Laboratorio de Campo | Construcción de un Calentador Solar. (1ª Parte)
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Construcción de un Calentador Solar. (1ª Parte)

21 Aug 2013, by Alfonso M. Cuadrado Mulero in Autoconstrucción, Casa Dinamo, ConstruirConstruyendo, DIWOPrototipa

Ya tenemos construidos todos los componentes del prototipo de Calentador de Agua Solar 1.0, y la próxima semana, tras montarlo y hacer todas las conexiones, comenzaremos a testearlo para comprobar y exponer sus características técnicas.

Puede definirse como un Calentador Solar de Agua con Efecto Termosifón (forma de circular el líquido del serpentín) y Sistema Indirecto (los circuitos del depósito y el colector son independientes). Existen otros modelos de funcionamiento.

Lab_Web_Calentador01

El sistema está compuesto por los siguientes elementos:

  • Panel Colector Solar.
  • Depósito / Calentador Auxiliar de 100 litros.
  • Soporte Metálico de anclaje.
  • Tuberías, tornillería y conexiones.

A continuación detallamos el proceso constructivo de cada uno de ellos.

Panel Colector Solar. Dimensiones: 1,90 m x 0,90 m. Óptimo para un depósito de 100 litros, para el abastecimiento de agua caliente de dos personas. Formado por:

  • Serpentín. Sistema de tuberías en cuyo interior circula un líquido anticongelante, encargado de transmitir el calor al agua contenida en el depósito. El material elegido es el cobre, por sus excelentes características tanto en la absorción como en la transmisión de calor.

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Las tuberías transversales tienen un diámetro interior de 20 mm (3/4”) y los ramalillos (tuberías longitudinales) de 15 mm (1/2”). Uniones en T (de 3/4” a 1/2”) soldadas. Cierres de 3/4” en los extremos de las tuberías transversales.

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La soldadura debe estar perfectamente ejecutada para que no existan fugas. Se comprueba bombeando agua al interior del serpentín y viendo que no gotea por ninguna de las uniones.

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El Serpentín se conectará al depósito a través de tuberías flexibles. Es importante comprobar la distancia entre depósito y serpentín para que estas conexiones tengan la dimensión mínima. El sistema de conexión entre el colector y el depósito es indirecto, es decir, el líquido anticongelante que circula por el serpentín y el agua del interior del depósito nunca entran en contacto.

  • Caja aislada. Panel prefabricado de Espuma de Poliuretano de espesor 3 cm con revestimiento de chapa de aluminio por ambas caras. Posee un excelente aislamiento y, debido a su sección, conforma por sí misma los bordes de la caja.

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Para cerrar los lados cortos, cortamos unas lonchas de este mismo panel, las vaciamos parcialmente de espuma (manteniendo los 3 cm de espesor mínimos) y las doblamos, solapándolas. Después las atornillamos en los bordes mediante chapas en L y sellamos las juntas con silicona.

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  • Atornillado del serpentín a la caja. Debido a que no se puede atornillar a la espuma, introducimos en el panel unas tablas de madera y las fijamos con adhesivo y tornillos muy pequeños. A ellas atornillaremos los ramalillos del serpentín mediante unos ganchos metálicos.

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Todas las perforaciones realizadas serán rellenadas con spray de espuma de poliuretano para garantizar un aislamiento térmico completo.

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Una vez sellado, procedemos a pintarlo con spray acrílico de color negro para conseguir la máxima absorción de calor. Hemos utilizado un spray resistente a altas temperaturas.

                Lab_Web_Calentador09_1          Lab_Web_Calentador09_2

Finalmente se cubre el panel colector con una plancha de metacrilato de 4 mm de espesor con cámara y lo sellamos con silicona.

Depósito / Calentador Auxiliar. Conexión eléctrica para energía de apoyo. Capacidad de 100 litros. Aconsejable instalarlo lo más cerca posible de los puntos de uso para limitar la dispersión del calor.

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Soporte Metálico de anclaje. Estructura diseñada para alojar los elementos anteriores (colector y depósito) y anclarlo a la cubierta del baño. Los perfiles utilizados son de sección cuadrada de 4 cm x 4 cm y pletinas de 8 mm. Recubierto con una capa de 1mm de minio antioxidante. (Verificar la pendiente de la cubierta en donde se instale para diseñar el soporte y la diferencia de altura de los perfiles).

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Orientación. El Calentador Solar estará colocado sobre una cubierta con una pendiente del 25 % orientada a Sur, para conseguir el máximo tiempo de exposición al sol.

Este post es un resumen del proceso de diseño y construcción que hemos seguido en el Laboratorio de Campo. Si estás pensando en construir un Calentador Solar y te surgen otras cuestiones, contáctanos sin dudar.

Y si quieres consultarnos precios de materiales y distribución o encargarnos la construcción de un Calentador Solar adaptado a tus necesidades, ponte en contacto con nosotros.

En el próximo post, Construcción de un Calentador Solar (2ª Parte), expondremos los resultados de las pruebas de volúmenes y temperaturas del agua.

Recuerda que todos estos datos, más las características técnicas, las vamos sintetizando en la wiki de aRRsa!

