Construcción de un colector solar para

CEFIRE SAGUNT
ENERGIAS RENOVABLES
Colector solar, a.c.s.
PRÁCTICA Nº 2.
CONSTRUCCION DE UN COLECTOR SOLAR PARA PRODUCCION DE
A.C.S.
Objetivo: Construcción de un colector solar para la producción de agua caliente
sanitaria.
Conocimientos previos:
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Conocimientos de intercambio de la energía solar térmica.
Interpretación de planos.
Mecanizado de materiales metálicos.
Soldadura con aleaciones de estaño-plata, para cobre.
Conocimientos básicos de tuberías de cobre, así como sus accesorios.
Manejo general de herramientas de mano.
Trazado, corte, remachado, plegado de perfiles y chapas metálicas.
Materiales necesarios:
Material hidráulico, para el circuito de agua:
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Tubo de cobre de diámetro 22 mm.
Tubo de cobre de diámetro 15 mm.
Entronques de latón de 3/4 de pulgada a 22 mm.
Tés de 22 / 15 / 22 mm.
Estaño plata, para soldadura blanda.
Decapante para soldadura blanda.
Estropajo de acero para limpiar los tubos de cobre.
PROFESORES:
Eva Mª Vaquer Puigcerver.
José Elías Bosque Burgos.
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Materiales para la estructura metálica:
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Perfil de aluminio anodizado en forma de L, de 60 mm.
Chapa de aluminio de 0,2 mm.
Chapa de aluminio de 0,5 mm.
Chapa de aluminio de 0,8 mm.
Placa de policarbonato o vidrio templado.
Aislante de poliespan de alta densidad.
Angulo de aluminio de 30 mm.
Remaches de 4 y 6 mm.
Pintura negra mate.
Imprimación de aluminio para la pintura.
Silicona transparente.
Cinta de frigorista.
Herramientas:
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Taladro.
Remachadora.
Arco y hoja de sierra.
Escuadra.
Cúter.
Soplete para soldadura blanda.
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PROCESO OPERATIVO:
El proceso de construcción constará de dos partes:
1. Construcción del marco de aluminio, y carcasa para sujeción de la parrilla
captadora de calor.
2. Construcción de la parrilla captadora de calor.
3. Construcción de la placa absorbente.
4. Ensamblaje del conjunto
1. - Construcción del marco de aluminio y carcasa.
Vamos a empezar este apartado marcando en el perfil de aluminio, unos
ángulos de 45 grados, según las medidas de la figura.
Estos ángulos serán los que nos permitan realizar el plegado y formar el
rectángulo del perfil.
Para ello lo que se va a hacer es marcar dos ángulos de 45 grados para
posteriormente realizar un pliegue, quedando un ángulo recto.
En la figura, se observa con claridad lo expuesto.
Dimensiones y plegado del marco de aluminio.
100
50
100
50
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Marcaremos los ángulos a: un metro el primero, metro y medio el segundo
y dos metros y medio el tercero. Una vez plegados los tres ángulos obtendremos
un rectángulo de un metro por medio metro.
En el extremo corto colocaremos un ángulo que nos servirá para cerrar al
final el marco.
Una vez realizado el marco rectangular, tomamos la chapa de aluminio de
0,8 mm, le damos la medida adecuada, según las medidas del cuadro. Y
procederemos a realizarle unos taladros con una broca de 3 mm, para
posteriormente remacharla al marco que hemos fabricado.
Chapa de aluminio de 0,8 milímetros de espesor.
Se observan los taladros realizados,
que
coincidirán con los realizados al perfil de
aluminio. Estos taladros son para remachar la
chapa al marco.
Esta chapa será la trasera de nuestro
colector solar.
Encima de ella, ira colocada la plancha de
material aislante de alta densidad.
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Una vez realizada la carcasa, vamos a proceder a colocarle el poliespan
de alta densidad, cuya misión es la de aislar y así no perder calor, de forma que
obtendremos mayor rendimiento en nuestro colector solar. Para ello, tomamos la
plancha, le damos las medidas adecuadas tomando como referencia las de la
carcasa y la colocamos dentro de la misma, con una cinta de frigorista la
sujetaremos al marco, con esto conseguimos que se quede totalmente fijada y
cerrar la unión entre el aislante y el marco.
A continuación, tomamos otra chapa de aluminio de 0,5 mm, la recortamos
a la medida del marco, y la colocamos encima de la placa de poliespan que
hemos colocado en el paso anterior, tomamos la cinta de frigorista y procedemos
a cerrar y sujetar la chapa al marco. En este momento, lo que hemos fabricado es
un sandwich, de dos chapas de aluminio con una placa de poliespan en el medio
de las dos.
