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Preguntas frecuentes e info Calentador Solar

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Preguntas frecuentes que se relacionan con la generación de calor para el calentamiento de agua por medio de la energía solar para uso residencial. Medición, cálculo, producción...

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Preguntas frecuentes e info Calentador Solar

  1. 1. El ahorro con energía limpia empieza aquí… Yury Rodolfo Mazariegos Carrascoza –LED SOLAR - Móvil (502) 56557055 ¿Por qué un calentador solar? Son varios los motivos que hacen que los calentadores solares por termosifón sean una alternativa atractiva y cada vez más demandada y popular 1. Aspecto económico: Inicialmente resulta más caro comprar un calentador solar que uno convencional de gas. Sin embargo el calentador solar utiliza la energía gratuita del sol mientras que el calentador convencional utiliza gas de origen fósil que no es gratuito. El gasto acumulado que implica la compra mes a mes de gas llega pronto a igualar al gasto realizado en la compra del calentador solar. Se estima que el periodo promedio de recuperación del dinero invertido (Retorno de Inversión) en el calentador solar es de entre 1 y 3 años dependiendo del uso que se haga de él. El porcentaje de sustitución de calentador de gas por energía solar para calentar el agua se estima en torno al 85% cuando está correctamente dimensionado, siendo a efectos prácticos con frecuencia sensiblemente superior a esta cifra. 2. Independencia energética: El contar con un calentador solar implica disponer de una mayor independencia energética con respecto a las compañías de gas o de electricidad para calentar el agua, con sus subidas de precios o los posibles problemas de suministro. 3 Aspectos ecológicos: No menos importante que lo anterior es la implicación ecológica que conlleva el adquirir un calentador solar. Al no utilizar la combustión para el calentamiento del agua, dejamos de liberar una gran cantidad de anhídrido carbónico a la atmósfera y de contribuir al calentamiento global y a la contaminación atmosférica. Además se aprovecha un recurso energético muy abundante y gratuito como es el Sol. ¿Cómo funciona un calentador solar? El funcionamiento del calentador solar es sencillo y efectivo. El Calentador consta de dos partes fundamentales: a) El colector - Elemento encargado de captar la energía del sol y transformarlo en calor. Por medio de una estructura metálica se dota a los colectores de una inclinación idónea para lograr que la captación sea óptima en el conjunto del año. Utiliza tubos de dos tipos, al vacío y con tubo de cobre.
  2. 2. El ahorro con energía limpia empieza aquí… Yury Rodolfo Mazariegos Carrascoza –LED SOLAR - Móvil (502) 56557055 b) El acumulador, termosifón o termo tanque - Depósito donde se almacena el agua caliente para su consumo. Para evitar que el agua pierda su calor durante la noche el tanque acumulador se halla termo sellado con materiales aislantes apropiados. Características El tanque interno: Sus304 2b (de grado de alimentación) - 0.5mm espesor. El tanque externo: Sus304 2b - 0.4mm/de acero inoxidable pintado - 0.4mm Marco: De acero inoxidable - 1. 2mm/aleación de aluminio - 2. 0mm/de acero pintado - 1.5mm Reflector: de aluminio Tubo de vacío: Q 47/1500 - 58/1800 De aislamiento: De espuma de poliuretano es de 55-70mm Serpentín de cobre Diámetro 12 mm, 1.0 espesor mm ¿El calentador solar solo funciona de día? ¿Qué sucede si quiero bañarme de noche? El acumulador y el colector están unidos entre sí por tuberías. El proceso de calentamiento del agua se inicia cuando los rayos solares inciden sobre la superficie del colector y elevan la temperatura del agua que circula por los conductos que tiene en su interior. El agua al calentarse pierde densidad y tiende a ascender pasando a través de las tuberías al acumulador que está situado encima. El espacio que deja libre el agua que ha ascendido es reemplazado por agua que aún no ha sido calentada proveniente del acumulador. Esta agua se calienta a su vez por el mismo procedimiento y vuelve a ascender repitiéndose el proceso mientras los rayos solares incidan en el colector. Así se establece un circuito natural en el cual toda la energía solar captada en el colector pasa al tanque. Al final del día tenemos agua caliente, entre 45 y > 75 grados centígrados, almacenada en
