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“Calentador solar con doble capa”
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Contenido Planteamiento del problema ................................................................................................................................................ 3
Justificación ......................................................................................................................................................................... 3
Objetivo general .................................................................................................................................................................. 3
Estrategias........................................................................................................................................................................... 4
Meta .................................................................................................................................................................................... 4
Beneficios ............................................................................................................................................................................ 4
Marco teórico ....................................................................................................................................................................... 5
¿Ahorrar energía es simplemente no usarla? ................................................................................................................. 5
¿De qué manera convertimos la energía solar en energía útil para su uso cotidiano?................................................... 6
Geometría solar .............................................................................................................................................................. 7
Radiación solar ............................................................................................................................................................... 9
Espectro electromagnético. ........................................................................................................................................... 10
Características físicas de una onda de luz. ................................................................................................................... 12
Almacenamiento de la energía: .................................................................................................................................... 14
El colector a su vez consta de las siguientes partes: .................................................................................................... 15
El vidrio de sílice ........................................................................................................................................................... 17
Cuerpo negro ................................................................................................................................................................ 18
¿Qué tipos de calentadores de agua existen? .............................................................................................................. 18
¿Qué calentador de agua seleccionar? ........................................................................................................................ 20
Materiales en operación ................................................................................................................................................ 22
Duradero y reciclable .................................................................................................................................................... 23
Rentable ........................................................................................................................................................................ 23
Agua y Calefacción ....................................................................................................................................................... 23
Solar térmica ................................................................................................................................................................. 23
Excelente conductividad térmica ................................................................................................................................... 24
Resistencia a la corrosión y a bajas y altas temperaturas ........................................................................................... 24
Fácil y rápido de montar mediante uniones .................................................................................................................. 24
Aislamiento.................................................................................................................................................................... 25
Unicel ............................................................................................................................................................................ 25
Estabilidad frente a la Temperatura: ............................................................................................................................. 26
La instalación hidráulica de mi casa para instalar el calentador solar ........................................................................... 28
Conexión en serie ......................................................................................................................................................... 28
Conexión en paralelo .................................................................................................................................................... 28
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Conexión en bay — pass .............................................................................................................................................. 28
Conexión directa ........................................................................................................................................................... 28
Datos generales geográficos y meteorológicos ................................................................................................................. 30
Cálculos ............................................................................................................................................................................. 31
Glosario ............................................................................................................................................................................. 34
Bibliografía......................................................................................................................................................................... 35
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Planteamiento del problema
Es necesario tener presentes las necesidades a cubrir, tomar en cuenta, que el ahorro de energía (sea o no
renovable), es parte de un consumo responsable y amigable al medio ambiente, además de que beneficia a la
economía familiar (parar de cómo ahorrar energía. atacando de una manera breve y eficaz).
Justificación
Podremos marcar los beneficios económicos: con la instalación de un calentador solar se pueden satisfacer la
mayor parte de las necesidades de agua caliente en una casa, sin tener que pagar combustible; aunque la
inversión inicial para adquirir una calentador solar es mayor a la de un boiler convencional, el dinero invertido
se recupera a corto plazo.
Cuidando el medio ambiente: ya que el uso de calentadores solares ayuda al mejoramiento del entorno
ambiental, pues los problemas de contaminación en zonas urbanas y rurales no se deben únicamente a las
actividades industriales, sino también a la quema de gas LP (licuado del petróleo) en miles de hogares.
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 calentadores solares utilizando la convección en un
calentador solar la temperatura máxima del que he obtenido a la salida de un colector es de 65°C.
Objetivo general
Difundir la aplicación del sistema termo solar dinámico en calentador con una mezcla con efecto invernadero
con doble o triple capa protectora. Sosteniendo con un sistema teórico y cálculos basados con la región y
capacidad de almacenamiento.
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Estrategias
La solución propuesta es la utilización de un calentador solar de efecto invernadero, elaborado con materiales
y procesos de fabricación accesible.
Como en este caso con el calentador 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...
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.
Meta
El calentamiento solar térmico con una temperatura baja o intermedia basta para brindar el servicio.
La integridad tanto como humano y ambiente en conjunto la aplicación de energía solar.
El mantenimiento será bajo (casi nulo) solo el cuidado espontaneo de revisión.
Beneficios
Ahorro promedio de un 50% de la energía total para el calentamiento de agua caliente sanitaria.
Gastos mínimos de instalación.
Ligero mantenimiento
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Marco teórico
¿Ahorrar energía es simplemente no usarla?
Tal vez es más importante combinar el cambio de la fuente de energía con el uso racional de la energía. Por
ejemplo el agua caliente domestica usa relativamente mucha energía, entonces es costosa. Se puede
cambiar la fuente o el tipo de energía, de la ducha eléctrica cambiar a una ducha a gas, lo que significa un
ahorro de dinero, pero todavía se gasta recursos no renovables: energía eléctrica con un alto porcentaje de
generación térmica, o el gas licuado, los dos derivados del petróleo, un recurso que se está agotando.
Cambiándose a una ducha con energía solar, se reduce al mediano plazo, en forma significativazos costos.
Antes de amortizarse el sistema hay que enfrentar una inversión inicial que es la compra del sistema. Pero
después de pocos años este sistema será pagado por sí mismo, porque la energía que requiere (la solar), no
tiene costo. Una vez amortizado el costo del sistema TermoSifón, el agua caliente que se obtiene de él, es
totalmente gratis.
La energía solar es la energía producida por el sol y que es convertida a energía útil por el ser humano, ya
sea para calentar algo o producir electricidad (como sus principales aplicaciones). Cada año el sol arroja 4 mil
veces más energía que la que consumimos, por lo que su potencial es prácticamente ilimitado. La intensidad
de energía disponible en un punto determinado de la tierra depende, del día del año, de la hora y de la latitud.
Además, la cantidad de energía que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor.
Actualmente es una de las energías renovables más desarrolladas y usadas en todo el mundo la solar. Tal
cual se describe en la imagen 1.
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Imagen 1; Mapa de radiación solar
¿De qué manera convertimos la energía solar en energía útil para su uso cotidiano?
Esta energía renovable se usa principalmente para dos cosas, aunque no son las únicas, primero para
calentar cosas como comida o agua, conocida como energía solar térmica, y la segunda para generar
electricidad, conocida como energía solar fotovoltaica.
Los principales aparatos que se usan en la energía solar térmica son los de: Calentamiento de agua y las
estufas solares.
