orientado al norte.

2. Plomería

a) Soldaduras para soldar cobre con cobre con soplete de gas butano o propano

i) tipos de soldadura (las que más he usado)

50/50 (mitad de estaño y mitad de plomo 95/5 (95 de estaño y 5 de plomo )

A base de plata

las soladuras de estaño y plomo actuan más o menos igual, aunque tiene mayor adhesión la 95/5 pero es más cara.

La que es a base de plata es más resistente, más cara que la de 95/5 y además requiere más calor por lo que es necesario utilizar un soplete de el gas propano y se requiere más habilidad desarrollada para utilizarla.

En el calentador solar que planteo necesita la soldadura 50/50 (mitad de estaño mitad de plomo).

ii) tipos de soplete (los que más he usado)

De gas butano De gas propano

El de gas butano es el más usado porque es más barato el soplete y el cartucho de gas pero da menos calor.

El de gas propano es más caro el soplete y el cartucho de gas pero da más calor, y es más cómodo de usar.

Para el calentador solar se puede utilizar gas butano por ser más económico o el de gas propano por ser más cómodo.

El tanque de gas butano

Soplete de gas butano instalado en el tanque de gas butano

b) ¿Cómo soldar cobre con cobre con soplete de gas butano o propano?

Hay que seguir los siguientes pasos para cada una de las piezas que se van a soldar.

a.- Lijar perfectamente las partes a soldar (deben quedar completamente pulidas), se lijan las zonas que van a estar en contacto con la soldadura y por lo tanto las que se van a unir entre sí.

En la foto se ve lijado el interior de un conector.

b.- Poner pasta para soldadura estaño/plomo en las dos piezas a unir, se puede poner con una de las piezas la pasta en la otra pieza cuando una de ellas está caliente.

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 un calentador y no te llevará más de una hora aprender.

Soldando un tubo de media pulgada a un tubo de 1 pulgada. Aunque se ve sucio el tubo de media, en la zona que se va a soldar estaba perfectamente lijado. (agradezco el apoyo del tec. Joaquín García Rojas en esta foto)

3. Herrería

a) Pide ayuda a un herrero

En las siguientes secciones (b,c,d y e) se necesita realizar soldadura en metal con una soldadora eléctrica, por lo que vas a necesitar la ayuda de un herrero.

b) Caja del colector solar

Para hacer la caja de metal donde se coloca el panel del colector solar, se necesita cortar lámina y soldarla con soldadora eléctrica, por lo que necesitarás la ayuda de un herrero que elabore la caja.

En la sección de Fabricación-Caja están las instrucciones que necesita el herrero para elaborar la caja.

c) Conexiones de termo-tanque de fierro

Si el termotanque se hace con un tambo de fierro, es necesario perforar y soldarle las conexiones.

MUY IMPORTANTE Si el tambo contuvo thinner, gasolina, aceite o cualquier material inflamable, los gases que producen lo pueden hacer explotar, por lo que hay que tener mucho cuidado, es preferible llenarlos de agua antes de utilizar el soplete. Considera que si reutilizas un tambo esa agua no la debes utilizar en procesos relacionados con la alimentación, EL TANQUE PUEDE HABERSE VACIADO UN MES ANTES Y AÚN ASÍ PUEDE EXPLOTAR SI TUVO ALGÚN COMBUSTIBLE, un amigo herrero experto descuidó este aspecto (conociéndolo bien) y estuvo en el hospital algún tiempo (después de 30 años de experiencia).

Existe una alternativa (versión 2) en la que el termotanque no está sellado y no tiene que ser de fierro.

c) Estructura para soportar el termo-tanque

Si no tienes una estructura (de metal o de concreto) en la que se coloque el termo-tanque, y decides hacer la de metal será necesario pedirle ayuda a un herrero para elaborarla, también es posible hacerla con concreto.

d) Estructura para soportar el tanque de alimentación

Si no tienes una estructura (de metal o de concreto) en la que se coloque el tanque de alimentación (recuerda que se puede utilizar el tinaco de la casa siempre que no esté a más de 3 metros de altura con respecto a la parte inferior del colector solar), y decides hacer la de metal será necesario pedirle ayuda a un herrero para elaborarla, también es posible hacerla con concreto.

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.

Te sugiero leer los conocimientos previos a que contiene las bases necesarias para la fabricación de mi calentador solar.

Opciones de Fabricación de calentadores solares

Para hacer un calentador solar se pueden utilizar diferentes materiales y configuraciones.

Hay 3 versiones de configuración que te propongo (la tercera no es mía sino de la Sociedade Do Sol de Brasil).

Para cada configuración puedes utilizar diferentes materiales para cada una de las partes. Considera tu presupuesto, tiempo que deseas que dure el calentador solar y el tiempo que le puedes de dedicar a su fabricación para elegir los materiales de construcción.

VERSION1: TANQUE DE ALIMENTACION Y TERMOTANQUE SELLADO

Esta versión tiene un colector solar un termotanque y un tanque de alimentación.

Ventaja: es el más eficiente porque la presión que maneja es mayor, ya que es la presión que tiene el tanque de alimentación que está más arriba que las otras dos propuestas.

Desventajas: Se necesita un termotanque sellado (para evitar que el agua se derrame) por lo que se requiere trabajo para asegurar que esté bien sellado.

El termotanque no se puede lavar por dentro, por lo que su limpieza consiste en vaciarlo una vez al año.

El termotanque normalmente es de metal y su duración es de 3 a 7 años porque se oxida y esto le genera fugas.

CON O SIN TANQUE DE ALIMENTACION Y TERMOTANQUE ABIERTO

NOTA: 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.

Esta versión tiene un colector solar, un termotanque abierto (con un flotador o boya) y

opcionalmente un tanque de alimentación.

Ventaja: El termotanque no está sellado, por lo que no se necesita un jarro de aire, ya que el vapor y las burbujas salen por el termotanque.

El termotanque puede ser un tinaco que tiene como objetivo contener agua

El termotanque al estar abierto se puede abrir para lavarlo cada año.

El termotanque puede ser de un material diferente al fierro y existen en el mercado tanques de polietileno, poliuretano, fibra de vidrio y otros que no se oxidan y duran muchos años.

El termontaque puede tener más de 200 lts dependiendo del número de colectores que se conecten en paralelo.

Desventajas: Es menos eficiente que la versión 1, porque el agua fria entra directamente al termotanque.

TANQUE DE ALIMENTACIÓN: El tanque de alimentación se utiliza para recibir el agua externa y que ahí se evaporen las burbujas antes de ingresar al colector y al termotanque.

Si no se pone el tanque de alimentación las burbujas ingresarán directamente al termotanque y al subir revuelven el agua y enfrian la que está arriba, y esto lo hace menos eficiente.

Costo de Sociedade do Sol (www.sociedadedosol.org.br)

Esta versión es de Sociedade do sol de Brasil y lo puedes consultar directamente con ellos. Esta opción es más económica que las verisones 1 y 2 que proponemos.

CARACTERÍSTICAS: El colector está hecho de PVC que es bastante MÁS ECONÓMICO que el colector de cobre y el fierro. Se puede armar en poco tiempo ya que en lugar de soldadura se utilizan pegamentos. El termotanque no está sellado por lo que se le puede dar limpieza periódicamente.

La duración promedio, que nos comenta Socieda do Sol, del colector varía de 10 a 15 años y es más pequeño que el que se propone en las versiones 1 y 2 por lo que calienta un volumen menor de agua, sin embargo se pueden construir varios en paralelo para aumentar el volumen de agua calentado.

Agradezco a sociedad de do sol por el apoyo proporcionado para incluir esta información

Agradezco a Rubén Cid por su colaboración y la fotografía del calentador solar que hizo siguiendo las instrucciones de sociedad de do sol.

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

Esta versión utiliza un panel solar con caja invernadero y en lugar de tanque de alimentación y termotanque se utilizan dos cubetas.

El objetivo es comenzar a experimentar con calentadores solares de bajo costo para las familias que no tienen regadera (la mayoría de ellas de zonas rurales), que usualmente calientan el agua con leña o gas en una olla y la ponen en una cubeta para bañarse con la misma, que tienen la posibilidad de bañarse en horas en que hay sol.

CARACTERÍSTICAS: Se puede utilizar un panel solar (utilicé uno de zigzag de cobre, pero se puede utilizar cualquiera) que tenga una caja con cubierta de vidrio para generar el efecto invernadero, como entrada se utiliza una cubeta con la cantidad de agua que se desea calentar y a la salida se pone una cubeta vacía con la capacidad deseada. El resultado fue con un temperatura inicial del agua de 21 grados en 30 minutos (que se tardó en salir el agua en una vuelta) se calentó a 42°C, una temperatura que es muy caliente para bañarse. Había mucho viento por lo que el agua se estaba enfriando al caer en la cubeta y así se obtuvieron 42°C

Nota: Si se calienta una cubeta de 20 litros para bañarse se requieren más o menos 30 minutos en una estufa de gas.

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/version4.html



version 5: Calentador solar de bajo costo, realizado con PVC sin termotanque

Esta versión utiliza un panel solar de tubos gruesos de PVC que sirven como estanque para almacenar el agua caliente. Es muy importante considerar que si el panel se llegara a quedar vacío algunos minutos el calor dentro de la caja con efecto invernadero funde el PVC.

El diseño e implementación de este calentador lo realizó Camilio Rojas C. de Chile, quien nos envió la información para compartirla con ustedes. Gracias Camilo!!!

CARACTERÍSTICAS: La idea principal de este calentador es utilizar el panel solar con un doble propósito, calentar el agua y almacenarla para su posterior uso. Para Camilo lo más importante es que fuera un calentador de muy bajo costo, por lo que el panel tiene tubos de PVC de 4 pulgadas (3 tubos de 60 cm pueden almacenar 58 litros de agua caliente) y aislarlo lo mejor posible para que el agua permanezca caliente y se pueda usar en la mañana antes de que haya sol.




Conexiones version 1.

En el diagrama se muestran las siguientes elementos.

A. 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 (B) que controla el nivel del agua del tinaco para que no se tire.

De la salida de agua fría del tanque de alimentación se obtiene el agua que se alimenta al colector entre el punto J e I, es importante que esta conexión se exclusiva para este fin, es decir no tomar de ahí agua fria ya que en realidad saldrá caliente.

La parte inferior del tanque de alimentación debe estar arriba del punto del jarro de aire

(F) que conecta con el colector.

E. Termotanque en este tanque se almacena el agua caliente que está circulando en el colector. Tiene tres puntos de salida, uno superior (Jarro de aire y la llegada de agua caliente del colector ver F. jarro de aire), otro superior que sale al agua caliente de la casa, y otro que alimenta al colector por la parte inferior del mismo y a la vez en esta conexión está la alimentación del agua fría.

