Colector De Placa Plana

RENDIMIENTO DE UN COLECTOR SOLAR TÉRMICO DE PLACA PLANA A PARTIR DE MATERIALES DE BAJO COSTO

Brayan Aguilar Sánchez, Oscar Fabián Alba Cruz, Cristian Camilo Alvarado Buitrago, Juan Camilo Ávila Herrera, Cristhian Camilo Bejarano Romero, Edwin Carvajal Rincón, Luis Esteban Cortes Romero, Andrés Felipe Forero Díaz, Romario Gómez Motta.

Curso Termodinámica, Universidad Distrital Francisco José De Caldas Facultad Tecnológica

Bogotá, 05 de diciembre de 2012

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Por sus múltiples ventajas el colector de placa plana es uno de los sistemas de captación solar más económicos y eficientes para obtener agua caliente sanitaria. Esto se logra gracias a sus cuatro elementos principales.

En ésta ocasión con materiales a muy bajo costo, el objetivo era construir un colector de placa plana, funcionable y con una eficiencia térmica aceptable; analizar el fenómeno termodinámico presente en el mismo, a través de los conceptos y métodos que manejan cualquier análisis dentro del campo de la termodinámica.

INTRODUCCIÓN

Este colector se caracteriza por no poseer métodos de concentración, ser más económicos y resultar eficientes para obtener agua caliente sanitaria. Además, ofrece la ventaja de usar una orientación fija y de aprovechar tanto la radiación directa como la difusa.

Este colector de placa plana se compone de cuatro elementos principales: la cubierta transparente (vidrio), la placa captadora (superficie negra que va absorber la luz solar), el aislante y la carcasa (contenedor de todo lo anterior).

1. Cubierta transparente:

Es la encargada de dejar pasar la radiación solar, evitar que el calor emitido por la placa captadora se vaya del sistema y reducir las pérdidas por convección. Se logra el efecto invernadero con una cubierta de vidrio y de esta forma se aumenta la eficiencia del colector.

2. Placa captadora:

Tiene por misión absorber de la forma más eficiente posible la radiación solar y transformarla en energía térmica utilizable mediante su transferencia al fluido (agua). En este caso se usara el intercambiador de calor de las neveras (la rejilla que se ubica en la parte de atrás).

3. Aislamiento:

La placa captadora está protegida en su parte posterior y lateral por un aislamiento que evita las pérdidas térmicas hacia el exterior. Estos aislantes se caracterizan por:

• Resistir altas temperaturas sin deteriorarse

• Desprender pocos vapores al descomponerse por el calor y en caso de ocurrir que no se adhieran a la cubierta.

• Soportar la humedad que se pueda producir en el interior de los paneles sin perder sus cualidades.

Se utilizara cinta industrial para sellar toda fisura existente y así no tener pérdidas de calor al interior.

4. Carcasa:

Es la encargada de proteger y soportar los elementos que constituyen el colector solar, además de servir de enlace con el edificio por medio de los soportes.

Debe cumplir los siguientes requisitos:

• Rigidez y resistencia estructural que asegure la estabilidad.

• Resistencia de los elementos de fijación: mecánica para los esfuerzos a transmitir, y química para soportar la corrosión.

• Evitar toda geometría que permita la acumulación de agua hielo o nieve en el exterior del colector.

Su estructura estará conformada por madera en una forma rectangular.

MONTAJE:

2.1 Materiales:

- Madera. (En lámina y en listones)

- Balso.

- Vidrio calibre 4 mm

- Ducto trasero de refrigerador.

- Papel Aluminio.

- Puntillas

- Cinta adhesiva gris.

- Cajas plásticas (2).

- Toallas de Algodón (2)

- Manguera de 6 mm.

- Pintura (negro mate).

- Silicona transparente.

- Tornillos autoroscantes para madera.

- Amarres plásticos.

- Termómetro.

- Colbon.

2.2 Procedimiento:

Se fabrico un marco rectangular con la madera con medidas de 125 * 82 cm , respaldándole con madera triplex.

Se procedio a colocar la cinta industrial aislante en las esquinas del interior del marco, para no tener ningún espacio libre. Después de ello se cubrió el interior del marco con toallas.

Las láminas de papel aluminio se montaron encima de las toallas y se pego mas cinta aislante.

La rejilla de la nevera comprada en una chatarrería, antes de ser montada dentro del marco, se hizo necesario limpiar en su interior de los posibles residuos de refrigerante que suele haber en ellas. Después se procedió a introducir la rejilla dentro del marco y asegurada por medio de cuatro orificios en los cuales se aseguro con cuerdas.

A los extremos de la rejilla se pusieron las mangueras plásticas y se ajustaron con abrazaderas para que evitar posibles fugas del fluido de trabajo.

Se lijo la madera y se comenzaron a hacer pruebas para determinar si el sistema funcionaba correctamente,

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