Para generar la electricidad se usan las células solares, las cuales son el alma de lo que se conoce como
paneles solares, las cuales son las encargadas de transformarla energía eléctrica.
Sus usos no se limitan a los mencionados aquí, pero estas dos utilidades son las más importantes. Otros usos
de la energía solar son: Potabilizar agua, Estufas solares, Secado, Evaporación.
Como podrás los usos que se le pueden dar son muy amplios, y cada día se están descubriendo nuevas
tecnologías para poder aprovecharla mejor.
La energía solar térmica es una rama de la energía solar que consiste en el aprovechamiento de la energía
calorífica del sol en la vida de los seres humanos.
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Se puede usar a nivel doméstico, como para cocinar alimentos (estufas solares), para generar agua caliente
(calentadores solares de agua) o para calefacción. También se usa a nivel industrial, en donde se calienta
agua hasta evaporarse y este vapor de agua mueve turbinas para generar electricidad (plantas de energía
solar térmica).
El uso que más se conoce actualmente de la energía solar térmica es de los calentadores solares de agua
para uso doméstico. Estos consisten de dos partes principales, el colector solar y el tanque de
almacenamiento. el colector solar es un cuadro de aproximadamente 2 m2 en el cual hay una serie de tubos
por donde pasa el agua, que al entrar en contacto con el sol es calentada; una vez caliente es almacenada en
el tanque de almacenamiento (un tanque aislado, como un termo), en donde permanece caliente para cuando
se necesite. Estos calentadores pueden generar hasta el 91% del agua caliente que consume una familia,
dependiendo del uso y la cantidad de sol que haya en la ubicación del calentador.
Otro uso de la energía solar térmica que está tomando mucho impulso dentro de las casas son las estufas
solares, ya que son muy económicas (puedes construir una en tu casa) y fáciles de usar. Una estufa solar
puede cocinar arroz en; aproximadamente una hora, y un pollo entero en 3 o 4 horas, con lo que el uso: de
gas se ve reducido de manera considerable e inmediata dentro de los hogares que las usan.
Dentro de las ramas de la energía solar, la energía solar térmica es más barata que la fotovoltaica, por lo que
es la energía que más apoyo y crecimiento ha tenido en los últimos años.
Como ya habíamos dicho, la energía solar térmica también se puede usar para generar electricidad. Esto se
hace construyendo una torre en cuya cima hay un gigantesco tanque de agua; alrededor de la torre se
colocan miles de espejos que apuntan hacia el tanque, con lo que el agua se calienta y evapora; ese vapor es
obligado a pasar por unas turbinas que generan la electricidad. En la noche el agua se condensa y rellena el
tanque para que al día siguiente se vuelva a generar energía eléctrica limpia
Geometría solar
Los movimientos de rotación y translación de la tierra son un factor importante, ya que de ellos depende la
lejanía o cercanía con el Sol, así como de la calidad y cantidad de los rayos solares determinados por la
estación en la que se encuentra el planeta. Así el efecto de inversión térmica que se da en la Zona
Metropolitana de la Ciudad de México se acentúa en la estación invernal por la falta de energía térmica
proveniente del Sol que caliente por convección las capas de aire.
El calentador solar es colocado sobre tu casa mirando al sur en el hemisferio norte y al norte en el hemisferio
sur. El sol llega a tu colector solar y convierte los rayos del sol en calor. Imagina cuando dejas tu coche al sol
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y cuando te subes hace mucho calor, lo mismo pasa con los calentadores solares, captan los rayos y se
calientan.
Imagen 2; orientación solar
Imagen 3; orientación
Debe quedar claro que la energía solar no constituye ninguna panacea universal de la cual los hombres
obtendrán todo lo que necesitan. La energía solar contribuye modestamente como otra posibilidad energética
y no se trata de defenderla a ultranza como la única fuente de energía. Un planteamiento realista sería
considerarla seriamente como una opción energética con sus deficiencias tecnológicas, sus desventajas
económicas actuales y sus ventajas a largo plazo.
En nuestro país, que posee regiones con el promedio mundial de insolación o soleamiento anual más alto, el
aprovechamiento de la energía solar constituye, sin lugar a dudas, una buena opción. El que esta fuente de
energía sea rentable depende de las investigaciones que se realicen, de los recursos económicos destinados
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a su estudio y del interés que se preste a su desarrollo. Por lo pronto, ya satisface las necesidades
energéticas de muchas viviendas, se ha empleado en algunas comunidades que carecen de electricidad y
también se han construido algunas plantas de prueba. Pese a lo anterior, actualmente la energía solar no
contribuye con ningún porcentaje al consumo energético nacional, aunque ya empieza a contar y es deseable
impulsarla.
La acción de una fuente de energía prácticamente inagotable como el sol se aprecia en muchos fenómenos
cotidianos. Si dejamos una manguera expuesta a los rayos solares, al abrir la llave, el agua saldrá en un
principio caliente. De hecho, éste es el sistema que emplean los australianos para facilitar el trabajo de lavar
los platos después de comer.
El calor se transmite siempre de los cuerpos calientes a los fríos, y nunca de manera inversa. Existen tres
formas de transmitir el calor: por radiación, por convección y por conducción.
Radiación solar
Para comprender mejor las diferentes formas de transmisión del calor, veamos un ejemplo cotidiano. Si
tomamos el sol en la playa y pasan algunas horas observamos que nuestra piel se quemó; el sol emite
energía radiante compuesta de fotones u ondas electromagnéticas. Dicha radiación atraviesa la atmósfera y
llega —en un día despejado al nivel del mar— a la superficie como 4% de rayos ultravioleta, 46% de radiación
visible y 50% de rayos infrarrojos. Cualquier cuerpo al que le llegue radiación tiene la propiedad de
absorberla, produciendo calor que a su vez ocasiona que se eleve la temperatura. Volviendo al caso de
nuestro cuerpo, éste absorbe la radiación solar y una de las formas en que ésta se manifiesta es en los rayos
ultravioleta que queman la piel. Si nos levantamos rápidamente, huyendo del calor excesivo, notaremos que
una brisa nos refresca un poco. Los vientos se originan por las diferencias de temperatura que existen entre
distintas capas de la atmósfera y por la rotación de la tierra, y así se crean corrientes de aire llamadas de
convección, a través de las cuales el calor se distribuye en la atmósfera terrestre. La transmisión por
convección ocurre también en líquidos, por ejemplo cuando hervimos agua.