El termotanque debe estar completamente sellado, no debe tener ninguna fuga (esto es muy importante porque si no el agua no circula).

K-H Conexión entre el jarro de aire del termotanque (E) a la salida superior del colector (G) la toma del jarro de aire (K) debe estar arriba de la salida superior del colector.

F. Jarro de aire, es un tubo que permite la salida del aire y vapor que se encuentre en el sistema, utilizo un jarro de aire en lugar de una válvula de vapor ya que a diferencia de ésta el jarro de aire no requiere mantenimiento. El tubo debe más alto que el nivel máximo de agua del tanque de alimentación en 20 cm o más. Normalmente se curva en la parte superior para evitar que el agua de lluvia entre.

J-I Conexión entre la parte inferior del termotanque (E) y la parte inferior del colector (G) el punto J (parte inferior del termotanque) debe estar arriba de la parte inferior del colector (I) en este tubo se recibe el agua fria que viene del tanque de alimentación.

G. Colector tiene 2 salidas, una en la parte superior (H) que va al jarro de aire del termotanque (K) y en la parte inferior a la salida inferior del termotanque (I)

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

En la salida de agua fría que alimenta al colector (después de la T en la que se toma el agua para el colector) para poder detener el agua que alimenta el colector en caso de ser necesario.

En la conexión J-I cerca del punto J para suspender el envío de agua del

termotanque al colector (por ejemplo, para vaciar el colector solar y que el agua caliente del termotanque se pueda utilizar.

En la conexión J-I cerca del punto I para suspendier el envío de agua fría al colector solar.

En la salida de agua caliente a la casa (cuando se necesita evitar que salga agua caliente del termotanque)

Entre K y H para poder vaciar el colector

Se coloca una llave de salida en el punto I 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 es la que llena el sistema (se recibe entre J e I) el agua circula hacia el colector, el aire que estaba en el colector y en el termotanque sale por el jarro de aire, y el termotanque se llena completamente (por eso no debe tener fugas).

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, al subir se dirije al jarro de aire y entra al termotanque (el jarro de aire mantiene casi el mismo nivel que tiene el tanque de alimentación) 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 (Está marcado el flujo principal con flechas verdes)

Calentador con tantque terminado

Para versiones 1 y 2

En construcción

Agradezco a Alberto Molina por esta propuesta que facilita la construcción del panel.

El procedimiento es similar al de Radiador de cobre con punzón

Excepto que en lugar de utilizar una broca de 3/16" hay que usar una de 5/8"

No se utiliza punzón ya que la abertura de 5/8" de las perforaciones permite el paso de los tubos de 1/2",

Colocar dentro de los cabezales un tubo de 1/2" que evitará que los tubos que se estén soldado se vayan al fondo del tubo del cabezal.

Hay que colocar los tubos de 1/2" verticalmente en el primer cabezal y poner el segundo cabezal en los otros extremos (en la parte de arriba) para asegurar que los tubos entrarán en ambos cabezales.

Posteriormente hay que soldar los tubos al primer cabezal con estaño/plomo 50/50. Hay que cuidar no aplicar demasiado calor para que no se escurra la soldadura, y después soldarlo al otro cabezal.


MATERIALES:

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:

1.- Cortador de tubo

2.- Taladro de timón con brequero de 1/2"

3.- Una broca de 3/16" y otra de 1/2"

4.- Tanque y soplete para gas butano

5.- Prensa para el taladro

6.- Martillo

7.- Escantillón

8.- Punzón ()

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/materiales.html


http://micalentadorsolar.com.mx/documents/89.html

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.

2.- Se necesita un punzón que permita avellanar la perforación del diámetro interior al diámetro exterior del tubo que se va a insertar. Se utiliza en el paso 9.

3. Con el cortador para tubo de cobre de 1" se dividen los tubos de la medida necesaria

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 1/2" 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 para que esté lista para soldar, lo hacemos antes de meter el punzón para ahorrar tiempo y trabajo.

7.- Lijamos las puntas de los 31 tubos de 1/2" 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.

9.- Colocar el tubo de 1" en la prensa y con el punzón (paso 2) y el martillo se avellana el diámetro exterior del tubo que se perforó en el paso anterior, en cada una de las perforaciones. En estas se soldarán los tubos de media pulgada (en otro paso). (Utilizar protección contra el ruido).

La prensa se utiliza para evitar que el tubo se deforme.

Avellanado de los tubos de 1 pulgada al diámetro exterior del tubo de media pulgada (agradezco el apoyo del tec. Joaquín García Rojas en esta foto)

Tubo de una pulgada con las perforaciones necesarias y avellanadas con el punzón (parecen cazuelitas). En la foto no se ve el margen de 3.5 cm en las orillas, ya que es una modificación posterior, y tiene la finalidad de poder conectar varios colectores en serie si fueran necesarios.

Acercamiento a cómo se ven las perforaciones avellanadas.

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.

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

11.- En caso de que se haya curvado el tubo perforado por los golpes con el punzón enderezarlo usando un ángulo de fierro de 1 1/2" y el martillo, en el banco de trabajo.

Es muy importante no tratar de enderezar el tubo antes de que se hayan soldado los conectores ya que si primero se endereza y después se intentaran poner los conectores lo más probable es que estos últimos no entren porque se deforman las orillas del tubo al enderezarse.

12.- Con el soplete, se solda cada tubo de media al de una pulgada (un tubo en cada cazuelita), 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.

13.- 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.

14.- 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)

15.- 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)

16.- Soldar cada uno de los tubos a los tubos de 1".

17. 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).

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

18.- 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.

Para versión 4

MATERIALES:

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:

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.

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 y dos codos, les pones pasta y los armas como una U (sin soldar).

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

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.

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.

PANEL DEL TUBOS-ESTANQUE

Para versión 5

IMPORTANTE

EL PVC AL CALENTARSE PUEDE PRODUCIR SUSTANCIAS TOXICAS (ESPECÍFICAMENTE DIOXIN, QUE ES UNA SUSTANCIA CANCERÍGENA). Lo mejor es utilizar un tubo de 4 pulgadas que no sea de PVC.


MATERIALES:

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

1.- El tubo de PVC de 4 pulgadas necesario para tener la cantidad de tubos de la medida determinada en la liga anterior.

2.- 6 tapas de PVC para tubo de 4 pulgadas.

3.- Pegamento hidráulico para PVC

4.- 1 lija de grano grueso para madera.

5.- 1 metro tubo de PVC de 1/2 pulgada (para hacer los conectores para el jarro de aire y la entrada y salida de agua fría).

6.- 1 metro de tubo de PVC de 5/8 de pulgada (para hacer los conectores para el jarro de aire y la entrada y salida de agua fría).

7.- 4 conectores con rosca con diámetro interno de 1/2 pulgada (si no se encuentran entonces hay que hacer los agujeros más pequeños).

8.- 9 abrazaderas

9.- 1 metro de manguera de 1/2 pulgada de diámetro de la mejor calidad disponible (de preferencia entramada)

HERRAMIENTA:

1.- Arco con segueta de metal.

2.- Taladro eléctrico manual

3.- Broca de 1/2 pulgada, en su defecto una broca lo más gruesa disponible.

4.- Desarmador plano

5.- Nivel

1. Cortar los tubos de PVC de 4 pulgadas (10.16 cm) del largo necesario. Los corté con una sierra (arco-segueta) de metal.


2. Con pegamento para PVC pegar las dos tapas de cada tubo.

3. Marcar con un lápiz circulos de 1/2 pulgada de diámetro en las tapas en los lugares indicados (verificar antes de hacer las perforaciones el diámetro interno del tubo de 1/2 pulgada y los conectores con rosca que se tengan para evitar hacer hoyos más grandes de lo necesario).

4. Con un taladro manual hacer los agujeros de 1/2 pulgada en los círculos hechos en el paso anterior.

Se puede utilizar una broca para fierro de 1/2 pulgada o bien si no tiene una con una broca más delgada ir agrandando el agujero con movimientos circulares como lo hizo Camilo Rojas C.

5.- Lijar los conectores con lija de grano grueso para madera.

6.- Pegar los conectores en los agujeros hechos anteriormente con pegamento para PVC.

7.- Elaborar las 3 conexiones para el jarro de aire. (También se pueden utilizar conectores y armarlos de forma diferente.

8.- Colocar abrazadera y manguera para evitar fugas entre la conexión de los estanques.

9.- Presentar los tubos en el suelo para visualizar su instalacion (En la foto se ve uno de los tubos más pequeño pero los 3 deben ser del mismo tamaño).

10.- Pintar con pintura negra opaca (mate) los tubos que harán de estanque

11.- Colocar teflón en las salidas de agua para evitar fugas.

12.- enroscar los codos de modo que queden como en el diagrama y unirlos con los tubos de manguera y las abrazaderas.

13.- Coloca un tubo de PVC para el jarro de aire.

14.- En una hora en que no haya sol coloca los tubos en la caja para presentarlos.

14.- Coloca los conectores y asegurate de que queden bien cerrados para que no haya fugas.

15.- Verifica los niveles.

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.

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.

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.

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).

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.

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.


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.

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

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/armado_transmisor_aluminio.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/caja_fierro_lam_negra.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/zigzag_cobre.html

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.

Diagrama Calentador solar de bajo costo sin termotanque.

El diseño y la fabricación de este calentador solar lo desarrollo Camilo Rojas C. de Chile y nos envió el proceso de fabricación para compartirlo con quienes quieran aprender de su experiencia. Si quieres conocer los experimentos y experiencias que tuvo antes de llegar al resultado final los puedes encontrar en la sección de experimentos.

Camilio Rojas C., gracias por permitirnos publicarlo.

En su diseño, los tubos de PVC, que están en una caja con efecto invernadero, tienen 4 pulgadas de diámetro para almacenar el agua mientras se calienta y hasta que se use, de esta manera el panel solar también cumple la función del almacenamiento del agua caliente.

MUY IMPORTANTE:

EL PVC AL CALENTARSE PUEDE PRODUCIR SUSTANCIAS TOXICAS (ESPECÍFICAMENTE DIOXIN, QUE ES UNA SUSTANCIA CANCERÍGENA). Lo mejor es utilizar un tubo de 4 pulgadas que no sea de PVC.

