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NotaPublicado: Vie Ago 01, 2008 4:18 pm 
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Registrado: Mar Ago 21, 2007 12:50 pm
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Muy buenas. Estaba pensando en construir un colector solar para calentar aire. Se que un buen colector solar de agua puede calentar el agua a mas de 200º (en el colector) y me preguntaba a cuanta temperatura podria calentarse el aire en un colector decente. Si la pregunta es muy ambigua, me basta con saber en que relacion se calienta el aire mas que el agua con la misma radiacion solar.

Saludos.


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NotaPublicado: Vie Ago 01, 2008 9:49 pm 
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Registrado: Sab Sep 09, 2006 11:41 pm
Mensajes: 631
Ubicación: Ferrol /España
no sabria responderte de forma precisa a la pregunta pero como el aire tiene mucha menos densidad no creo que debieras usar el mismo tipo de colector. Creo que el aire es mas dificil de calentar , desde el punto de vista de que conduce menos el calor asique hay que moverlo bien. Tambien al tener menos densidad con la misma energia solar es obvio que podrias calentar muchisimo mas volumen de aire que de agua (suponiendo que uses bien el colector en cada caso). De forma intuitiva te diria que posiblemente esa relacion sea justamente la relacion que hay entre ambas densidades... ¿es asi?


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NotaPublicado: Sab Ago 02, 2008 6:34 am 
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Registrado: Vie Oct 20, 2006 8:12 pm
Mensajes: 201
El colector te va a dar la misma cantidad de calor (recibido del sol)... lo que va a cambiar es donde viertas ese calor y como lo desplaces... si tu equipo no esta dimensionado adecuadamente para el caudal de aire necesario pues no funcionara... es decir, que las tuberias sean suficientemente anchas para que circule suficiente aire...

Código:
Bueno un calculo ocioso del asunto:

Densidad = 1.18*10-3 gr/cm3 = 1180gr/m3
Volumen a calentar = 100 m3
Temperaturas = 10°C inicial, 30°C final
Tiempo de operación = 2 hr
Calor específico (aire seco, presión cte, 0ºC)  =  1004.67 J/K•kg = 1.00467 J/°C*gr

Masa de aire = 100 m3 * 1180 gr/m3 = 118000 gr
Diferencia de temp = 30°C-10°C = 20°C
Q = mCpDT

Q = 118000g*20°C*1.00467J/g°C  = 2 371 021.2 Joules

Tpo = 2 hr = 7200 seg

Potencia = Q/t = 2371021.2/7200 = 329.3085 =  ~330 Watts

Un colector capaz de recoger 330 Watts calentara entonces un cuarto de unos 100 m3 de volumen en unas dos horas elevando la temperatura 20 °C…

Ahora si consideramos que flujo debe haber pues seria mas o menos:

Caudal = 100 m3 / 2 hr = 100 000 lt/ 7200 s = 13.88 lt/s

La tuberia debe dejar pasar 13.88 litros por segundo de aire para lograr recoger todo el calor… yo usaria por ejemplo un tubo de PVC de unas 4” de diámetro para circular ese aire…

Si se usa ese tubo tiene una seccion transversal de 78 cm2

Asi que

13.88 lt/seg = 13880 cm3/s

Vel lineal del aire = 13880 cm3/s / 78 cm2 = 177.95 cm/s = ~ 1.8 m/s

Esta velocidad me suena un poco alta como para que el aire circule solito por pura convección... creo que habria que considerar ese tipo de tuberia pero con 4 circuitos para asegurar una baja velocidad lineal y que circule mejor por pura convección...


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NotaPublicado: Sab Ago 02, 2008 8:55 pm 
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Registrado: Vie Jul 06, 2007 4:33 am
Mensajes: 152
Ubicación: Sud America
País: Uruguay
Ciudad: Montevideo
El colector capta la energia solar (en forma de calor) y lo que hace es transferirla a un fluído de trabajo, sea agua, aire, aceite o lo que quieras, a efectos de poder acumularlo y/o distribuirlo para tal o cual uso.
La diferencia entre los distintos fluídos es su calor específico, es decir la capacidad de absorber calorías (en relación al agua).
Como el aire tiene muuucho menos calor especifico que el agua, para lograr la misma transferencia de energia se deberá mover muuucho más volumen de aire y será mas dificultosa la acumulación de calor y menor la inercia térmica del sistema.

