lunes, 8 de diciembre de 2014

Calefacción solar de bajo coste .Adecentando el depósito de agua.

¡Muy buenas a todos de nuevo !
Disculpad la tardanza en escribir artículos pero es que he estado todo el mes de septiembre preparando el sistema para que funcione lo mejor posible. Así que a partir de ahora podré mostrar los progresos.
En primer lugar quería comentar el adecentamiento que he hecho del depósito. Como todo eran pruebas y prisas, al principio lo tenía así:
 
Pues sí, a pesar de la pinta, el sistema ha ido funcionando como se esperaba, así que ahora todo el esfuerzo se ha dedicado a aumentar su rendimiento y dejarlo estéticamente admisible. Lo primero ha sido crear un compartimento donde ocultar y aislar el depósito de PE.

Se ha empleado tablero de 19 mm, formando un cuadrado de unos 80 cm con una altura de 120 cm.
La base se ha puesto a unos 10 cm. del suelo. Debajo se ha pegado la anterior base circular que ya teníamos de antes y se ha rellenado con fibra de vidrio aislante, la misma que la utilizada en el interior de los colectores.
Una pequeña cornisa con una tira de aislar ventanas nos permitirá colocar la tapa y que no se escape ni el mñinimo grado de calor.
Introducimos el depósito de 250 litros y rellenamos los laterales con fibra de vidrio aislante (manta IBR 80) de 8cm de grosor.


Y después viene el trabajo de "fonta". Los tubos por donde va el agua hacia los colectores, los que van al sistema de calefacción por intercambiador de calor, las bombas, grifos de vaciado, etc.

Aquí tenemos un detalle de la bomba que manda el agua por el circuito presurizado de calefacción desde los serpentines que hay en el interior del depósito hasta el intercambiador de agua-aire. Se hizo una estructura cuadrada que la sostiene y mantiene en su sitio sin vibrar, permitiendo una fácil extracción para su mantenimiento. En primer término, también se puede ver el grifo de vaciado y el vaso de expansión, recuperado de una caldera que se estropeó, al igual que las bombas.

Esta es la otra bomba, la que envía el agua hacia los colectores, montada en una estructura de madera para poder extraerla de su sitio, ya que tiene que estar tan baja como el suelo del depósito si es posible.
Aquí una vista de detalle donde se puede ver el grifo de vaciado que permitiría dejar sin casi nada el depósito de 250 litros.

Y una vez finalizada y cubierta con coquilla aislante para que no se escape ni una gota de la energía que nos ha concedido el astro rey...


En la zona derecha se puede ver el soporte para esta segunda bomba, la del circuito de colectores.
Ya está la fontanería acabada. Toca reducir pérdidas de calor.


Por un lado, el orificio por donde metimos los intercambiadores. Se hace una tapa de fibra de vidrio de la empleada en los conductos del aire acondicionado. Aquí podeis ver una de las mitades:

Se coloca y seguimos rellenando con más fibra de vidrio. Los tubos por los que se ven salir unos cables son los que en su interior tienen los sensores de temperatura. Uno es más largo que el otro, llegando al fondo del depósito mientras que el otro se queda en superficie. Así podemos comprobar la estratificación del agua por diferencia de temperaturas. Estos tubos son de cobre de 22, para poder meter bien los sensores.

Seguimos rellenando, sin olvidar colocar un interruptor de flotador que nos servirá para indicarnos cuando rellenar el depósito sin tener que levantar la tapa (no se ve, pero está).


Y hasta arriba de fibra (manta) de vidrio...


La tapa puesta y los sensores y demás cableado conectado al arduino...


Aspecto final... Bueno, se me olvidaba obviar el acceso a la bomba, por si se atasca, a través del recorte de la ventana inferior.


Y por último, comentar los buenos resultados de calorifugar el depósito de esta manera. En la web http://www.emoncms.org/aicanduit podeis ver monitorizadas las temperaturas registradas, los tiempos de marcha de las diferentes bombas y como se comporta magnificamente el aislamiento del depósito con muy pocas pérdidas.

¡ Seguiremos , hasta pronto !

miércoles, 21 de mayo de 2014

Calefacción solar de bajo coste. Primeros resultados

Hoy es un gran día.
Los esfuerzos realizados para implantar un sistema de calefacción por energía solar van dando sus primeros resultados.

Lo más importante es la rebaja en el consumo de gas de un 32 %.


En las gráficas se puede observar la evolución del consumo de gas en mi casa en los últimos años. En el año 2013 se puede decir que hallé el equilibrio entre consumo y confort (o sea, no estar en casa en bañador y con chanclas en pleno enero). Esto es lo que se denomina "sostenibilidad", que muchas veces confundimos con "progeso", creyendo falsamente que más hemos progresado más cuanto más calientes hemos podido llegar a estar en el invierno.