Si el panel de tubos-estanque se vacía el calor de la caja de efecto invernadero funde el PVC por lo que no debe vaciarse a menos que se haya tapado con anticipación el panel y esté frío al momento de vaciarse. Incluso a Camilo se le fundió uno de los tubos durante la construcción porque lo dejó 10 minutos dentro de la caja invernadero para verificar el tamaño dentro de la caja. Este calentador se puede vaciar si se demanda agua caliente cuando ya no hay agya en el tanque de alimentación. Si se sabe que no va a

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/experimentos.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/termotanque_tuberia.html


recibir agua el tanque de alimentación hay que cerrar las llaves de paso que están antes y después del panel para que éste no se vacíe.

Explicación de Camilo Rojas C.

En vista que es necesario reducir costos en materia de consumo energético en mi casa (Camilo Rojas C.) , he decidido hacer una pequeña investigación de alternativas para calentar el agua a un costo menor del que se viene haciendo. El sol es una fuente ideal, considerando que la latitud a la que se encuentra mi casa en Santiago de Chile no es la óptima. En su punto más alto en el verano el sol alcanza los 75º aprox. con respecto al horizonte y en invierno menos de 45º.

Sin embargo he tratado de diseñar un modelo de calentador que reúna los siguientes requisitos.

- Muy bajo costo de construcción.

- Permita su uso en días nublados.

- Mantenga la temperatura acumulada en el día, para ocuparse en la noche.

- Utilice materiales que no requieran mayor mantención,

- Que no sufran de corrosión ni oxidación.

- Que pueda fabricarlo en la cocina de mi casa con los elementos básicos que encuentro en una ferretería. (pues no dispongo de taller de trabajo ni herramientas especializadas).

Luego de un tiempo de experimentación con pruebas de error y acierto. Llegué a un modelo que hasta la fecha ha sido un diseño acertado. Realicé pruebas con un modelo a escala para no sufrir la pérdida de tiempo en construcción y dinero de esa manera no destruyo un calentador a escala real con cada prueba.

Luego de algunos experimentos básicos, me di cuenta que el sol es una fuente de calor que realmente yo despreciaba.

Basándome en mi experiencia como amante del deporte y aventurero en la naturaleza. Me di cuenta que era posible llevar a mi proyecto un fenómeno descubierto en mis salidas a acampar a la cordillera. En una búsqueda por hervir agua sin elementos para ello, utilicé una botella de plástico de bebida cola. La coloqué sobre un trípode de varas de madera y colgando de un alambre la botella con agua fue sometida a fuego directo. Las llamas atacaron el plástico solo donde no se hallaba en contacto con el agua. De ese modo descubrí que podía hervir agua en una botella plástica llenándola

hasta el tope. El agua no quedaba con el olor a humo que queda el agua al hervirla en una cacerola de aluminio sin tapa. La botella podía reutilizarla para ese fin durante 3,4 o 5 veces. Luego sufre una reducción de su volumen.

El principio que descubrí en la montaña y que luego supe era de conocimiento por muchos, me maravilló de tal manera que comencé a utilizar materiales plasticos para la investigación de mi calentador solar, saliendo de los clásicos estanques o colectores de acero o cobre que son tan costosos para mi.

Con una pequeña documentación obtenida en libros e Internet pude darme cuenta como es aplicado el sol para calentar agua en muchos lugares. No encontré nada como lo que yo hice.

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.

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 PVC.

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)


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 PVC 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.

Considera que para hacer un calentador solar se necesita ver el espacio que hay disponible para colocarlo, también si la superficie en la que se pondrá está nivelada o tiene ya alguna inclinación, porque son factores que pueden cambiar las medidas que se requieran para el colector, las estructuras del colector y tanque de alimentación así como la forma del termotanque.

Para que tengas claro que es lo que se necesita para hacer un calentador decidí tomar unas medidas que podrían usar algunas personas, a sabiendas que la forma y las medidas pueden cambiar y todas dan buenos resultados siempre que se apeguen a los principios de física.

fotografías de materialesfotografías de herramientas

Considera que para hacer un calentador solar se necesita ver el espacio que hay disponible para colocarlo, también si la superficie en la que se pondrá está nivelada o tiene ya alguna inclinación, porque son factores que pueden cambiar las medidas que se requieran para el colector, las estructuras del colector y tanque de alimentación así como la forma del termotanque.

Para que tengas claro que es lo que se necesita para hacer un calentador decidí tomar unas medidas que podrían usar algunas personas, a sabiendas que la forma y las medidas pueden cambiar y todas dan buenos resultados siempre que se apeguen a los principios de física.

Para facilitar la definición de los materiales puedes consultar las fotografías de materiales y para la definición de herramientas puedes consultar las fotografías de herramientas.

Primer paso: Determinar la versión que se hará.








Depende de tus necesidades, habilidades, y presupuesto que versión de calentador solar harás (sección de Fabricación)

Segundo paso: Determinar el tamaño del colector

Versiones 1 y 2

Para poder hacer el cálculo se necesitan dos valores, el número de tubos que se desean colocar en el panel y el largo que tendrá cada uno de los tubos de 1/2 pulgada que forman el radiador (no los cabezales). Considera el largo que puedes conseguir del tubo y el tamaño de las láminas para que tengas el menor desperdicio posible. El material más costoso es el tubo de cobre.

Largo del tubo de 1/2" = Tamaño que se define del tubo. Dado el costo del cobre recomiendo que sea el largo del tubo que se compra dividido entre un entero, por ejemplo si el tubo tiene un largo de 6 mts se divida entre 3 para tener tubos de 2 mts o entre 4 para que te de tubos de 1.5 mts.

Número de tubos de 1/2" = Total de tubos de 1/2" que se van a utilizar.

Ancho de la caja = (Número de tubos + 1 ) x 2.54 cm + 15 cm

Que corresponde al (número de tubos que se colocarán + 1 = pulgadas incluido el 0) multiplicados por 2.54 cm que corresponde a 1 pulgada + 7 cm (3.5 de cada lado del tubo) + 4 cm (2 centímetros de cada lado donde se empotran los conectores soldables + 4 cm (2 cm de cada lado para la cuerda de los conectores).

Largo de la caja = Tamaño del tubo de 1/2" + 6 cm.

Que corresponde al tamaño del tubo de 1/2" + 5 cm de los

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/fabricacion.html

tubos de 1" cabezales + 1 cm de holgura.

Largo de los cabezales = (Número de tubos + 1) x 2.54 cm + 7 cm

Que corresponde al espacio necesario para colocar los tubos (el centro del primer tubo se coloca a 3.5 cm por lo que el tubo en realidad comienza 1/4 de pulgada antes, y el último tubo termina 1/4 pulgada después) + 7 cm (que corresponde a 3.5 cm x 2 extremos de los cabezales.Los 3.5 cm. son 2 cm.

de entrada del conector + 1/4"=0.7 cm + 0.8 cm. para soldar

EJEMPLO Panel solar de 99 cm x 2.06 mts (medidas recomendadas):

Largo del tubo de 1/2" = 2 mts (si tengo acceso a tubos de 6 mts y decido dividirlo entre 3)

Número de tubos de 1/2" = 32

Ancho de la caja = (32 + 1) x 2.54 + 15 = 33 x 2.54 + 15 = 98.82 redondeado son 99 cm.

Largo de la caja = 2 mts + 6 cm = 2.06 mts

Largo de los cabezales (32 + 1 ) x 2.54 + 7 = 33 x 2.54 + 7 = 83.82 + 7 = 90.82 redondeado son 91 cm

Versión 5

Para obtener el cálculo se necesitan los siguientes valores: el número de tubos que se desean colocar en el panel y el largo que tendrá cada uno de los tubos de 4 pulgadas de PVC, considera el tamaño de los tramos de tubos de PVC para que tengas el menor desperdicio posible.

Largo del tubo de 4" = Tamaño que defines del tubo. Lo más recomendable es que sea el largo del tramo que puedes conseguir entre un número entero para disminuir los desperdicios.

Número de tubos de 4" = El número de tubos que quieres usar.

Cantidad de agua que almacenará = (Pi x Radio ^2 x Largo del tubo en centímetros x Número de tubos)/1000, considerando que Pi es 3.1416 y el radio son 2 pulgadas (la mitad del diámetro de 4 pulgadas)= 5.08 cm sería:

(81.0734 * Largo del tubo en centímetros * Número de tubos) / 1000

Nos da la cantidad de litos que caben y por lo tanto el número de kilogramos que pesa.

Por ejemplo, si el largo del tubo es 200 cm (2 mts) y son 3 tubos la cantidad de agua que almacenará es 81.0734 x 200 x 3 / 1000 = 48.6 litros = 18.6 kg

Grueso de la madera = El grueso de la madera depende de la cantidad de agua que vas a almacenar en los tubos ya que debe asegurarse que la caja soporte el peso. Para ello antes de comprar la madera preguntale al de la maderería que grueso se necesita para que soporte el peso del agua que almacenará y el tamaño de la caja.

Largo de la caja = largo de los tubos de PVC + (2 x 4 cm ancho del codo) + 6 cm de espacio libre a los lados + 10 cm ( 5 cm de plumavit/unicel/frigolith de cada lado)

Largo de la caja' (largo de la caja prima)= largo de la caja + 2

x grueso de la madera.

Ancho de la caja = (diámetro de los tubos de PVC + 1 cm separación entre ellos) x # tubos + 6 cm de espacio libre a los lados + 10 cm (5 cm de plimavit/unicel/frigolith a cada lado)

Alto de la caja = 10 cm (de plumavit/unicel/frigolith) + 5 cm+ diámetro de los tubos + grueso de la madera.

EJEMPLO Panel solar de 3 tubos de PVC de 200 cm (2 mts) (medidas recomendadas):

Largo del tubo de 4" = 200 cm.

Número de tubos de 4" = 3

Cantidad de agua que almacenará = (81.0734 x 200 x 3) / 1000 = 48.6 litros que pesan 18.6 kg

Grueso de la madera = 2 cm

Largo de la caja = 200 + 8 + 6 + 10 cm = 224 cm

Largo de la caja' (prima) = 224 + 2 x 2 cm = 228 cm

Ancho de la caja = (10.16 + 1) x 3 + 6 cm + 10 cm = 33.48 + 12 = 49.5

Alto de la caja = 10 + 5 + 10.16 + 2 = 27.2

NOTA: Agradezco a Marcelino L. su retroalimantación, ya que los calculos de las medidas recomendadas eran incorrectos.

Tercer paso: Determinar que elementos integrarán al calentador solar.

En cada una de las secciones (Panel, caja, armado de colector,

termotanque, tanque de alimentación) se dan diferentes alternativas para construir cada uno de los elementos, por ejemplo en el termotanque se puede elegir la estructura donde se colocará y el forro.

Los materiales dependen de los elementos son los que se elijan, y se pueden consultar en cada uno de ellos.

