lunes, 19 de diciembre de 2011

104.3

Alguno os preguntareis el porqué de este título tan raro para el artículo de hoy: "104.3". Pues bien, el final del mismo lo entendereis.

Como ya vimos anteriormente, decidí dar unas capas de pintutra para proteger los colectores solares de aire por su parte trasera, sobre todo de cara a la lluvia. En esta foto ya se ven finalizados:



Así que, el siguiente paso era, como no, instalarlos en su ubicación. Como en el murete donde van quiero practicar el menor número de taladros posibles, pues tuve que ingeniármelas para realizar un gancho que los sujete por la parte de arriba. Compré un par de pletinas de aluminio y doblando en un tornillo de banco les di forma. Luego les he practicado taladros para sujetarlas a la pared y al propio colector.



Como se puede observar, las he colocado un burlete aislante, aunque realmente no tiene que aislar nada; sólo que de esta forma asientan mejor sobre la superficie rugosa de piedrecitas del murete y también evitan ralloones en el marco del colector, además de holguras.



Et voilá, el primer colector instalado en su lugar, provisionalmente.



Se me ocurrió una sencilla idea para regular posteriormente su altura y conseguir el perfecto alineamiento, casi milimétrico, con el siguiente colector: un par de entronques macho con sus correspondientes hembras, de los utilizados en fontaneria para tuberías de presión de 50 mm de diámetro. Girando el entronque macho sobre el hembra regulamos la altura.



El otro colector lleva un par de escuadras (palomillas reforzadas pone en el ticket donde lo compré) de 300 x 220 mm. Sujetas con unos ancaljes metálicos de tipo FSL-T, largos, no hay quien las mueva de su sitio.



Y aquí está el segundo colector al ladito del primero.



Otra vista:



Y ahora viene lo bueno:



Pincha sobre la imagen para que se amplíe y se podrá observar el módulo electrónico Arduino programado para leer las temperaturas de los sensores LM35.

92.35 ºC: Esa es una de las temperaturas que marcaba el sensor colocado en la boca de salida del primer colector, sobre las 12:30 de la mañana. Pero puedo asegurar haber visto temperaturas superiores a los 100ºC, y en concreto, la más alta que he visto ha sido de:

¡¡¡ 104.3ºC !!!

Evidentemente, estamos hablando de temperaturas en modo estático, sin circulación de aire forzada, o sea, en modo termosifón. Era curioso bajar la escalera, y notar cierto calor, consecuencia de las pérdidas ante tanta diferencia (recordemos que cuanto más diferencia de temperatura haya entre el interior y el exterior del colector más pérdidas de calor se producen).

Por eso es evidente que esto es todo un éxito, la energía solar funciona, y si no llega a ser por un pequeño accidente "doméstico" acontecido, hubiese podido colocar el tubo con el extractor de aire y tomar más temperaturas.

Otro día será... y por supuesto que lo contaré aquí.

Saludos.

miércoles, 7 de diciembre de 2011

CALEFACTOR SOLAR DE AIRE, PINTANDO Y CERRANDO...

Hola de nuevo.
Los colectores solares están casi acabados. Imagino que los que me leen tendrán muchas ganas de ver que resultados obtenemos.
Esto es como una casa: cuando la estructura está acabada todavía quedan muchas cosas por finalizar: la fontanería, la electricidad, etc. Pues aquí lo mismo.





He pintado el interior de uno de los colectores (el otro ya lo pinté con spray anticalórico). El caso es que lo he hecho con el compresor y una pistola de pintar. El coste ha sido el mismo, un bote de 750 ml, pero he podido pintar el interior de uno de los colectores y los dos absorbedores de tela metálica (solo por una cara). O sea, el triple.








Después he puesto un burlete de caucho todo alrededor de la base del colector donde apoya la tapa de policarbonato, para lograr la absoluta estanqueidad. Se han realizado los orificios para atornillar las tapas, en los cantos de aluminio. Ha habido que achaflanarlos para que las cabezas de los tornillos no sobresaliesen demasiado.





También se han practicado unos orificios en la zona del bastidor de tela metálica, para permitir un mejor paso de aire.






Por último, he decidido proteger las traseras, dando un par de capas de imprimación blanca.
