La radiación que emite el sol en todas direcciones, producto de las reacciones nucleares, corresponde a una
parte del llamado espectro electromagnético. Cada cuerpo, según sus características intrínsecas, emite un
patrón de radiación electromagnética (una forma de radiación característica) que puede identificarse en el
espectro electromagnético. En la figura 8 pueden apreciarse las diferentes formas de radiación
electromagnética, que dependen de la cantidad de energía que ésta posea. Para nosotros la más común es
la luz visible, pero también los rayos x o los rayos infrarrojos constituyen otras formas de radiación
electromagnética física mete en la imagen 4;
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Imagen 4; espectro electromagnético
Espectro electromagnético.
La radiación electromagnética no es otra cosa que el tipo de partículas o de ondas (en el sentido físico)
que nos llega de un cuerpo, en este caso del sol. Los rayos del sol están compuestos por diminutas
partículas, llamadas fotones que viajan a la velocidad de la luz.
En 1905 Albert Einstein propuso una teoría corpuscular en la que señalaba que la luz estaba compuesta
de paquetes de energía radiante llamados fotones, término acuñado por g. n. Lewis en 1926.
Posteriormente, varios experimentos demostraron que las partículas atómicas, incluidos los fotones,
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podían presentar patrones de interferencia y difracción, características que corresponden a una onda y
no a una partícula. Sin embargo, ¿la luz está compuesta de ondas o de partículas? a finales de la
década de los veinte la respuesta la dio la mecánica cuántica, teoría que señala que la luz tiene
manifestaciones de partícula y de onda, es decir, tiene una naturaleza dual, de dos; no se pueden
excluir ambos conceptos. La luz se comporta como onda o como partícula, según el instrumento que se
use para analizarla.
En la siguiente figura pueden apreciarse las características físicas de una onda de luz. Un ejemplo
cotidiano de una onda lo podemos observar en el movimiento que se produce en el agua de un
estanque cuando se tira una piedra al centro de éste; se formarán una serie de anillos concéntricos
que se harán cada vez más grandes, hasta llegar al borde del estanque. Aquí debe señalarse que
las ondas de luz, a diferencia de las de un estanque, se pueden propagar en el vacío, cosa que no
sucede con las ondas de un estanque, porque requieren de un medio para propagarse. La luz se
comporta como una serie de partículas en movimiento o como una onda transversal que se
propaga en diferentes materiales o en el vacío.
Imagen 5-6; Dimensionamiento de ondas
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t - periodo = tiempo en que la onda completa un ciclo
v - frecuencia = = número de ciclos por segundo
- longitud de onda =
distancia que hay al completar
un ciclo o entre cresta y cresta
o entre valle y valle
c - v
c - velocidad de la luz = 300 000 km/s.
- longitud de la onda de luz
v - frecuencia de la onda de luz
Características físicas de una onda de luz.
El tipo de radiación electromagnética dependerá de las características físicas que posean los fotones. La
energía contenida en los rayos del sol se calcula a partir de la fórmula de Planck, e= hv, donde e es la
energía de los fotones, h es la constante de planck, que equivale a 6.625 x 10-34 js, y la letra griega v es la
frecuencia a la que oscilan los fotones o la frecuencia de las ondas de luz.
De esta fórmula se desprende que hay fotones que poseen gran cantidad de energía (como los rayos
gamma) y otros que son menos energéticos (los rayos infrarrojos, por ejemplo). Esto se traduce en que hay
fotones que ni siquiera pueden atravesar la atmósfera terrestre, mientras que otros cruzan los tejidos blandos
del cuerpo y chocan únicamente con los huesos: estos últimos constituyen los rayos x, que se utilizan para
tomar radiografías.
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Una característica común que comparten todos los fotones es que viajan a una velocidad constante en el
vacío: a la velocidad de la luz, que es la más alta que existe en el universo. Una propiedad curiosa de estas
partículas es que un fotón en reposo tiene una masa igual a cero.
A pesar de que la velocidad de la luz es muy grande, un rayo del sol tarda aproximadamente ocho minutos en
llegar a la tierra. En la vida cotidiana, sin embargo, la luz de un foco parece que nos llega instantáneamente.
(Por ejemplo, la luz de un foco colocado a 1 m de distancia, tarda 0.33x10-8 s.)
Los rayos que provienen del sol traen consigo fotones de características diferentes (rayos gamma, rayos
ultravioleta, luz visible, rayos infrarrojos y ondas de radio) y estos constituyen el espectro del sol.
En la figura puede apreciarse cómo gran parte de la radiación solar (el 90% aproximadamente) está
constituida por rayos infrarrojos y luz visible.
Imagen 7; medidas en ―micras‖
Espectro del sol. Fuera de la atmósfera, la radiación solar está constituida por 7% de rayos ultravioleta, 47%
de radicación visible y 46% de rayos infrarrojos. En la superficie, en condiciones ideales (cielo despejado y a
nivel del mar) los porcentajes son: 4% de ultravioleta, 46% de visible y 50% de infrarroja. La curva
corresponde a la radiación de cuerpo negro a aproximadamente 6 000º k.
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Almacenamiento de la energía:
El agua ya caliente se almacena en algo llamado termo tanque, que es simplemente un termo (como en el
que mantenemos el café caliente pero a gran escala). De ese tanque con agua caliente es de donde sacamos
la tubería que irá a cada una de nuestras llaves en donde queremos agua caliente. La razón principal para
usar termo tanques es que durante la noche no hay sol que caliente nuestra agua, pero aun así necesitamos
agua caliente durante la noche, así en el tanque se mantiene caliente y la podemos usar a la hora que
queramos.
El funcionamiento del calentador solar es sencillo y efectivo. Consta de dos partes fundamentales: imagen 8
El colector: elemento encargado de captar la energía del sol y transformarlo en calor. Por medio de una
estructura metálica se dota a los colectores de una inclinación idónea para lograr que la captación sea óptima
en el conjunto del año.
1. Revestimiento exterior
2. Aislamiento
3. Termotanque de almacenamiento
4. Revestimiento esmaltado
5. Elemento eléctrico
6. Ánodo
7. Termostato
8. Entrada de agua fría
9. Agua caliente hacia el usuario
10. Entrada al intercambiador de calor
11. Salida del intercambiador de calor
Imagen 8; termo tanque
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El colector a su vez consta de las siguientes partes:
Caja: elemento metálico que contiene los demás elementos.
