viernes, 29 de septiembre de 2023

Colector solar de tubos evacuados

El colector solar de tubos evacuados  está formado por una fila de tubos de vidrio paralelos, cada tubo tiene un tubo más pequeño suspendido dentro de él, el aire entre ambos se elimina, de allí su nombre.

Colector solar de tubos evacuados

En 1990 el precio del gas utilizado como combustible aumento, y una alternativa propuesta fue incrementar el uso de la energía solar para calentar el agua.

Los diseñadores de colectores solares vieron la eficacia del vidrio,  en los países con climas más fríos.

Tubo para calentador de agua solar

Los tubos son de vidrio de borosilicato, tienen propiedades de alta resistente térmica y mecánica.

La forma cilíndrica de los tubos evacuados al alto vació, permiten que los rayos solares lleguen siempre perpendiculares a los tubos absorbentes de calor, por lo que trabajan  muy temprano en la mañana o al final de la tarde.

Tiempo de trabajo del tubo de calentador solar 

El vacío entre ambos tubos forma una barrera  que atrapa rayos solares, y al mismo tiempo aísla para que no se pierda el calor fácilmente.

Se afirma que no tiene poros, lo que permite hacer el alto vacío, además tiene un coeficiente de expansión térmica muy bajo, no se rompe ante los cambios bruscos de temperatura y son livianos.

Sección trasversal de tubo para calentador de agua solar

El exterior del tubo interior tiene una capas de recubrimiento “selectivo”, nitruro de aluminio (Al-N/Al) metálico de color  azul oscuro, este recubrimiento absorbe la energía  térmica de los rayos del sol.

Parte inferior de tubo al vacío de calentador solar de agua

La parte inferior tiene una capa color plateada de bario puro, hace la función de indicador visual de vacío, que se vuelve blanca si se pierde el vacío.

 del sol.

Calentador  solar de tubos  embutidos

El término “calentador solar de tubos embutidos” hace referencia a que una parte de los tubos se introducen de forma manual al termotanque.

Centro Mexicano Francés del conalep en Gómez palacio Durango

viernes, 22 de septiembre de 2023

Calentamiento solar de agua tipo pasivo

En el calentamiento solar de agua tipo pasivo, se  toma  la energía del sol para obtener agua caliente, sus elementos se disponen  para que en el uso del agua caliente, esta fluya por  gravedad.

Calentamiento solar de agua tipo pasivo

Los calentadores solares de agua domésticos, también llamados  en México como boiler solar, toman la energía del sol en un colector, y la trasfieren por efecto  termosifón a un cilindro (tanque de almacenamiento).

Calentador de agua solar

Los sistemas de calentamiento solar pueden utilizar bombas para la circulación del agua, estos son llamados sistemas activos.

  Los sistemas de calentamiento solar pasivo no utilizan bombas de agua, en estos  la presión del sistema la ejerce el peso del agua.

 Y aprovechan equipo ya instalado  en casa como el tanque de almacenamiento de agua  (tinaco).

Tinaco

La cantidad de energía solar  disponible varía según el clima, gracias a las estaciones del año,  por lo que es más práctico tener un sistema pasivo híbrido.

  El sistema de calentamiento hibrido tiene dos calentadores en serie, solo si es necesario elevar la temperatura un segundo calentador con combustible fósil funcionaria.

Calentador de agua solar hibrido

Un calentador de agua solar domestico es una forma económica y rentable, se dice que de forma inteligente, contribuyen a la protección del medio ambiente, y se afirma que con el uso de él ahorramos en promedio  un 70% del gas al año.

Centro Mexicano Francés del conalep en Gómez palacio Durango

viernes, 15 de septiembre de 2023

Orientación e inclinación del colector solar

 La orientación e inclinación del colector solar son los factores principales en que  se deben situar, para aprovechar la insolación que llega en un lugar concreto.

Orientación e inclinación del colector solar

La cantidad de energía solar sobre un área de la tierra, se denomina insolación o radiación solar incidente.

 El portal de internet “the  Electropaedia”  nos dice  en su artículo energía solar , que “la tierra recibe más energía solar en tan solo una hora, de la que utiliza la población mundial en todo un año”

  La luz (energía radiante) viene en muchos colores el 43% es visible,  y  aproximadamente el 52% está en la región infrarroja, y el 5% en la ultravioleta.

Aprovechamiento de la energía solar

La energía solar se aprovecha en forma de energía térmica o en forma de energía fotovoltaica, son el eje principal del estudio de los profesionales técnicos de fuentes alternas de energía, en el conalep de Gómez Palacio.

 La ciudad de Gómez Palacio, Durango. México.,  es parte de la región lagunera, donde las temperaturas a la sombra hoy en día son  alrededor de 40 ° C. como lo muestra el mapa del  El servicio meteorológico nacional

Temperaturas del mes agosto  en la republica Mexicana

 Para aprovecharla  la energía solar que realmente atraviesa la atmosfera, son determinantes los factores naturales, el clima, la altura del lugar, el tiempo específico que  influye en estaciones del año y la latitud.

La latitud es la distancia angular, que hay desde un punto de la superficie de la tierra a la línea ecuatorial.

Orientación e inclinación de colector solar en Gómez Palacio, Durango

El  ángulo de inclinación óptima de un colector térmico es igual a su latitud,  y en el hemisferio norte se orienta hacia el sur geográfico, apuntando hacia el ecuador.

Centro Mexicano Francés del conalep, en Gómez Palacio, Durango.