Esperando a que se seque la segunda capa para acabarlo en negro, me ha llegado el ventilador/extractor:Por poco mas de 96 euros, comprado en ebay. Curiosa la utilidad de estos extractores, sobre todo para cultivos de "andar por casa"...





Sí, ya sé, que cuándo lo pruebo... paciencia que todo llegará, que tengo yo más ganas de verlo en funcionamiento que vosotros.

Chao.




viernes, 25 de noviembre de 2011

Colector Solar de Aire. Refuerzos de la cubierta y bocas del aire.


Buenas de nuevo.
Sigo progresando poco a poco con los colectores solares de aire. Tras el post de hoy, uno de ellos se encontrará casi operativo para poder hacer pruebas en breve, a falta de atornillar la cubierta.

En este paso lo que se ha hecho ha sido colocar unos nervios que impedirán que la cubierta de policarbonato se combe hacia el interior, en caso de succión del ventilador, o hacia fuera, en caso de impulsión. En principio la elección entre succión e impulsión queda determinada por la ventaja que presenta la primera precisamente sobre la cubierta. Si succionamos el aire, atraeremos la cubierta hacia el cajón, permitiendo un acoplamiento mayor en los laterales, con lo que será más difícil que se escape aire.



Como decía, se han instalado unos nervios formados por tubo de conductos eléctricos, de acero inoxidable. Como cada tubo lo venden de longitud 3m, se han empleado 2 tubos y por tanto 3 nervios de refuerzo por colector. Su sujección al marco del absorbedor es por medio de cinta perforada, como se puede observar en las fotos.





También se puede observar como se ha tenido que suplementar con tacos de madera la colocación de estos refuerzos, debido a la inclinación que debe presentar el absorbedor para un mejor intercambio de calor entre el mismo y el aire. Como vemos, los refuerzos se han instalado sobre el propio absorbedor Recordemos que esto facilita tareas de limpieza y también la posible conversión del colector de aire a colector de agua en un futuro.






























Debido a esta función de soporte, tambien se han tenido que colocar unos tacos de madera por el interior de los laterales del colector, para evitar que el absorbedor venza hacia atrás y cumpla su función manteniendo la cubierta bien recta.


Como vemos, el conjunto se puede extraer fácilmente dejando solo el cajon del colector:



















Por último, se ha realizado una pieza especial para cada uno de los orificios para el aire. Se trata de un acople rectangular para colocar los tubos. Su interior tiene la medida estandar de 90x180 mm, que es la que resulta de convertir a rectángulo un círculo de 150 mm de diámetro.







Este primer colector tomará el aire por la boca inferior, subirá caliente y pasará por la segunda boca hasta el segundo colector. El segundo colector tendrá la boca de entrada en la parte superior, el aire viajará hacia abajo saliendo por la boca inferior hasta el interior de la casa.


lunes, 21 de noviembre de 2011

CALEFACCION SOLAR: La cubierta removible transparente.

La última tarea realizada ha sido la confección de la tapa removible de los colectores.



Está compuesta de perfiles de aluminio en L, de 40x20 mm y 2 mm de espesor.


Se cortan a las medidas del exterior del colector, y se sujetan con un remache por cada extremo. Después hay que recortar el panel de policarbonato, de tal forma que tenga aproximadamente 1 cm menos de ancho y 1 cm menos de alto.


Se pega por el interior con un cordón de abundante silicona transparente. Como la silicona es algo flexible, en caso de dilatación absorberá parte del aumento de tamaño del policarbonato. Tras dejarlo secar un par de días, se realizá lo mismo por el lado visto, esta vez con mucho más cuidado para que quede bien presentable.


Por ahí no se va a escapar ni un suspiro.


Los plásticos de protección del policarbonato mejor no quitarlos hasta que finalicemos el trabajo y coloquemos los paneles en su sitio.



El siguiente paso, a realizar en los próximos días, es taladrar orificios a lo largo del marco de aluminio de la cubierta para atornillarlo a los laterales del colector. Se haran aproximadamente cada 20 cm, por el lateral (de esta forma se ven menos) poniendo previamente una tira de aislante de PVC por el interior. Por ello se ha dejado el lado de 40 mm del perfil de esa posición, que nos permitirá atornillar sin problemas y realizar un buen cubrimiento. Pero eso, como digo, se deja para el final.