Absolvedor: elemento encargado de transformar la radiación solar en calor. Se trata de una superficie de color
negro de diferentes características según el tipo de colector.
Cubierta: elemento transparente encargado de provocar el efecto invernadero dentro de la caja para aumentar
la temperatura y el aprovechamiento del calor por el absolvedor.
El acumulador o tanque, depósito donde se almacena el agua caliente para su consumo. Para evitar que el
agua pierda su calor durante la noche el tanque acumulador se halla termo sellado con materiales aislantes
apropiados. figura 8
El acumulador y el colector están unidos entre sí por tuberías.
1. Superficie de captación
2. Revestimiento de la superficie de captación
3. Aislamiento
4. Vidrio solar
5. Burlete de goma
6. Marco
7. Red de conductos
8. Conexión de Tubería
9. Dorso
10. Lámina de aluminio
Figura 8 ; partes del captador solar térmico
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El proceso de calentamiento del agua se inicia cuando los rayos solares inciden sobre la superficie del
colector y elevan la temperatura del agua que circula por los conductos que tiene en su interior .figura 9.
Figura 9; dinámica del fluido
El agua al calentarse pierde densidad y tiende a ascender pasando a través de las tuberías al acumulador
que está situado encima. El espacio que deja libre el agua que ha ascendido es reemplazado por agua que
aún no ha sido calentada proveniente del acumulador. Esta agua se calienta a su vez por el mismo
procedimiento y vuelve a ascender repitiéndose el proceso mientras los rayos solares incidan en el colector.
Así se establece un circuito natural en el cual toda la energía solar captada en el colector pasa al tanque.
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Al final del día tenemos agua caliente, entre 45 y 75 grados centígrados, almacenada en el tanque termo
sellado. Se estima que la pérdida media de temperatura durante la noche en el interior del tanque es de 3 y 7
grados centígrados, por lo tanto se puede disfrutar de agua caliente almacenada durante la madrugada o por
la mañana antes de que vuelva a salir el sol.
La comisión nacional para el ahorro de energía (conde) realiza acciones tendientes a la transformación del
mercado para la utilización masiva de calentadores solar de agua en el sector doméstico. el objetivo es
doble: por un lado, ahorrar y hacer uso eficiente de la energía ,en este caso, el gas para calentar agua, y por
el otro, promover el aprovechamiento de las energías renovables, utilizando mayormente la radiación del sol,
en lugar del gas lo‖ (gap) o gas natural . Estudios realizados en los últimos años indican que los principales
problemas para el uso masivo de casa en México son: el alto costo de la inversión inicial, lo cual se traduce
en la necesidad de esquemas adecuados de comercialización y financiamiento; la falta de normas y
procedimientos para garantizar la calidad en su instalación y funcionamiento; así como la ausencia de
estrategias de difusión, promoción y divulgación de la tecnología.
El vidrio de sílice
Formado con 96% de sílice es el más duro y el más dificil de trabajar, pues es necesario emplear una costosa
técnica al vacío para obtener un producto para usos especiales, que transmite energía radiante del ultravioleta
y del infrarrojo con la menor pérdida de energía. También existe otra novedosa técnica en cuya primera etapa
se utiliza vidrio de borosilicato que se funde y se forma, pero con dimensiones mayores a las que se desea
que tenga el producto final. Este artículo se somete después a un tratamiento térmico, con lo cual se
transforma en dos fases vítreas entremezcladas, es decir, en dos tipos de vidrios diferentes entremetidos uno
en el otro. Uno de ellos es rico en álcali y óxido de boro, además de ser soluble en ácidos fuertes (clorhídrico
y fluorhídrico) calientes. El otro contiene 96% de sílice, 3% de óxido de boro y no es soluble. Esta última es la
composición final del vidrio de sílice.
En la segunda etapa de fabricación el artículo se sumerge en un ácido caliente, para diluir y quitar la fase
soluble. El vidrio que tiene grandes cantidades de sílice, y que no se disuelve, forma una estructura con
pequeños agujeros, llamados poros. Posteriormente se lava el vidrio para eliminar el ácido bórico y las sales
que se forman, concluyendo con un secado.
En la tercera y última etapa el artículo se calienta a 1 200º C, y se observa una contracción de
aproximadamente 14%. Esto quiere decir que su tamaño disminuye en ese porcentaje. Los poros
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desaparecen. Su estructura se consolida sin que se produzca ninguna deformación. Los gases contenidos en
el interior son de sorbidos y el vidrio adquiere una apariencia perfectamente transparente y hermética.
Los vidrios que contienen 96% de sílice tienen una estabilidad tan grande y una temperatura de
reblandecimiento tan elevada (1 500ºC) que soportan temperaturas hasta de 900ºC durante largo tiempo. A
temperaturas más altas que éstas puede producirse una desvitrificación y la superficie se ve turbia. Por todas
estas propiedades se utilizan en la fabricación de material de laboratorio, que requiere una resistencia
excepcional al calor, como sucede con los crisoles, los tubos de protección para termopares, los
revestimientos de hornos, las lámparas germicidas y los filtros ultravioletas. figura 10
Cuerpo negro
Un cuerpo negro es un objeto teórico o ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide
sobre él. Nada de la radiación incidente se refleja o pasa a través del cuerpo negro. A pesar de su nombre, el
cuerpo negro emite luz y constituye un modelo ideal físico para el estudio de la emisión de radiación
electromagnética. El nombre Cuerpo negro fue introducido por Gustav Kirchhoff en 1862. La luz emitida por
un cuerpo negro se denomina radiación de cuerpo negro.
Todo cuerpo emite energía en forma de ondas electromagnéticas, siendo esta radiación, que se emite incluso
en el vacío, tanto más intensa cuando más elevada es la temperatura del emisor. La energía radiante emitida
por un cuerpo a temperatura ambiente es escasa y corresponde a longitudes de onda superiores a las de la
luz visible (es decir, de menor frecuencia). Al elevar la temperatura no sólo aumenta la energía emitida sino
que lo hace a longitudes de onda más cortas; a esto se debe el cambio de color de un cuerpo cuando se
calienta. Los cuerpos no emiten con igual intensidad a todas las frecuencias o longitudes de onda, sino que
siguen la ley de Planck.