Agradezco la colaboración  en esta serie de artículos de los Ingenieros Horacio Gutiérrez Sánchez y Sergio Elías Reyes Medina, instructores de Fuentes alternas de energía del CMF del conalep.

miércoles, 13 de septiembre de 2023

Sistema de calentamiento solar de agua por termosifón

 En un sistema de calentamiento solar de agua por  termosifón, se aprovecha el hecho de que el agua caliente sube y el agua fría desciende.

Sistema de calentamiento solar de agua por termosifón

La trasferencia de calor es el proceso de propagación del calor de un sitio a otro. 

 Cuando el agua se calienta se expande, la gravedad hace que las moléculas de agua relativamente fría sean atraídas hacia abajo, y las moléculas calientes se eleven.

Transferencia de calor

El efecto descrito se denomina trasferencia de calor por convección, de forma técnica es llamado tiro térmico.

 En un calentador solar de agua, se utiliza este efecto.  

 El sistema de calentamiento solar de agua SCSA,  más sencillo tiene como elementos principales un colector solar plano y un tanque de almacenamiento.

Transferencia de calor en el calentador solar de agua

El colector solar se sitúa abajo del tanque de almacenamiento, y se unen con tuberías, válvulas y conexiones.

 El colector solar, capta la energía de la radiación del sol y la convierte en energía térmica,  calienta el agua y provoca que suba al tanque de almacenamiento.

El agua que asciende por un tubo se le denomina sifón, cuando lo hace por el intercambio de calor el efecto es llamado termosifón.

Sistema de calentamiento solar de agua directo
El sistema hace que el agua caliente del colector suba directamente al tanque de almacenamiento.

Sistema de calentamiento solar de agua indirecto

La conuee comisión nacional para el uso eficiente de la energía Mexicana, señala que los calentadores solares de agua, con colector plano son utilizados donde no se requieren temperaturas superiores a 60 °C  (grados centígrados).

Sistemas de calentamiento de agua más complejos incluye un intercambiador de calor.

Centro Mexicano Francés del conalep, en Gómez Palacio, Durango.

lunes, 11 de septiembre de 2023

Colector solar de placa plana

 El colector solar de placa plana, capta la energía de la radiación solar en una superficie metálica y la convierte en energía térmica. También trasfiere su calor  a un fluido, agua o aire.

Colector solar de placa plana

Entre las diversas tecnologías de “colectores solares”, la más simple, es la del colector plano.

 Su superficie de absorción es una placa metálica de  hierro, o bien de cobre, o de aluminio.

  A la que se le une, la tubería del agua.

Interior de colector solar plano

Para obtener mejores resultados del intercambio del calor, es absolutamente necesario soldar los tubos a la plancha.

 Y con el fin es evitar la oxidación, se aplica “pintura selectiva” para colectores solares de color oscuro mate.

 Esta pintura también es transmisora de calor.

Partes del captador solar plano

La placa absorbente y la tubería se colocan dentro de una caja térmica, el fin, evitar la pérdida de calor hacia la atmósfera.

  Su parte frontal es de vidrio templando, este no absorbe el calor de manera significativa, por lo que la mayoría de la radiación entrante y es absorbida por la placa.

 El cristal protege contra la intemperie, forma una barrera de efecto invernadero, ya que el calor queda atrapado en el espacio existente entre el vidrio y la placa absorbente.

Calentador solar de placa plana

El colector solar es un intercambiador de calor utilizado en calentadores solares para agua, su uso es  doméstico e industrial, su montaje requiere conocimientos especializados.

 Continuaremos primero Dios comentando de ellos, en la serie de artículos que aquí inician. 

Centro Mexicano Francés del conalep, en Gómez Palacio, Durango.

Agradezco la asesoría del Ingeniero Horacio Gutiérrez Sánchez, instructor y encargado de la  carrera de Fuentes Alternas de Energía, del conalep de Gómez Palacio, Durango. 

lunes, 4 de septiembre de 2023

Polipasto de cadena manual

 El polipasto de cadena manual se utiliza para subir cargas demasiado pesadas de forma vertical, se opera  jalando una cadena sin fin con las manos,  que hace girar un mecanismo de izamiento.

Polipasto de cadena manual

El nombre de polipasto viene del griego poli muchos, y pasto tirar.

Un polipasto es una maquina de izamiento capaz de subir un objeto, aplicando una fuerza mucho menor que su peso.

El polipasto cyclone de la marca Columbus McKinnon tiene componentes de alta tecnología, su cuerpo es de aluminio fundido de alta resistencia es ligero en peso (17 kilogramos), lo que facilita su trasporte e instalación.

Partes exteriores del polipasto de cadena manual Cyclone serie 622A  de la marca Columbus McKinnon

Para levantar la carga se tira de la cadena sin fin en el sentido de las agujas del reloj con las manos,  en caso de operación  contraria se emplea para bajar la carga.

Además el polipasto debe sostener la carga levantada, es decir, que si el operador dejar de tirar de la cadena, la carga se mantiene en su sitio. 

Partes interiores del polipasto de cadena manual

El polipasto manual de cadena  CM Cyclone, es ideal para aplicaciones industriales de uso pesado, con capacidades de 1/2, 1, 1 1/2, 2, 3, 4, 5, 6, 8 y 10 toneladas.

 Poleas y reductores de velocidad en base a engranajes  le dan doble reducción de esfuerzo,  se requiere solo 21 kilogramos fuerza para levantar  media tonelada.

Polipasto de cadena manual CM  CYCLONE

Para  obtener el rendimiento, la rentabilidad y la seguridad de la operación correcta del polipasto de cadena, se recomienda el estudio del manual de funcionamiento y mantenimiento del fabricante.



Centro Mexicano Francés del conalep, en Gómez Palacio, Durango.