viernes, 12 de abril de 2013

Colectores solares de agua de bajo coste (low cost solar water collector). Diseño

Buenas de nuevo !

A partir de hoy vamos a ir empezando con la construcción de nuevos colectores solares de agua de bajo coste (low-cost), pero con una apariencia y acabado en principio muy parecida a los comerciales. Nos basaremos en un prototipo que ya presenté en este mismo blog y que de momento está dando unos resultados excelentes. A lo largo de los diferentes artículos iré presentando las principales deficencias encontradas, así como las soluciones aportadas gracias a la experiencia obtenida con este primer colector. Hoy presento esta pequeña introducción sobre los argumentos relativos a la elección del tipo y estructura de colector a emplear como parte de un sistema más completo.


 

Objetivo:


El objetivo es construir un colector para calentar agua con la energía del sol. Debe ser del tipo autovaciado (drainback, en inglés), de manera que ante la falta de impulsión de agua, ésta desaparezca del interior del mismo. De esta manera, se evitarán los problemas que puedan sobrevenir en el caso de heladas en invierno, y de exceso de calor en verano, en el caso de sistemas con agua a presión siempre presente en los colectores. El circuito que forman al pasar el agua por ellos es de tipo abierto, sin presión. La bomba hace circular por ellos el agua que recoge de un depósito, devolviéndola al mismo (más caliente).
Como el agua circula por un emparrillado de tuberías de cobre tenemos tres opciones para conseguir el autovaciado.
  1. Disponer un conjunto de colectores con parrilla tradicional, de tal manera que el conjunto quede ligeramente inclinado, entre un 2% y un 3%. Se podría permitir su ampliación en cualquier momento.
  2. Crear un único colector, o dos, con su parrilla ligeramente inclinada respecto al armazón del mismo.
  3. Crear un tipo de colector capaz de autovaciarse gracias a un diseño especial de su  parrilla , y que le permite al mismo tiempo conectarse a otros colectores iguales, de manera horizontal, y permitiendo su ampliación en cualquier momento.
Las desventajas son, respectivamente:
 
  1. Estéticamente, puede haber una diferencia de altura de 24 cm, para el caso de una instalación de 8 colectores de 1m de ancho.
  2. En el caso de querer cambiarlo/s de sitio o posición, el sistema se hace difícilmente manejable. Difícil ampliación del sistema.
Por tanto, la elección del sistema 3 es rotunda.
 

Diseño:

El diseño de la parrilla es el mostrado a continuación:
Está basado en el sistema ideado por la marca Caleffi, y es tremendamente sencillo.  Más información y detalle se puede encontrar en este archivo pdf:

http://www.caleffi.us/en_US/Technical_brochures/01271/01271.pdf.
Como se puede observar, en lugar de los 4 puntos de conexionado de la parrilla con otros colectores, este modelo tiene uno más, hacia la mitad de la base de dicha parrilla. Además, los tubos horizontales superior e inferior de dicha parrilla no son estrictamente horizontales, sino que presentan una ligera inclinación hacia el centro. ¿ Qué se consigue con esto ? El autovaciado al conectarlos a una tubería común de ida. En el siguiente esquema puede verse fácilmente lo que digo, además de la diferencia entre el sistema drainback (izquierda) y el más utilizado en europa, presurizado de circuito cerrado (derecha):
 
Simplemente la diferencia estriba en la inclinación exigida de la tubería de ida (zona azulada) en el sistema de autovaciado. Como digo, este sistema es igualmente válido para sistemas cerrados de circulación forzada, los más comúnmente usados, de tipo cerrado y con un serpentín en el depósito.
Se ha escogido un tamaño de colector de aproximadamente 2000 x 1000 mm, de manera que la superficie útil de captación sea casi de 2 m2. Con la construcción de posteriores unidades el sistema se amplía fácilmente.
Próximamente veremos cómo se confecciona la caja o bastidor.
Saludos y hasta pronto.
 
 

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