Cuarto paso: Equipo de seguridad.

Lo primero es la seguridad, si decides hacer un calentador solar, no olvides que lo más importante es tu seguridad por lo que antes de iniciar el proyecto consigue el equipo de seguridad y utilizalo.

1.- Guantes de cuero (para evitar quemaduras y cortaduras)

2.- Lentes de protección (Para evitar que algo lastime tus ojos, en especial al perforar con el taladro o el sacabocados).

3.- Tapones para los oidos para disminuir el impacto del ruido.

NOTA: La caja de lámina debe ser construida por un herrero calificado ya que se necesita soldadora eléctrica para soldar y guillotina para cortar la lámina. Ambas herramientas requieren experiencia y capacitación para su uso.

Quinto paso: Construcción

Lo más importante durante la construcción es hacer un paso bien hecho cada vez, ya que si dejas un pendiente después tendrás que regresar a arreglarlo y eso usualmente requiere más tiempo.

En las construcción no olvides que lo más importante es tu seguridad, por ejemplo es preferible tardarse más tiempo y no necesitar atención por una quemadura por no utilizar guantes de cuero, no lo pierdas de vista tu seguridad en ningún momento.

Para que el calentador solar funcione correctamente cuida en especial lo siguiente:

Que al hacer un recorrido del agua después de alimentar al panel siempre tengan las burbujas oportunidad de salir a la superficie, un poco de burbujas en el colector puede hacer que este no funcione porque impiden que el agua circule.

Que cuando hagas una soldadura no tenga fugas, si tienes dudas ponle agua a circular y verifica que no salga ninguna gota de agua.

Cortador de tubo

Taladro de timón con brequero de 1/2"

Tanque y soplete para gas butano

El tanque de gas butano

Soplete de gas butano

Prensa para el taladro

Martillo

Escantillón

Escantillón: Para fabricar el escantillón hice lo siguiente: Tomé 30 cm. de ángulo de 1 1/2" x 1 1/2"

coloqué el ángulo y el tubo en la prensa buscando que coincidan ambos extremos,

medí 3.5 cm. de la punta y buscamos el punto donde el ángulo es tangencial al tubo, y marqué ese sitio que es donde irá la primera perforación (aún no se perfora).

A partir de allí se marcan los centros a cada pulgada por un lado y en forma paralela al ángulo para que todas perforaciones queden en línea recta en la parte superior del tubo.

Quitamos el tubo y perforamos con la broca de 3/16"

El escantillón nos servirá como guía en la perforación de los tubos de 1" de modo que las las perforaciones queden alineadas y en el diámetro de los tubos.

Punzón

Punzón: Para realizarlo se requiere la ayuda de un torno (buscar en el directorio de la zona quien tenga un torno)

El punzón está hecho de fierro redondo de 5/8" x 15 cm. que con el torno se carea y con una conicidad de 30º se llega a 1/2" o poquito menos

después con conicidad de 2º pasamos del díametro exterior del tubo 1/2" solo 2 mm. (para evitar que el tubo de 1" se atore)

y seguimos perpendicularmente para que el final quede como tope. Este punzón sirve para que el tubo de 1/2" entre ligeramente

en una cazuelita que se forma y poder soldar.

Sacabocados de 1 1/2"

El panel es la tubería por la que circula el agua y que absorbe el calor del sol y lo transfiere a la misma.

Las opciones de páneles de los colectores son las siguientes:

Versiones 1 y 2: RECOMENDADO: Radiador de cobre sin punzón ( en fotografía se ve igual que con punzón). Ventaja: no se necesita el punzón y el cabezal no se deforma por los golpes.

Versiones 1 y 2: Radiador de cobre con punzón

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/panel_cobre_sin_punzon.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/panel_cobre_punzon.html

Versiones 4: Radiador de zigzag de cobre

Versiones 5: zigzag de tubos estanque de PVC

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/zigzag_cobre.html

Las cajas ofrecen un lugar en el que se aloja el panel y que evitan que el aire se lleve el calor que se está acumulando en el panel, además tienen un efecto invernadero, por lo que al interior de la caja se tiene una temperatura significamente mayor que en el ambiente.

Las opciones cajas de efecto invernadero para los páneles solares son:

Versiones 1 y 2: Caja de fierro y lámina negra calibre 20.

Caja de fierro y lámina negra cal 20Caja de madera forrada de plástico


Caja del colector solar

MATERIALES: (fotografías)


1.- 1 ángulo de 1" x 1/8" (se vende en tramos de 6 mts)





http://micalentadorsolar.com.mx/documents/caja_madera_forro_plastico.html



http://micalentadorsolar.com.mx/documents/caja_fierro_lam_negra.html

2.- 1 ángulo de 3/4" x 1/8" (se vende en tramos de 6 mts)

3.- Lámina negra de fierro de 1.22 x 2.44 (4 x 8 pies) calibre 20" para un calentador de 90 cm x 2 mts, si es más grande se necestará otra lámina.

Se utilizarán 1 corte de ancho de la caja X largo de la caja

1 corte de 10 cm x ancho de la caja

1 corte de 8 cm x ancho de la caja

2 cortes de 10 cm x largo de la caja

Nota: se le conoce como lámina negra, pero al comprarla debe tener un color plateado, cuando se oxida se pone negra.

Se evita su oxidación pintándola en la sección de armar colector.

ALTERNATIVA: En lugar de utilizar lámina de fierro se puede puede utilizar lámina de aluminio para aumentar su duración (ya que esta no se oxida). En este caso no se solda la lámina de aluminio a la estructura de fierro, sino que se remacha.

4.- 7 tramos de 8 cm de solera de 1/8" por el ancho que haya (Preguntar al herrero porque usualmente tienen sobrantes que se pueden utilizar aquí).

5.- 3 tramos de 6 cm de solera de 1/8" por el ancho que haya (Preguntar al herrero porque usualmente tienen sobrantes que se pueden utilizar aquí).

HERRAMIENTA: (fotografías)

1.- La mayor parte de la construcción de la caja debe realizarla un herrero calificado ya que se requiere experiencia en el uso de una soldadora eléctrica.

2.- Sacabocados de 1 1/2 pulgadas.

3.- Taladro de mano con broquero de 1/2"

NOTA: Los pasos necesarios para el armazón donde se colocará el colector y la caja del colector solar debe realizarlos un herrero, ya que tiene la experiencia en la soldadora eléctrica.


Esta caja tiene soldadas las patas en las que se colocará el panel del colector solar.

1.- Para hacer el bastidor se utiliza el ángulo de 1". El bastidor debe realizarse de 93.8 x 211 cm en la parte exterior. La cara interior del ángulo debe formar un marco en cuyo centro se colocará una lámina.

Los dos travesaños que deben estar a 1/3 y 2/3 del bastidor, le dan fuerza a la estructura y evitan que se pandee la lámina que se coloca en el paso 3.

Armazón para colector (Se muestra uno de 1.22 x 1.22 mts). En la foto no se muestran los dos travesaños.

2.- Cortar la lámina a 92.8 x 208 cm (un cm menos en el ancho y en el largo que el bastidor ya que debe caber dentro del bastidor porque se apoyará y se soldará en él).

3 .- Soldar la lámina que se cortó en el paso anterior al bastidor.

4 .- Aparte se forma el marco en el que se sostendrá el vidrio. IMPORTANTE en este marco la cara interna de los tres tramos de ángulo marcados en negro su cara interna mira al centro, y el que está en rojo mira hacia abajo, esto es con la finalidad de que cuando llueva el agua no tenga obstáculo para caer fuera del colector, esto es importante ya que de otro modo el agua se acumularía en el vidrio facilitando la oxidación y enfriandolo innecesariamente.

5.- Se solda el marco para el vidrio con el bastidor, se separa por medio de los 7 tramos de solera de 8 cm que se marcan en azúl, los 3 tramos de 6 cm se marcan en amarillo que es donde va el ángulo volteado y que evitará que el agua se acumule.

En la foto se ve como está volteado el ángulo para que el agua se deslice fácilmente.

6. Con el sacabocados de 1/2 " perforar 4 círculos, en las orillas de las paredes laterales. Por estas salidas saldrán los cabezales del panel.

Se ponen las salidas de ambos lados para que el colector esté preparado para otro colector conectado en paralelo (por si las necesidades de agua

caliente cambian).

Hay que tener cuidado de que las salidas correspondan exactamente a la posición en que se encuentran los cabezales en el panel.

Estos agujeros se realizan con un

Esquema en el que se muestran en puntos verdes las salidas del colector.

Otras alternativas para las patas que sostienen al colector.

También se puede hacer la caja por un lado y las patas por otro (las patas necesitan tener un una estructura perpendicular que les de fuerza y dar un lugar de apoyo para la caja).

En la foto se ve que las patas del colector solar corresponden a la estructura que sostiene al termotanque (en construcción).

Acercamiento a la estructura donde se sostiene al colector antes de terminarse de armar.

En la foto se ve otra estructura (en las patas tiene un tubo perpendicular que le

Caja de madera forrada de plástico

Para versión 5

Esta caja es parte del trabajo que realizó Camilo Rojas C. de Chile para diseñar su calentador solar (versión 5).

Por Camilo Rojas C. de Chile

MATERIALES:


1.- 2 tablas del grueso necesario de largo de la caja' (prima) x alto

2.- 2 tablas del grueso necesario de ancho por alto de la caja.


3.- 1 tabla del grueso necesario de largo x ancho de la caja.

4.- Clavos o tornillos de madera para armar la caja

5.- 1 cuadro de unicel/plumavit/frigolith del largo por el ancho de la caja y 10 cm de grueso.

6.- 2 cuadros de unicel/plumavit/frigolith del ancho de x la altura de la caja de 5 cm de grueso.

7.- 2 cuadros de unicel/plumavit/frigolith de la altura de la caja x (largo de la caja - 10 cm (5 cm que se ponen de cada lado con el unicel/plumavit/frigolith anterior))

8.- Tornillos de madera para poner las patas de solera.

9.- Plástico reflejante o lámina de zinc para cubrir el exterior la caja

10.- papel alumninio para cubrir el interior de la caja cubierta con plumavit/unicel/frigolith.

11.- 2 tramos de solera para hacer las patas

HERRAMIENTA: 1.- Arco con segueta para madera (si es que no se consiguió la madera ya cortada).

2.- Martillo

3.- Desarmador para los tornillos (de cruz o plano)

1.- Para hacer la caja de madera se unen las cuatro tablas con clavos.