11 COMMENTS
  • Si necesitáis un termostato open source, un sistema para monitorizar la temperatura vía Internet o lo que sea contad conmigo 😉 esto tiene muy buena pinta.

  • Alfonso Reply

    ¡Hola! ¡Muchas gracias!
    Vamos a comprobar los diferenciales de temperatura entre el agua de la red y la del interior del depósito durante unos días. ¿Sabes qué tipo de sensores podemos utilizar? Después, el prototipo pasará a formar parte del Centre Rural d’Experimentació El Planet. Podemos hablar con sus propietarios para hagan un seguimiento más exhaustivo de estos valores.
    Por otro lado, queremos diseñar un sistema que recoja los valores de TªInt/TªExt
    en diferentes puntos de un muro de adobe. Tenemos kits básicos de arduino, ¿qué recomiendas para monitorizar?

  • Yo estuve haciendo pruebas con un DS1621, es un sensor sencillito de temperatura que se conecta por I2C, un bus de comunicaciones muy utilizado. El DS1621 lo pedí al fabricante como muestra gratuita, te registras en la web y te lo envían por correo gratis, creo que fue en Maxim Semiconductors.
    El problema que tengo yo también es con el agua eso no es posible meterlo en el agua tal cual porque se haría un cortocircuito, hay que aislarlo, no se si meterlo en un tubo, con silicona o que. Pero esto haría más lento el sensor, así que no sé. Además el DS1621 no es el más adecuado para esto porque su encapsulado es para montar encima de una placa y por eso estoy pensando en usar algún otro.
    En los muros de adobe sí es fácil poner algunos sensores de este tipo y que queden bien pegados con pasta térmica como la que usan los microprocesadores en los ordenadores.
    Lo vamos mirando, colgaré lo que tengo hecho sobre Arduino que en principio es monitorización de temperatura para un acuario.

  • […] los dinamos que teníamos en marcha, con planes de producir una serie limitada para bricoleurs de alguno de ellos. Y, por fin, tras el calvario burocrático, vamos a empezar la obra de una vivienda de […]

  • Aquí teneis otro proyecto de referencia.

  • Alfonso Reply

    Hola, Pedro, ¿qué proyecto es ese? 🙂

  • El proyecto está en http://www.misolarcasero.com
    Yo he buscado un equilibrio de la alta tecnología combinando con material asequible.
    Rige ambas, pero se puede variar según las preferencias de cada uno.
    Yo lo he hecho de forma autodidacta y he probado por mi mismo varios diseños de distintas maneras.
    Es un orgullo para mi, porque no sólo es un proyectO de exposición, pues ya lleva años usándose con cero deterioro y un rendimiento muy muy bueno.
    No he recibido este mensaje y he venido porque alguien de esta plataforma me ha invitado a participar activamente, no se si a este blog u otro, la cuestión es que he entrado casi de casualidad.
    Cualquier pregunta estaré encantado de contestarla o debatir cualquier variante que se pueda aplicar al mismo.
    Muchas gracias por tu interés alfonso.
    La web es esta -> misolarcasero punto com
    Si no aparece será porque el sistema del blog lo borre.

    • Alfonso Reply

      Hola, Pedro, ¿qué tal? Sí, ya conocía tu página, pero me despisté y no vi el enlace.
      En efecto, mi compañera Ester te ha invitado a participar como experto, pero desde mimbrea, dentro de la red de expertos. Tiene pendiente responderte.
      Por otro lado, volviendo al tema del calentador, nos gusta como planteas los contenidos en tu web, porque lo que más nos interesa es precisamente eso: poder ofrecer un abanico de soluciones, dependiendo de las necesidades, destrezas, recursos disponibles, economía, etc. de los usuarios que quieren construir estos dispositivos.
      Por eso, desde el Laboratorio de Campo, y el Sistema Dinamo de aRRsa! orientamos los posts principalmente a bricoleurs, es decir, a personas que prefieren experimentar construyendo por sí mismas su propio prototipo de calentador, o uno de sus componentes, y que formen parte de una red en la que se intercambie información y se comercialicen estos dispositivos y elementos.
      Para esta red tenemos una wiki en la que fijamos la información de cada uno de ellos. En ella, si te apetece, puedes escribir las características de tus diseños. Dinoslo y te creamos un usuario.
      Además, ahora queremos comenzar a monitorizar cada uno de ellos para obtener datos que nos ayuden a mejorarlos. Seguimos en contacto

  • Alfonso, te he puesto la web así un poco rara para que el blog no lo pueda detectar como un enlace, vuelvo a probar a poner el enlace original, es:
    http://www.misolarcasero.com

  • […] proceso se encuentra activo en varios elementos del Laboratorio y poco a poco van surgiendo las primeras conversaciones para ir formando comunidad en torno a esta idea de reconstrucción del hogar repleta de […]

  • […] solar depende de tus necesidades de agua caliente y de otros factores del lugar y los materiales. A través de la experiencia práctica hemos visto que un tamaño conveniente para calentar el agua de un depósito de 100 litros, para el […]

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