jueves, 16 de febrero de 2012

Calefacción solar por aire: buscando pérdidas (y 2)

¡Hola de nuevo!

He construido una especie de caja que cubre al extractor. Es de sobrantes de DM o MDF, de 3mm de espesor y está rellena de lana de roca. Su función, como ya dije en el anterior capítulo dedicado a este peculiar sistema de calefacción solar, es mantener aislado del exterior el aire que pasa muy caliente por dicho extractor. Llega a alcanzar temperaturas cercanas a los 55ºC. En las siguiente fotos se puede ver como ha quedado. Es provisional, de manera que me sirva para seguir encontrando pérdidas de aire, que pareciendo que son muy altas, al final veremos cómo la causa ha sido una simple tontería.








También he puesto provisionalmente un codo de tubo de aluminio corrugado junto a un sobrante de tubería de PVC en la entrada de aire caliente al sótano. De esta manera redirijo el aire caliente a la parte inferior del sótano, y consigo que recircule más por el mismo, en lugar de volver a llevarlo al colector, como ocurría antes al estar tan cerca las bocas. El resultado es que se aprecia mejor el calorcito que despide, aunque este sótano es muy grande en volumen (tiene mucha altura: 304 cm y un total de 88 m3, 29 m2), como para que sea capaz de obtener valores apreciables. No obstante, hay situado en la parte baja un termómetro, (aproximadamente a una altura de 1,20 m) y logramos subir la temperatura en su zona colindante unos 2.5-3 grados, desde una temperatura inicial de 13ºC.



También he situado dos sensores más de temperatura en la entrada y salida de los colectores (sensores 3 y 4), para estudiar las pérdidas en los conductos. El arduino es para esto una maravilla, pues gracias a él estoy encontrando fugas, fallos y aprendiendo un montón.





Esta es la gráfica del pasado domingo 12 de Febrero:


Estudiándola, deducimos que hizo un sol radiante, a pesar de que la temperatura exterior rondaba unos fresquísimos +3ºC. Se empezaron a tomar muestras a las 11:05 AM, cuando el sol iluminaba ya completamente los paneles, finalizando a las 14:48h, momento en que la sombra los cubre enteramente. Es una pena no poder disponer de al menos unas tres horas más de luz solar debido a la propia sombra de la casa.



Si os fijais, al principio (los primeros 10 minutos) hay una tremenda diferencia de temperatura entre lo que sale del colector (sensor 4, rojo claro) y lo que llega al garage (sensor 2, rojo oscuro). Reviso en ese momento los tubos, reapretándolos un poco y decido sellar las uniones con cinta americana. Aparentemente el resultado es espectacular (ver primera zona sombreada en amarillo), igualando prácticamente dichas temperaturas a partir de entonces. Pero al cabo de unos minutos, caigo en el hecho de que creo recordar haber tocado la posición de los sensores en los colectores, por lo que me planteo: y si al darles el sol ¿ me falsean las medidas ? Los sensores 1 y 2 están en el sótano, a la sombra, no les da el sol nunca...



Por ello decido recolocar el de salida de aire caliente del colector de manera que durante unos segundos le dé el sol y luego lo vuelvo a poner dentro del conducto de manera que esté a la sombra, pero recibiendo el aire caliente... et voilá. Segunda zona amarilla sombreada del gráfico: La temperatura vuelve a marcar diferencia cuando al sensor del colector le situo bajo la tapa de policarbonato, con el sol inciendo sobre el mismo, de manera que aumenta (ver pico en la línea de color rojo claro, a los 30 minutos aprox.). Y baja cuando le coloco en el conducto, a la sombra, e igualándose respecto a la que verdaderamente entra al sótano.



Al cabo de una hora y diez (tercera zona sombreada en amarillo) percibo la misma diferencia abismal en los sensores de aire frío, volviendo a recolocar el de entrada de aire al colector de manera que le dé tambien la sombra, o sea, por el interior del conducto. El resultado se observa de nuevo en la gráfica: casi se iguala. Así que... las pérdidas de temperatura por los conductos calorifugados son mínimas, y el sistema funciona a las mil maravillas.

Conclusión obtenida: Cuidado dónde ponemos los sensores, hay condiciones que nos pueden falsear los datos...



Respecto a separar la ida y el retorno de aire en el sótano, también se puede observar en la gráfica cómo la curva no tiene tanta "panza" como en anteriores ocasiones, mostrándose una línea más horizontal, que bordea sobre los 20º.


En fin... A ver si me llega el velocímetro de aire para medir caudales y calcular correctamente el rendimiento verdadero.



Saludos.

miércoles, 8 de febrero de 2012

Calefacción solar por aire: buscando pérdidas

Hola de nuevo:


El pasado domingo 12 de febrero de 2012 tuve la ocasión de tomar medidas de temperatura en los colectores.


La siguiente gráfica muestra las curvas obtenidas, a la salida del colector (sensor2, en rojo), y a la entrada al sótano (sensor 1, en azul), tras haber pasado por los conductos. En verde se observa la diferencia de estas dos temperaturas.


La primera conclusión que se obtiene es que no fue un día especialmente soleado, no aparecía la típica curva en forma de "meseta" de los días soleados... De hecho, estuvo prácticamente toda la mañana nublada.


