Mi plan para dominar el mundo a través del calentador de agua solar

Mi plan para dominar el mundo a través del calentador de agua solar.

He estado interesado en la calefacción solar y la energía solar desde que era un niño. Pero no lo tomé en serio hasta que construí uninvernadero solar en mi ultima casa Basándome en esa experiencia, decidí que mi próximo proyecto sería un proyecto de calentamiento solar puro.

Comencé el proyecto ordenando 3 calentadores de agua solares de tubo de vacío deGirasol solar en China. Esto fue divertido ya que me importó todo lo que hice. También fue un poco arriesgado ya que tuve que pagar por adelantado $ 1100 a China por transferencia bancaria sin saber realmente si iba a obtener algo por ello. Pero la caja se presentó en el almacén en Milwaukee unas 6 semanas más tarde. ¡Pagué los aranceles y los cargué en nuestra pequeña camioneta!

Si hubiera comprado un tipo de sistema similar de un proveedor de energía solar de EE. UU., Habría costado alrededor de $ 3000. Lo que realmente quiero hacer es comprar el valor de un contenedor completo de coleccionistas. ¡La fábrica me ha prometido un precio mucho mejor si compro en cantidad!

Los colectores solares de tubos evacuados son una bestia extraña. Preste atención: tiene un tubo largo que tiene el aire bombeado, con un absorbente de calor de aluminio o cobre plano en el interior. Dentro del absorbedor de calor hay un medio de transferencia de calor de cambio de fase, generalmente alcohol o freón. El medio de transferencia de calor hervirá cuando se exponga al sol, el gas subirá al intercambiador de calor de cobre en la parte superior (más allá de la parte evacuada del tubo), donde se condensará y dejará su calor. El extremo de cobre se empuja dentro de un colector de transferencia de calor con agua corriendo a través de él, calentando así el agua.

Aquí está el final del negocio de un colector de calor solar de tubo evacuado. Los tubos tienen aproximadamente 3 ″ de diámetro y 5 pies de largo. Aunque son caros en comparación con los colectores de placas planas, el aislamiento extremo del vacío les permite recolectar la energía solar de manera muy eficiente, incluso en días nublados o nebulosos. En un día de noviembre, los colectores quemaron el aislamiento de espuma en los tubos de cobre que se ejecutaban en el colector, y he visto temperaturas del agua tan altas como 190 grados que se bombean hacia el sótano. ¡Guauu!

Aquí puede ver un distribuidor con los tubos instalados, mientras que el distribuidor al lado no tiene los tubos instalados. La instalación del techo fue fácil, solo coloqué los colectores con marcos en el suelo y luego los atornillé en el techo. Hice todas las tuberías y luego, cuando todo estuvo listo, llevé los frágiles tubos al techo y los instalé. Todo era ligero y fácil de trabajar. (OK, la traducción al chino fue un poco inestable en algunos lugares. Pero a la fábrica le fue muy fácil llegar por correo electrónico y se le envió todo tipo de imágenes para demostrar). Lo importante es sellar el techo lo mejor posible y obtener la tubería. bien hecho. Utilicé 1/2 cobre alrededor. Los colectores chinos tenían salidas de 22 mm, que se combinan perfectamente con el cobre US 3/4 ″. Soldar en el techo fue un poco frustrante, incluso en los días más tranquilos había suficiente viento para apagar la antorcha. Pero finalmente lo hice y no se filtra en absoluto.

Entonces ... el controlador a la izquierda monitorea la temperatura en los colectores solares y en el tanque de almacenamiento solar en el sótano. Cuando la temperatura en el techo excede la temperatura en el tanque de almacenamiento del sótano, la bomba en línea que se muestra a la derecha se activa y el fluido solar caliente circula en el sistema, calentando el agua del sótano.

Aquí está la vista en el sótano. El tanque de almacenamiento solar es nuestro viejo calentador de agua eléctrico de 50 galones. El agua fría que se va a calentar para uso doméstico entra primero en este tanque, donde se calienta por el fluido solar desde el techo. El agua sale del tanque de almacenamiento solar y entra en el calentador de agua doméstico regular. Si ha sido un día nublado, este calentador servirá como respaldo y hará todo el calentamiento de agua requerido. Si ha estado soleado, el agua se calentará solo con energía solar.

A la derecha se puede ver un poco del intercambiador de calor hecho en casa que hice para el tanque de almacenamiento solar. Retiré los elementos de calefacción superior e inferior del tanque e inserté la mayor cantidad de tubo de cobre de 1/2 ″ que pude. Pude usar accesorios de compresión de cobre para hacer un sello a prueba de fugas. El fluido solar (una mezcla de agua y propilenglicol, un anticongelante apto para alimentos) se bombea a través de esta bobina de tubería de cobre dentro del tanque y transfiere el calor al agua. Esta es una solución temporal. Eventualmente obtendré un tanque de almacenamiento más grande y probablemente cambiaré a un intercambiador de calor de placa plana de doble bombeo.

Han pasado solo unos días desde que el sistema ha sido completamente funcional, con muy poco sol. Así que no tengo muchos datos de rendimiento para compartir. El calentamiento solar de agua en nuestro clima puede proporcionar hasta el 75% de las necesidades de calentamiento de agua sobre una base anual. Pero la mayor parte de esa calefacción es en primavera, verano y otoño. El sol es simplemente demasiado bajo en el cielo y demasiado corto de tiempo en invierno para ser muy útil en nuestra latitud.

Datos del 27 de noviembre (sol claro, viento de más de 30 mph, Farenheit de los 20 altos):

Corrí el lavaplatos alrededor de la 1:00, creo que eso explica la caída de temperatura. Hay un poco de sombra de un pino después de la 1:00 pm en este momento, lo que también puede explicar por qué la temperatura no se recuperó. Calentar 50 galones de agua a 50 grados Farenheit (hizo al menos este trabajo) representa 20,000 btu de calefacción, si mis cálculos son correctos. (1 btu = 1 libra de agua levantada 1 grado Farenheit). Estoy pensando que se necesita más aislamiento de la tubería; en realidad frito parte del aislamiento de espuma en el techo cuando la bomba no estaba funcionando un día. No tengo idea de cómo mi intercambiador de calor casero se compara con otros, pero creo que deja mucho que desear. Un tanque de almacenamiento solar fabricado en fábrica con intercambiador de calor interno tiene aproximadamente 120 pies de tubería de cobre para el intercambio de calor, mientras que mi tanque tiene solo 20 pies de tubería de cobre.

Realmente quiero instalar un intercambiador de calor externo de plataforma plana a continuación. Esto requeriría una bomba para sacar el agua del tanque, a través del intercambiador de calor y volver al tanque. Pero se dice que estos intercambiadores de calor son súper eficientes.

En general, creo que este sistema está cerca de lo que quiero. Todos los consejos que he leído dicen que no desea ampliar el tamaño del sistema. Si es demasiado grande, el calentamiento durante el verano es un problema. ¿Qué hace con todo el calor adicional? Se supone que debe dimensionarlo para hacer el 100% de sus necesidades de calefacción en el verano. Parece que este sistema sería adecuado para un día de verano, que tiene varias veces más energía disponible que un día de invierno.