Tecnoló Tecnológico gico de Estudio E studios s Superiores de Ecatepec. Profesor: Profesor: Jorge Andrés Cuevas Landeros. Materia: Laboratorio Integral 2. “Diseño “Diseño y Construcción de un Calentador Solar con latas de aluminio”. aluminio”.
Diseño y construcción de un calentador solar con latas de aluminio. OBJETIVO. Diseñar Diseña r y con constr struir uir un cal calent entado ador r sol solar ar con lat latas as de aluminio.
HIPOTESIS. El uso de la energía solar, junto con el empleo de toda una serie de fuentes renovables (energía procedente de las mare ma reas as, , del vi vie ent nto, o, ge geot otér érm mic ica, a, hi hid drá rául ulic ica a etc tc. .) y cons co nser erva vaci ción ón de la en ener ergí gía, a, pu pued ede e au aume ment ntar ar el gr grad ado o de autosuficiencia en el suministro de energía y hacer que el país pa ís sea me meno nos s de depe pend ndi ien ente te de fu fue ent ntes es im impo port rta ada das s y consec con secuen uentem tement ente e men menos os vul vulner nerabl able e a las inf influe luenci ncias as de políticas exteriores.
INTRODUCCION.
En el ca cale lent ntad ado or de agu gua a má más s si simp mpl le, la ca capt ptac aci ión y almacenamiento están juntos. Este sistema es compacto y sencillo, pero su rendimiento es bajo. Debido a que durante la noche y el periodo de nubosidad (cuando el sol es insuficiente para aumentar la temperatura del agua en el recipiente), la superficie de vidrio se convierte en una gran fuente de pérdidas. Para redu re duci cir r es est ta pé pérd rdi ida da, , es nec ece esa sari rio o cu cub bri rirl rla a con un protector aislante cuando se estima que el sol no aporta suficientes energía.
ANTECEDENTES. La ene energí rgía a sol solar ar se con consid sidera era una fue fuente nte alt altern ernati ativa va de energía, pero en realidad el sol es la fuente de energía principal para la Tierra. Los combustibles fósiles como el carbón, petróleo y gas natural se originan a partir de la descomposición de plantas muy antiguas. El so sol l pr prop opor orci cion onó ó la en ener ergí gía a pa para ra qu que e es esta tas s pl plan anta tas s crecieran crec ieran. . La ener energía gía del del sol también también se se transfier transfiere e a la atmó at mósf sfer era a po por r lo qu que e di dife fere rent ntes es ma masa sas s de ai aire re ti tien enen en dife di fere rent ntes es te temp mper erat atur uras as y pr pres esio ione nes, s, lo cu cual al cr crea ea el viento. Las tur turbin binas as de vie viento nto pue pueden den apr aprove ovecha char r la ene energí rgía a del
común es para calentar agua para uso en albercas o servic ser vicios ios san sanita itario rios s (du (ducha chas, s, lav lavado ado de rop ropa a o tra traste stes s etc.) tanto en ambientes domésticos como hoteles. Son sencillos y resistentes, pueden tener una vida útil de hast ha sta a 20 añ años os si sin n ma mayo yor r ma mant nten enim imie ient nto. o. Se re reco comi mien enda da limp li mpia iar r el co cole lect ctor or ca cada da 4 o 6 me mese ses s para para au aume ment ntar ar su eficiencia y vida útil. Dependiendo Dependien do de la tecnologí tecnología a y mate materiale riales s implement implementados, ados, un cal calent entado ador r sol solar ar pue puede de lle llegar gar a ten tener er efi eficie cienci ncias as de 70% u 80%. Esta ef Esta efic icie ienc ncia ia es mu muy y el elev evad ada a co comp mpar arad ada a co con n el panel fotovoltaico, fotovoltaico, el cu cual al ge gene nera ra en ener ergí gía a el eléc éctr tric ica a pe pero ro co con n una eficiencia de hasta 15%. Los cal calent entado adores res sol solare ares s dom domést éstico icos s pue pueden den tra trabaj bajar ar en conj co njun unto to co con n lo los s ca cale lent ntad ador ores es de ag agua ua co comu mune nes, s, o bi bien en, , sustituirse completamente, ya sea por razones de ahorro en combustibles o electricidad, o por falta de los mismos. En muchos climas un calentador solar puede disminuir el consumo energético utilizado para calentar agua.
conduc cond ucto tos s (e (en n es este te ca caso so la las s la lata tas) s), , po por r do dond nde e fl fluy uye e el agua. El arreglo está pintado de negro mate o cubierto con cromo negro para evitar reflejar la luz y así lograr una mayor absorción de calor. El colector puede estar contenido en una caja con paredes exte ex tern rna as re resi sist sten ent tes a la in int tem empe peri rie e y con par ared ede es internas capaces de aislamiento térmico. La parte superior lleva uno o varios vidrios o materiales transparentes capaces de dejar pasar la luz y proteger de la intemperie. CONTENEDOR.
Es el recipiente de almacenamiento del fluido. Se conecta con la entrada y la salida del colector. Después de un tiempo y dependiendo de las dimensiones de las componentes, el agua se calentará para su uso posterior.