A igualdad de temperatura, la energía emitida depende también de la naturaleza de la superficie; así, una
superficie mate o negra tiene un poder emisor mayor que una superficie brillante. Así, la energía emitida por
un filamento de carbón incandescente es mayor que la de un filamento de platino a la misma temperatura. La
ley de Kirchhoff establece que un cuerpo que es buen emisor de energía es también buen absorbente de
dicha energía. Así, los cuerpos de color negro son buenos absorbentes y el cuerpo negro es un cuerpo ideal,
no existente en la naturaleza, que absorbe toda la energía.
¿Qué tipos de calentadores de agua existen?
En función del tipo de energía que utilizan, los calentadores de agua para viviendas se pueden clasificar en:
los que consumen gas exclusivamente, los que utilizan electricidad y los que aprovechan la energía solar. En
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el caso de los calentadores de gas, existen tres modelos: de almacenamiento, instantáneos y de rápida
recuperación.
Los calentadores de agua de almacenamiento, también conocidos como de depósito, calientan el agua
contenida en un tanque para ser utilizada cuando se requiera. Cada vez que ésta se extrae, es reemplazada
por agua a temperatura ambiente, que vuelve a ser calentada.
Los calentadores de agua instantáneos, también conocidos como de paso, cuentan con un serpentín a través
del cual se calienta el agua a una temperatura uniforme cuando el usuario abre la llave correspondiente.
Los calentadores de agua de rápida recuperación son una combinación de los dos anteriores: mediante un
pequeño depósito mantienen el agua a una temperatura uniforme, y cuando se encienden, la calientan de
manera continua, a través de uno o más intercambiadores de calor.
Respecto de los calentadores eléctricos, su diferencia con los calentadores de gas estriba en que utilizan una
resistencia eléctrica para calentar el agua.
En este caso, existen dos modelos: el de almacenamiento y el instantáneo.
El calentador solar de agua (casa) son sistemas dotados con un elemento captador de los rayos del sol para
calentar el líquido y un depósito para almacenar el agua caliente.
Existen dos tipos de calentador solar, en función del material captador empleado: los colectores solares
planos y los de tubos evacuados.
Los colectores solares planos tienen como elemento captador una placa de cobre. Por sus características, se
les llama también de baja temperatura, pues sólo alcanzan entre 30 y 60 pc.
Los colectores de tubos evacuados utilizan como colector solar un arreglo de dos tubos concéntricos de
cristal, con vacío entre ambos, donde el ubicado en el interior está provisto de una capa que absorbe el calor.
Estos equipos, también llamados de alta temperatura, pueden alcanzar hasta de 80 pc. Por otro lado, desde
el punto de vista operacional, los calentadores solares se clasifican en: termosifónico, con intercambiador de
calor y de respaldo integrado. El sistema termosifónico es el más comúnmente usado en el sector residencial,
y debe su nombre al fenómeno que hace que fluya el agua entre el elemento captador y el depósito, llamado
también termo tanque.
Los sistemas con intercambiador de calor, conocidos también como de circulación forzada, no almacenan
propiamente el agua caliente en el llamado termo tanque, sino que toman el calor de un fluido (que puede ser
agua u otro líquido) que circula en el colector solar y lo llevan a un tanque, el cual, a su vez, transfiere el calor
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al agua sanitaria. En algunos casos este termo tanque cuenta con una resistencia eléctrica, la cual calienta el
agua cuando la temperatura desciende a un nivel predeterminado. El llamado sistema de respaldo integrado
es idéntico al termosifónico, excepto que en el termo tanque se encuentra una resistencia eléctrica que
calienta el agua bajo un sistema de control o cuando el usuario lo solicita.
¿Qué calentador de agua seleccionar?
En México utilizamos por lo general calentadores de gas
La selección del equipo adecuado depende, principalmente, del lugar de instalación. Los calentadores de
almacenamiento y de rápida recuperación están diseñados para funcionar a la intemperie, mientras que los
«de paso» deben instalarse en interiores, muy cerca del lugar donde se utiliza el agua caliente. Asimismo,
estos últimos son más eficientes (convierten en calor entre 85 y 90% del combustible) y consumen menos
gas, pues sólo encienden cuando se les demanda agua. Sin embargo, debe señalarse que la tecnología de
los calentadores de gas está cambiando: la eficiencia de los de almacenamiento ha pasado de valores de 74
hasta 80%, además de que actualmente se emplean en su fabricación mejores materiales aislantes, lo que
permite mantener el agua caliente por más tiempo y, a la vez, reducir el número de veces que encienden
cuando no se están utilizando.
En el caso de los calentadores de paso, los modelos más recientes ya no utilizan piloto, sino encendido
electrónico, lo cual representa un ahorro muy importante en el consumo de gas, pues el piloto consume unos
0.57 litros de gas lp por día.
Respecto de la selección de un buen calentador solar, el usuario debe tener presente: el volumen requerido
de la revista solar agua al día (en litros), y la temperatura deseada (por ejemplo 60°c). Más adelante se
indican las consideraciones para definir el tamaño del equipo, en función de los usos finales.
También es preciso considerar que está cambiando el concepto de utilizar exclusivamente un calentador de
gas de uso doméstico. La tendencia es disponer de un sistema híbrido, el cual consiste en instalar un
calentador de gas y un calentador solar en serie o combinados.
la razón de lo anterior es simple: usar únicamente gas equivale a desperdiciar un recurso no renovable que, al
final de cuentas, resulta más caro; pero atenerse sólo al calentador solar no nos asegura contar con agua
caliente cuando utilizamos más de la requerida en días normales. Además, las cambiantes condiciones del
tiempo suelen limitar el recurso solar y sería demasiado costoso contar con un sistema para situaciones
extremas.
“Calentador solar con doble capa”
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Para seleccionar (dimensionar) un calentador, el primer paso es definir cuánta agua caliente se requiere, tanto
en forma simultánea como a lo largo del día. En el caso de los calentadores de gas, la selección es
relativamente simple: estará en función del llamado número de servicios, que no es otra cosa sino el gasto de
agua caliente que se requiere en forma simultánea. Los manuales de los fabricantes ofrecen las siguientes
definiciones:
• 1 servicio = 1 regadera
• ½ servicio = 1 lavabo = 1 fregadero (lavado de trastos)
En relación con el consumo de agua por servicio, los siguientes ejemplos pueden considerarse como
promedios:
• regadera: 9 litros/minuto (normado)
• cocina: 4.5 litros minuto (fregadero o tarja)
• lavabo: 6.4 litros /minuto
En el caso del calentador solar, el dimensionamiento resulta más difícil, pues el usuario debe calcular, con la
mayor precisión posible, el número de litros de agua caliente que consumirá en el día.
