2 may. 2008

Precalentar el agua con la energía del sol: Aislar el tubo de PE.


Aislando el tubo del tejado con plástico de invernadero
Hoy ha sido un día especialmente caluroso en mi localidad (20º C a la sombra), pero en ningún momento ha llegado a subir la temperatura del tubo del tejado de 50º C, por lo que he decidido aislar el tubo con plástico térmico utilizado en invernaderos de 800 galgas (que creo que viene a ser de 0,8 mm. de grosor), comprado en una ferretería (20 euros 6 metros cuadrados).
Los 190 mts. de tubo de diam. 20 de PE rinden muy bien, subiendo rápidamente de temp. los 220 litros de agua, y aislándolos conseguiremos que hasta en días un poco nublados se caliente el agua.
He utilizado el tubo de PE de pared fina, que se utiliza en agricultura, que aguanta menos presión (para este uso no es necesaria) y que, al ser más fino, la temperatura se transfiere más fácilmente al agua contenida en su interior.


Trataré de evitar con el plástico gran parte de las pérdidas de calor producidas por estar el tubo al aire, y de paso aprovechar también la zona central donde no he podido poner tubo, pintándola de negro de forma que absorva todo el calor y se quede entre el plástico y los tubos, aprovechando el "efecto invernadero", ya que el calor pasa el plástico en forma de radiación solar, pero una vez convertida en calor sale muy lentamente por la barrera del plástico.
Este plástico aguanta muy bien a la intemperie, pudiendo llegar a durar más de 8 años. Además es muy transparente y mucho más barato que tejabanas de fibra de vidrio transparente o PVC.



Parte central, pintada de negro para recoger toda la energía del sol.



Los 190 mts. de tubo, amarrados con bridas a 4 tubos como ya comentamos.


Sí, es lo que parece, un palo de escoba roto aprovechado para mantener la distancia.




El purgador automático de aire; aguanta 110ºC y 10 bares.



Con un recuadro de plástico justo para tapar el serpentín de tubo a modo de captador solar, se amarran los lados con bridas de electricista a los tubos de los extremos, envolviendo por debajo los tubos con el plástico sobrante de las esquinas:


Proteger el captador del viento
Para evitar que el viento se lleve el "captador solar" al colarse por debajo y levantarlo con fuertes rachas, he colocado trozos de aislante pegados con silicona a la tejabana de metal y a los tubos, con un hueco realizado para dejar pasar el agua:



En mi caso he colocado el captador horizontal, pero si no tienes problemas con el viento o preparas una estructura resistente, lo mejor es colocarlo inclinado, orientado hacia el sur (en España unos 40º)


Así de paso minimizamos las pérdidas por corrientes de aire inferiores. Conviene hacer pequeños agujeros al plástico porque (como pude comprobar más tarde) si llueve tienen a hacerse pequeños charcos en los que se queda el polvo y porquería que reducen la eficiencia. Con unos 15 agujeros de 0,5 cms distribuidos por todo el plástico servirá para que el agua pase y que no se pierda calor apenas.


Para asegurarlo todavía más ante posibles vientos huracanados (que aquí son algo frecuentes), he amarrado cuatro tubos, dos a cada lado, para colocar unas piedras encima y añadir peso a la estructura de tubos:


Y este es el resultado final, con el tubo aislado y creado un "efecto invernadero" con el que espero que la temperatura del tubo en los días más calurosos de verano llegue a los 70ºC. Hoy ha subido a 52ºC nada más ponerlo, a las 17:00 de la tarde, por lo que calculo que la reducción de las pérdidas de temperatura permitirá que el circuito llegue a 45ºC por encima de la temperatura ambiente (p.ej. si tenemos 25ºC ambientales obtendremos hasta 70ºC de temperatura máxima). No será necesario añadir ningún sistema para eliminar el exceso de calor.

Dado que a mayor temperatura del circuito, las pérdidas de calor por diferencia con la temperatura exterior serán mayores, hemos de hallar un equilibrio entre aislamiento y pérdida para que no supere los 90ºC en las peores condiciones (sin consumo de ACS y calor sofocante).


Eficiencia del mega-captador de tubo de PE
Ahora que he puesto el plástico de invernadero sobre el captador me he dado cuenta de dos cosas.
Hubiera sido más económico y casi igual de eficiente pintar toda la superficie del tejado sobre la que va el captador de negro (de esa forma la energía de la luz que se cuela entre los tubos es también captada) y poner menos metros de tubería; con 100 metros (más separados entre sí) hubiera bastado ya que se crea un efecto invernadero que calienta la tubería de igual forma.

