Colector solar de policarbonato

En Internet vi muchas tecnologías y métodos diferentes para fabricar calentadores de agua solares y decidí compartir mi propia experiencia. Considero que este proyecto es un gran éxito, ya que literalmente cada centímetro de la superficie del colector está en contacto directo con el agua caliente. Además, utilizando la tecnología como base, puede construir fácilmente un colector del tamaño requerido.

Concepto de proyecto

La esencia del colector solar es que el agua fría del depósito fluye por gravedad hacia el colector. El agua calentada sube a través de los canales y regresa al tanque. Así, se crea la circulación natural en un sistema cerrado.
El colector está hecho de una lámina de policarbonato u otro plástico con cuadrados huecos en el interior que se extienden a lo largo. Para aumentar la absorción de la luz solar y mejorar el rendimiento del colector (la velocidad a la que se calienta el agua), el plástico se puede pintar de negro. Pero aquí es importante recordar que la lámina está hecha de policarbonato bastante fino, por lo que si se calienta mucho en ausencia de circulación, puede ablandarse o deformarse, lo que provocará fugas de agua.
También vale la pena señalar que este dispositivo no es adecuado para su instalación en locales residenciales con el fin de suministrar agua caliente. Este proyecto experimental es más adecuado para equipar una ducha de verano en una cabaña de verano.

Herramientas y materiales

Herramientas que necesitarás:

• Sierra circular y manual.
  
• Taladro eléctrico.
  
• Cuchillo.
  
• Ruleta.
  
• Destornillador.
  
• Pistola de pegamento de silicona.
  
• Grapadora de construcción.

Materiales para el coleccionista:

• Chapa de policarbonato con canales huecos.
  
• Tubo de plástico ABS.
  
• 4 tapones para tubos.
  
• Niples roscados de plástico de 2 ½ pulgadas con conector para manguera.
  
• Tubo de sellador de silicona.
  
• Pintura en aerosol si planeas pintar.

Materiales del marco:

• 1 hoja de madera contrachapada.
  
• Plancha de poliestireno expandido. También puedes utilizar cuadrados de espuma.
  
• Viga de madera de sección 100×100 mm.
  
• Película de polietileno, cinta adhesiva.
  
• Pernos, tuercas, arandelas, soportes para fijación.

Materiales para organizar la circulación del agua:

• Un depósito o recipiente adecuado para agua.
  
• Para conectar el tanque, necesitará una manguera de jardín, cuya longitud depende de la distancia entre el recipiente de agua y el colector.
  
• Varias abrazaderas para conectar la manguera.

Para probar claramente el rendimiento del colector de agua caliente, utilicé un termómetro digital.

Tecnología paso a paso para montar un colector solar.

En primer lugar, debe cortar la lámina de policarbonato a las dimensiones requeridas. Planeé hacer un colector de 1x2 metros y partí de este hecho. El orden de trabajo es el siguiente:

• El tubo de plástico ABS se corta en trozos de tal longitud que corresponda al ancho de la lámina. En mi caso es de 1 metro.
  
• En el lateral de las dos tapas hay que perforar agujeros para las tetinas.Si no tienes un taladro del diámetro adecuado, puedes ensanchar el pequeño agujero con una lima redonda.
  
  
  
  
• Para que los tapones con los adaptadores instalados encajaran en las tuberías, fue necesario cortar en ellos un orificio semicircular, como se muestra en la foto.
  
  
  
  
  
  
  
• Luego utilicé una sierra de mesa para cortar ambos tubos y crear una cesárea.
  
  
  
  Al realizar esta operación, debe tener cuidado y tener en cuenta la ubicación y la dirección requerida de los adaptadores de tetina.
  
  
  
  
• Se debe hacer el mismo corte en las tapas para que pueda encajar el panel de plástico en ellas.
  
  
  
  
  
  
  
• Cuando se hayan completado todas las operaciones preparatorias, es necesario ensamblar en seco todas las piezas para garantizar su compatibilidad y, si es necesario, realizar ajustes.
  
• Una vez ajustados todos los elementos, se desmonta la estructura y se vuelve a montar utilizando cola de silicona para sellar todas las juntas. Además de cubrir las juntas con sellador, recomiendo aplicar un poco de silicona en el exterior de todas las costuras después del montaje.