Los que describo a continuación son los consumos de los últimos años en el periodo que va del 28 de enero al 26 de Marzo, fechas en las que la compañía de gas realiza las lecturas de contador en mi casa. Este periodo, en 2014, es el que he podido tener el sistema funcionando completamente automatizado y a pleno rendimiento.

2012: 5608 Kwh
2013: 4142 Kwh (Se reduce medio grado la temperatura de confort respecto al año anterior)
2014: 2811 Kwh

Durante estos tres años la calefacción de gas natural ha funcionado con el mismo termotasto. La principal diferencia entre el año 2012 y el 2013 es que la temperatura de confort se bajó medio grado, provocando una caída de consumo considerable. También el periodo de 2012 debió ser más frío que el de 2013.
Aún así, de 4142 Kwh en 2013 pasamos a 2811 Kwh en 2014. Supone consumir en 2014 un 67,8 % de lo consumido en 2013.
Un ahorro del 32,2 % aproximadamente. Suena bien, ¿ verdad ?

En Kwh, han sido 1331 KWh menos. A 0,05929151 € el Kwh, supone un ahorro en estos dos meses de unos 79 €. 
Como un ahorro similar, o incluso superior, se hubiese producido en los dos periodos bimensuales anteriores de haber estado funcionando el sistema a pleno rendimiento , y aproximadamente se ahorrará la mitad de esa cantidad en el periodo próximo que finalizará  a finales de Mayo, el ahorro final anual puede llegar a ser de unos 1300 * 3,5 = 4550 Kwh.

En total, estimo que puedo ahorrar: 0,05929151 €/Kwh * 4550 Kwh =  269 € anuales.

Ahora bien, hay que hacer algunas puntualizaciones:

Durante la mañana funciona sólo la caldera, y no todo el tiempo. El sol no aparece por el patio donde están los colectores hasta las 11:00 AM, hasta las 14:30 aprox., momento en que el propio edificio, por estar orientado Este-Oeste hace sombra a los mismos. En ese periodo almacenamos calor que recuperamos por la tarde.

El sistema montado mantiene caliente la dependencia principal de la planta baja, el salón, que es donde está el cronotermostato, y por extensión, algo de las dependencias adyacentes como la cocina y la entrada. Mientras ocurre esto, la caldera permanece apagada y la planta superior de la casa no se calienta. Por ello, se arranca el sistema cuando deja de darle el sol, por la tarde, que es cuando más vida se hace en el salón y planta baja en general. El sistema tarda en desprenderse de la energía calorífica almacenada un poco más que lo que tarda en captarla y guardarla. Esto es, 3,5 horas de sol aportan unas 4,5 horas de calefacción. Poco antes de llegar las 00:00 h se acaba la energía almacenada y la caldera de gas arranca caldeando además el resto de la casa lo justo para entrar en la cama a dormir. A partir de las 00:00 h no hay consumo de gas hasta el arranque de las 6:30 h de la mañana. 

Así pues, la idea ahora es ampliar la capacidad colectora añadiendo, de momento un par de colectores más. De esta manera espero aportar calor desde las 11:00 AM hasta las 23:30 h, esto es, más de 12 h, consumiendo y almacenando al mismo tiempo.

Confío en que estos esperanzadores resultados animen a aquellos que aún estén indecisos sobre estos sistemas. Ya vemos que no sólo sirven estos sistemas para calentar el agua de la ducha, y a las pruebas me remito.

Continuaremos pronto (sin prisa, pero sin pausa) con muchos temas pendientes que aún quedan por explicar (Arduino, sensores, monitorización, etc)

Saludos.

jueves, 13 de marzo de 2014

Calefacción solar de bajo coste. Construyendo un intercambiador agua-aire con radiador y electroventilador de moto (versión 1.0).

Como prometí en su día, hoy muestro cómo he realizado el intercambiador de calor agua-aire que se va a encargar de transferir el calor (acumulado en el agua del depósito solar) al aire del salón a través de un conducto preinstalado de aire acondicionado que viene del baño, a donde llegan así mismo las conducciones de cobre correspondientes a dicha preinstalación.

Se ha empleado un radiador de refrigeración de motor de motocicleta. concretamente de una Suzuki Bandit 400. Lo primero ha sido realizar una caja donde apoyar el radiador y sus conexiones:



El aire lo coge lateralmente, debido a las restricciones de espacio en el techo del baño. Por dicha razón se incluye un codo de PVC de 160 mm.