En este punto siempre existe un regateo entre el usuario y la empresa (o persona) que va a instalar el
sistema, debido a que el primero quiere comprar el sistema más pequeño, argumentando que consume muy
poca agua, mientras que la segunda insiste en que el equipo sea el adecuado para cubrir las necesidades de
la vivienda. Según datos de la comisión nacional del agua, el consumo promedio por persona al día en las
ciudades de monterrey y el distrito federal, es de 200 y 300 litros, respectivamente. La percepción es que en
la capital de nuevo león las personas tienen más cuidado en el uso del agua por la escasez del vital líquido.
A continuación se mencionan las experiencias de los diseñadores de sistemas de calentador solar, para
determinar una buena selección de la capacidad de los mismos:
• número de personas en la vivienda:
– que viven
– que se bañan
– edades: niños/ jóvenes/ mayores
– número de veces que se bañan al día
• nivel de equipamiento (considerando el tamaño y forma de uso)
– lavadora de ropa
– lavatrastos
– hidroneumático
“Calentador solar con doble capa”
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Otros equipos que utilicen agua caliente
Asimismo, aspectos vitales a considerar son los hábitos de los usuarios, que están en función de su edad y
las condiciones climáticas del lugar. Algunas encuestas identifican como puntos importantes los siguientes:
• las personas mayores se bañan rápido
• los jóvenes:
– se bañan hasta acabarse el agua caliente y consumen 2 o 3 veces más que un adulto
– se bañan una o dos veces al día (dependiendo de la época del año y el tipo de actividades que realicen)
• en climas extremosos:
– en época de invierno, las personas toman calor del baño; y
– en el verano, utilizan agua templada
• En climas templados ocurre algo similar, pero en menor escala
En cuanto al consumo de agua por usos finales, existen estudios que muestran cómo y cuánta agua caliente
se usa en los hogares:
• Características de una ducha
– 10 minutos
– 65% de agua caliente y 35% de agua fría
por lo anterior, y con base en la experiencia, una recomendación práctica para el dimensionamiento de un
calentador solar, es considerar el consumo de agua caliente para el baño (ducha) en 50 litros por persona/día,
y 25 litros de la misma para el uso de la lavadora de ropa o el lavado de trastos. Los requerimientos de agua
caliente en otros equipos deben evaluarse con los distribuidores, en función del consumo y la forma de
utilización del calentador solar
Materiales en operación
Principales atributos de las aplicaciones en fontanería y calefacción
El tubo de cobre y sus accesorios pueden utilizarse en cualquier parte del sistema de fontanería o calefacción.
El cobre es resistente y maleable y los sistemas se pueden ensamblar previamente o in situ.
La popularidad de los tubos de cobre se basa en una combinación de propiedades que los hacen únicos. Son
capaces de resistir temperaturas extremas sin sufrir ningún tipo de degradación. Son resistentes a la
“Calentador solar con doble capa”
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corrosión y a altas presiones del agua. No se queman, mantienen su forma y dureza en entornos a altas
temperaturas y ofrecen un servicio de larga duración.
Además, los tubos de cobre ofrecen una protección excelente contra los contaminantes del suministro de
agua doméstico. No dejan pasar nada: ni fluidos, ni gérmenes, ni oxígeno, ni rayos ultravioletas: nada. El
cobre no absorbe las sustancias orgánicas y éstas no pueden reblandecerlo.
Duradero y reciclable
El cobre es duradero. Es fuerte y resistente. Se puede confiar en los tubos de cobre y sus accesorios durante
décadas.
El cobre es totalmente reciclable, sin perder por ello calidad, lo que beneficia tanto al medio ambiente como a
los profesionales de la fontanería. También los clientes se benefician de su carácter reciclable: sus casas
tienen más valor gracias a las tuberías de cobre. La elección del cobre minimiza el impacto medioambiental,
porque es un material totalmente reciclable y cada vez más personas se preocupan por los recursos
naturales.
Rentable
Cuando se compara su precio y su rendimiento, el coste total de la instalación de cobre resulta muy
competitiva. En manos de un instalador experto, la tradición de utilizar cobre ofrece al cliente sistemas de
confianza a precios razonables.
Agua y Calefacción
El cobre se ha convertido en la elección de los profesionales cualificados por sus excelentes propiedades. Los
instaladores saben reconocer la seguridad que ofrecen los sistemas de cobre, su durabilidad así como su
sencillez y rapidez de montaje.
Solar térmica
Su conductividad térmica, la mejor de todos los metales utilizados en la construcción, junto con su resistencia
a la corrosión atmosférica y acuosa, la fiabilidad y sencillez de montaje mediante uniones, su capacidad de
soportar altas temperaturas y su longevidad, hacen que el cobre sea un material ideal para las instalaciones
solares térmicas.
Su conductividad térmica, la mejor de todos los metales utilizados en la construcción, junto con su resistencia
a la corrosión atmosférica y acuosa, la fiabilidad y sencillez de montaje mediante uniones, su capacidad de
soportar altas temperaturas y su longevidad, hacen que el cobre sea un material ideal para las instalaciones
solares térmicas.
“Calentador solar con doble capa”
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Excelente conductividad térmica
Cualquiera que sea la tipología del colector, para obtener el máximo rendimiento la placa captadora debe
ceder rápidamente el calor recibido del Sol al fluido termovector: el cobre gracias a su alta conductividad, es el
material ideal para esta aplicación.
Las ventajas térmicas del cobre suponen que planchas de cobre más finas pueden recoger el mismo calor
que planchas más gruesas de otros metales, y los tubos de cobre del colector pueden ser más espaciados. La
disponibilidad de láminas finas reduce el peso del colector, instalado a menudo sobre el tejado.
Para absorber toda la energía posible, la placa captadora debe ser oscura: el cobre se puede ennegrecer con
un tratamiento químico duradero, sin usar barnices con los que se corre el riesgo de que se desprendan con
el paso del tiempo.
Resistencia a la corrosión y a bajas y altas temperaturas
El ennegrecimiento selectivo y la conductividad térmica no son las únicos beneficios del cobre: este metal
tiene una alta resistencia mecánica a las altas temperaturas (punto de fusión 1083°C), no sufre el
envejecimiento debido a la luz y soporta los cambios de temperatura sin problemas; además, es fácilmente
maleable para obtener la mejor geometría de la placa.