Mantener la presión en 2 kg/cm2.
He tenido que añadir un vaso de expansión de 24 lts. para no tener que andar regulando contínuamente la presión, ya que con la capacidad de este depósito, si la instalación pierde presión por evaporación del agua o diferencias de temperatura, la cantidad de agua que almacena nos sirve de colchón para que no haya cambios bruscos de presión (unos 35 euros).



Lo de Adidas no es que sea el local de los trastos, es publicidad subliminal ;-)

Eficiencia del depósito abierto
Por otro lado, cuando mi hermano se ha duchado, la temperatura del agua que iba al calentador era de unos 30 grados a pesar de estar el depósito a 40, dejando claro que recuperar el calor con un serpentín no es la mejor forma, o debemos añadir un segundo serpentín para hacerlo más eficiente. La caldera se ha tenido que encender a mitad de potencia.
Evidentemente no es tan eficiente como un depósito cerrado a presión en el que el agua caliente sale a la temperatura máxima, y aunque supone un ahorro evidente, la proxima mejora que habrá que hacer a la instalación será la colocación de un depósito calorifugado e inoxidable (puede ser de fibra de vidrio) de unos 250 lts. para 4 personas, y de paso pedir alguna subvención para el mismo.


Imagen (c) Lapesa


Más información:

25 comentarios:

  1. hola, he leido el proceso y me preguntaba, en vez del tubo en espiral,seria factible hacerlo con un radiador simple (delgadito)marca roca de chapa, para hacer el captador

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  2. Gracias por tu comentario, y sí, sería totalmente factible; sólo habría que aislarlo un poco (por detrás con espuma y por delante con un cristal de seguridad o plástico transparente como metacrilato o de invernadero).
    Ya se ha comentado en las entradas sobre energía solar térmica en este blog (a la derecha, en "Temas del Blog").

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  3. Anónimo9/6/09 19:32

    hola david dejame decirte yo abia idealisado la idea del tubo en espiraral pero nunca lo lleve ala practica pero estaba bienen seguro que funcionaria y con las ideas que le as puesto boy a llevarlo ala practica. actualmente soy instructor de plomeria de mi comunidad y boy a sugerir ese diseño " GRAcIAS"

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  4. "La Necesidad es la madre de la invenciones", excelente trabajo y felicitaciones por tu logro y por sobre todo compartirlo.

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  5. BUENAS , ACABO DE HACER UN "INVENTO" COMO ESTE PERO PARA CALENTAR AGUA DE LA PISCINA, HE HECHO UNA ESPIRAL DE 5 TUBOS PALALELOS DE POLIETILENO, HA IDO GENIAL, TRABAJOSO PERO CON BUEN RESULTADO, SIMPLEMENTE FUNCIONA, Y ECONOMICAMENTE FACTIBLE, MUCHO MEJOR QUE COMPRAR CAPTADORES SOLARES DE POLIETILENO QUE SON MAS BIEN CAROS ( 200 EUROS) CONTRA 50 EUROS PARA UNA ROLDANA DE UNOS 200 METROS.

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    1. hola podrias detallar tu trabajo para ver si lo puedo poner en practica ,,gracias

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  6. Rafa Martell27/12/12 21:26

    Llevo 3 meses montándome un sistema parecido en la azotea de mi casa, y ahora doy con tu blog!!

    Aquí en Canarias, en la zona donde vivo son raros los días que la temperatura es inferior a 20 grados a medio día. Tal es así que para regar las plantas debes dejar correr el agua de la tubería porque esta demasiado caliente y puedes quemar las plantas.

    !Ese calor es aprovechable! me dije. Y manos a la obra... empecé con poco y he acabado con 250m de mangera en la azotea. He instalado una bomba te recirculación de 0,5hp con un timer y unas cuantas válvulas antiretorno colocadas estrategicamente hace LA MAGIA. Eso si, solo ACS, aquí no hace falta calefacción!!!!

    En mi caso uso el propio termo eléctrico de acumulador, en mi caso de 200 litros (2,2kw) que es mas que suficiente para las necesidades diarias de mi casa. Por ahora estoy en fase de pruebas y ajustes pero el sistema funciona (cosa fácil aquí en Canarias).

    Mis conclusiones son:
    Solo lo he probado en Invierno y calienta el agua, pero quizás se agradecería un poco más caliente para las duchas nocturnas.
    He comprado unos termostatos digitales (por ebay) para automatizar aun mas el sistema, aunque debo hacer más pruebas aun. Mis cálculos son que conseguiré tener el termo eléctrico en modo ON apenas unas 20 horas al año, es decir unos 44kwh/año.
    En verano ¿tendré problemas de sobre presiones? (he instalado un regulador de presión por si acaso. Veremos que pasa.