Para que el sellador se seque bien, la estructura ensamblada debe dejarse inmóvil durante aproximadamente un día, después del cual puede comenzar a verificar la estanqueidad. Para hacer esto, se conectan mangueras a los adaptadores de entrada y salida, uno de los cuales está conectado al suministro de agua. Una vez que el colector está completamente lleno de agua, se revisan todas las uniones y conexiones para detectar fugas. Si se detecta una fuga, se drena el agua y, después del secado, se vuelve a sellar la conexión problemática.
Para poder calcular la productividad y eficiencia del recolector, es necesario conocer su volumen. Para ello, se debe drenar el agua del colector a algún recipiente.Por ejemplo, mi panel contiene 7,2 litros (mangueras incluidas).

Hacer el marco y montar el panel.

En principio, el colector ya se puede utilizar colocándolo sobre un tejado u otra superficie plana y fija. Pero decidí hacer una especie de alojamiento para el panel de plástico para reducir la probabilidad de daños al subir/bajar desde el techo del granero, en el que decidí instalar una ducha de verano, ya que planeo quitarla. para el invierno.
El montaje del estuche paso a paso se describe a continuación:

• La lámina de madera contrachapada se corta al tamaño del colector ensamblado con una superposición de 10 cm en cada lado (primero pinté la lámina de plástico de negro con pintura en aerosol).
  
• Para quitar los accesorios para conectar las mangueras, taladré agujeros.
  
  
  
  
• Sobre la madera contrachapada se colocó poliestireno expandido de 50 mm de espesor.
  
  
  
  
• Coloqué el colector de plástico encima de la espuma de poliestireno.
  
  
  
  
  
  
  
• En todos los lados del panel se atornilla un bloque de madera al contrachapado, que sirve como una especie de valla.
  
• Desde arriba, toda la estructura se cubrió con una gruesa película de plástico, que se aseguró con cinta adhesiva y grapas con una grapadora de construcción.

Así, obtuve un colector de calor en una “caja” confiable, gracias a la cual el panel de plástico está protegido contra tensiones mecánicas.
¡Nota! Usé polietileno transparente normal, pero en la foto parece blanco, eso es resplandor.

Llenando el sistema

Ahora puedes llenar el colector con agua y probar el rendimiento del sistema. Lo instalé en ángulo y el tanque (vacío) un poco más alto. Una manguera está conectada al accesorio inferior y la segunda al superior. Para llenar el sistema con agua, conecté la manguera inferior al suministro de agua y abrí ligeramente la válvula para que el sistema se llenara de agua gradualmente.Esto es necesario para que el agua vaya desplazando poco a poco todo el aire. Cuando salió agua de la segunda manguera (el colector estaba completamente lleno), abrí la válvula por completo para que el aire restante saliera bajo la presión del agua. También llené el recipiente de agua.

Cuando ya no había burbujas de aire en el flujo de agua que salía de la manguera de salida, cerré el agua y sumergí ambos extremos de la manguera en agua en el depósito (siempre deben estar bajo el agua para que no entre aire al sistema). ).

Pruebas y pruebas de calentadores de agua solares

Cuando el sistema se llena, bajo la influencia del calor solar, el agua ubicada en los delgados canales del panel de plástico se calienta y asciende gradualmente, formando una circulación natural. El agua fría fluye desde el tanque a través de la manguera inferior y el agua caliente del colector ingresa al mismo tanque a través de la manguera superior. Poco a poco el agua del recipiente se calienta.

Para ilustrar el experimento, utilicé un termómetro digital con un sensor de temperatura externo. Primero medí la temperatura del agua en el recipiente: era 23 °C. Luego inserté el sensor en la manguera de salida a través de la cual el agua calentada en el colector fluye hacia el depósito. El termómetro marcaba 50 °C. ¡El sistema solar de calentamiento de agua está funcionando!

Conclusión

Según los resultados de las pruebas de funcionamiento del sistema colector durante 1 hora, calenté 20,2 litros de agua (7,2 litros en el propio colector y 13 litros que recogí en un recipiente para el experimento) de 23 a 37 °C.
Por supuesto, el rendimiento y la eficiencia del sistema dependen de la actividad solar: cuanto más brilla el sol, más se calienta el agua y se puede calentar un volumen mayor en menos tiempo. Pero para una lluvia de verano, creo que este coleccionista es suficiente.

Artículo original en inglés.