Construcción del colector solar

Voy a detallar la construcción del colector solar casero.
En mi caso, el interior de mi colector solar casero está hecho de cobre, y es lo que yo aconsejo, es la parte más importante de todo el sistema, y será el que transmitir directamente todo el calor al liquido calo-portador (en nuestro caso el agua)
El exterior de la caja del colector solar casero, lo he hecho de madera de pino, por ser fácil y económico de conseguir
Puedes hacerlo de cualquier tipo de madera, y aunque la madera no es amiga de la intemperie, del sol y el agua, lo puedes pintar con barnices especiales. Yo he utilizado un barniz que dice que protege la madera al exterior más de 10 años

Yo he hecho 2 colectores de cobre.:
Cada colector solar esta formado por 5 barras de cobre de diametro 15, y unos 1,64m de largo aproximadamente, si lo haces de 2metros pues te funcionará muchísimo mejor.
Ambas barras están unidas, en la parte superior con TES de 22-laterales y 15-centro.
La unión entre la horizontal y las verticales se realiza con las 5 reducciones de 22 a 15

Vista superior del colector

Vista superior del colector

Vista inferior del colector

Vista inferior del colector

Unidas en la parte inferior con TES de 18-laterales y 15-centro:

Vista superior de la pareja de colectores

Vista superior de la pareja de colectores

Quedando cada colector montado así:

El motivo de que en la parte superior sea 22-laterales y la inferior 18-laterales no es por nada en concreto, es por las piezas que he ido aprovechando de un sitio u otro, lo único importante a tener en cuenta es que las barras horizontales donde se unen todas las barras verticales sean más grandes, ya que es donde se juntan todas las aguas de las barras verticales debe contener un diámetro mayor. Digamos que… por así decirlo y para entenderlo rápido, las barras verticales serían como los brazos de un río o ríos pequeños, y las barras horizontales serían el nacimiento y la desembocadura.
No se exactamente cual tamaño es el más ideal, pero está claro que si las barras horizontales son igual o menor tamaño que las verticales estaremos provocando un cuello de botella, como si quisiéramos meter el río Amazonas en una manguera, y si es muy grande no se cual será el aspecto negativo, pero el positivo es que tendrá más superficie de calentamiento.

Ahora vamos al montaje de LA CAJA.
La caja ligeramente más grande que el colector solar, realmente no importa las dimensiones, siempre tenemos que jugar con las medidas teniendo en cuenta que, a más tamaño más rendimiento, pero a más tamaño más peso, menos manejable, más caro el material del colector del relleno aislante y de la cubierta (cristal o acrílico)

No voy a extenderme en los detalles de como montar una caja para el colector solar, porque es muy fácil, es como si quisiéramos montar un armario poco profundo y sin puertas, la profundidad será la justa para introducir dentro el material aislante y el colector de cobre, y simplemente en el fondo pondremos 1 o varias chapas de madera o lo que sea para que quede tapado y el material aislante no quede expuesto directamente a la intemperie.

Las escuadras cuanto más grandes sean más solida será nuestra caja, pero tenemos que tener especial cuidado donde se colocan, no han de coincidir con la posición de las barras horizontales, porque si coincidieran no podríamos hacerlas salir hacia el exterior (yo en mi caso he puesto escuadras grandes abajo donde coinciden con tubo del 18, y pequeñas arriba donde coincide con tubo del 22)

Caja y colector

Caja y colector

Construyendo la caja solar

Construyendo la caja solar

Ahora continuamos con el AISLAMIENTO DE LA CAJA

No es imprescindible un material concreto, si no disponemos de materiales de buena calidad podemos hacer la caja más profunda para dar más grosor a nuestro aislamiento, si no podemos poner calidad, pondremos cantidad para conseguir lo mismo :-p.

Como aislante podemos poner combinaciones de varias cosas, incluso el cartón es un buen aislante y puede ser una de las capas.