    Con pocos ajustes y un gasto (sin contar el Termo que ya lo tenía) de aproximadamente 260€ en materiales, una tonelada de ilusión y muchísimo cariño se consigue casi anular por completo el consumo eléctrico en ACS en Canarias. He estimado el ahorro anual con precios de KW de 2.012 de 361€ aprox, aunque para el 2.013 el ahorro será aún mayor gracias a la subida de precios de la energía del ministro canario.

    Y mi pregunta es:
    ¿COMO ES QUE TODO EL MUNDO NO SE HA HECHO ESTO EN CANARIAS? Aquí hay tal abundancia de soleamiento que resulta grotesco no tener un apaño como este en tu casa si tienes azotea (los pobres que viven en pisos en las ciudades no pueden). ¿POR QUE NADIE LO HACE? Lo enseño orgulloso a todo el que visita mi casa, y el comentario habitual es, "ESO DE RECIRCULAR Y DE VALVULAS ANTIRETORNO ES MUY COMPLICADO" y se conforman pagando sus 200€/año de media en calentarse el agua de la ducha, cuando al otro lado de la ventana el sol des desparrama cerca de ellos... ¿POR QUE? ¿de verdad somos tan contemplativos y preferimos quejarnos de la subida de la luz del gobierno en vez de HACER ALGO?

    Enhorabuena por tu blog....

    Rafa

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    1. Rafael Martell28/12/12 10:43

      Al releerme me parece que hace falta una aclaración. Uso el mismo termo eléctrico de acumulador, pero esta DESENCHUFADO. Lo contrario sería más que inútil.

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    2. La respuesta es sencilla: O la gente lo desconoce, o cree que es demasiado complicado o porque es un gasto de 1000 € de golpe, y prefieren pagar poco a poco y malgastar energía.
      En vez de enseñarles tu sistema, es más sencillo explicarles que poniendo una simple placa solar para ACS por 1000€ (que llevan el depósito incorporado) van a tener agua caliente gratis durante muchos años.
      Si la gente, una vez sabiendo esto, sigue sin ponerlo, sobre todo en canarias o sur de España, es porque simplemente es tonta. No encuentro otra explicación.

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    3. Ah! Y enhorabuena por tu sistema! Espero que te funcione. Gracias por tu comentario!

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    4. Rafa Martell28/12/12 21:40

      Te sorprenderías de las relativamente pocas placas de ACS que se ven en las azoteas, teniendo en cuenta las bondades de sol y temperaturas que disfrutamos en Canarias. O son muy viejas de cuando aun circulaban pesetas (porque durante un tiempo en aquella época el gobierno subvencionó parte del coste, pero ya no) o porque son edificios nuevos y lo "obliga" el código técnico, pero se ven MUY MUY pocas. Yo mismo estuve valorando lo de la placa solar comprada (de aprox. 1000€) pero hice cálculos y con el precio de la energía de 2008 tardaba casi 10 años en amortizarla... sencillamente demasiado y lo descarté.

      Creo que la gente es muy cómoda y el gobierno alienta esta actitud, que otorga muchos beneficios€€€ a ENDESA-ENEL, si pagáramos lo que realmente cuesta la electricidad volveríamos a la leña y las velas, y probablemente al pillaje.

      ¿Sabes que el coste medio de la producción de electricidad en Canarias cuesta el cuádruple que en la península? (datos de Red Eléctrica) Y que sin embargo los usuarios pagamos lo mismo que en península. Es decir, por cada € que pago de electricidad (que no es barata) el Estado pone por mi 3€, y he dicho bien, EL ESTADO, porque sale de los PGE (Presupuestos Generales del Estado) es decir del bolsillo de todos los españoles, cohesión territorial lo llaman, para mi es SAQUEO de dinero publico. El gobierno debería alentar, fomentar, subvencionar o hacer algo para que los Canarios ahorrásemos todo lo posible, ya que especialmente nosotros somos muy costosos de mantener por la insularidad. Y sin embargo el ministro quita las primas a las renovables y las estigmatiza, en Canarias, la energía renovable ES LA ÚNICA SOLUCIÓN!!!

      Por ponerlo de otro modo, sería más barato que el Estado (el conjunto de TODOS los españoles) nos regalasen placas solares para ACS a todos los canarios, que el dinero que van a tener que aportar vía PGE para sufragar el sobre coste de la producción extrapeninsular de energía eléctrica. Y sin embargo... se hace lo contrario.... abultando la cuenta de resultados de ENEL-ENDESA...

