Colector Solar

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZ

Instituto de Ingeniería y Tecnología

E N E R G Í A S O L A R

Colectores solares planos

Construcción Vol. 2

Jenaro Carlos Paz Gutiérrez

Ciudad Juárez, Chihuahua, México, 2006

Energia solar II.indd 1 5/8/06 10:58:55 AM

2

DIRECTORIO

Felipe Fornelli Lafón

Rector

Héctor Reyes Leal

Secretario General

Rafael Woo Chew

Director del Instituto

de Ingeniería y Tecnología

Paz Gutiérrez, Jenaro Carlos

Colectores solares planos / Jenaro Carlos Paz Gutiérrez. Ciudad Juárez, Chih.: Universidad Autónoma de Ciudad Juárez. Instituto de Ingeniería y Tecnología,

2006.

28 p.; 22 cm.—(Energía solar) ISBN: 968-7845-79-1

Contenido : v.1 tratamiento teórico práctico.—v.2 Construcción

1. Colectores solares

2. Energía solar – Colectores

3. Colectores solares – Diseño y construcción

TJ812 P39 2006

621.472 P39 2006

Cuidado de la edición y formato: Marlon Martínez Vela

Diseño de la cubierta: Marco Antonio López Hernández

D.R. © Primera edición: 2006

Universidad Autónoma de Ciudad Juárez

Calle Henri Dunant núm. 4016, Zona Pronaf

32310 Ciudad Juárez, Chihuahua

Impreso en México / Printed in Mexico

Energia solar II.indd 2 5/8/06 10:58:56 AM

Construcción

Un colector solar de agua recibe la energía del Sol a través de un material que absorbe la luz (absor- bente). La energía luminosa al llegar al material se transforma en calorífica y es transferida al agua. Fi- nalmente el agua se almacena para que no se enfríe, (tanque de almacenamiento). Para que el calor no se escape del absorbente, éste se cubre con vidrio o plástico. Así las ondas luminosas provenientes del Sol, viajarán a través del vidrio, pero las ondas caloríficas emitidas por la superficie absorbente no; de tal forma que calienten el agua.

El aislamiento por los cuatro lados del absor-

Figura 1

bente y por debajo de éste también previene que se escape (Figura1).

Los tres tipos básicos de calentadores so- lares de agua presentados aquí, son los más comúnmente usados y aquellos que satisfacen las necesidades de calentamiento doméstico. Estos son los siguientes:

1. Calentadores solares domésticos de agua a presión de la línea, los cuales abastecen agua caliente de 40º a 60º por arriba de la tempera- tura ambiente. Estas unidades se utilizan para

Figura 2

3

Energia solar II.indd 3 5/8/06 10:58:58 AM

calentar o como unidades auxiliares para pre- calentar el agua de un calentador convencional ahorrando energía y dinero (Figura 2).

2. Calentadores solares de agua auxiliares a presión de la línea, los cuales abastecen agua de 10º a 40º sobre la temperatura ambiente. Estos se pueden usar para calentamiento del líquido durante el verano en localidades calientes (Fi- gura 3).

Figura 3

3. Calentadores solares de agua a baja eficien- cia que se pueden usar en albercas, baños o almacenamiento de calor operados a presión atmosférica (Figuras 4a, 4b).

Alberca

Figura 4a

Figura 4b

Existen dos variedades de calentadores solares de agua operados a presión de la línea: aquellos operados por efecto termosifónico o por bombas que alimentan a absorbentes planos llenando por separado un tanque de almacenamiento (Figura 2); y calentadores solares de agua del tipo colector/ tanque de almacenamiento donde ambos absorben la luz del Sol y almacenan el agua caliente en una unidad sin tener depósito por separado (Figura

3). Aquí se da información de estos dos tipos con los que se pueden satisfacer las necesidades de calentamiento doméstico. Se hace mención de otros usos de la energía solar para calentamiento de albercas y baños con el consecuente ahorro de energía en estas instalaciones.

Lo anterior es con el objetivo de que el lector conozca cuál tipo de unidad se adapta a sus nece- sidades y cómo puede construirla. Para planes es- pecíficos de construcción, muchos de los pequeños detalles tendrán que ser atendidos por usted. La sección de Planes le permitirá hacerlo. Un “Plan Muestra” para el segundo tipo de calentadores solares de agua está incluido al final (Figura 29).

EL ABSORBENTE

Los absorbentes varían en forma y eficiencia. El más eficiente absorbe la mayor cantidad posible de luz solar (ya que una parte se pierde por radia- ción y convección), transfiere la energía luminosa mediante el grosor del material absorbente, luego la conduce

...