En la siguiente foto se pueden apreciar las conducciones de cobre y conectores de latón, así como el purgador automático, en la parte más alta.


El tubo de PVC acoplado al pequeño electroventilador:





Vista del electroventilador:


Lo protegemos con la rejilla que va con el conjunto:


Aquí podemos ver el acceso a una de las abrazaderas, por si hay que desmontar o sustituir el radiador o algún que otro componente:



Utilizaremos la cinta perforada para sujetarlo posteriormente al techo:


Vista de la sujección al techo con la cinta perforada, observar como va insertado en el conducto:


Y aquí ya terminado el trabajo:


Finalmente, decir que las pruebas fueron muy satisfactorias con este prototipo. El circuito se llenó de agua hasta una presión de algo menor de un kilo, contábamos además con un vaso de expansión proveniente de una caldera de gas. Pero al cabo de un cierto tiempo el radiador empezó a gotear y fue imposible repararlo.
Así mismo, el ventilador generaba mucho ruido, por lo que  se optó por sustituir el conjunto por otro que incorporaba otro radiador distinto (esta vez de calefacción de habitáculo de coche) y el ventilador empleado en el primer proyecto de colectores solares de aire, más potente y menos ruidoso. También se le añadió un silenciador, de igual manera realizado artesanalmente.
Lo importante era asegurarse de que calentaba el aire y evacuaba el calor del depósito suficientemente, prueba que pasó de sobra, logrando subir la temperatura del salón-comedor. En la siguiente gráfica (15 de Diciembre de 2013) podemos ver cómo "extrajo" el calor del depósito. Haremos cálculos:


Temperatura Inicio: 61.20 ºC
Temperatura Final: 32.22 ºC
Tiempo: 3 h 22 m 40 seg. (20:33:00 a 23:55:40) -> 3.33 h en decimal, aprox.
Cantidad de agua (aprox 225 litros).
Q= m.Ce.(Tf-Ti)= 225*1*29 = 7250 Kcal = 8.43 Kwh
 Potencia = 8.43 / 3.33 = 2,5 Kw = 2500 Watios

Otro dato importante es que mientras la temperatura del agua es mayor en unos 10 u 11 grados que la del ambiente que se desea caldear el sistema funciona perfectamente transfiriendo calor. Es algo parecido al salto térmico de los aires acondicionados ¿ Qué supone esto ? Que podamos aprovechar el calor del agua hasta que ésta baje a una temperatura de unos 30 ºC. Esto es una ventaja respecto a la calefacción convencional por radiadores, que necesita de al menos 65-70 ºC en los mismos. Además, tras las pérdidas por la noche, la temperatura se quedará en unos 25ºC, con lo que el rendimiento de los colectores al día siguiente será mayor.


Saludos.

viernes, 7 de marzo de 2014

Calefacción solar de bajo coste. Construyendo un intercambiador agua-agua de cobre tipo serpentín (2ª y última parte)

Continuando con la realización del intercambiador, presento a continuación algunas fotos del proceso de realización:

El conjunto no está totalmente soldado a los tubos principales todavía. Luego veremos por qué.







Esta es la razón de porqué no está totalmente soldado todo el conjunto:


Por el orificio se introducen uno a uno cada serpentín. Finalmente se sueldan las últimas conexiones.
De esta manera tenemos una tapa muy pequeña que evitará en gran parte las pérdidas por evaporación, manteniendo además la rigidez del conjunto.


Vista del interior, ya con algo de agua:


A continuación, Conectamos las salidas del serpentín al circuito que va al intercambiador agua-aire, situado en uno de los baños de la casa, aprovechando la preinstalación del aire acondicionado:


Esta es la bomba que moverá el agua por dicho circuito. El vaso de expansión gris que se ve al fondo proviene de una vieja caldera y hará de "amortiguador". El circuito se llena a aproximadamente 0,8 kg de presión.


Detalle del soporte casero para la bomba, proveniente de una caldera Saunier Duval.


Una vista del conjunto. En principio iba a hacer también un sistema drainback o de autovaciado para este segundo circuito, pero la resistencia que oponen las tuberías preinstaladas de cobre del aire acondiconado (son de 6-8 mm), impide que llegue el agua a su destino. El depósito iba a ir justo encima de la bomba, debajo del manómetro.


Como parece bastante desordenado y feo, he decidido que todo esto tiene que ir metido en este mueble, de manera que se integre estéticamente y quede mejor aislado:


Por último, una foto de la bomba que hace circular el agua hacia los colectores.


En breve, veremos como se ha construido el sistema intercambiador agua-aire con un radiador de motocicleta y el extractor recuperado de la antigua instalación de colectores solares de aire.
Hasta la próxima !