      Va a ser que SI, SOMOS TONTOS, los canarios por no apañarnos el ACS gratis y TODOS LOS ESPAÑOLES por permitir este ROBO de dinero público sin contemplación. Y lo peor, no parece que haya alternativa.

      ACLARACION: OJO! Estoy a favor de la cohesión territorial, pero no a costa de abultar la cuenta de resultados de una empresa extranjera que luego contrata como consejeros a expolíticos con sueldos simplemente grotescos.... Se me ocurren formulas más sociales de mantener dicha cohesión, y así estaríamos sin duda más orgullosos unos de los otros. Seguir así es PURA ESTULTICIA...

      Y perdón por el ladrillaco, pero en estos temas soy especialmente sensible.... quizás por eso me he lanzado a fabricarme el inventillo...

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    5. NO podía estar MÁS de acuerdo contigo!! Muchas gracias por tu comentario, parece que lo he escrito yo ;)

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  7. Anónimo5/6/13 13:16

    Muy buena idea!!. Estoy pensando en hacer algo parecido pero sin bombeo, con efecto termosifón y un único circuito de agua, es decir, que se consuma el agua directamente sin usar intercambiador. Para el aislamiento utilizaré botellas PET reutilizadas.

    La ventaja del tubo enrollado es que no necesita accesorios de conexión pero lo que no estoy seguro es de que funcione efecto termosifón ya que creo que el agua caliente se irá hacia la parte alta de las espiras y no hacia el depósito.

    Que os parece??

    Saludos, Juan

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    1. Efectívamente no funcionará a menos que pongas tubo gordo enrollado por la parte interior de una tolva o embudo, de forma que el agua caliente vaya subiendo hacia arriba; la parte superior la conectas a la parte superior del depósito, y por diferencia de temperatura va introduciéndose en el depósito por arriba (por donde también tienes que coger la toma del agua caliente sanitaria).
      Lo malo es que te va a ocupar más, y necesitas ponerlo en algún sitio a salvo del viento, además de que una tolva de ese tamaño de metal fino te costará más que un motor...
      Si quieres hacerlo por termosifón, mejor cambia el diseño y pones los tubos en paralelo, infórmate porque hay muchos tutos en internet.

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    2. En paralelo y con una pequeña inclinación es suficiente. Necesitarás muchas Tes, eso sí, lo que encarece un poco.

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  8. Hola, saludos, el sistema lo veo fenomenal pero me plantea algunas dudas, utilizas algun motor electrico o simplemente con la presion que viene del exterior porque yo para regar un huerto que esta de la casa a unos 150m con la misma longitud de goma apenas me llega agua y no se que otro metodo podria usar para que me llegara con mas presion, y que cantidad de agua tiene con los metros de tubo que pusistes, gracias y me parece un gran invento de ahorro.

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    1. Cuanto más gordo sea el tubo, menos presión perderás (menos rozamiento tendrá porque el agua circulará más despacio por su interior).
      Con menos metros también te funcionará; simplemente con la presión exterior, este tubo de PP es muy liso y apenas quita presión al agua.

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  9. Me encanta este blog. Cuántos cerebrines útiles! me pongo las pilas ya con los documentos que encuentre por aquí para ponerme esta instalación en casa. Qué bien!

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  10. yo lo quiero hacer mandenme los documentos.
    d.am.r77@Hotmail.com

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    1. Te desaconsejo este sistema (el plástico se corroe en 2 años con el sol); lee el blog y verás otra solución mejor que se hizo más tarde. Por otro lado no hay más documentos que lo publicado en este blog.

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  11. cual es el mejor hasta ahorita?

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    1. Mira esta entrada: http://miqueridopinwino.blogspot.com/2009/12/tapando-el-captador-solar-termico-con.html
      (Sobre todo la etiqueta energía solar térmica: http://miqueridopinwino.blogspot.com/search/label/Energ%C3%ADa%20solar%20t%C3%A9rmica). Si puedes poner tubos de cobre, mejor que de plástico. Léete las otras entradas, también hay más información en internet, en esta página por ejemplo: http://www.builditsolar.com/Experimental/CopperAlumCollector/CopperAlumCol.htm

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    2. gracias. voy a hacerlo.

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  12. david lozada donde encuentro los materiales para la construction.

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  13. donde consigo los materiales para el captador solar para calendar agua caliente y de paso hay te encargo un calenton para el interior de la casa hace mucho frio aqui en donde vivo.

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