Para terminar la carcasa nos quedan por realizar dos trabajos. En primer
lugar, con una corona dentada de diámetro 25 mm, practicamos cuatro taladros
en los laterales del marco, estos situados uno en cada lateral del marco, dos en la
parte superior y dos en la inferior. Y por último procederemos al pintado de la
chapa de 0,5 mm. Para ello le daremos una primera capa de imprimación para
aluminio y una vez seca procederemos al pintado final, con pintura negra mate.
Marco de aluminio.
En este instante tenemos totalmente terminada la carcasa y la primera parte del
colector solar.
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Carcasa del colector solar.
CINTA DE FRIGORISTA
PLACA DE POLIESPAN
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2. Construcción de la parrilla captadora de calor.
Tomamos el tubo de cobre de 22 mm, y lo cortaremos en 8 tiras, que serán
las que unan las Tés.
Tomamos el tubo de 15 mm, y cortaremos 5 tiras de 930 mm.
Una vez preparado el material, procedemos a su presentación y
comprobación de las medidas de la parrilla, esto lo realizamos para detectar
posibles fallos en el corte de los tubos, para posteriormente soldarlos y así
realizar la parrilla.
Medidas para la construcción de la parrilla de tubos del colector.
820
Tubo de 15
mm
930
Tubo de 22
mm
mmmmmm
116
170
480
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Proceso de soldadura de la parrilla.
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Limpiamos todos los extremos de los tubos de cobre que
hemos cortado tanto los de 22 mm como los de 15 mm, para
ello emplearemos el trozo de estropajo.
Tomamos el primer trozo de tubo de 22 mm y una té,, les
colocamos decapante, e introducimos el tubo en la te, por el otro
extremo de la te colocamos otro tubo de 22 mm y así
procedemos con las 5 Tés. de uno de los lados.
Al tener montadas las 5 Tés, de uno de los lados tomamos los
tubos de 15 mm, por 935 mm les colocamos el decapante en
uno de sus extremos y los introducimos en el orificio central de
la te.
Procedemos a realizar el primer paso para el otro lado del
colector, e introducimos los extremos de los tubos de 15 mm
que teníamos libres. De esta forma tenemos la parrilla lista para
soldar.
Realizamos todas las soldaduras con la aleación de estaño
plata.
Una vez realizadas todas las soldaduras procedemos a soldar
los entronques en los extremos de los tubos de 22 mm, que en
total serán cuatro, uno por cada extremo de la parrilla.
Tras haber soldado toda la parrilla y frías las soldaduras,
procederemos a realizar un lavado para retirar el exceso de
decapante de los tubos de cobre.
Detalle de salida de tubo de la te, placa absorbente, salida del tubo de la parrilla
fuera del perfil y entronque
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Ahora la parrilla ya esta en condiciones de realizarle una prueba hidráulica.
Se recomienda realizar dicha prueba a una presión de 8 kilos. Si se observa
alguna perdida de agua, por alguna soldadura se repara, y si todo se ha realizado
bien y no hay perdidas podremos dar por terminada la fabricación de la parrilla.
Hay que hacer una observación, y es que la prueba hidráulica es
conveniente realizarla antes de montar la parrilla en la carcasa del colector.
3. Construcción de la placa absorbente.
Esta placa es la encargada de potenciar las radiaciones solares hacia los
tubos de circulación de agua.
Para su construcción, procederemos de la siguiente forma:
Tomamos la chapa de aluminio de 0,2 mm, y la cortamos en tiras de 10 cm
de ancho por un metro de largo. En el centro, esto es a 5 cm, se le hace un
pliegue y cada tira se coloca mediante unas abrazaderas a cada uno de los 5
tubos de la parrilla.
Una vez montada la placa absorbente sobre la parrilla, se pinta con la
pintura negra. De esta forma las radiaciones solares son aprovechadas al 100%.
4. Ensamblaje del conjunto.
En esta última fase del montaje tenemos las partes siguientes:
•
•
•
•
Carcasa de aluminio con el sandwich aislante.
Parrilla con la placa absorbente.
Placa de policarbonato.
Perfil de cierre.
Estas partes son las que una vez unidas formarán el colector solar.
Para realizar el montaje del conjunto, procederemos de la forma siguiente:
Ø Tomamos la parrilla y la colocamos en la carcasa, retocamos con la pintura
negra los posibles fallos de la pintura, dejamos secar y colocamos la placa
de policarbonato, fijándola a la carcasa de aluminio con una tira fina de
silicona.
Ø Tomamos el perfil de cierre y cerramos la placa con la carcasa mediante
unos tornillos de rosca chapa.
Una vez realizado el ensamblaje tenemos el colector solar terminado.
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