Las temperaturas en el colector pueden variar alrededor de -15°C en la noche en invierno a +200°C durante
períodos de estancamiento (cuando el líquido de traspaso térmico no está circulando, aun cuando el panel
está siendo irradiado). Por lo tanto, solamente materiales como el cobre, que puede soportar esta gama de
temperaturas y los choques térmicos asociados sin daño, se deben utilizar para la instalación.
La resistencia de cobre a la corrosión atmosférica queda claramente demostrada por su uso como material
para cubiertas; el cobre ha soportado décadas e incluso siglos de distintas condiciones climáticas. El cobre
también resiste la corrosión del agua. Correctamente instalados, los sistemas de cobre para agua caliente
son, para todo uso práctico, totalmente resistentes a la corrosión.
Fácil y rápido de montar mediante uniones
Los tubos deben estar en total contacto con la placa: nada mejor que la facilidad de las uniones de los
sistemas de cobre. El tubo de cobre puede ofrecer el acoplamiento ideal entre el colector y el termo tanque de
acumulación: se trata de un sistema integrado, compuesto de de dos tubos de cobre (abastecedores) aislado
con materiales resistentes a las altas temperaturas y de un cable eléctrico para la conexión. El sistema entero
es revestido por una envoltura aislante, que reduce al mínimo la dispersión energética térmica.
“Calentador solar con doble capa”
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Aislamiento
Mientras que el Aislamiento térmico hace la función de la capacidad de los materiales para oponerse al paso
del calor por conducción. Se evalúa por la resistencia térmica que tienen. La medida de la resistencia térmica
o, lo que es lo mismo, de la capacidad de aislar térmicamente, se expresa, en el Sistema Internacional de
Unidades (SI) en m².K/W (metro cuadrado y kelvin por wat.).
Se considera material aislante térmico cuando su coeficiente de conductividad térmica: λ es inferior a λ<0,10
W/m2K medido a 20 °C (obligatorio) o, en el antiguo Sistema Técnico, 0,085 kcal / m2.°C
La resistencia térmica es inversamente proporcional a la conductividad térmica.
Todos los materiales oponen resistencia, en mayor o menor medida, al paso del calor a través de ellos.
Algunos, muy escasa, como los metales, por lo que se dice de ellos que son buenos conductores; los
materiales de construcción (yesos, ladrillos, morteros) tienen una resistencia media. Aquellos materiales que
ofrecen una resistencia alta, se llaman aislantes térmicos específicos o, más sencillamente, aislantes
térmicos.
Ejemplos de estos aislantes térmicos específicos pueden ser las lanas minerales (lana de roca y lana de
vidrio), las espumas plásticas (EPS, Poliestireno expandido, Polietileno expandido, PUR, Poliuretano
expandido), reciclados como los aislantes celulósicos a partir de papel usado, vegetales (paja, virutas madera,
fardos de pasto, etc); entre otros. .
Cuando se produce un "agujero" en el aislamiento, producido por un material muy conductor o un agujero
físico, se habla de un puente térmico.
Las fibras de vidrio son buenos aislantes térmicos debido a su alto índice de área superficial en relación al
peso. Sin embargo, un área superficial incrementada la hace mucho más vulnerable al ataque químico. Los
bloques de fibra de vidrio atrapan aire entre ellos, haciendo que la fibra de vidrio sea un buen aislante térmico,
con conductividad térmica del órden de 0.05 W/(m·K)7
Unicel
1831 -> Estireno -> Corteza de un árbol.
Hermann Staudinger ―Teoría de polimerización‖
1930 -> Sintetizado a nivel industrial.
1950 -> Dr Stastny. Se desarrolla el poliestireno
expandido ―Styropor‖. Utilizado en la construccion.
90s Se verificaron sus propiedades intactas.
“Calentador solar con doble capa”
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Estabilidad frente a la Temperatura:
Contracción a 100ºC a
corta duración 80ºC a
larga duración.
Estabilidad dimensional
entre .05mm y .07mm
por metro de longitud y
grado Kelvin
¿El unicel contiene Estireno?
La Agencia Internacional de Investigación Sobre Cáncer (IARC) y diversos organismos han estudiado al
unicel (que contiene estireno) y se ha comprobado que no produce cáncer.; ya se considera que el estireno
tiene baja toxicidad oral, y no está clasificado en términos de
¿Afecta la vida de los animales?
• Si el unicel aparece en mares, barrancas, etc, es debido a la falta de la responsabilidad
compartida que tiene cada miembro dentro de la cadena de producción, uso y manejo del unicel. La
responsabilidad es proporcionar información carcinogenicidad o mutagenicidad; verídica a la población.
La Agencia Internacional de Investigación Sobre Cáncer (IARC) y diversos organismos han estudiado al
unicel (que contiene estireno) y se ha comprobado que no produce cáncer.; ya se considera que el estireno
tiene baja toxicidad oral, y no está clasificado en términos de carcinogenicidad o mutagenicidad;
“Calentador solar con doble capa”
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“Calentador solar con doble capa”
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La instalación hidráulica de mi casa para instalar el calentador solar
La instalación que está dentro de la casa no se modifica para nada, tendrá agua calentada con energía solar
en los puntos donde normalmente tiene agua caliente. Los únicos puntos donde se modifica su instalación
hidráulica son a la salida de agua caliente del boiler (en caso de contar con uno) y en la alimentación principal
de agua fría que viene del tanque elevado.
Se puede instalar el calentador solar de cuatro formas distintas:
Interconexión del calentador solar con el boiler convencional
Conexión en serie
1. El calentador solar sirve como sistema de precalentamiento
2. No es necesario manipular válvulas
3. El piloto del boiler se mantiene encendido
4. Se recomienda para boiler de por lo menos 100 litros de capacidad ó de paso
5. Se recomienda aislar el boiler
Conexión en paralelo
1. El calentador solar y el boiler son sistemas independientes
2. Se requiere la manipulación manual de válvulas
3. Se recomienda esta instalación cuando se tienen boiler de capacidad menor a 100 litros ó de paso
4. El boiler se mantiene apagado
Conexión en bay — pass
1. Se tiene la instalación en serie, paralelo y directa en una sola instalación
2. Se requiere la manipulación de seis válvulas
3. Dependiendo de la época del año el calentador solar da el servicio directo, ó como pre —
calentamiento
Conexión directa
1. Esta instalación se realiza cuando no hay boiler en el lugar de instalación
“Calentador solar con doble capa”
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...
