¿Cuál es el tamaño ideal del colector en un calentador solar casero? ¿Y cómo disponer las tuberías? Esta es la duda que nos planteaba René, ecohabitante de Santiago de Chile, en nuestro artículo sobre calentadores solares caseros para construir uno él mismo.
Gracias a Alfonso, de aRRsa! Plataforma Creativa ,que nos envía la información que permitirá a René construir su calentador fácilmente. Esperamos que sea de vuestro interés y no olvidéis que podéis enviarnos vuestras propias consultas.
Mi intención es construirme un calentador solar de agua por convección con cañerías de cobre con un estanque para una capacidad de 100 litros de agua y al respecto tengo algunas dudas que le quisiera consultar:
1.-Como determinar el tamaño del colector. Relación de la superficie captadora y separación que debe haber entre los tubos para obtener una mejor transferencia de calor; (deseo cortarlos de un metro cada uno y soldarlos)
2.- Largo total de cañería necesaria y volúmen de agua que deben contener las cañerías de cobre en su largo total y el diámetro interno de éstas, ya que no es lo mismo calentar los 100 litros de agua en el estanque con un volumen de agua contenido en 5 metros de cañerías que en muchos metros de éstas en el colector, considerando un tamaño razonable y fácil manejo para su instalación.Desde ya agradezco cualquier aporte que me pueda entregar.
Para dimensionar el colector hay que saber las necesidades de agua caliente. Es decir, con cuánta rapidez necesitamos que se caliente el agua, lo que dependerá de las personas que vayan a ducharse seguidas, por ejemplo. También la radiación solar que hay en su casa y otros factores.
Todo esto se lo preguntamos a René, que nos explica mejor su caso:
En relación al tiempo que necesito que el agua esté lista, lo ideal sería disponer los 100 litros de agua para abastecerse.
Para efectos de cálculos que yo no manejo, pienso que se consideran temperaturas ambientales medias de la región.
Yo vivo en la ciudad de Santiago de Chile por lo que la orientación del colector debería ser Norte y su inclinación correspondiente a 43º (latitud más diez grados) según he leído.La temperatura media anual de la ciudad de Santiago es de 18,4ºC, siendo en verano e invierno una media de 23,3ºC y 12,8ºC , Enero y Julio respectivamente medidas máximas a las 16 horas.
Les comento otras dudas que también se me presentan:
Una es el diámetro de las cañerías, estimo que una cañería de mayor diámetro presenta mayor exposición superficial al sol que una de menor, pero también creo que la de mayor, tiene mayor disipación de calor.
¿Hasta que punto conviene que las cañerías estén más juntas unas a otras soldadas sobre la superficie captadora ( lámina de cobre)?
¿Como incide la temperatura del agua que fluye dentro de cañerías de distinto diámetro? A decir, comparando en diferentes colectores, uno con cañerías de ¾” y otro de 3/8”.Como información adicional, le cuento que hace unos meses adquirí cañerías de cobre de 3/8 ” con la intención de fabricar un prototipo de un colector solar el cuál aún no he construído y se lo comento por si le fuera posible indicarme las dimensiones del colector en base a este diámetro de cañerías a fin de obtener la mayor eficiencia.
Alfonso M. Cuadrado de aRRsa! Plataforma Creativa responde según su experiencia realizando un prototipo de calentador solar similar al que René plantea:
El tamaño del colector 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 uso diario de dos personas, es de 1,90 m x 0,90 m.
Como comentas que quieres cortar los tubos de 1 m (puede que por las dimensiones de la superficie sobre la que vayas a instalar el colector), puedes conectar dos colectores de 1 m x 1 m cada uno, obteniendo así la misma superficie captadora.
Tuberías. El material que has elegido para realizarlo es el cobre y es ideal para transmitir el calor al líquido del colector.
Los diámetros interiores de las tuberías, en el modelo que nosotros testeamos, son:
- Tuberías de cobre longitudinales: 15 mm (1/2’’)
- Tuberías de cobre transversales: 20 mm (3/4’’)
- Uniones en T de 1/2’’ a 3/4’’
- Cierres para 3/4’’
La separación entre las tuberías es de unos 10 cm (medidos a eje).
Los valores de radiación solar que comentas, para que te hagas una idea, son del orden del doble a los de la zona de España en donde testeamos nuestro modelo, por lo que son óptimos para obtener el agua a la temperatura deseada.
Comentas que has adquirido tuberías de 3/8’’. En nuestra opinión es un diámetro muy pequeño y ya casi no se utiliza (al menos en España). Pero la influencia de la temperatura del líquido en tuberías de 3/4’’ y de 3/8’’ es prácticamente igual en un colector de estas dimensiones.
Te apunto también otras cosas importantes para que las tegas en cuenta:
La principal dificultad de utilizar el cobre es que tiene que estar muy bien soldado para evitar pérdidas de líquido en las uniones. Atento con eso.
El líquido interior de las tuberías puede ser anticongelante en lugar de agua para evitar que, con temperaturas bajo cero, se congele en su interior y al expandirse provoque la ruptura de las juntas.
Este líquido debe rellenar por completo el interior de las tuberías. Se comprueba colocando el colector en posición horizontal (tuberías longitudinales en horizontal) y verificando que el líquido esté a nivel en los dos extremos.Es muy importante el aislamiento del colector, para ello es imprescindible que el colector esté totalmente sellado. Como aislamiento puede utilizarse fibra de vidrio, espuma de poliuretano, etc. en un espesor de unos 3 cm.