  3. 3. El ahorro con energía limpia empieza aquí… Yury Rodolfo Mazariegos Carrascoza –LED SOLAR - Móvil (502) 56557055 el tanque termo sellado. Se estima que la pérdida media de temperatura durante la noche en el interior del tanque es de entre 3 y 7 grados centígrados, por lo tanto se puede disfrutar de agua caliente almacenada durante la madrugada o por la mañana antes de que vuelva a salir el sol. c) tubo de vacío - En este tipo de calentadores la tecnología de captación de la energía solar es diferente. Para ello se emplean los llamados tubos de vacío, dentro de los cuales se encuentra la superficie absorbedora. Están provistos de una cámara al vacío en las paredes del tubo para minimizar las pérdidas de calor a la atmósfera. Ventajas del tubo al vacío: - Ofrecen a priori el mejor rendimiento de todos los tipos a un precio razonable - Suelen estar también testados en laboratorios para medir su rendimiento. - Alta resistencia Componentes del tubo al vacío: 1. Tubo exterior 2. Tubo interior 3. Vacío 4. Superficie selectiva (Nitrato de aluminio) 5. Gletter de bario (Elemento de absorción mantiene el vacío) 6. Capa de barium puro
  4. 4. El ahorro con energía limpia empieza aquí… Yury Rodolfo Mazariegos Carrascoza –LED SOLAR - Móvil (502) 56557055 ¿Qué necesito tener para poder instalar un calentador solar en mi casa? En la inmensa mayoría de los hogares se reúnen las condiciones adecuadas para poder colocar un calentador solar. Lo requisitos básicos son: 1. Un lugar en que se pueda colocar los colectores orientados al Sur a un ángulo de 12- 17° 2. El lugar de instalación debe estar libre de sombras que puedan perjudicar la captación solar. No debe existir ningún objeto o construcción que pueda proyectar sombra sobre la instalación a ninguna hora del día ni en ninguna época del año (ya que el sol no realiza la misma trayectoria durante todo el año). Suele ser sencillo encontrar el lugar adecuado. 3. En los edificios de cubierta plana se simplifica mucho la instalación y el mantenimiento por la sencillez que presenta el acceso a la azotea. La inclinación y la orientación del colector son sencillas y no ofrece problemas en este tipo de cubiertas planas. En las casas con cubierta inclinada es también perfectamente posible la instalación del calentador solar compensando la inclinación de la cubierta mediante la adaptación de la estructura metálica que soporta los colectores. 4. Existe otro requisito de gran importancia para asegurar que el sistema funcione correctamente (aplica a los calentadores de gravedad). Es necesario que la parte inferior del tinaco este a mayor altura que la parte superior del tanque de acumulación del calentador solar para que la presión sea dada por la propia gravedad del agua y la circulación del agua se dé con normalidad dentro del equipo (en el caso de adaptar este tipo de instalación) esta distancia debe establecerse en mínimo de 2 metros. 5. Por las mismas razones, en casas con grupos de presión o hidroneumáticos (con bomba) se deberá vigilar que la fuerza con que el agua entra al equipo igual a la fuerza de caída del agua. ¿Qué debe exigir en su instalación? El correcto funcionamiento del calentador solar a lo largo del tiempo depende de una perfecta ejecución en la instalación y el empleo de materiales adecuados. En cuanto a los materiales, se deberá exigir aquellos que sean de primera calidad y perdurables en el tiempo. Nuestro equipo de apoyo garantiza la calidad en la instalación dando un período de 01 año de cobertura por problemas derivados de la misma. ¿Qué factores pueden dañar el Sistema de Calentador Solar? Los principales factores que afectan a los materiales de las instalaciones son: la oxidación, la corrosión. La oxidación es un fenómeno por el cual los metales en contacto con la humedad reaccionan químicamente debilitándose estructuralmente. Afectará las partes metálicas de la instalación y para evitarlo se deberán exigir materiales inoxidables en los componentes del calentador. Así, nuestro