Yo por ejemplo lo he hecho así:

Caja con poliestireno

Caja con poliestireno

He puesto en el fondo y pegado con cola blanca un corcho de 4mm.
Yo lo he puesto porque lo vi en una oferta, donde lo vendía en un rollo de 10metros, es un material que al tacto ya se nota calentito 😀
En su lugar podríamos poner cualquier otra cosa, cartón por ejemplo.

 

Caja con papel de aluminio

Caja con papel de aluminio

Encima he pegado con cola blanca también 2 capas de papel de aluminio.
Ocupa muy poco y hace de barrera térmica, a algo ayudará.

 

Caja con papel de aluminio y soportes

Caja con papel de aluminio y soportes

Antes del relleno de espuma, he colocado 2 listones ‘flotantes’ de madera, 1 arriba y otro abajo, estos 2 listones los pongo a la altura donde pienso apoyar y sujetar con tornillos el serpentín de cobre y el absorbedor de aluminio.
Cuidado, en ésta altura también tiene que estar considerada el espació que ocupará el serpentín encima, y el espacio que hemos de reservar para el marco+cubierta de acrílico o cristal.

Lo hago ahora porque después del relleno de espuma me será muy difícil coger las medidas para colocarlo y fijarlo en la posición correcta.

A cada extremo de cada listón lo sujeto con pequeñas escuadras, una hacia el fondo y otra por abajo como queriendo aguantar el peso.
Los listones de madera también los he forrado de papel de aluminio (antes de colocarlo y atornillarlo), para impermebealizarlo y protegerlo de la temperatura.

Caja con espuma de poliuretano

Caja con espuma de poliuretano

Y por último le meto la espuma de poliuretano, y lo recorto plano y a la altura de los listones para que quede como en forma de colchón para poner el resto encima.
Yo he utilizado un cuchillo jamonero para recortar a precisión la medida.


Atención con la espuma de poliuretano
, me he dado cuenta de que rellena poco y he tenido que comprar muchos más botes de lo previsto sobre la marcha, me ha salido mucho más caro de lo que tenía planeado, así que ten cuidado con ésto.
Es mejor llenar el espacio con planchas de algo, por ejemplo con pedazos de las cajas de corcho blanco que tiran las pescaderías (poliestireno expandido), y digo planchas porque es un espacio que tapamos a un coste conocido o ya comprado.
Entonces en el espacio conocido restante, sin ser muy grande, ya podemos poner la espuma.
La espuma es muy buena, pero es muy cara y cunde muy poco, nunca sabemos cuanto espacio tapamos, yo recomiendo que si queremos poner espuma de poliuretano, que es muy buen aislante, hacerlo en el último espacio siendo un espacio estrechito.

ABSORVEDOR PARA EL COLECTOR SOLAR

Las barras del colector solar irán pintadas de negro, porque el negro es el color que se calienta a la exposición del sol, pero las barras por si solas exponen una superficie muy escasa, podemos y debemos acompañarlo con algo más, sería absurdo usar sólo las barras como absorvedor, y dejar espacios huecos entre ellas.

Caja con absorbedor de papel de aluminio sobre poliuretano expandido

Caja con absorbedor de papel de aluminio sobre poliuretano expandido

Lo ideal es hacerlo con una plancha de aluminio, en mi caso no ha sido posible adquirir una plancha de esa calidad, así que me he conformado con un sustituto casero, una plancha de cartón (el cartón soporta muy bien las altas temperaturas), a la plancha de cartón le he pegado con cola varias capas de papel de aluminio (el que se utiliza para envolver los bocadillos), y como última capa lo he forrado con cinta adhesiva de aluminio para darle una capa más con un toque más sólido y rígido, parece mentira pero me funciona increiblemente bien.
Así es como queda, como si hubieramos puesto una plancha de aluminio, como el cartón resiste la temperatura, y como el forraje es 100% aluminio, creo que consigo casi exactamente lo mismo que con la plancha de aluminio, resistencia y muy buena conductividad termica.