2.- Hacer los agujeros para la tubería de entrada de agua fría y la salida de agua fría

3.- La caja se forra de plástico reflejante que se encuentra en algunos empaques de equipo electrónico. Está pegado con corchetes o grapas de tal manera que se sobreponen los segmentos para impedir el ingreso de agua lluvia. Así la caja queda resguardada del sol (porque es un plástico con cubierta reflejante) y de la lluvia aumentando su duración.

Si la caja únicamente se pintara con pintura de aceite duraría aproximadamente 2 años antes de necesitar cambiarla.

4.- En el fondo de la caja poner plumavit/unicel/frigolith (u otro aislante) de 10 cm de grueso y en las paredes poner plumavit/unicel/frigolith de 5 cm de grueso.

5.- Cubrir el plumavit/unicel/frigolith con papel aluminio del lado más brillante.

6.- Para la inclinar la caja utilicé dos tramos de solera a la que le hice 3 agujeros y las uní con tornillos de madera a la caja.


Armado del colector

MATERIALES:


1. Vidrio de 5 mm (para que resista el granizo) de (largo de la caja - 5 mm) x (ancho de la caja - 5 mm)

por ejemplo si el largo de la caja es de 99 cm el largo del vidrio será de 98.5 cm

si el ancho de la caja es de 204 cm el ancho del vidrio será de 203.5 cm


2. Lámina para cubir el aislante y para ayudar a la transferencia del calor a los tubos, se requiere uno de los dos, el tamaño es el (largo de los cabezales - 7cm) x (el largo de los tubos de 1/2"). Por ejemplo si el largo de los cabezales es de 91 cm en uno de los costados la lámina tendrá (91 cm - 7 cm = 84 cm) en el otro tendrá la misma medida del largo de los tubos de 1/2" (ej, 2.00 mts)

Desperdicio de lámina de fierro que se utilizó para construir la caja sobreponiendole otros desperdicios de lámina de fierro para completar.

Lámina de aluminio

3.- Alambre de fierro o cobre para fijar la lámina al panel.

HERRAMIENTA:

1.- Tijeras para lámina

PASOS

1. Cortar con las tijeras para lámina, la lámina de aluminio del tamaño indicado (o pedir previamente el corte donde se compre la lámina), también se puede utilizar el desperdicio de lámina negra de fierro que se utilizó al construir la caja, cortando los pedazos y uniéndolos hasta cubrir el área.

2. Con el taladro de mano y la broca de 3/16" hacer perforaciones en la lámina al rededor de los tubos de cobre de media pulgada (sólo se necesita amarrar los tubos que están en las orillas y de los internos uno sí y uno no) para poner 4 amarres de alambre de cobre en cada uno de los tubos, se colocan 2 amarres en los extremos del tubo y dos en medio distribuidos equitativamente a lo largo del tubo.

La lámina ayudará a distribuir el calor en el colector y a transmitir el calor a los tubos de cobre al estar en contacto con ellos.

Existe la posibilidad de soldar lámina de cobre al panel (de tubo de cobre), pero al investigar el precio de dicha lámina, esta era tan costosa como el tubo para el panel, por lo que desheche esa alternativa.

Amarre del panel a la lámina (se utilizó lámina de aluminio de reciclaje por lo que tiene algunas perforaciones)

3. Se coloca el panel con la lámina adherida (ya sea amarrada o soldada) dentro de la caja del colector solar (que fue forrada con lana de fibra de vidrio o con neopreno esponjado)

Al colocarla hay que cuidar que las salidas del colector pasen por las aberturas que se le hicieron a la caja. Esto es importante porque se necesita para hacer las conexiones posteriores.

Colocación de panel con la lámina adherida (agradezco el apoyo de tec. Tomás Bárcenas en esta foto)

Colector armado antes de pintar

4.- Si en el paso 1 se utilizó lana de fibra de vidrio es muy importante que esta no se moje porque se apelmasa, por ello hay que lijar la lámina cercana a los agujeros donde están los cabezales del panel y poner pasta para hojalatero. Debe estar bien lijada la lámina porque de otro modo no se pegará bien la pasta.

Si se utilizó neopreno esponjado no es necesario ponerle pasta, ya que este no se apelmasa si se moja.

5.- Pintar el colector y la caja

El colector, la lámina y la caja (y la estructura que lo sostiene) se pinta de negro mate con la finalidad de que absorba más calor y evitar que se oxide la caja y la estructura.

Se puede pintar con brocha o con pistola de aire.

La pintura es de esmalte (aceite) negro mate ( si no encontraras negro mate busca un matizador, que hace la pintura mate).

Es importante que el interior de la caja y el panel estén pintados de negro mate para que absorban el calor, sin embargo la parte externa de la caja y la estructura que la sostiene puede ser negro o de otro color que se tenga disponible.

Colectores armados y pintados de negro mate

6.- Poner el vidrio sobre el panel

El vidrio debe estar limpio por las dos caras (en especial la que mira hacia el panel), de preferencia debe ser un vidrio sin plomo ya que refleja menos luz hacia afuera.

7. Aplicar silicon en la unión del vidrio y el marco de la caja para evitar que el agua entre.

En la parte del marco que tiene el ángulo volteado el silicón se aplica entre el ángulo y el vidrio.


MATERIALES:


1.- Aislante para la caja, se requiere uno de los dos

Lana de fibra de vidiro de ancho de caja x largo de caja (recomendado por precio)

o Neopreno esponjado de ancho de caja x largo de caja

La lana de fibra de vidrio es más económica que el neopreno esponjado, ambos dan buenos resultados, pero la lana de fibra de vidrio es más económica aunque por otro lado el neopreno esponjado es más fácil de trabajar.

La lana de fibra de vidrio se debe trabajar con guantes ya que si no da muchísima comezón en la piel.

HERRAMIENTA:


1.- Tijeras para lámina

PASOS:

1.- El primer paso es poner un aislante en la parte inferior de la caja donde se colocará el panel del colector solar.

El aislante puede ser Lana de fibra (por ser más económica) o neopreno esponjado (que es más fácil de colocar) con ambos materiales se obtienen buenos resultados.

Colocación de aislante térmico (en la imagen se forra con neopreno esponjado), pero es más económico utilizar lana de fibra de vidrio. (agradezco el apoyo del Ing. Juan Miguel Gómez Coyt en esta foto)

ARMADO DE LA CAJA

Para versión 5

La colocación del doble vidrio es parte del trabajo que realizó Camilo Rojas C. de Chile para diseñar su calentador solar (versión 5.


MATERIALES:


1.- 2 vidrios de (largo de la caja + grosor de la madera - 1 cm) x (ancho de la caja + grosor de la madera - 1 cm) el primer vidrio de 5 o 6 mm y el segundo de 2 mm

Nota: la madera debe ser de 2 cm para utilizar la fórmula anterior, si es menor es mejor terminar la caja primero y de la caja resultante comprar el vidrio.

2.- Determinar el material con el que se instalarán los vidrios, la explicación de Camilio (que está más adelante en esta misma hoja) es lo que él hizo, pero hay varias formas de hacerlo.

HERRAMIENTA:

1.- Depende del procedimiento que se siga.

Termotanque

Es un tinaco en el que se mantiene el agua que se va calentando cada vez conforme pasa por el panel, lo ideal es que este tinaco esté forrado para disminuir la pérdida de calor con el aire y en la noche que no hay sol.

Revisa las siguientes opciones para elegir la fabricación que más te convenga:




1. Colocarlo en la estructura que lo sostiene

Versiones 1 y 2: Metal

Versiones 1 y 2: Concreto

2. Material del termotanque. El termotanque que se puede elegir depende de la versión que se elija.

Versión 1: De fierro. Termotanque sellado

Versión 2: De plástico o neopreno. Termotanque con tapa sin sellar.

3. Forro de termotanque

Versiones 1 y 2: De neopreno esponjado en interperie

Versiones 1 y 2: De fibra de vidrio cubierto con manta bajo techo


1. El termotanque se coloca en la estructura que lo sostendrá, la ventaja del metal es que es relativamente ligero.

Se muestra un tanque de metal acostado sobre la estructura metálica.


1. El termotanque se coloca en la estructura que lo sostendrá, el concreto es pesado por lo que no se recomienda construirlo en el techo, pero se puede utilizar si ya existiese previamente.

El termotanque que se muestra en la foto está forrado con manta (color parecido al blanco) y se colocó ahí ya que la estructura de concreto existía para soportar el tanque de ali

Para versión 1

MATERIALES:

1.- Tanque de fierro de 200 lts cerrado bien lavado. Los he conseguido usados, se podrían conseguir en mercados de pulgas.

2. 3 conectores de cobre de 1" puede ser de cuerda interior o cuerda exterior.

HERRAMIENTA:

1.- Debe realizarlo un herrero calificado ya que se requiere experiencia en el uso de una soldadora eléctrica.

1. Se soldan las 3 salidas del termotanque

para el agua caliente que se envía a la casa, esta salida está en la parte superior del tanque tanque (no importa el lugar siempre que esté arriba) y horizonal, apuntando ligeramente hacia abajo.

para el jarro de aire hasta arriba del termotanque y debe apuntar hacia arriba. En el jarro de aire se soldará un tubo para la recepción del agua caliente que proviene del colector solar. (marcado en azúl)

y la del agua fría del termotanque al colector que debe estar en la parte inferior del termotanque y es una salida horizontal apuntando ligeramente hacia abajo. (marcado en violeta)

Es muy importante que el termotanque esté completamente cerrado no debe tener ninguna fuga ya que se vaciaría totalmente, desperdiciandose el agua. El jarro de aire debe estar en una posición vertical para que el aire escape.

Lo importante no es el lugar exacto en el que está cada conexión, sino que se encuentre en la altura que se indica, es decir, no importa si está a la izquierda o a la derecha ninguna de las conexiones siempre que estén a la altura correcta.

Lo más sencillo es que el termotanque sea de lámina, se perfora con el sacabocados y los conectores se soldan con bronce y autógena (se necesita ayuda de un herrero).

MUY IMPORTANTE Si el tambo contuvo thinner, gasolina, aceite o cualquier material inflamable, los gases que producen lo pueden hacer explotar, por lo que hay que tener mucho cuidado, es preferible llenarlos de agua antes de utilizar el soplete. Considera que si reutilizas un tambo esa agua no la debes utilizar en procesos relacionados con la alimentación, EL TANQUE PUEDE HABERSE VACIADO UN MES ANTES Y AÚN ASÍ PUEDE EXPLOTAR SI TUVO ALGÚN COMBUSTIBLE, un amigo herrero experto descuidó este aspecto (conociéndolo bien) y estuvo en el hospital algún tiempo (después de 30 años de experiencia). Esto se evita con la versión 2.

