viernes, 31 de enero de 2014

Calefacción solar de bajo coste. Construyendo un intercambiador agua-agua de cobre tipo serpentín

Para llevar el agua caliente desde el depósito ubicado en el sótano hasta la primera o segunda planta de la casa unifamiliar, necesitamos construir un intercambiador de calor. La diferencia de altura entre las plantas provoca que la bomba empleada, procedente del desgüace de una caldera de gas, no tenga suficiente fuerza para elevar el agua sino es bajo un circuito presurizado.


Una regla para el dimensionamiento de intercambiadores de cobre dice que hay que calcular la vigésima parte de la superficie de captador por cada metro de intercambiador, es decir, si tengo 20 m2 de captacion necesito 1 m² de superficie de intercambio. En mi caso tengo 8 m² de captador, aproximadamente, por lo que con 0,5 m² tendría suficiente. No es muy científica esta regla, y de hecho, navegando por Internet me topé con esta otra más teórica:

La relación W/K por metro (coeficiente de conductividad térmica por metro, W/K.m) mínimo del intercambiador debe ser 50, e igual al de los colectores.

La superficie de los colectores (m²) es de 8 m², por tanto su coeficiente mínimo necesario nos da 400 W/K.m.
Como la conductividad térmica del cobre es de 400 W/m.K (coincide), la superficie del tubo de cobre necesaria es muy fácil de despejar:    1 m².
Al aportarnos cada metro lineal de tubería de cobre de 12 0,0377 m², necesitamos 26,52519894 metros lineales de tubería de cobre, y nos van a caber 2,095 litros de agua dentro de dicha tubería...

Parece que no coincide mucho con la otra regla menos "científica"...Me decanté por esta última y la verdad es que me ha ido muy bien. Quizá me haya pasado, pero también es cierto que tengo pensado ampliar la capacidad "colectora", así que no me preocupó mucho...

Aunque los cálculos también los hice para tubería de 15, al final he empleado tubo de cobre de 12 mm de diámetro, del recocido que se vende en tiras de unos 25 metros, empleándolo en su totalidad. Cada metro lineal de tubo de 12 me aporta 0,0377 m2 de superficie. Con 25 m tendré 0,94 m2 de superficie de intercambio. Con la ayuda de un manguito de PVC de 160 mm se enrrolla el tubo, como se ve en las fotos.


Aquí se observa en qué se quedan los 25 metros una vez hecho un "helicoide".

Lo siguiente es realizar una especie de patas-separador, cuyas funciones van a ser dos: Por un lado nos permitirán en un futuro poder jugar con la altura a la que se colocan, añadiéndoles a través de manguitos, los suplementos de tubo de PVC necesarios. En este caso se han dejado unos 10 cm de altura. Por otro lado mantienen en su sitio las espiras de cobre, con una separación para poder tener un 100 % de contacto con el agua circundante.


Con una pistola de aire caliente se aplasta el extremo por el que se pasarán las espiras. Después se realizan los taladros por donde se pasarán las mismas. La separación entre taladro y taladro es tal que entre espira y espira hay una separación de su diametro, esto es, unos 12 mm.


Los espaciadores se van pasando a través de las espiras...


Hasta que llegamos al último espacio.


Procedemos de igual manera hasta construir cuatro piezas iguales.


Ya solo queda unirlas, a una ida y a un retorno comunes, pero eso lo veremos en el siguiente capítulo. ¡ Hasta entonces !

viernes, 24 de enero de 2014

Colectores solares de bajo coste (low cost solar water collector). Coste material

Como dije en un principio, el coste material de los colectores solares para agua ha sido relativamente bajo. Y digo 'relativamente' porque la cantidad de horas empleadas en su construcción, y sobre todo en pruebas y mejoras, es muy alta.

A continuación presento una relación de los materiales empleados, así como el precio y el comercio donde los he adquirido.

Presupuesto para 2 colectores solares de agua de 200x100 cm aprox.:


Elemento                                Cant.   PVP.uni  Subtotal                Almacén                    
--------------------------------------- ------- -------- ----------------------- ---------------------------
Cobre 15 mm diametro tiras 5m (m)       25       2.44IVA  71.98                  Saneamient.Pereda (Leganés)
Cobre 22 mm diametro tiras 5m (m)        5       5.046    25.23                  Saneamientos Pereda        
Cobre T de 22-22-22                      1       1.52      1.52                  Bricomart                  
Entronque 22-1"    M                     3       1.7?      5.1                   Saneamientos Pereda?       
Entronque 22-1"    H                     2       1.7?      3.4                   Plataforma de la Constr.   
Plancha aluminio 0,5 mm 2000x1000        2      25        50.00                  Iturrino suministros       
Placas de Policarbonato    200x98x1.6    2      27.34     54.68                  Bricodepot                 
Bote pintura anticalórica 750 ml negro   1      12.50      8.32 (Consumido 2/3)  Bricor                     
Bote pintura normal 750 ml negro         1       7.50?     2.50 (Consumido 1/3)  Bricomart                  
Imprimación multiuso 750 ml Blanco       1       7.50      2.50 (Consumido 1/3)  Bricomart                  
Perfil PLADUR C 70x30                    4       3.5      14                     Plataforma de la Constr.   
Listones madera 70x10x3000               4?      3?       12                     Maderas y Chapas           
Listones madera 30x20x2400               4       2         8                     Maderas y Chapas           
14.40 m2 Rollo manta IBR 80 12mx60x8     1      41.75     11.59 (Consumidos 4m2) Plataforma de la Constr.   
Tubo corrugado 100mm x 4m                4       4.5?     18                     Saneamientos Pereda        
Silicona negra SL503                    12       3?       36                     Plataforma de la Constr.   
Plancha chapa galvaniz 2x1m, 0.5 mm      2      10.30     20.60                  Hierros Paris(Fuenlabrada) 
Cuadradillo balsa 10x10mm 2,25 m         2       0.90      1.80                  Bricolage Soriano          
Escuadras refuerzo                       8       0.8       6.4                   Maderas y Chapas           
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TOTAL                                          353.62 €

Como se puede observar, el precio material de cada colector sale por unos 176,81 €.


Falta incluir el precio de los tornillos rosca-chapa... :-DDD


En serio, habría que incluir el precio de la varilla de plata con la que he soldado, el gas, y todas las piezas o herramientas empleadas para su construcción. Lo bueno es que esas inversiones en herramienta permanecen.


Creo que se puede calificar como un buen colector solar de agua "de bajo coste (low-cost)".

Saludos.