Caja con absorbedor de papel de aluminio

Caja con absorbedor de papel de aluminio

No olvidemos hacer unas pequeñas marcas con lápiz en el interior de los marcos de la caja para recordar la posición de los listones, porque los listones ahora quedan tapados, y luego vamos a necesitar saber donde están para hacer las las fijaciones para cada barra del colector solar.

 

UNIÓN DEL COLECTOR SOLAR Y ABSORVEDOR CON LA CAJA

Ahora vamos a unir el colector solar y el absorbedor para que trabajen juntos y tengan un buen contacto térmico, y éstas 2 las vamos a fijar en la caja.
Hemos de unirlos juntando la máxima superficie de ambos, no basta con que simplemente se toquen.
Para comprender éste concepto de unión, recordemos nuestro comportamiento humano cuando tenemos mucho frio y nos ponemos una chaqueta o abrigo, nos apretamos fuertemente buscando el máximo contacto de toda la prenda sobre todo nuestro cuerpo, esto es lo mismo que tenemos que buscar, hacer que el absorbedor de aluminio ‘abrigue’ al colector solar de cobre.

La forma que yo hago para lograrlo, es pegar cintas adhesivas de aluminio(también sirve papel de aluminio pegado) encima de los tubos pero casi envolviéndolos y uniéndolos a la plancha, de manera que los tubos quedan literalmente dentro del absorbedor.

Ejemplo gráfico de contacto colector-absorbedor:

Tubo de cobre encima de absorbedor

Tubo de cobre encima de absorbedor

A – Plancha de Cartón Forrada de papel de Aluminio.
B – El tubo de cobre.
C – Cinta de Aluminio.Tubo encima de absorbedor, poco contacto.

 

Absorvedor envolviendo el tubo de cobre

Absorvedor envolviendo el tubo de cobre

A – Plancha de Cartón Forrada de papel de Aluminio.
B – El tubo de cobre.
C – Cinta de Aluminio.Absorbedor envolviendo el tubo, buen contacto.

 

Absorbedor abrigando al tubo de cobre

Absorbedor abrigando al tubo de cobre

A – Plancha de Cartón Forrada de papel de Aluminio.
B – El tubo de cobre.
C – Cinta de Aluminio.Absorbedor ABRIGANDO al tubo, muy buen contacto.

 

Y así es como queda, cuesta un poco de hacer sobre todo al principio, pero todo es cuestión de paciencia y práctica:

Tubos de cobre con absorvedor y amarrados al soporte

Tubos de cobre con absorvedor y amarrados al soporte
Tubos de cobre con absorvedor y amarrados al soporte
Tubos de cobre con absorvedor y amarrados al soporte

Tubos de cobre con absorvedor y amarrados al soporte

Colector y absorvedor instalados en su caja

colector solar y absorvedor instalados en su caja

Aquí estamos viendo ya el resultado, la caja con el colector solar y absorbedor juntos y agarrados a los listones que ya no se ven y que anteriormente ya hemos mencionado:
(Los agarres se hacen con los típicos ganchitos para sujetar tubos a pared)
También vemos las perforaciones en la caja para la salida y entrada del colector solar, la hice con un taladro y una broca de corona

Pintando absorbedor con pintura negra anticalorica

Pintando absorbedor con pintura negra anticalorica

Pintando el colector solar y absorbedor, usaremos pintura negra mate, preferiblemente anticalorica, y si es en spray mejor.

Colector pintado con pintura negra anticalorica

colector solar pintado con pintura negra anticalorica

Cuando queda todo pintado, colector solar y absorbedor parecen ser una única pieza (esa es la idea).
Colectores pintados de negro

colector solar pintados de negro

En cada lateral interno de la caja, colocamos 1 listón clavado con puntillas, estos 4 listones serán el apoyo y asentamiento para poner y sellar el cristal o acrilico que cerrará finalmente nuestra caja.
Y rellenaremos los huecos de estos laterales con espuma de poliuretano o cualquier otro aislante, y abrigaremos los listones con corcho o cartón y forraremos con papel o cinta de aluminio.