Para hacer las salidas del termotanque se utiliza el sacabocados de 1 1/4" con un taladro de mano de 1/2". Otra alternativa (que depende de la habilidad del herrero) es cortarlo con el soplete de autógena (revisa la advertencia del párrafo anterior).

En la línea azúl se soldan los conectores al tambo, con bronce y autógena.

Para versión 2

MATERIALES:


1.- Tinaco de agua de 200 lts o 250 lts (si es para un colector, pero puede ser mayor si se le conecta varios colectores en paralelo) con tapa bien lavado. Cuando compres el termotanque puedes preguntarle al proveedor si ellos le instalan las salidas adicionales ya que algunos lo hacen por un costo extra, y en algunos tinacos el único que puede agregar salidas es el proveedor porque se requiere herramienta especial.

2.- 4 conectores de cobre de 1" puede ser de cuerda interior o cuerda exterior, dependiendo de las salidas que tenga el tinaco.


PASOS

1. El termotanque se coloca en la estructura que lo sostendrá (puede ser de metal o de concreto).

Termotanque antes del forrado

2. Se instalan las 4 salidas del termotanque

Para recibir el agua fría del tanque de alimentación o la alimentación directa, esta salida está arriba del nivel de agua del tinaco y es donde se conectará el flotador (boya) y el tubo que desvía el agua fría al fondo del termotanque (marcado en azúl).

para el agua caliente que se envía a la casa, esta salida está 5 cm debajo del nivel máximo del agua, que es el mismo nivel al que se pone la entrada del colector (marcado en rojo)

Para el agua caliente que se recibe del colector, esta salida está inclinada ligeramente hacia abajo ya que proviene de la parte superior del colector, 5 cm debajo del nivel normal del agua (marcado en violeta)

y la del agua fría del termotanque al colector que debe estar en la parte inferior del termotanque y es una salida horizontal apuntando ligeramente hacia abajo. (marcado en verde)


Dependiendo del material del termotanque se hacen las conexiones, pregúntale al proveedor del tinaco, cuáles son las conexiones y como se instalan las que ellos recomiendan.

Cuando compres el termotanque puedes preguntarle al proveedor si ellos le instalan las conexiones ya que algunos lo hacen por un costo adicional, y en algunos casos ellos son los únicos que pueden instalarlas porque requieren una herramienta especial.

En la foto se muestra la conexión hecha en un tambo de plástico. El conector es de material deribado del petróleo (el negro) después está una reducción de 1 1/2" a 1" de fierro (no encontré de cobre) y después un conector de cobre de 1 ".


MATERIALES:

Aislante térmico de neopreno esponjado 1.50 cm de un neopreno de 1.40 cm de ancho.

Cuerda de plástico o rafia para amarrar el neopreno (también se puede usar alambre pero tiende a oxidarse), debe ser un poco grueso (3 mm de ancho) ya que más delgado corta el neopreno.

HERRAMIENTA:

Cutter para cortar el neopreno y la rafia.

PASOS

3.- Forrar el termotanque

OPCION A: Termotanque a la interperie forrado de neopreno esponjado y sujeto con rafia.

Después de 2 años el neopreno se está deteriorando, si conoces una forma de pintar o proteger el neopreno avisame.

3A. Cortar el aislante término para que envuelva por completo el termotanque (El termotanque se cubre por los costados y por las tapas, en otras palabras, debe estar completamente envuelto por el aislante térmico).

Aislante térmico de neopreno

3B. Amarrar con rafia (cordón de plástico) el neopreno para asegurar que se quede en su lugar por lo menos 5 años.

Termotanque forrado (En la imagen está amarrado con alambre de cobre pero es más sencillo amarrarlo con rafia)

forro de neoprenoTransmisor de aluminioDoble vidrio a caja de madera

ARMADO DE LA CAJA

Para versión 5

La colocación del doble vidrio es parte del trabajo que realizó Camilo Rojas C. de Chile para diseñar su calentador solar (versión 5.



<PENDIENTE agregar fotografías que falten>


1.- 2 vidrios de (largo de la caja + grosor de la madera - 1 cm) x (ancho de la caja + grosor de la madera - 1 cm) el primer vidrio de 5 o 6 mm y el segundo










http://micalentadorsolar.com.mx/documents/armado_forro_neopreno.html



de 2 mm

Nota: la madera debe ser de 2 cm para utilizar la fórmula anterior, si es menor es mejor terminar la caja primero y de la caja resultante comprar el vidrio.

2.- Determinar el material con el que se instalarán los vidrios, la explicación de Camilio (que está más adelante en esta misma hoja) es lo que él hizo, pero hay varias formas de hacerlo.


1.- Depende del procedimiento que se siga.

Estructura de metalEstructura de concretoDe lámina negra herméticoDe neopreno no herméticoForro de neopreno esponjado en interperieForro fibra de vidrio bajo techo

Termotanque

Es un tinaco en el que se mantiene el agua que se va calentando cada vez conforme pasa por el panel, lo ideal es que este tinaco esté forrado para disminuir la pérdida de calor con el aire y en la noche que no hay sol.

Revisa las siguientes opciones para elegir la fabricación que más te convenga:

1. Colocarlo en la estructura que lo sostiene

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/termotanque_forro_fibra_de_vidrio.html



http://micalentadorsolar.com.mx/documents/termotanque_forro_neopreno.html



http://micalentadorsolar.com.mx/documents/termotanque_plastico.html



http://micalentadorsolar.com.mx/documents/termotanque_lam_negra.html



http://micalentadorsolar.com.mx/documents/termotanque_est_concreto.html



http://micalentadorsolar.com.mx/documents/termotanque_est_metal.html




http://micalentadorsolar.com.mx/documents/armadocolector.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/tanquealimentacion.html

Versiones 1 y 2: Metal

Versiones 1 y 2: Concreto

2. Material del termotanque. El termotanque que se puede elegir depende de la versión que se elija.

Versión 1: De fierro. Termotanque sellado




Versión 2: De plástico o neopreno. Termotanque con tapa sin sellar.

3. Forro de termotanque

Versiones 1 y 2: De neopreno esponjado en interperie




Versiones 1 y 2: De fibra de vidrio cubierto con manta bajo techo

Estructura de metalEstructura de concretoDe lámina negra herméticoDe neopreno no herméticoForro de neopreno esponjado en


1. El termotanque se coloca en la estructura que lo sostendrá, la ventaja del metal es que es relativamente ligero.














interperieForro fibra de vidrio bajo techo

Se muestra un tanque de metal acostado sobre la estructura metálica.

Estructura de metal








Estructura de concretoDe lámina negra herméticoDe neopreno no herméticoForro de neopreno esponjado en interperieForro fibra de vidrio bajo techo


1. El termotanque se coloca en la estructura que lo sostendrá, el concreto es pesado por lo que no se recomienda construirlo en el techo, pero se puede utilizar si ya existiese previamente.

El termotanque que se muestra en la foto está forrado con manta (color parecido al blanco) y se colocó ahí ya que la estructura de concreto existía para soportar el tanque de ali

Estructura de metalEstructura de concretoDe lámina negra hermético

Para versión 1


1.- Tanque de fierro de 200 lts cerrado bien lavado. Los he conseguido usados, se podrían conseguir en mercados de pulgas.

2. 3 conectores de cobre de 1" puede ser de cuerda interior



















De neopreno no herméticoForro de neopreno esponjado en interperieForro fibra de vidrio bajo techo

o cuerda exterior.


1.- Debe realizarlo un herrero calificado ya que se requiere experiencia en el uso de una soldadora eléctrica.

1. Se soldan las 3 salidas del termotanque

para el agua caliente que se envía a la casa, esta salida está en la parte superior del tanque tanque (no importa el lugar siempre que esté arriba) y horizonal, apuntando ligeramente hacia abajo.

para el jarro de aire hasta arriba del termotanque y debe apuntar hacia arriba. En el jarro de aire se soldará un tubo para la recepción del agua caliente que proviene del colector solar. (marcado en azúl)

y la del agua fría del termotanque al colector que debe estar en la parte inferior del termotanque y es una salida horizontal apuntando ligeramente hacia abajo. (marcado en violeta)

Es muy importante que el termotanque esté completamente cerrado no debe tener ninguna fuga ya que se vaciaría totalmente, desperdiciandose el agua. El jarro de aire debe estar en una posición vertical para que el aire escape.












Lo más sencillo es que el termotanque sea de lámina, se perfora con el sacabocados y los conectores se soldan con bronce y autógena (se necesita ayuda de un herrero).

MUY IMPORTANTE Si el tambo contuvo thinner, gasolina, aceite o cualquier material inflamable, los gases que producen lo pueden hacer explotar, por lo que hay que tener mucho cuidado, es preferible llenarlos de agua antes de utilizar el soplete. Considera que si reutilizas un tambo esa agua no la debes utilizar en procesos relacionados con la alimentación, EL TANQUE PUEDE HABERSE VACIADO UN MES ANTES Y AÚN ASÍ PUEDE EXPLOTAR SI TUVO ALGÚN COMBUSTIBLE, un amigo herrero experto descuidó este aspecto (conociéndolo bien) y estuvo en el hospital algún tiempo (después de 30 años de experiencia). Esto se evita con la versión 2.

Para hacer las salidas del termotanque se utiliza el sacabocados de 1 1/4" con un taladro de mano de 1/2".

Otra alternativa (que depende de la habilidad del herrero) es cortarlo con el soplete de autógena (revisa la advertencia del párrafo anterior).

En la línea azúl se soldan los conectores al tambo, con bronce y autógena.

Estructura de metalEstructura de concretoDe lámina negra herméticoDe neopreno no herméticoForro de neopreno esponjado en interp

Para versión 2



1.- Tinaco de agua de 200 lts o 250 lts (si es para un colector, pero puede ser mayor si se le conecta varios colectores en paralelo) con tapa bien lavado. Cuando compres el termotanque puedes preguntarle al proveedor si ellos le instalan las salidas adicionales ya que algunos lo hacen por un costo extra, y en algunos tinacos el único que puede agregar salidas es el proveedor porque se requiere herramienta especial.

2.- 4 conectores de cobre de 1" puede ser de cuerda interior o cuerda exterior, dependiendo de las salidas que
















erieForro fibra de vidrio bajo techo

tenga el tinaco.