Este sis Este ist tem ema a es más con onv ven enie ient nte e si el cal alen ent tad ador or se encuentra en una localidad propensa a climas muy fríos, ya que el fluido de l colector tiene propiedades anticongelantes, anticongelantes, pr prev evin inie iend ndo o la ru rupt ptur ura a de la las s tu tube berí rías as debido al congelamiento. congelamiento. Tipos de circulación •
Circulación directa
El agua que se calentó en directamente por el usuario. •
el
colector
se
utiliza
Circulación Indirecta
Una su Una sust stan anci cia a de tr trab abaj ajo o se ca cali lien enta ta y se en enví vía a a un intercambiador de calor. Éste utiliza el mismo principio que un radiador. radiador. De esta manera se separa el fluido del sistema con el fluido a utilizar. Esta opción es conveniente cuando el sistema de calentamiento se ubica en zonas propensas a congelación, donde el agua podría quebrar las tuberías al congelarse.
Papel aluminio. 1 metro de manguera chica. Vidrio transparente (la medida de este depende de la superficie que se valla a utilizar para el colector. Pegamento para PVC.
Equipo.
Taladro. Serrucho. Pistola para silicón. Broca de ¾ de pulgada. Broca de 1 pulgada. 1 perico Desarmador plano.
PROCEDIMIENTO.
Con el trozo de madera se construye una caja de la medida deseada, cada esquina de la caja se refuerza con tornillos
Después se deja el contenedor vació y se prosigue a sellar con silicón toas las esquinas de la caja, esto para evitar que se presenten fuga mas adelante.
Con la ayuda de un taladro se hace una perforación de ¾ de pulgada en la parte inferior de todas las latas.
Lo siguiente es pintar la caja del color que sea, nosotros para no desperdiciar la pintura usamos negro. Después se realiza una base de madera para el calentador de manera que quede en un ángulo donde le pueda dar el sol. Una vez que haya secado la pintura de la caja se prosigue a colocar el vidrio, esto se hace con silicón ya que si se utiliza otro tipo de pegamento este no pegaría del todo bien y el cristal podría resbalar.
RESULTADOS.
3) Se registraron las temperaturas durante una hora, con intervalos de 10 minutos, de entrada y salida del agua que circula por el colector. 4) Se ob obtu tuvi vier eron on tabla.
los lo s
sigu si guie ient ntes es
dato da tos s
most mo stra rado dos s
en
la
Temperatura de entrada y salida del colector para el día 08 de Enero de 2009. Hora Temperatura de entrada Temperatura de salida
12:00 12:10
17ºC 18ºC
17ºC 21ºC
12:20 12:30
19ºC 23ºC
24ºC 25ºC
12:40 12:50
24ºC 27ºC
27ºC 30ºC
13:00
29ºC
34ºC
Donde Q u es el calor útil en W, HT es la energía solar incidente (1045 W/m2) y Ac es el área efectiva del colector (0.41 m2). se calcula teniendo en cuenta la diferencia de temperatura inicial y final de los 60 minutos, que para nuestro caso fue de 17ºC.
Qu
Junto con la cap Junto capaci acidad dad de alm almace acenam namien iento to del tan tanque que, , la cual cu al es de 18 1892 925 5 cm cm3, 3, se ha hall lla a el tr trab abaj ajo o ca caló lóri rico co en Kilocalorías durante los 60 minutos, el cual es de 283.87 Kilocalorías, que equivalen a 1186.5975 Kilojulios. Con el tra Con rab baj ajo o ca caló lóri ric co en Kil iloj oju uli lios os, , hal alla lam mos la potencia calórica en un periodo de tiempo, el cual es el mismo Qu del colector, dando como resultado 329.5 Watts. Aplicando los valores anteriores a la ecuación, se obtiene que el rendimiento es del 75 %.
CONCLUSIONES.
La importancia de esta aplicación de la energía solar es cada vez mayor. Hay que tener en cuenta que puede producir una interesante modificación de las condiciones higiénicas de un gran número de personas. El diseño más adecuado para cada lugar sólo puede determina dete rminarse rse experiment experimentalme almente. nte. En este caso cons construi truimos mos un ca cale len nta tado dor r so sola lar r sen enc cil illo lo y com omp pro roba bamo mos s ba bajo jo qu qué é condiciones será óptimo su funcionamiento. funcionamiento. Inicia Inic iado do el ex expe peri rime ment nto, o, pu pusi simo mos s en pr prác ácti tica ca nu nues estr tro o talento así como nuestra inventiva introduciendo diversas
BIBLIOGRAFIA.
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Naciones
Unidas
para
la
Cronograma de actividades.
Actividad
Lunes
Martes
Miercoles Jueves
Viernes Semana del 01 al 05 de Diciembre
Busqueda de informacion Busqueda de material Compra de material Lijado de latas Perforacion de latas Pintado de latas
Semana del 08 al 12 de Diciembre
Construccion del colector Pintado del colector Pegado de latas Pegado de vidrio
Semana del 15 al 19 de Diciembre
Pruebas realizadas. Analisi de resultados
Semana del 05 al 09 de Enero
Nota: A partir del día 22 hasta el día 04 de Enero no se realizo ninguna actividad ya que
fueron vacaciones de fin de año.