Estructura aislante interior lateral de la caja

Estructura aislante interior lateral de la caja

A – Madera Base
B – Madera Lateral
C – Espuma de poliuretano, u otro aislante
D – Listón de madera
E – Cartón y papel de aluminio

Vista del aislante interior lateral de la caja

Vista del aislante interior lateral de la caja

A – Listón de Madera, aislante, y cartónB – Acabado: Lo mismo que la ‘A’ pero tapado con cinta de aluminio

Es necesario hacer en el lateral de la parte inferior(la parte que toca el suelo) un pequeño agujero.
Si no lo hacemos el aire caliente se dilatará y no encontrará sitio para salir (riesgo de que la caja o el cristal se rompa), y el cristal o acrílico puede producir condensación de agua en el interior (riesgo de evaporaciones que empañan el interior del cristal o acrílico perjudicando la transparencia).
También es importante introducir y sellar en este agujero un pequeño tubo (no importa el material del que sea), el motivo es evitar empapar y deteriorar la madera y su aislamiento en esta zona de drenaje. La longitud de este tubo es el equivalente a un tubo que queda a ras del interior facilitando la caida de un posible encharcamiento, y a ras del exterior, atravesando la caja, pero de manera que si ponemos el colector solar de pie, el tubo no sea un obstáculo entre la caja y el suelo.

 

Drenaje de la caja solar

Drenaje de la caja solar

A:
Orificio en la parte inferior de la caja:
Evita romper y reventar por exceso de presión.
Evita el empañamiento interno de nuestra tapa de vidrio o acrílico.
Permite el escape del aire caliente y la condesación para evitar todo lo anterior descrito

 

PANTALLA de la caja:
La pantalla o tapa transparente que permitirá la entrada de radiación solar, y al mismo tiempo impedirá la salida de calor (efecto invernadero), puede ser de cristal o acrílico.

Yo he preferido usar el policarbonato, por 4 razones:
– Aunque se dice que es caro, el cristal es mucho más caro.
– Es muy ligero y conocidamente muy resistente a los golpes, por contra el cristal es muy pesado muy delicado y muy fácil de romper.
– El policarbonato aisla mejor, porque los plásticos y acrílicos son peores conductores térmicos que el cristal, y además el policarbonato viene con una cámara de aire que favorece mucho el aislamiento (cámara de aire que sólo será efectiva si tapamos el exterior de todos sus agujeros herméticamente).
– En el caso del cristal/vidrio en un suceso de cambio muy brusco de temperatura, por ejemplo estando la caja muy caliente y cae una fuerte lluvia de agua fria, el vidrio/cristal se romperá inevitablemente, podemos poner vidrio templado para evitar éste caso, pero eso es muchísimo más caro.


CAJAS COLECTORAS ACABADAS
(sólo falta sellar con silicona y hacer un marquito exterior con adhesivo de aluminio):

Colectores solares caseros terminados

Colectores solares caseros terminados

 

Test previo del funcionamiento del colector solar casero

Test previo del funcionamiento del colector solar casero

Probando el rendimiento de la caja y su aislamiento: (caja sin conectar y sin agua)
Incluso con el policarbonato abierto y sin su transparencia total (está aún forrado por fuera y por dentro con un plástico incoloro) no tardó mucho en llegar casi a los 100º, me basta para saber que el trabajo ha sido bueno y tanto el montaje del colector solar como el aislamiento está haciendo bien su trabajo, parece que va a funcionar muy bien.
Supongo que calentará mucho más, pero aquí detengo el test y no quiero superar la temperatura para no provocar daños prematuros.

Panel solar casero a mas de 100 grados centigrados

Panel solar casero a mas de 100 grados centigrados

En esta foto, con todo montado y en fase de prueba, testigo de los 101º alcanzados en el colector solar, que en el montaje y por un mal contacto en la bomba el agua no circuló, hasta que fui al colector solar para repararlo y refrigerarlo llegó a alcanzar los 104ºC.
apachebcn (10 Posts)


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