  5. 5. El ahorro con energía limpia empieza aquí… Yury Rodolfo Mazariegos Carrascoza –LED SOLAR - Móvil (502) 56557055 equipo tiene la caja del colector, el absorvedor y el acumulador de acero inoxidable y aluminino con lo que se garantiza que es inoxidable. Para las tuberías internas en el termosifón se emplea el cobre, internamente el termo tanque es de acero galvanizado que soportan las altas temperaturas y la radiación ultravioleta del sol, como el polipropileno. Nuestra instalación se realiza con tubería CPVC para agua caliente y PVC para agua fría. La corrosión es un fenómeno similar a la oxidación que se da en las zonas costeras por el salitre marino que porta el aire. Afecta igualmente a los materiales metálicos y para evitar sus perjudiciales efectos se deberán emplear en general materiales galvanizados. Para prevenir este estado, el equipo recibirá un mantenimiento preventivo cada 6 meses. Los rayos ultravioleta forman parte de la radiación solar. Tienen el efecto de degradar rápidamente las sustancias plásticas, por lo que si la instalación lleva elementos plásticos es exigible que estos sean resistentes a los rayos ultravioletas o que no estén expuestos a la luz solar directa. No se debe nunca aceptar que el material transparente que lleve el colector para producir el efecto invernadero sea plástico, porque este se degradará y perderá rápidamente su transparencia inutilizando la instalación. Como cobertor del colector se deberán usar siempre vidrios (normal, templado, polisilicatos…) En este caso, nuestra tubería PVC es pintada de negro para reducir los efectos de proliferación de alga y similares. ¿Qué tipo de mantenimiento se requiere? El mantenimiento del calentador solar es en general sencillo y se reduce a pocas acciones. Entre ellas podemos destacar: o -Limpieza de la superficie colectora. Es conveniente realizar una limpieza cada quince días, sobretodo en la estación seca, para evitar que el polvo se acumule e impida a los rayos solares llegar al absorvedor. En caso de no hacerse se restará algo de eficacia al colector. Formalmente debe hacerse cada 6 meses. o -Puede ser necesario cada cierto número de años, realizar una limpieza a fondo dependiendo de la dureza del agua del lugar, para quitar las incrustaciones de cal en los conductos. En caso de no hacerse y si el agua de la zona es muy dura, la instalación perderá eficacia progresivamente pudiendo llegar a quedar inutilizable. Estas limpiezas las realizará de preferencia la empresa instaladora o -Muy importante en los periodos de vacaciones y por lo tanto de no utilización de la instalación, vaciarla y cubrir los colectores para que no le dé el sol. Ya que si el agua no se usa se provocará que la temperatura sea cada vez mayor, llegando a hervir y aumentando la presión peligrosamente, llegando a arruinar la instalación. o –Cada seis meses debe realizarse una limpieza de duchas y mezcladoras, eso ayuda a liberar presión. ¿Qué tipo de calentador es el que necesito? Cálculos de rendimiento (Fórmulas y datos extraído del libro “Energía solar” de Quadri Néstor) Para calcular la superficie de paneles solares a colocar en una vivienda se debe utilizar la siguiente fórmula:
  6. 6. El ahorro con energía limpia empieza aquí… Yury Rodolfo Mazariegos Carrascoza –LED SOLAR - Móvil (502) 56557055 Dónde: Cd: caudal diario de agua a calentar (l/día) ts: temperatura de salida del agua del tanque (ºC) te: temperatura de entrada del agua de la red al tanque (ºC) It: surge de la radiación proyectada, por el sol por metro cuadrado, sobre la superficie inclinada del colector, en función de las horas de asoleamiento y la latitud correspondiente. n: es el rendimiento del colector que es igual a Dónde: te : temperatura del agua de entrada (ºC) ts: temperatura del agua de salida (ºC) ta: temperatura del aire exterior i: intensidad de radiación solar promedio sobre el área del colector (watt/metro cuadrado) Para resolver el cálculo de la superficie de colectores necesarios se debe tener en cuenta que: • una persona consume 50 litros de agua caliente diarios, normalmente • la temperatura a la cual se desea llegar es normalmente 50 ºC (mejor punto de equilibrio entre temperatura y rendimiento), • la temperatura del agua de entrada oscila entre 10 ºC y 15 ºC • Para los cálculos prácticos el valor de n suele estimarse entre 0,5 ºC m²/W o 1 ºC m²/W Es conveniente agregar siempre un 20% más de superficie de colector para igualar las pérdidas de calor que se producen en el acumulador y el circuito que transporta el agua.