Antes hay que pintar el interior de los colectores y la propia malla mosquitera, y realizar las entradas/salidas para el aire.

Hasta otro día.

jueves, 17 de noviembre de 2011

CALEFACCION SOLAR: Elección del diámetro del conducto para el aire

Vamos a calcular el dimensionamiento de los conductos del aire, para un intervalo de caudal comprendido entre 200 y 500 metros cúbicos por hora. Para ellos utilizaremos la siguiente gráfica proporcionada por el catálogo de la página web del suministrador de equipos y sistemas de aire acondicionado Salvador Escoda.

¿Por que ese intervalo ? Porque en principio, vamos a ver si interesa comprar un ventilador "ajustado" a los valores que hemos obtenido teóricamente o si merece la pena comprar (por un poco más) un ventilador más potente que pueda servir para una posible ampliación del sistema en un futuro... y 500 m3/hora es un valor bastante usual para este tipo de ventiladores/extractores. Además se piensa en que "si sobra" aire, se regule la velocidad del ventilador electrónicamente, mediante la modificación del voltaje de entrada (que en principio es de 230 v AC), con lo que seguramente obtengamos además compensaciones en cuanto a ruido generado, por ejemplo (al ir más lento, menos ruido).


Como el propio catálogo, que se puede encontrar en: http://www.salvadorescoda.com/tarifas/Catalogo_Tarifa_Ventiladores_Mundofan_Mayo2011.pdf nos indica, seleccionamos una velocidad del aire de 10 m/seg, que supongo debe ser la considerada como límite máximo confortable.

En la gráfica la hemos pintado de amarillo, la llamaremos "línea de confort". Todas las líneas paralelas que hay a la izquierda son de velocidades menores de 10 m/seg y a la derecha de dicha línea mayores de 10 m/seg y por tanto, desechables.

Seguidamente, pintamos de azul claro la zona comprendida entre los caudales de aire de 200 y 500 metros cúbicos/hora y que están en la "zona confortable, esto es, a la izquierda de la linea amrilla".

En la intersección entre la zona azul y la franja amarilla veremos que se cruzan unas líneas perpendiculares a la línea de confort (la línea amarilla), y que son las líneas que nos definen el diámetro de los conductos. Vemos, resaltados en verde, que se corresponden a diametros aproximados de entre 80 y 140 mm aproximadamente. Esos son los diámetros entre los que debemos trabajar.

Imaginemos que elegimos el de 80 mm. Vemos que para un flujo de 200 m3/h nos da efectivamente una velocidad de 10 m/seg, pero si aumentamos el caudal a 500, se nos corta fuera de la gráfica, y extrapolando (línea discontinua roja), resulta que nos lleva a la recta de velocidad de 24 m/seg. Lógico, por otra parte, ya que si aumentamos el caudal sobre la misma sección (mismo volumen) debe de aumentar la velocidad.

Ahora vayamos al otro extremo. Con un diámetro de 140 mmy flujo de 500 m3/h, obtenemos aproximadamente los 10m/seg (realmente, 9 m/seg). Que ocurre si disminuimos el caudal hasta los 200 m3/hora con un aparato que reduzca la corriente en el ventilador, por ejemplo ? Pues que para ese diámetro, siguiendo la línea de diametro hasta la de caudal a 200 (parte superior de la zona azul), se nos corta en la línea de velocidad de 3,2 m/seg, aproximadamente, lo cual resulta razonable. Hemos bajado el caudal de un conducto grande, es lógico que la velocidad del aire nos baje también. Por tanto elegiremos este tamaño.

Nótese como en el caso de elegir un tubo estandar de 100 mm también obtenemos unas velocidades muy altas de aire -24 m/seg- en el caso de caudales cercanos a los 500 m3/hora (línea morada).

Ahora bien, esto es la teoría, siempre que no haya pérdidas. En la parte inferior de la gráfica vemos que para una densidad del aire "d", de 1,2 Kg/m3 tenemos que la pérdida de carga es, para 500 m3/h, de 0,8 mm.cda por metro de longitud (línea azul, que nace en el punto de corte de la línea de diametro =140 con caudal 500).


