Calentador solar casero

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS

Unidad Académica De Ciencias Químicas

Programa De Ingeniería Química

Proyecto de Intro. A Ing. Quimica






Dr. En C. Victor


Marco teórico:
La energía renovable es aquella que se obtiene de fuentes naturales y son aparentemente inagotables. Las fuentes de energía renovable son: solar, eólica, geotérmica, biomasa, hidroeléctrica yoceánica.
Una manera de utilizar la energía solar es a través de un calentador solar. Los calentadores solares son sistemas foto térmicos en los que se puede canalizar la energía irradiada por el sol hacia nuestros hogares, sin utilizar ningún tipo de combustible, usándolo para calentar agua para uso doméstico, depósitos y albercas; para el secado de granos e incluso para mover turbinas que generanelectricidad.
Un calentador solar de agua consta principalmente de tres partes: El colector Solar, que se encarga de capturar la energía del sol y transferirla al agua; el termo tanque, donde se almacena el agua caliente; y el sistema de tuberías por donde el agua circula. En las ciudades donde se alcanzan temperaturas muy bajas durante las noches, los calentadores deben estar provistos de undispositivo que evite el congelamiento del agua al interior del colector solar.
Los calentadores solares utilizan principios básicos de física, como por ejemplo: El aire y el agua son malos conductores  del calor, sin embargo, lo absorben fácilmente, esto es, cuando están en contacto con una superficie más caliente o más fría sólo cambia de temperatura la superficie cercana a donde esta varía. Tantoel aire como el agua absorben el calor por contacto pero cualquiera de ellos debe estar en movimiento para transmitir la temperatura. Utilizando la convección en un calentador solar, la temperatura máxima que se obtiene del calentador solar es de 65°.
Un calentador solar realiza el proceso del efecto invernadero para poder calentar el agua. El efecto invernadero es tan fácil como que el calorsolar que entra a un lugar cerrado, se mantiene porque al no circular el aire. El panel del calentador solar está cubierto con un vidrio que permite la entrada de la luz solar, pero evita que el aire salga, por lo que la temperatura al interior de la caja del calentador solar es mayor que la del medio ambiente.
En el calentador solar el líquido alcanza la misma altura en los diversos recipientesque se comunican entre sí sin importar la forma o el volumen que estos tengan, siempre y cuando todos estén llenos y no contengan en su interior aire o un líquido con distinta densidad dentro de ellos.
En un termo tanque que tiene agua más fría y agua más caliente, el agua más fría está en una capa hasta abajo y el agua más caliente está otra capa hasta arriba y en medio hay capas de agua  quecambian de temperatura dependiendo de que tan arriba y que tan abajo están en el tinaco.  Esto se debe a que a mayor volumen de un líquido su densidad es menor, a mayor temperatura mayor es el volumen y, por lo tanto, a mayor temperatura menor densidad. Esta diferencia es la que propicia la convección en un calentador solar.
Para que un calentador solar pueda funcionar debidamente se tienen quecolocar en dirección hacia el sur, debido a que nos encontramos en el hemisferio norte. Esta dirección sirve para que el calentador solar este volteando hacia el Ecuador. Además de la dirección que tiene el calentador solar se debe de colocar con una cierta inclinación, para que pueda alcanzar los rayos del sol de una manera más paralela, y esta inclinación depende de el paralelo en que se encuentrala ciudad donde se va a colocar el calentador solar, y la inclinación debe de estar entre los 15° y los 45°. Por ejemplo en la ciudad de México, que está a una latitud de 19.49°, la inclinación del calentador solar tiene que estar a 30°.
Algunos de los beneficios que tiene usar un calentador solar son:
Agua caliente entre los 50° y 60°
A pesar de que este nublado los calentadores solares...