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Calentador solar de fácil construcción

Contenido del artículo
Lista de materiales necesarios
Descripción
Consideraciones importantes
Detalles constructivos


Cualquier persona puede construir un calentador solar de agua para su casa con recursos de fácil obtención y de poco costo, suficiente para proveer la ducha con este servicio y hasta un poco mas. El sistema que se describe ha sido utilizado durante mas de 10 años por una familia de tres miembros en el sur de Cuba (aprox. 21 grados de latitud) con magníficos resultados.  Con este sistema, el uso de la electricidad solo ha sido necesaria  durante los días críticos (nublados o muy fríos).

Para su instalación es necesario tener un área bien soleada entre las 9:30AM y las 4:30 PM o mas, durante todo el año y especialmente en el invierno.

El incremento del área de colección así como del volumen del tanque almacenador del agua caliente pueden aumentarse para obtener mayores servicios, o para zonas mas frías.

Lista de materiales necesarios:

  1. 20 metros de tubería flexible negra de polipropileno de 25 mm de diámetro (común en los regadíos).
  2. Un tanque colector de 60 litros de acero galvanizado para mayor durabilidad.
  3. Material aislante térmico de cualquier tipo para cubrir el tanque.
  4. Una resistencia eléctrica (opcional) de 600-1000 Watts.
  5. Un termostato, que puede ser extraído de un calentador doméstico eléctrico desechado (necesario si se usa la resistencia eléctrica).
  6. Cemento Portland y arena fina suficiente para estucar el tanque en el exterior.
  7. Conectores y herraje para el empalme de las tuberías

Descripción

Como se muestra en el esquema que sigue, la tubería flexible arrollada en espiral plano se convierte en la superficie de colección del calor solar, este colector tiene una entrada de agua desde la parte mas baja del tanque almacenador y un retorno al propio tanque a un punto mas alto de este. De esta forma la incidencia de los rayos solares sobre el espiral de tubería flexible calienta el agua en su interior y establece una corriente como indican las flechas de manera que entra al colector el agua fría de abajo del tanque y retorna a él  calentada por el sol a un punto mas alto.

Esquema


Consideraciones importantes

  1. El sistema debe montarse a pleno sol, preferentemente en el techo de la casa.
  2. La alimentación de agua fría debe ser constante y a una presión que mantenga el flujo a los consumidores, ya sea desde un tanque mas elevado o desde la linea de abasto.
  3. Nunca podrá conectarse el calentador eléctrico con el tanque vacío de agua o se arruinará la resistencia calentadora.
  4. El termostato debe tener contacto íntimo con la superficie del tanque almacenador para que regule la temperatura adecuadamente en caso de uso de la electricidad.
  5. El espesor del aislamiento debe ser de unos 100mm.
  6. La diferencia de altura entre la salida de agua fría al colector y el retorno al tanque debe ser como mínimo de unos 30cm.
  7. La resistencia eléctrica debe ser colocada lo mas abajo posible en el tanque.
  8. El termostato se coloca aproximadamente a 2/3 de la altura del tanque.
  9. Durante la primera vez, debe sacarse el aire del tanque colector, para esto, se alimenta con agua fría hasta que salga agua por el conducto de salida, de otra forma el tanque queda lleno de aire.
  10. Téngase en cuenta que el sol se inclina durante el invierno, por lo que la sombra del tanque puede incidir sobre el colector y esto debe evitarse.

Detalles constructivos

Colector

Para construir el colector se arrolla el tubo flexible, en forma de espiral plano y se van haciendo amarres con un fino alambre para mantener la forma. El espiral debe ser plano, es decir al estilo de una cuerda de reloj, con las vueltas apretadas haciendo contacto unas con otras,  de esta forma se impide que circule aire entre ellas y las enfríe. La entrada de agua fría se hará por el comienzo del espiral en la vuelta exterior y la  salida por la vuelta interior sobre el plano del espiral hacia el tanque.

El tubo flexible debe ser de polipropileno que es resistente a los rayos solares, de paredes finas (en lo posible),  de color negro sin brillo y suficientemente flexible para ser arrollado en el espiral.

El diámetro del espiral debe ser lo menor posible, de acuerdo a lo que permita la flexibilidad de la tubería, ya que con esto de garantiza la menor área lateral de tubo expuesta al enfriamiento exterior.

El colector una vez terminado se coloca en una superficie plana a pleno sol.

Tanque almacenador

El tanque debe ser de acero preferentemente galvanizado o inoxidable para garantizar larga vida útil. Lo mejor es utilizar un tanque con los agujeros roscados para las entradas y salidas de agua y de la resistencia calentadora, pero de no conseguirse así, pueden practicarse los agujeros en los lugares apropiados y soldarle en ellos los empalmes roscados de tubería convencionales, que luego servirán para las conexiones.
Generalmente es suficiente con tuberías de 1 pulgada (25 mm). Las que serán como sigue: (ver esquema)

Un empalme en el fondo para la entrada de agua fría.

Un empalme en la tapa para la salida del agua caliente a los consumidores.

Un empalme lateral cerca del fondo para acoplar la resistencia calentadora.

Un empalme a aproximadamente 1/3 de la altura desde el fondo para la entrada del agua del colector.

Una vez preparado el tanque con las conexiones se envuelve en el material aislador térmico, que puede ser fibra de vidrio, espuma de goma, espuma de estireno o cualquier otro asegurándolo con hilos, luego se cubre de alguna malla, que puede ser, tela de las que se usan en las ventanas para evitar la entrada de insectos o malla metálica que servirá de soporte para el estuco.

Solo falta cubrirlo con un fino estuco hecho con cemento Portland y arena muy fina  como superficie exterior, esto le dará seguridad al aislamiento, impedirá que se moje cuando llueva y será de larga vida.

El termostato se acopla adherido al tanque y conectado a la resistencia calentadora dentro del aislamiento y por supuesto debajo del estuco. Unas ventanas apropiadas en esos lugares permitirán llegar a ellos en caso de avería futura.

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