PASOS

1. El termotanque se coloca en la estructura que lo sostendrá (puede ser de metal o de concreto).

Termotanque antes del forrado

2. Se instalan las 4 salidas del termotanque

Para recibir el agua fría del tanque de alimentación o la alimentación directa, esta salida está arriba del nivel de agua del tinaco y es donde se conectará el flotador (boya) y el tubo que desvía el agua fría al fondo del termotanque (marcado en azúl).

para el agua caliente que se envía a la casa, esta salida está 5 cm debajo del nivel máximo del agua, que es el mismo nivel al que se pone la entrada del colector (marcado en rojo)

Para el agua caliente que se recibe del colector, esta salida está inclinada ligeramente hacia abajo ya que proviene de la parte superior del colector, 5 cm





debajo del nivel normal del agua (marcado en violeta)

y la del agua fría del termotanque al colector que debe estar en la parte inferior del termotanque y es una salida horizontal apuntando ligeramente hacia abajo. (marcado en verde)


Dependiendo del material del termotanque se hacen las conexiones, pregúntale al proveedor del tinaco, cuáles son las conexiones y como se instalan las que ellos recomiendan.

Cuando compres el termotanque puedes preguntarle al proveedor si ellos le instalan las conexiones ya que algunos lo hacen por un costo adicional, y en algunos casos ellos son los únicos que pueden instalarlas porque requieren una herramienta especial.

En la foto se muestra la conexión hecha en un tambo de plástico. El conector es de material deribado del petróleo (el negro) después está una reducción de 1 1/2" a 1" de fierro (no encontré de cobre) y después un conector de cobre de 1 ".

Estructura de metalEstructura de concretoDe lámina negra herméticoDe neopreno no



Aislante térmico de neopreno esponjado 1.50 cm de un neopreno de 1.40 cm de ancho.

Cuerda de plástico o rafia para amarrar el neopreno (también se puede usar alambre pero tiende a













herméticoForro de neopreno esponjado en interperieForro fibra de vidrio bajo techo

oxidarse), debe ser un poco grueso (3 mm de ancho) ya que más delgado corta el neopreno.


Cutter para cortar el neopreno y la rafia.

PASOS


OPCION A: Termotanque a la interperie forrado de neopreno esponjado y sujeto con rafia.

Después de 2 años el neopreno se está deteriorando, si conoces una forma de pintar o proteger el neopreno avisame.

3A. Cortar el aislante término para que envuelva por completo el termotanque (El termotanque se cubre por los costados y por las tapas, en otras palabras, debe estar completamente envuelto por el aislante térmico).







Aislante térmico de neopreno

3B. Amarrar con rafia (cordón de plástico) el neopreno para asegurar que se quede en su lugar por lo menos 5 años.

Termotanque forrado (En la imagen está amarrado con alambre de cobre pero es más sencillo amarrarlo con rafia)


MATERIALES:

(Si el termotanque está bajo techo) Lana de fibra de vidrio 2 tramos de 60 cm x 1.22 mts y manta de 1.20 x 1.22 mts. La necesaria para cubrir el termotanque.

HERRAMIENTA:

1. Guantes para manejar la lana de fibra de vidrio (es la base del pica-pica, por lo que no lo manejes con las manos)

Cutter para cortar la lana de fibra de vidrio y la rafia.

Aguja e hijo para coser manta que forra la lana de fibra de vidrio.

PASOS


Termotanque bajo techo, forrado de lana de fibra de vidrio, sostenida con manta. El termotanque no se moja porque está cubierto.

Esta opción me ha funcionado muy bien (el termotanque de la foto tiene 6 años) la desventaja es que necesita estar bajo techo.

El paso 3A anterior hacerlo con lana de fibra de vidrio (es más económica que el neopreno)

En el paso 3B en lugar de usar rafia se forra la lana de fibra de vidrio con manta, y se cose con hilo.

Como recomendación es bueno utilizar lentes oscuros e instalar los vidrios a la sombra y con la caja fría . Recuerda que si se queda un tubo de PVC dentro de la caja con vidrio, está soleado y no tiene agua el tubo se fundirá en menos de 10 minutos haciéndolo inservible.

Lo más complicado fue encontrar la manera de poner un vidrio doble que mantuviera el sellado de la caja. No tengo ya ni pizca de dinero y tube que ingeniármelas para reciclar el cachureo que habia en el mismo techo de la casa. Encontré unas canaletas de plástico blanco que se usan para ducto de cables en las intalaciones eléctricas sobrepuestas de las habitaciones. Lo usé para hacer una terminacion al borde de la caja. La canaleta tiene corte transversal en forma de "C" cuadrada.

Sobre esa superficie o marco, coloqué una goma o esponja tipo caucho que compre muy barato. Lo encontré ideal para mi propósito. Con el hice un marco pegado sobre la canaleta. Directamente puse el vidrio y luego otra vez una tira de esponja plastica. Es algo elástica y me dió la separacion ideal entre vidrios. Como 7 mm. Luego encontré unos trozos de perfiles de aluminio que botaron en la casa del vecino y los use para presionar todo el "sandwich" de

vidrio contra la caja. Con tornillos. (2da foto)

Como te das cuenta no es un procedimiento muy bonito pero es que no tengo dinero para hacer algo mas profesional. Muchas de las conecciones se pueden hacer comprando en el mercado los elementos necesarios pero yo ahorrando hasta el ultimo centavo diseñé prácticamente todo.

Las conecciones con codos y tuberias plasticas de PVC las hice con manguera de goma resistente a Tº que encontré en un botadero. pero pueden sustituirse por mangueras flexibles de buena calidad. Si te das cuenta de las fotos , todo parece artesanal. Uds podrían hacer algo mejor. El trabajo lo hice entre porotos y zanahorias pues trebajo en la cocina, por eso se ve el piso y las ollas de fondo en las fotos. Mientras mi mami cocinaba las lentejas yo estaba tras de ella cortando y pegando.

Foto 77

Tubería aislada para realizar las conexiones

En cualquier calentador (sea solar o no) es importante que la tubería que transporta el agua caliente esté aislada para disminuir la pérdida de calor, esto es aún más importante entre más largo sea el tubo que conecta a la alimentación en la casa.

Versiones 1 y 2: Tubería térmica la opción que utilizo porque es la que más me convence. La única marca que conozco es tuboplus

(www.tuboplus.com, marca registrada de Rotoplas).

Versiones 1 y 2: De cobre forrada con neopreno



http://micalentadorsolar.com.mx/documents/conexion_cobre.html


MATERIALES:

Tubería de térmica (la única marca que conozco es tuboplus de Rotoplas www.tuboplus.com) de 1" codos y T's necesarios (todos ellos de la misma tubería térmica). Hay que hacer el cálculo de cuánto se necesita para hacer todas las conexiones esto depende de dónde esté el termotanque y tanque de alimentación.

PASOS

Hacer las conexiones con la tubería de tuboplus del termotanque con el colector para disminuir la pérdida de calor cuando el viento pega en el tubo, así como la tubería que une el calentador solar con el calentador de gas o eléctrico o la entrada de agua caliente de la casa.

Ventajas: Dura 50 años, es un poco más económica que el cobre, aisla bien el agua caliente, está hecha de plásticos antibacteriales, soporta temperaturas de -5° a 95 °C.

Desventajas: Se requiere una herramienta especial para hacer las conexiones y es algo costosa, además de que hay que aprender a usarla.

Si tienes la oportunidad de poner una conexión de este tipo te la recomiendo. Es un poco más problemático instarla (por la herramienta empleada, que además requiere conexión eléctrica para usarla) pero no requiere conocimiento previo como el cobre, además de que no tiene fugas si está bien instalada porque queda en una sola pieza.

La información completa la puedes encontrar en www.tuboplus.com

EXPERIENCIA:

Te comparto la experiencia que he tenido, la finalidad es darte una idea de los pasos a seguir, pero si vas a usar esta tubería por favor ve el manual completo en la página de la

http://www.tuboplus.com/

misma.

La tubería se instala por medio de esta herramienta (las piezas redondas negras son parte de la herramienta).

Y es por medio de temofusión por lo que las conexiones quedan en una sola pieza.

Las piezas negras son las que se utilizan para calentar los extremos de la tubería que después se unen

hay que tener cuidado de dejar enfriar las tuberías, porque si se instalan calientes se pueden deformar como en la siguiente foto.

Nota importante: La distancia del calentador solar al calentador de gas y a la casa debe ser la mínima posible para disminuir la pérdida de calor en el trayecto.


Si se tiene un calentador de gas o eléctrico lo mejor es conectarlo en serie con el calentador solar, para que únicamente prenda cuando sea necesario aumentar los grados que falten a la temperatura del agua.

Si no se tiene un calentador de agua de gas o eléctrico la conexión sería:

Respuesta a las preguntas más frecuentes relacionadas con la elaboración de un calentador solar por tema.

Generales acerca de los calentadores solares

Principios de física

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/faqfisica.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/faqgeneral.html

Construcción del panel solar

Construcción de la caja de efecto invernadero

Armado del colector

Termotanque

Tanque de alimentación

Conexiones

Conexión a la casa

Preguntas frecuentes acerca de los calentadores solares en general

P: Qué tamaño me sugieres del panel para una familia de 4 personas?

R: Respondiendo en general, podría un calentador de 1.9 mts cuadrados (que por facilidad de construcción sería de largo de los tubos de 1/2" de 2 mts y ancho de los cabezales de 90 cm) los demás datos los puedes calcular a partir de la liga de Materiales.

P: ¿En los días nublados se calienta el agua?

R: Si pero a menor temperatura. Cuando está sumamente nublado se aumentan muy pocos grados.

P: ¿Realmente costea hacer un calentador solar?

R: El costo de elaborar uno que de servicio a dos baños cuesta aproximadamente de 5,000 a 15,000 pesos mexicanos (en 2007), dependiendo de la

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/faqconexioncasa.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/faqalimentacion.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/faqconexiones.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/faqalimentacion.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/faqtermotanque.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/faqarmadocolector.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/faqcaja.html

http://micalentadorsolar.com.mx/documents/faqpanel.html

necesidad que se tenga de usar agua caliente se puede consumir más o menos gas, por lo que económicamente el retorno de la inversión puede ser lento, pero es un grano de arena para disminuir el consumo de gas y contribuir a mejorar las condiciones ambientales de nuestro lugar.

En mi caso antes de utilizar un calentador solar gastaba 400 pesos mexicanos mensuales más en el pago del gas, que se traducen en 4,800 pesos mexicanos anuales (aprox 430 dolares americanos), y la espectativa de vida de los colectores que tengo son 20 años (uno de ellos ya lleva 12 años).

P: ¿Hasta que temperatura has llegado a calentar el agua con un calentador solar?

R: La temperatura máxima a la que he llegado en el termotanque es de 65° C y si se pone a cabitar muy poca agua llega a 85°C. Normalmente en un día soleado se puede sacar agua del termotanque al centro entre 50° y 65° y en un día un poco nublado a 40°. El agua a 40° se considera muy caliente para un baño.