Si suponemos 3 m de conducto (6m contando ida y vuelta si tomamos el aire de la propia habitación), pues 6*0,8=4,8 mm.cda de caida de presión que deberemos añadir a las debidas por posibles curvas del conducto y a la propia caída de presión que provocan nuestros colectores. Esto es importante porque nuestro ventilador debe estar preparado para estas caídas de presión, lo cual podemos saber consultando sus curvas características.

Es de destacar que esta R decae a 0,1 con este conducto si bajamos el caudal a 200 m3/h.

Por tanto, creo que podemos poner un ventilador de 500 m3/hora sin problemas de que aquello parezca un vendaval, siempre que utilicemos el conducto de al menos 140 mm.

miércoles, 16 de noviembre de 2011

PINTANDO LOS COLECTORES

Proseguimos con la construcción, tras haber hecho los cálculos de volumen de aire que ha de mover el futuro ventilador o extractor.

Se retiran los paneles de lana de roca y se sella bien toda la caja con algún tipo de silicona que aguante bien el calor.




La empleada resiste los 120º, según el fabricante, aunque nunca se va a llegar a esa temperatura, ya que por encima estara la capa aislante de lana de roca.



Posteriormente, se le dan un par de capas de imprimación a todo el cajón. Aquí se ha utilizado una que se diluye en agua y apenas huele.



Por la parte trasera no le hemos aplicado nada. Dejamos la elección para más adelante, pues no está claro si se le instalará un tejadillo para evitar el agua de lluvia, que es lo que más puede deteriorar el mdf de la trasera.



Posteriormente, tras el secado de un día o más, se pinta de negro sobre la zona imprimada, ya con pintura normal. El acabado fino (lijar y otra capa de pintura negra, lo dejaremos para más adelante.

Aplicamos cinta de aluminio (confiamos en que aguantará las altas temperaturas que se alcanzarán en el interior del colector) por todos los bordes de unión de las placas de lana de vidrio y entre éstas y los laterales del colector, como se puede ver en la foto.






Esto ya va pareciendo otra cosa...




martes, 8 de noviembre de 2011

CALEFACCION SOLAR: DIMENSIONANDO EL VENTILADOR

Tras haber leído y releído mensajes en foros de energía solar, pero pincipalmente en el americano de energía solar de yahoo:


la conclusión a la que se puede llegar es que el caudal aconsejable para poder disipar con garantías y gran rendimiento el aire calentado en un colector de aire esta comprendido entre 2,5 y 3 CFM (cubics Feets per minute o pies cubicos por minuto) por cada pie cuadrado de superficie de colector.

Un pie cubico es equivalente a:
1 ft³ = 0.028316 m³
Un pie cuadrado es quivalente a:
1 ft² = 0.092903 m²

Por tanto, la equivalencia anterior se corresponde:

2.5 CFM = 2.5 ft³/min * 0.028316 m³/ft * 60 minutos= 4.2474 metros cúbicos por hora.
3 CFM = 3 ft³/min * 0.028316 m³/ft * 60 minutos= 5.0969 metros cúbicos por hora.

4.2474 m³/h / 0.092903 m² = 45.7187 m³/h por cada m² construido (unos 46 m³/h).
5.0969 m³/h / 0.092903 m² = 54.8624 m³/h por cada m² construido (unos 55 m³/h).

Esto nos da, para una superficie de los 2 colectores de 1.8 m² cada uno (3.6 m² en total):

3.6 * 46 = 165 m³/h
3.6 * 55 = 198 m³/h

Claro está que esto es siempre que no se produzcan caídas de presión por codos en los conductos, rejillas, etc o la propia resistencia de la pantalla absorbedora.

Vamos que habrá que tirar de catálogos y elegir alguno que nos de al menos unos 250 m³/h como mínimo.




lunes, 7 de noviembre de 2011

CONSTRUYENDO EL ABSORBEDOR CLÁSICO DE DOBLE PANTALLA-PASADA UNICA

Al final me he decantado por construir el absorbedor clásico de doble pantalla-pasada única de tela mosquitera de aluminio, en lugar de el inicial modelo de triple pantalla con flujo en zigzag.

Os dejo unas fotos. La primera, de frente:



Tiene la ventaja de que la pantalla absorbedora se puede quitar para limpiarla, por ejemplo.