  7. 7. El ahorro con energía limpia empieza aquí… Yury Rodolfo Mazariegos Carrascoza –LED SOLAR - Móvil (502) 56557055 Características adicionales del calentador presurizado con serpentín - Calentamiento a través de tubos de boro-silicato que absorben los rayos ultravioleta. - El sistema tiene varias capacidades de calentamiento y almacenaje de 240 y 300 litros. - En los sistemas presurizados, el tanque tiene en su interior un serpentín de cobre de 3/4 que actúa como un intercambiador de calor. A diferencia de los sistemas por gravedad, el tanque en este tipo de sistemas funciona como un tanque acumulador de calor. - Tanque de aluminio recubierto de 7cm de aislante lo que hará mantener el agua caliente, hasta por más de 36 horas sin sol; - Este sistema está certificado con el ISO 9001-2000 N0006226-1 código EAC: 19. - Puede calentar el agua hasta más de 75 grados centígrados en días soleados. - Tiempo de calentamiento de cilindro vacío, en solo 4 horas, con luz solar directa; - Estructura con base de aluminio y pintura anticorrosiva.
  8. 8. El ahorro con energía limpia empieza aquí… Yury Rodolfo Mazariegos Carrascoza –LED SOLAR - Móvil (502) 56557055 Datos técnicos Superficie colector (apertura) 4.85 mts2 Dimensiones externas (largo, ancho, alto) 2.70 x 1.80 x 1.20 mts Masa, vacío: 165 lbs Masa, lleno: 850 lbs Capacidad del depósito de agua caliente: 106 lts – 300 lts pueden empalmarse para incrementar capacidad Presión máxima del agua en test: 8 bar Presión de prueba del termo tanque (test resistencia): 15 bar Temperatura del agua, lleno: Mayor de 85°c Conexión de agua fría: ¾” Rosca Interior Conexión de agua caliente: ½” Rosca Interior Absorción 94% Emisión infrarroja 5% Presión sobre la azotea 0.03 N/mm2 Factor medio anual de pérdida de calor (superficie apertura): 2 W/m2 K Sistema de protección cuando agua >85°c Protección de sobrecalentamiento mediante la descarga de pequeñas cantidades de agua a 85oC o mayor Resistencia a la estagnación del sistema (con el depósito vacío) insolación máxima de 1113 W/m2 durante 1 hora en un período total de 24 días (según EN 12975-2, sección 5.4) FORMULA DE CALCULO DE GASTOS / AHORRO Para calcular el gasto de operación por minuto, de un calentador de Eléctrico se debe proceder con la siguiente fórmula: Paso 1 Potencia del Equipo x Valor KW / 60 = Gasto por minuto Paso 2 Gasto por minuto x Minutos Consumidos al Día = Gasto Promedio Diario Paso 3 Gasto Promedio Diario x 365 = Gasto Promedio Anual Paso 4 Gasto Promedio Anual x 5 (Cantidad de Vida Promedio) = Gasto Durante Vida Util
  9. 9. El ahorro con energía limpia empieza aquí… Yury Rodolfo Mazariegos Carrascoza –LED SOLAR - Móvil (502) 56557055 EJEMPLO: Para una familia que cuenta con un calentador de paso, cuyo consumo es de 11.4KW/H, y donde entre todos suman 35 minutos por baño diario promedio, vemos que el consumo anual será de aproximadamente Q3,206.53. Y en 5 años llegará a Q17,956.54 si las condiciones se mantienen y el KW/H no cambia su precio de Q1.30. Esto si mantenemos el precio de Q1.30 por KW/h. • Se estima que el promedio de vida útil de un calentador eléctrico o de gas, se sitúa entre 5 y 10 años máximo. Para efectos prácticos nosotros la calculamos sobre 5. • El precio del KW/Hora al momento de editar este manual, se ubicaba a Q1.30. Sin embargo este costo es fluctuante. Atentamente, Lic. Yury Rodolfo Mazariegos Carrascoza Gerente General LED SOLAR Móvil (502) 56557055 Paso 1 11.4KWH x Q1.30 / 60 = Q0.251 Paso 2 Q0.251 x 35 = Q8.785 Paso 3 Q8.785 x 365 = Q3,206.53 Paso 4 Q3,206.53 x 5 = Q17,956.54

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