Si Ud. No ocupa el calentador solar por ausencias prolongadas de más de 4 días se debe vaciar el equipo por
completo y cubrirlo con una lona blanca. A su regreso llene el calentador solar muy temprano antes de que el
sol caliente los tubos o muy tarde, 3 horas después de que el sol se metió. Si Ud. Llena el equipo en el
transcurso del día corre el riesgo de que los tubos se rompan, ya que en su interior la temperatura es superior
a los 100°C y al contacto con el agua fría el tubo sufre un choque térmico y se rompe.
“Calentador solar con doble capa”
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Datos generales geográficos y meteorológicos Datos tomados del INEGI del estado de hidalgo
Latitud ;
Norte: 20°01’
Sur: 19°46’
Longitud;
Este: 99°13’
Oeste: 99°20
Altitud: 2140m.snm.
Del estudio de disponibilidad del recurso solar en la Universidad Tecnológica de Tula-tepeji.
De los datos obtenidos de la estación meteorológica de la universidad obtuvimos datos de irradiancia.
La irradiancia promedio anual
900 W/m2
MAYOR IRRADIANCIA EN EL AÑO
1200 W/m2
MENOR IRRADIANCIA EN EL AÑO
800 W/m2
Radiación solar diaria promedio anual según muestra el mapa de la República Mexicana y en el mapa global.
4.7 a 5.8 KW/m2- día
“Calentador solar con doble capa”
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Cálculos
Dimensionamiento
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 tubos de 1"cabezales + 1 cm de
holgura.
Largo de los cabezales = (Número de tubos + 1) x 2.54 cm + 7cm
Que corresponde al espacio necesario para colocar los tubos (el centro del primer tubo se coloca
a3.5 cm por lo que el tubo en realidad comienza 1/4 de pulgada antes, y el último tubo termina1/4
pulgada después) +7 cm (que corresponde a 3.5 cm x 2 extremos de los cabezales. Los3.5 cm.
son 2 cm.
De entrada del conector + 1/4"=0.7 cm + 0.8 cm. para soldar
“Calentador solar con doble capa”
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Coeficiente de pérdidas cuadráticas
Las perdidas térmicas cuadráticas de componentes cuadráticos, que se suman a las anteriores
expresan en la curva el rendimiento definitivo, sin considerar las pérdidas lineales debidas a la
radiación. Cuando mayor es la diferencia de temperaturas, mayor es la perdida.
La energía útil que se obtiene puede determinarse cuando el calor que se extrae el fluido con el
calor especifico J/Kg. ―C en función del caudal y de la diferencia de temperaturas de entrada y
salida. Así:
Energía en W=(1.16)(CAUDAL EN M3)(CALOR ESPECIFICO)(T.salida–T.entrada)
Calor especifico=energía para aumentar un grado de temperatura de un gramo de liquido
Ante tales condiciones, el rendimiento del colector solar depende de la energía útil y de la
radiación solar, así:
N=energía en w/ (intensidad de radiación en w/m2)
N=el rendimiento
Tal energía útil puede calcularse igual mente como la diferencia entre la energía que se capta y la
que se pierde por los motivos ya indicados así la energía absorbida puede expresarse como:
Qabs= (coeficiente de perdidas) (intensidad de radiación en W/M2)(área de captación M2)
Las perdidas térmicas son proporcionales a la superficie del captador y a la diferencia de
temperatura del absolvedor (Te) con la del ambiente (Ta), por lo que:
Qper=corficuente de perdidas (Te-Ta) AREA DE CAPTACION
“Calentador solar con doble capa”
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Sistema de acumulación
En el diseño de acumulación intervienen varias cosas, factores básicos:
Capacidad necesaria para el propósito de la insolación.
Condiciones de la instalación de los componentes para cumplir con la normativa vigente,
la cual puede ser de índole municipal, regional ó nacional. no obstante, la regional
recoge los requisitos impuestos por los organismos de mayor alcance legislativo o
consultivo.
Tipos de acumuladores, en el supuesto de requerir más de uno por razones de
acumulación.
Relación de acumulador con el sistema de apoyo, si este se precisa.
Como resumen el cálculo del dimensionado del sistema de acumulación puede hacerse con
dos criterios muy diferentes que son:
Obtener el volumen de acumulaciones necesario con los datos indicados de
temperaturas y energía sobre el colector solar .
Recurrir el criterio practico que recomienda una área total de captadores con forme
a la siguiente expresión.
50 MENOR que el volumen del depósito en litros /área total de los captadores en
metros cuadrados MENOR 180L.
En tales condiciones el valor recomendado de acumulación es el de la carga diaria: M.
V volumen de el deposito = M carga diaria
“Calentador solar con doble capa”
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Glosario
Colector solar: Unidades capaces de transformar la radiación solar incidente en energía térmica
de un fluido de trabajo.
Termo tanque: Depósito en el que se acumula el agua calentada por energía solar.
Instalación Abierta: aquella en las que el fluido de trabajo está comunicado en forma
permanente con la atmósfera.
Instalación cerrada: aquella en las que el fluido de trabajo no tiene contacto directo con la
atmósfera.
Intercambiador de calor: Dispositivo en el que se produce la transferencia de energía del fluido
de trabajo al fluido de consumo.
Circulación forzada: Instalaciones que cuentan con dispositivos para mover el fluido (bombas).
Circulación natural: Instalaciones en las que el fluido de trabajo circula en forma libre
(convección natural)
Termosifón: quiere decir que la circulación del calor paso de los captadores al depósito de
almacenamiento naturalmente sin bomba ni otro dispositivo, gracia a diferencia de temperatura.
“Calentador solar con doble capa”
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Bibliografía
Tomas Perales Benito, Energías renovables 254pg. Limusa
M. IsabelPlana, J.R.Rosell Polo, Tecnología solar 544pg, EdicionesMundi-Prensa
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/137/html/sec_5.html
http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?ID=139309
http://www.cubasolar.cu/biblioteca/ecosolar/ecosolar09/html/articulo06.htm
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/119/htm/sec_6.htm
http://www.censolar.es/menu10.htm
http://www.profesormolina.com.ar/tecnologia/energia/fototermica.htm
http://www.placa-solar.com/colectores-solares.html
http://www.elcobre.com.htm
William F. Hughes, Dinamica De Fluidos 258pgs. Mc Graw Hill
http://www.rinconeducativo.org/radiacio/daplicaciones_medioambientales.html