En la siguiente foto vemos como debe quedar dentro del cajón. Si observamos con atención, esta pantalla se dispone de manera diagonal por el lateral del cajón. Esto es así porque el aire, en su camino hacia la parte superior (o viceversa) , irá atravesando la malla formada por la tela mosquitera en su bastidor, y se transferirá el calor desde la misma hacia dicho aire, que es lo que queremos conseguir. Esta transferencia se hará, además, con menor esfuerzo (una sola pasada del aire), por lo que la caída de presión será menor y el ventilador necesario pues también requerirá menos fuerza, o en su defecto, su rendimiento será mayor.



Aunque no se ve, la tela mosquitera está grapada por los dos lados del bastidor, de ahí el nombre de "doble pantalla". Otra ventaja de la tela mosquitera, ya probada y demostrada en el foro de energía solar americano, es que la mayoría de la radiación que logra entrar al colector, y que es casi en un 95 por ciento reflejada de nuevo al exterior por la pintura negra (no es pintura selectiva profesional) rebota en la propia tela de nuevo hacia el interior, con lo que estas pérdidas se minimizán hasta valores de un 12 % en el caso de triple pantalla.



Como puede verse, un sencillo y barato pero eficaz sistema.

jueves, 3 de noviembre de 2011

SEGUIMOS CON LA CALEFACCION SOLAR. EL ABSORBEDOR

Tras la construcción de los cajones, hoy nos disponemos a explicar como construir el absorbedor de calor.
Consultando la web de Gary (www.builditsolar.com), he estudiado las conclusiones a las que llegó tras hacer varias pruebas. Se pueden ver en:
http://www.builditsolar.com/Experimental/AirColTesting/Index.htm
La más importante es que el rendimiento del colector con absorbedor de pantalla de tela mosquitera es similar al del construido con tubos de aluminio, pero con muchos menos costes económicos y mayor simplicidad de construcción. Lo mismo pasa con otros modelos comparados, por lo que he decidido hacerlo de la primera forma, pero con una ligera modificación, no contemplada en dicho estudio.

Se trata de construir una variación del colector de pantalla pero que provoque un recorrido mayor del aire por el circuito. Es decir, combinar la pantalla con el clásico cajón en el que el aire avanza en zigzag. Quizá provoquemos una ligera caída de presión, pero pienso que el rendimiento puede verse incrementado respecto al sencillo diseño de pantalla. Su construcción se complica un poco, pero sobre todo sigue siendo tremendamente barata. En cualquier caso, es totalmente reversible, es decir, podemos volver al diseño básico de pantalla en cualquier momento. De hecho, mientras escribo estas frases se me ha ocurrido la idea de hacer un modelo de cada tipo, ya que voy a construir dos...

Empezemos con el complicado, el que alargará el recorrido del aire, aunque básicamente su construcción es idéntica. Ambos realmente constan de dos chasis. En uno de ellos va tela mosquitera por uno de sus lados, en el otro, irá por ambas caras. Así dispondremos de 3 capas de tela equidistantes para que el aire circule por sus orificios y capte el calor a lo largo de su camino hacia la parte superior. Dichos chasis estan construidos con largueros de 15mm x 25mm de sección. En la foto, el primero de ellos, el que irá en la parte superior o más externa:


Comprobamos que entra perfectamente en el cajón, que por cierto, ha sido pintado con spray de pintura anticalórica negra por su interior:



Para permitir el paso del aire, hacemos unos taladros en los listones intermedios. La función de este listón (dos en esta pantalla) es mantener rectos los laterales del bastidor cuando tensemos la malla mosquitera al graparla. Estos taladros solo se hacen en un lado, por el que girará el aire (luego lo veremos).



Grapamos la malla por todo el chasis de madera. No es muy difícil, pero si tedioso. Debemos asegurarnos de que quede bien tensa, aunque no es objetivo primordial...



Volvemos a enfrentar el chasis contra el cajón, comprobando que entra y sale con facilidad, pero tampoco debe haber demasiada holgura.



Aquí un detalle de como queda en su sitio. El segundo chasis va justo debajo de este, y es el que irá con tela mosquitera por su cara superior e inferior. Sobre los travesaños intermedios deben ir guías realizadas con los mismos listones para que el aire vaya haciendo un zigzag. Además ayudarán a evitar el combado del panel de policarbonato, pero eso lo veremos otro día...


Saludos.