Tan solo a partir de las 2:40 horas de estar en funcionamiento se ve cómo aumenta el pico de temperatura. Esto sería sobre las 11:15 (hora de inicio) + 2:40 h = 13:55 h...


También se observan unos picos de 60, consecuencia de que algún sensor hizo corto al manipular la boca del conducto de entrada al sótano.


Pero lo más relevante es la diferencia de temperatura entre las dos gráficas hasta las 12:55 horas, o sea, hasta donde he señalado la zona amarilla. Se puede observar que hasta ese momento esta diferencia ha llegado a ser de hasta 8 grados, con una media de 6 aproximadamente.


En ese momento me percaté de que la unión entre los dos tubos calorifugados que salen del colector y el tubo modificado que los unifica no estaba bien sellada.



Un poco de lana de fibra de vidrio con cinta en el hueco que se ve blanco en la foto y las pérdidas se redujeron drásticamente.


Pero todavía debo de mirar a ver si pierde por otra parte del conducto, o si lo que queda es sólo calorifugar el ventilador...


Seguiremos informando...

jueves, 2 de febrero de 2012

Calefacción solar por aire: calorifugado de conductos

En la anterior entrada del blog comenté que los resultados, sobre todo en cuanto a caudal de aire, podían mejorarse. Esto es debido a que me vi obligado a construir un conducto para salvar los peldaños de la escalera.




En la foto puede verse este conducto, que está realizado con DM y en su interior forrado con aislante del mismo tipo que el que se puso en los colectores, esto es, lana de roca con una capa de aluminio:



El problema es que debido a las prisas por verlo en funcionamiento, se construyó sin tener en cuenta algunos aspectos como podían ser la aerodinámica.

El conducto está realizado a base de líneas rectas, por lo que es posible que en la esquina el aire se encuentre un freno en su avance. Además, es estrecho (la lana de roca ocupa 4 cm por cada lado) y el enlace de este conducto al tubo que va al extractor estaba realizado de una forma poco ortodoxa, como se puede ver en la siguiente imagen:



El extractor está sin calorifugar todavía...




Y la toma de aire del sótano tampoco, pero no merece la pena, ya que al no estar tan caliente, las pérdidas no deben ser muy altas. Todo depende de cuando esté el nuevo sistema montado y tome temperaturas.




Así que me dispuse a realizar los conductos en PVC, para suavizar con curvas el recorrido del aire. Primero tuve que modificar un trozo de tubo de 200 mm de diámetro para realizar esta pieza:




Es un manguito que pasa de un tubo de 200 mm de diámetro a dos tubos de 125 mm. Para realizar esta complicada pieza, hay que poner el tubo con una de sus bocas en el suelo, y en la otra se coloca un tablero de madera con un orificio en su centro por el que se inyecta el aire caliente de un decapador de pintura o pistola de aire caliente. El PVC se reblandece quedando como el chicle en esta especie de horno y se le puede dar la forma que queramos. Hay muchos tutoriales por Internet, sobre todo de furgoneteros, donde se enseña a trabajar el PVC...







Para calorifugar los tubos de aluminio se emplea lana de fibra de vidrio (compré un rollo para futuros proyectos).




Y aquí está el tubo de aluminio cubierto. Esto luego hay que meterlo por el tubo de PVC de 200 mm de diámetro.




Para pasar el hueco de la escalera se emplean dos tubos de PVC de 125. El interior es conducto de aluminio de 100 mm, calorifugado también.




Esta es la pieza más complicada, que pasa el tubo de 200 a dos tubos de 125.




La lana de fibra de vidrio se puede poner cortando pequeños trozos y metiéndola con la ayuda de un palito entre el tubo de aluminio y el de PVC. Al final, se le pone un poco de silicona para que no se salga.







Esta es la pieza que sustituirá al conducto de madera y salvará el escalón y la escalera:




El ventilador se coloca bien amarrado en la pared con unos tacos y tornillos:




Y después se unen todas las piezas. Aquí se ve la ida (corrugado sin calorifugar) y el retorno de aire caliente (calorifugado y protegido con el PVC)



No están pegadas por completo sino por puntos, así si hay que desmontarlo para reajustar, se podrá hacer fácilmente.


Se quitó el cristal de la ventana y se colocó una madera provisionalmente para hacer los orificos de entrada y salida del aire:



Y aquí estan estos orificios o tomas del sótano. Izquierda: salida de aire caliente. Derecha: entrada de aire frío (falta un codo hecho de corrugado para evitar que el aire caliente vuelva a entrar). Se pueden observar los dos sensores en el centro de sendos orificios.



Para la toma de entrada de aire frío al colector se hizo un marco de chapa sobre el que se pegó el corrugado.



En la siguiente foto se puede observar como queda el conjunto (más presentable y con codos que facilitan el flujo de aire)



Finalmente, en anteriores notas no especifiqué cómo van unidos los dos colectores y cómo pasa el aire de uno a otro: Otra chapa marco de idénticas dimensiones es la que hace de manguito entre los dos colectores, para evitar pérdidas o fugas. Me falta ponerle un poco de coquilla alrededor para dejarlo completamente a prueba de fugas.



Y esto es todo. La ola de frío ha llegado y este sábado o domingo espero hacer pruebas y tomar temperaturas de nuevo, además de medir correctamente el flujo de aire y calcular el rendimiento del sistema.

¡ Abrazos !