En calefacciones por aire, lo que se hace en la práctica es exponer al sol una gran masa absorbente (que puede ser un muro de hormigón o una parte del techo, protejida por un cristal) que cumple la función de acumulador y hacer circular corrientes de aire por convección que toman calorías y las distribuyen por el recinto.

Al comenzar a estudiar termodinámica no siempre está clara la diferencias entre temperatura, cantidad de calor, calor específico, capacidad térmica etc. Una lectura a cualquier libro de Física te evacuará muchas dudas y comprenderás que la temperatura del colector no es tan importante en este caso.

Un sencillo ejemplo de colector solar para aire caliente puede ser una caja aislada, llena de piedras pintadas de negro, cubiertas por un vidrio y con dos aberturas. Por la inferior soplas aire con una turbina y por la superior recojes y distribuyes aire caliente (casi gratis!).
Suerte con tu proyecto y si puedes, compártelo con nosotros.
Saludos!.


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NotaPublicado: Dom Ago 03, 2008 11:55 pm 
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Registrado: Mar Ago 21, 2007 12:50 pm
Mensajes: 57
Gracias por las respuestas, creo que todas me han servido cuanto menos un poco. Lo que me interesa es calentar el aire lo maximo posible con un colector, he pensado en realizar un tramo con tuberia de cobre, pintada de negro y rellena de esponjas de nikel (nanas) para que caliente mejor el aire que pasa a traves de ellas. Una primera parte iria al aire y serviria para precalentar el aire, otra parte iria con colector, y otra con colectores y tubos de vidrio al vacio. Podemos realizar un "motor" que enfrie ese aire caliente y funcione como motor de vacio, y al otro lado lo que hace es comprimir el gas de un refrigerador. El funcionamiento es mas o menos perfecto, cuanto mas calor hace, mas frio se genera.

Un saludo y gracias de nuevo.


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NotaPublicado: Lun Ago 04, 2008 11:37 am 
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Registrado: Jue Dic 29, 2005 7:43 pm
Mensajes: 942
Ubicación: España->Madrid->Pozuelo
Por lo que cuesta el cobre te compensa comprar tuberia negra de riego que cuesta menos de 20 céntimos el metro, hay gente que para sus casas de campo se compran 30 metros (6 euros) de esto lo enrollan e espiral y hacen pasar el agua por él, al parecer funciona de perlas, y es ultraeconómico.


http://es.youtube.com/watch?v=sBAi_TVNaiM&feature=PlayList&p=12CC5BC5D5919569&index=0

mira los dos primeros videos.

Un saludo

EDITO: he cambiado el link, estaba mal.

_________________
"Todo depende de lo que te chines"


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NotaPublicado: Lun Ago 04, 2008 1:23 pm 
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Registrado: Mar Ago 21, 2007 12:50 pm
Mensajes: 57
Hola Pablo, gracias por tu aportacion, pero creo que a mas de 80 grados la tuberia comenzaria a ablandarse y deformarse, puede que sirva para poner al comienzo y precalentar el aire, pero despues voy a necesitar tuberia metalica, puede que sirva otro metal que no sea cobre, pero de momento es el que mas he utilizado y mejor conozco.

Saludos.


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NotaPublicado: Mar Ago 05, 2008 6:14 am 
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Registrado: Vie Oct 20, 2006 8:12 pm
Mensajes: 201
No se por que deba ser metal pero por costo igual y sea mejor usar tubo galvanizado, vale como 5 veces menos... si es para aire no te afecta ya que la rugosidad relativa del tubo no le va a pegar tanto como si fuera para agua... o de plano insisto en tubo de PVC pintado de color y ese como va a circular mucho mas el aire no le va a dar tiempo de sobrecalentarse hasta los 80° que mencionan...


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NotaPublicado: Sab Ago 16, 2008 6:11 pm 
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Registrado: Sab Mar 25, 2006 7:16 pm
Mensajes: 182
Ubicación: La Paz - Bolivia
País: Bolivia
Ciudad: La Paz
mira esto:
http://blog.hemmings.com/index.php/2007 ... ot-of-soda
8)


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NotaPublicado: Vie Ago 29, 2008 2:59 pm 
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Registrado: Mar Ago 21, 2007 12:50 pm
Mensajes: 57
Hola, gracias por el enlace. Mas bien me referia a una placa parabolica que refleje la luz del sol hacia su foco, en el que está el tubo, ya sea dentro de otro tubo de vidrio para hacer efecto invernadero o bien al aire (todo es cuestion de probar) y asi que el tubo se caliente muy mucho y por lo tanto el aire interior tambien.

Saludos.


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