Es conveniente que el depósito de 100 litros tenga una fuente de energía de apoyo, alternativa a la luz del sol, para tener agua caliente si hay una sucesión de días nublados. Puede ser eléctrico o de gas, para aportar la energía extra necesaria para obtener el agua a la temperatura deseada.
Esperamos que te sirva, René, y a todos los que estáis pensando en construir un calentador solar casero. Si todavía os surgen preguntas o queréis saber más sobre este tipo de instalaciones no dudéis en consultarnos.
Imágenes:
Devueltas al Dominio público por aRRsa! Plataforma Creativa
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Muchas gracias por este post, yo empecé mi diseño utilizando dos tubos de cobre transversales de 20 mm (3/4’’) y tubos de cobre longitudinales de 15 mm (1/2’’). A los tubos de 3/4″ los llevé a un taller de torno, lo cual elevó mis costos por ese servicio, para que le perforaran varios agujeros de 1/2″, por mi mal diseño los solicité muy cercanos unos a otros, no me sirvieron los tubos de 3/4″. Ahorá tomaré tu exelente idea de utilizar codos de 3/4″ con reducciones de 1/2″ para soldar los tubos longitudinales de 1/2. Munca se me ocorrió esto. Ahora me ahorraré el servicio del torno. Atte. Miguel A. Cervantes / Zapopan JAL. MEX.
Muy bien, la duda es : Que recubrimiento superior en el panel, es decir una placa de vidrio, acrilico o que, esto con el fin de optimisar el calor del sol.
Como hacer calentador de agua solar (lo mas economico) artesanal que lo pueda construir,Lo necesito para OFURO en japones es baño de agua caliente en recipientes que se necesitan aproximadamente unos 300 litros
Hola Amigos, la pregunta del millon: porque en vez de hacer el colector con tramos verticales y horizontales que llevan varias soldaduras no se hace un serpentin de 1/2″ tipo condensador de heladera que es solamente doblar un caño de cobre??, hay alguna ventaja en hacerlo como el que esta en las imagenes de esta pagina??
Hola amigos, quisiera pedirles su ayuda, construí mi calentador solar pero el agua caliente no sube, lo tengo hacia el sur y a la inclinación correcta, tengo el termotanque poco mas arriba del colector, lo construí con un tanque no sellado, por lo que esta vertical, las entradas de agua fría y caliente las tengo al mismo nivel (la del agua fría con un tubo para llenar desde abajo) la salida del agua fría por abajo y la salida del agua caliente poco mas abajo de la entrada de agua caliente, al desconectar el tubo de la entrada del agua caliente y bajarlo unos 5 cm empieza a fluir el agua, pero en todos los croquis que he visto, las entradas están al mismo nivel, ninguno menciona nada de esto, que crees que puede ser mi problema, te agradeceré tu ayuda…
Pingback: Construyendo un calentador solar: detalles del serpentín | mimbrea
Hola quiero hacerme un colector solar mediante un serpentín donde circulara el agua que consumiré mi gran problema es el tanque para almacenar el agua caliente de que material me puedo valer que sea barato y que le quepan 150 l ya que somos 4 en la familia de antemano gracias a quien me pueda ayudar.
Hola, estoy pensando en construir uno similar arpovechando un viejo termo electrico, mi termo es de 50 litros¿seria suficiente para una persona?¿como deberia dimensionar el panel? Vivo en Almeria, la temperatura media es desde 26ºc en verano hasta 12ºc de media en invierno. Muchas gracias por la ayuda y por este fantastico post
¡Hola, Tomás!
El termo de 50 litros es suficiente para abastecer a una persona. Para dimensionar el panel, te recomendaría que realizaras un módulo como el de este post, pero de 1,00 m x 1,00 m. Con estas dimensiones bastaría para calentar el agua para una persona. Además es más fácil su manejo y te permite la posibilidad de ampliarlo con más módulos iguales y un depósito mayor si aumenta la demanda de agua.
En cuanto a las condiciones climáticas, lo importante son las horas de sol, pues sólo funciona en esos momentos y que la temperatura no baje de cero grados. Para los posibles problemas con la temperatura puedes usar anticongelante como líquido interior y asegurarte de que el serpentín esté muy bien soldado.
¡Gracias a ti! ¡Mucho ánimo!
muchas gracias por tu rapida respuesta.Mi idea no es hacer un serpentin dentro del termo con liquido anticongelante, en Almeria no es necesario, por el sepentin pasara el agua que voy a consumir y utilizare el termo como acumulador, no se si habra mucha diferencia. He visto las dos formas de hacerlo y estan bastante bien, lo unico es que debo modificar el termo para hacerle la entrada del agua del serpentin, las salidas que vienen con el termo serian utilizadas; una como salida de agua calinte hacia la casa y la otra de recirculacion del agua desde el deposito al serpentin otra vez, muchas gracias por tu ayuda ya informare como va funcionando el invento, un saludo
Hola Tomas,me gustaria saber si has terminado ese proyecto,ya que yo tambien estoy fabricando uno similar al tuyo ,pero quiero acoplarle un termo electrico como deposito y no se muy bien como conectarlo al colector,gracias.
Hola a todos, soy de Argentina y tambien estoy queriendo hacer un sistema de serpentina para calentar el agua y utilizar el termotanque electrico como acumulador.
Puedo reempalazar la bajada del tanque que ingresa al termotanque con la serpentina que calienta el agua, o algo no funcionaria?
Gracias