P ¿Cómo conecto un calentador solar a mi casa?

R: Agregué la página Conexión casa en la sección de fabricación.

P: El calentador solar no va a quedar cerca de la casa ¿que hago?

R: Lo ideal es que esté muy cerca de donde se va a utilizar el agua caliente para disminuir la pérdida de calor mientras viaja por la tubería. En tu caso necesitas forrar la tubería (puedes consultar en Fabricación / termotanque / tubería de cobre forrado con neopreno para más información.)

P: Tengo una casa de dos aguas ¿que tengo que cuidar en el calentador solar?

R: Con la estructura metálica se puede colocar

el tanque de alimentacion, el termo-tanque y el o los

colectores cuidando siempre que las alturas se respeten,

esto es que el tanque de alimentación este arriba del

termo-tanque y este arriba del colector sin exceder de 3 m. entre la parte baja del tinaco de alimentación y la parte baja del colector.

También hay que diseñar la estructura de metal que soporte al o los colectores para que estén mirando al sur (en el hemisferio norte) y al norte (en el hemisferio sur).

P Me interesa lavar el termotanque anualmente como lo hago con el tinaco de la casa ¿qué debo hacer?

R: En la versión 1 no es posible lavarlo, puedes utilizar la versión 2 que tiene un flotador y se puede lavar como el resto de los tinacos. Te suguiero que cuides que tenga una boca ancha para que sea más sencilla su limpieza.

P: Si aumento el área del colector implica aumento de temperatura o solo implica que puedo aumentar mas la capacidad de alamacenamiento de agua caliente ?

R: Aumentar el área del colector implica más agua caliente que puedes utilizar para

* aumentar más la temperatura del agua de un termotanque (el segundo colector no aumenta la misma cantidad de grados que el primero porque la diferencia de temperatura es menor y se transfiere menos calor), o

* para calentar un volumen mayor de agua, si utilizas 4 mts2 de colector puedes poner un termotanque de 400 lts o 2 de 200 lts.

P: He visto el sistema de tubos al vacío (o evacuados) que tiene mucho mejor rendimiento para captar el calor inclusive en los dias nublados, tienes alguna informacion de como están construidos y como se pueden fabricar aunque se que el costo es mayor?

Lo que me han comentado es que tienen mejor rendimiento que los de cobre, lo último que se de ellos es que en México no hay nignún productor, que todos los que se venden aquí son importados de china (aunque aquí se ensamblen).

Desconozco como estén construidos.

P: Si necesito un calentador solar para 6 personas ( y no 4) que hago?

Se pueden poner dos configuraciones, la pimera es tener dos calentadores con sus respectivos termotanques y que cada uno alimente una sección de la casa (buscando que quede lo más cerca posible) y la otra es tener un termotanque más grande (por ejemplo de 400 lts) y de dos a cuatro colectores dependiendo del lugar.

IDEAS QUE NO HAN SIDO PROBADAS

P: Tengo como sistema de agua un hidroneumático. ¿cómo se debe de hacer el calentador?

R: El hidroneumatico combina una bomba de agua con un compresor para mantener más o menos estable la presion en en la tuberia y se coloca casi siempre muy cerca de la sisterna y no se usa tanque de alimentacion para la distribucion del agua a la casa.

Se require subir la tuberia a la azotea para alimentar el temotanque (en la versión 2 tiene un flotador para evitar que la presión en las tuberías del panel sea demasiada y es un termotanque no sellado para que permita la salida de las burbujas de aire) y bajar tuberia de termotanque a la ducha o al calentador de gas.

Lo que no sé es como mezclar la fria del Hidroneumatico con la la caliente que bajaria por gravedad.

Existen otras alternativas, entre ellas está una válvula de vapor que permite la salida de las burbujas de aire sin necesidad de disminuir la presión, pero en el panel se requiere poder soportar más presión por medio de soldadura de plata o hacer las uniones con T's soldables. La desventaja que tienen las llaves de vapor es que requieren mantenimiendo trimestral, lo que vi en otras ocasiones es que al fallar la válvula por falta de mantenimiento (y consecuentemente el fallo del calentador solar) se dejó de usar este último en lugar de darle mantenimiento a la válvula. Esta alternativa yo no la he pobrado, solamente la vi funcionar en una alberca con el resultado que te comentó.

P: ¿Cómo puedo aprovechar el agua caliente para calefaccionar la casa? es decir es suficiente la temperatura para lograr calor con una red de cañerias al interior de la casa? o tengo que hacer algun otro artefacto interior que reciba esta circulación de agua caliente y la transmita al interior de la

R: La idea que escuche de otra persona (pero que no la pudo llevar a cabo por el costo que implicaba abrir el piso de la casa ya que no tenía esa tubería) es poner las tuberías y hacer circular por ella agua caliente, con eso se calienta el piso y se calienta la casa

casa?

Preguntas frecuentes de los principios de física aplicados a un calentador solar

P: ¿Por qué se utiliza tubo de 1 pulgada en los cabezales?

R: El motivo es principalmente económico, el costo de un tubo de 2" o 2 1/2" de cobre es significativamente más caro que el de 1" y no creo que la diferencia de temperatura que se pueda lograr justifique el mayor costo.

No se debe utilizar uno menor ya que se dejaría muy poca separación a las paredes del tubo del cabezal.

P: ¿Que aborbe más calor: la placa pintada de negro o sin pintar?

R: va a absorber más calor la lámina pintada de negro mate que si no está pintada, ya que refleja menos luz hacia fuera. No recomiendo que se pinte de negro brillante por el mismo motivo.

P: ¿Qué relación hay entre el calor especifico para un metal tanto en la absorción de calor como en la transmisión?

R: la capacidad térmica se da en J/ºC y depende de cada material, y mientran mayor sea el calor específico del material más energía térmica requiere para incrementar la temperatura.

si vemos la siguiente tabla de calores específicos

Sustancia C (cal/g ºc)

Agua 1.00

Hielo 0.55

Vapor 0.50

Aluminio 0.22

vidrio 0.22

Hierro 0.11

Si analizamos esta tabla vemos que la cantidad de calor para elevar 1 Kg. de agua es el doble al de un Kg. de vapor (en este caso se require saber que un Kg. de agua tiene la misma masa cuando se

convierte en vapor o hielo) o necesitamos el 11% de calor para calentar un kilo de hierro o solo el 3.1% para el plomo.

Esto es distinto a la conductividad térmica, no tengo a la mano una tabla de conductividad térmica pero se que el alumnio es mejor coductor que el cobre y este que el hierro. sin embargo el aire y el agua tienen un comportamiento especial que requieren de un estudio distinto porque no son buenos transmisores del calor cuando están estáticos, pero si se ponen en movimiento lo transmiten, por eso es que se pone una caja invernadero (aire caliente) y se hace circular el agua para que tome el calor del tubo y este tome el calor del aire.

P ¿Porqué no se sale el agua por el jarro de aire en la versión1 ?

R: Porque sigue el principio de vasos comunicantes. Si ves el diagrama puedes observar que todo el sistema es un gran sistema de vasos comunicantes y el nivel máximo corresponde al del tanque de alimentación (que se controla con un flotador o boya) y por ese motivo el jarro de aire debe llegar 20 cm arriba de este nivel.

Problemas comunes

a) termotanque

El problema con los acercamientos que había tenido es el sellado del termotanque, ya que para que haya convección necesitaba que el termotanque estuviera completamente cerrado, y lo más fácil y económico es el recipiente de 200 lts. de lámina negra, pero se oxida y por eso tiene una duración de 5 años aproximadamente y cuando por alguna razón el nivel de agua disminuye la oxidación pasa a la tubería: también usamos recipiente de plástico de 200 lts. Pero hay que ponerle cinchos para que no de abombe.

La versión 2 (puedes verla en en Fabricación/ ) utiliza un termotanque no sellado, las ventajas que tiene son la posibilidad de utilizar un tinaco de agua con tapa, por otro lado no hay una presión mayor que la dada por el agua que contiene y como tiene una tapa se puede lavar, después de quitar el aislamiento, como los demás tinacos.


b) oxidación del termotanque

Usamos recipiente de 200 lts. De lámina negra, el cual se oxida, tiene una duración de 5 años aproximadamente y cuando por alguna razón el nivel de agua disminuye la oxidación pasa a la tubería: también usamos recipiente de plástico de 200 lts. Pero hay que ponerle cinchos para que no de abombe.

En el punto a) comento como lo estoy resolviendo.

(Agradezco el apoyo del Ing. Jaime Ayala Gutiérrez y de Juan Manuel Rivera Briseño para esta foto)

c) burbujas de aire

Las burbujas de aire que se forman en el sistema pueden ocasionar que deje de circular el agua en el calentador solar, he visto dos soluciones, la primera es una válvula que permite el paso de aire y del vapor que se forma dentro del sistema, tiene el inconveniente de que se oxidan los resortes y puede ocasionar que deje de funcionar el calentador solar. He visto casos en que los dueños desecharon un calentador solar porque la válvula falló (dejaron de creer en él) cuando solamente se necesitaba cambiar la válvula para que funcionara.

Ej. de las válvulas que comento

La opción que yo he utilizado y que me gusta más porque no requiere mantenimiento es un jarro de aire por el que escapa el aire a la atmósfera.

d) desconfianza del usuario / respaldo de calentador de gas

Otro problema es la desconfianza de las personas por el temor de quedarse sin agua caliente mientras se bañan, pero si no saben que el agua se calentó con el sol, no notan la diferencia entre el calentamiento por sol o usando gas.

Sin embargo se puede combinar la tecnología de calentado solar con uno de gas (calentador chico de paso, calibrado entre 30 y 50°C) para que el calentador de gas caliente el agua si es que se termina el agua caliente del calentador o para aumentar los grados que le falten al agua que esté.

Si se utiliza durante medio día constantemente se está calentando el agua por lo que no se activa el calentador de gas, mi experiencia es que me puedo bañar a las 6:00 de la mañana con el agua que tiene el termotanque (que está aislado) porque conserva el calor.

e) Sistema de vaciado para la época fria

El sistema que he estado probando, en que el agua circula por el calentador solar para calentarse, tiene el inconveniente que si se congela el agua de las tuberias del calentador solar, al expandirse puede romperlas.

f) Mantenimiento

Además el mantenimiento debe ser mínimo sin necesidad de recurrir a un técnico y que sólo se reduzca a limpieza. Para ello tuvimos que experimentar en cabeza propia y transmitir nuestras conclusiones para que quien lo desee fabrique su propio colector.

1 El Mas Importante Para La Construccion

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