Universidad Alas Peruanas: Facultad De Ingenierias Y Arquitectura Escuela Academico Profesional De Ingenieria Ambiental

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL

C U RS O : E NE RG Í A Y M E D I O A MBI ENTE P RO F ESOR : A L A N Z A M A L LOA P U M A P R E S E N TAD O PO R  D I N A MAGA LY CO N D O R I Q UI S PE  TA NI A FER N A ND EZ HUA MAN

¿QUÉ ES TERMA SOLAR Una terma solar utiliza la energía solar para calentar agua, que después es almacenada en tu termo-tanque para poder utilizarla a cualquier hora del día, inclusive en la noche, cuando no hay sol, ya que en el tanque se mantiene caliente. Su uso más común es para calentar agua para uso en piscinas o servicios sanitarios (duchas, lavado de ropa o trastes etc.) tanto en ambientes domésticos como hoteles y otras industrias

En muchos climas un terma solar puede disminuir el consumo energético utilizado para calentar agua. Tal disminución puede llegar a ser de hasta 50%-75 % o incluso 100 % si se sustituye completamente, eliminando el consumo de gas o electricidad En varios países desarrollados las normativas estatales obligan a utilizar estos sistemas en viviendas de nueva construcción. Aunque muchos países en vías de desarrollo cuentan con climas muy propicios para el uso de estos sistemas, su uso no está extendido debido al costo inicial de la instalación.

UBICACIÓN DE LA TERMA SOLAR La Terma Solar debe instalarse sobre una superficie que resista el peso de operación del equipo, orientada de tal manera que obtenga la mayor radiación posible, generalmente la orientación ideal es hacia el sur en el hemisferio norte y hacia el norte en el hemisferio sur, es decir apuntando hacia el ecuador. También es necesario colocarlo a cierta inclinación, ya que de esta manera captara más sol, la persona que te lo instale debe de calcular esta inclinación. Dentro de la terma solar vamos a encontrar 4 elementos esenciales: la placa transparente, el serpentín por donde pasa el agua, la placa colectora y el aislante térmico.

PARTES DE UNA TERMA SOLAR

COLECTOR SOLAR

Un colector solar o captador solar es cualquier dispositivo diseñado para recoger (colectar) la energía recibida del sol y elevar la temperatura (el nivel térmico) de un fluido con vistas a su aprovechamiento. Los colectores se dividen en dos grandes grupos: los captadores de baja temperatura, utilizados fundamentalmente en sistemas domésticos de calefacción, agua caliente sanitaria y climatización de piscinas, fundamentalmente, y los colectores de alta temperatura, conformados mediante espejos, y utilizados generalmente para producir vapor que mueve una turbina que generará energía eléctrica.

El colector consta de: • Un absorbente pintado de negro, del cual se extrae el calor mediante el fluido del colector, es decir, el agua

Existen tres tipos de absorbentes eficientes: Absorbente de serpentín  Absorbente de registro tubular Absorbente de placa

• Una cubierta transparente El colector cuenta con una cubierta transparente ayuda a reducir las pérdidas de calor y protege la superficie del absorbente de la contaminación, alargando así la durabilidad del revestimiento, puede ser de vidrio, lamina o vidrio acrílico.

• Aislamiento en la parte posterior y a los lados del absorbente • Una cubierta de protección para el absorbente y su aislamiento. • Caja del colector. La función principal de esta caja es: Proteger las diferentes partes del colector de elementos externos como la lluvia, la humedad y el viento. Puede ser construida de madera, metal y plástico.

La ventaja de utilizar madera es que dicho material es aislante, la caja es de metal será necesario aplicar una capa de pintura protectora

TANQUE Puede ser un cilindro de 25 galones, con cuatro niples galvanizados (dos de 1 pulgada y 2 de 1/2 pulgada) y una boya de nivelación o flotador como el de los tanques sanitarios. El ingreso del agua fría de la red es por la parte lateral superior (niple de 1/2 pulgada), con el flotador y un tubo hasta casi el fondo del tanque, para que el agua fría entre al fondo. El ingreso del agua del calentador es por la parte lateral superior (niple de 1 pulgada). La salida del agua al calentador es por la parte lateral inferior (niple de 1 pulgada). La salida del agua caliente a la red de uso es por la parte lateral media del tanque (niple de 1/2 pulgada).

Esta sección describe los puntos referentes: • Al almacenamiento de agua, la conexión del tanque y el colector, y el abastecimiento y uso del agua. Existen dos tipos de tanques de almacenamiento: • Tanques no presurizados • Tanques presurizados

MANTENIMIENTO DE UNA TERMA SOLAR El mantenimiento es similar a las termas eléctricas o de gas. Depende directamente de la calidad de agua y determina la vida de la terma. Se recomienda en situaciones normales limpiar el sistema una vez cada dos años. Si el agua es de mala calidad, ocasionalmente es necesario instalar un filtro. Colocar un ánodo de sacrificio es recomendado para reducir la oxidación (en la parte de abajo un tanque de 8 años sin mantenimiento).

TIPOS DE TERMAS SOLARES ACTIVOS Los calentadores solares activos son aquellos que utilizan una bomba o algún tipo de energía externa para mover el agua dentro de su ciclo.

PASIVOS Los generadores solares pasivos no requieren de energía externa para funcionar. Utilizan el principio de convección para mover el agua dentro del sistema.

TIPOS DE CIRCULACIÓN DIRECTA Donde en el colecto se calienta el agua, la que es utilizada directamente por la persona.

INDIRECTA

• Se calienta en unas propiedades de trabajo, enviándose a un intercambiador de calor de los calentadores solares. • Este sistemas, usa igual principio que el llamado radiador de un auto. Así se independiza el fluido del llamado sistema, con el que será utilizado.

• Este es una buena alternativa, si el sistema de calentamiento de agua, se encuentra ubicado en lugares que son propensos a que se congelen, y por lo tanto, el agua al congelarse, podría ser el causante de que las tuberías se rompan.

VENTAJAS • Requieren de un 'mínimo' espacio para su instalación. • Ecológicos, no emiten ningún contaminante a la atmósfera.

• La temperatura del agua llega a ser de 65 a 70º centígrados. • Ahorro el 80% del consumo de gas, esto implica la recuperación de la inversión. • Garantía de 5 años.

DESVENTAJAS • Dependiendo el volumen y el momento en que se usa el agua caliente, ésta puede tener o no la temperatura deseada. • Depende de las condiciones climáticas • Restricción en hora de utilización del agua caliente. • Mantenimiento necesario.

• Precio elevado

Ejemplo

• Una familia consume 200 litros diarios de agua a 40 °C. La temperatura del agua en la fuente es de 15°C. Calcule el coeficiente (Q) de energía de calor.

Una vez calculada la energía necesaria, se puede calcular el área de la superficie del colector, tomando en cuenta la radiación solar (I) y la eficiencia del sistema (Eef).

Utilizando el resultado anterior. La radiación solar es 4 kwh/m2 y la eficiencia de la terma solar es de 35%. ¿Cuál es el área de superficie necesaria para la familia?

Entonces, se necesita un área de superficie de paneles total de 4.1 m2 para calentar 200 litros de agua a 40°C