ESQUEMA GENERAL





PRIMER CONJUNTO DE COLECTORES EN FACHADA SUR ESTE ( otoño-invierno año 2007 )


Estas son los primeros colectores montados. Miden 150 x 300 x 8 cms cada uno, lo que dá una superficie de captación de 9 mts cuadrados.
La parte superior está tapada con policarbonato para hacer de conducto hacia el centro de los colectores. La parte inferior tiene puesta una lana de acero para evitar la entrada de bichos y polvo.

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SEGUNDO CONJUNTO DE COLECTORES EN FACHADA SUR OESTE ( construidas primavera año 2008 )

Visto lo bien que funcionaba el sistema fuimos a por otro.
Miden lo mismo que las otras pero tiene una configuración distinta. El aire se absorbe por la parte superior y se va calentando a medida que baja. Se recuerda que el aire va forzado y en este caso circula al revés de lo que lo haría de forma natural.
Esta placa colectora está insolada por la tarde cuando la temperatura del exterior es más alta.
En verano el aire interior se calienta bastante y se deja circular libremente para evitar un calentamiento excesivo.
La temperatura de salida del aire caliente ha superado varias veces los 65ºC, sobre todo en otoño y primavera.
Esta placa colectora lleva además un circuito intercambiador ( desde el otoño 2009 ) que calienta aire del interior de la primera planta.
Próximamente y una vez pasado el invierno ya veremos si ha funcionado bien. De momento cumple con lo previsto.

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FUNCIONAMIENTO

los colectores llevan asociados 5 sensores de temperatura para hacerlos funcionar correctamente.

COLECTOR SUR ESTE

-Temperatura interior de vivienda
-Temperatura de la parte inferior de la vivienda
-Temperatura del colector ( Está situado en el interior detrás de una bandeja para que no le afecte el sol y pueda falsear la lectura )
-Temperatura en la entrada de aire del extractor ( El que absorbe y fuerza el aire a circular )
-Temperatura externa

COLECTOR SUR OESTE

-Temperatura interior de vivienda
-Temperatura de la parte inferior de la vivienda
-Temperatura del colector ( Está situado en el interior detrás de una bandeja para que no le afecte el sol y pueda falsear la lectura )
-Temperatura en la entrada de aire del extractor ( El que absorbe y fuerza el aire a circular )
-Temperatura del intercambiador


En ambos cuando la temperatura del colector es superior a 5 ºC con respecto a la temperatura de la parte inferior de la vivienda se pone en marcha el extractor para recuperar calor.
El sensor de temperatura en la entrada de aire del extractor sirve como referencia de la temperatura del aire que se recupera y se utiliza conjuntamente con el sensor del colector para el control del extractor.
El corazón del sistema de control es un pequeño PLC de Mikroelektronika ( PICPLC8A ). Con esta pequeña maravilla lo controlamos todo, hasta la velocidad del extractor ( de 20% a 100% ) en el colector SE y velocidad lenta/rápida + control intercambiador en el colector SO, en función de la diferencia de temperatura entre colector y sensor de temperaratura de de la parte inferior de la vivienda + sensor de entrada de aire al extractor.


VENTAJAS

Al ser colectores con mucha superficie de captación el sistema recupera MUCHO calor, sinceramente más de lo esperado y calculado.
No afean demasiado la fachada ya que son muy estrechos ( solo 8 cms ) y el policarbonato celular hace un reflejo gris que difumina la parte negra interior.
Al estar colocados en vertical se obtiene una exposición al sol bastante lineal en todos los meses del año. ( situación bastante curiosa, ver la tablas de radiación). Esta situación es buena en invierno porque se recupera mucha energía al estar bastante enfrentados al sol y también en verano porque no tienen una radiación fuerte al estar el sol bastante inclinado con respecto a los colectores. Evitamos de esta manera que la temperatura del colector suba demasiado en verano ( aunque se pone calentito ).
La bajísima masa térmica ( 300 gramos/metro cuadrado ) y la baja resolución de 0,25 ºC que se utiliza en el control, hacen que en el momento que hay insolación se pone en funcionamiento el sistema. La latencia / histéresis de todo el colector Sur Oeste es de menos de dos minutos para la salida de aire caliente por el intercambiador desde el momento que le llega insolación.
Se ensucian bastante menos de lo previsto.
El policarbonato celular tiene una de las caras que frena los rayos ultravioletas. Esto es ideal ya que la pintura de las bandejas no se estropea.
El rendimiento del sistema está en torno al 57% con una radiación frontal. Esto equivale a unos 5200 watios por conjunto de colector. Esto se ha medido según tablas de caudal / diferencia de temperatura exterior - temperatura aire recuperado.
Es decir, para una insolación de 1000 watios por metro cuadrado de exposición, caso de estar el sol totalmente enfrentado a los colectores ( esta situación es teórica ), se recuperan 570 watios de calor por metro cuadrado, lo cual no está nada mal.

Esta gráfica está sacada de los extractores S&P.



La diferencia de temperatura es de unos 35 ºC, con un caudal de 450 metros cúbicos hora. ( extractor TD 500 de S& P , con un porcentaje de pérdida de carga por los colectores y tubos ). 
El consumo del control electrónico es ridículo ( menos de 7 watios ) y el del extractor es de solo 50 watios, cuando funciona  a100%.


EL CONTROL ELECTRÓNICO COLECTOR SUR ESTE

El control electrónico es bastante serio. Se utiliza una placa EasyPic4 de Mikroelektrónika. El programa controla la velocidad del extractor, la conversión A/D de los sensores de temperatura ( conversor de 10 bits) y una pantalla alfanumérica. Solo decir que para evitar falsas lecturas de los sensores el programa los lee 1024 veces y saca la media. Todo eso en menos de un segundo, y cada segundo repite...
Esta placa será sustuida por la PICPLC8A, tal y como está en el colector de la fachada Sur Oeste.
La resolución de temperatura es de tan solo 0,25ºC.
Como se van experimentando cosas, el control de este colector está del todo provisional. Nada que ver con el control del colector Sur Oeste que ya ha quedado en su forma definitiva y ya se vé algo serio.
Lo bueno de este es que está al lado del ordenador y puedes ir modificando e implementando cosas.
El control de velocidad se realiza con la ayuda de una placa electrónica de CEBEK controlada directamente por la salida PWM del procesador de la Easypic4.
Aquí os dejo la foto.




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EL CONTROL DE COLECTOR SUR OESTE

A este control se le ha añadido este año (2009 ) un intercambiador de calor ampliando el software de control. Actualmente se ocupan algo más de 6K de programa de los 8 disponibles. Las placas actuales de PICPLC8A ya vienen con procesadores de 32K, completamente compatibles con los anteriores y a mayor velocidad por lo que no hay inconveniente de ir ampliando el programa de control o ampliar la pantalla gráfica.
Se controla otro extractor más pequeño ( TD 350 ) que hace circular el aire de la planta baja y lo devuelve  a la misma planta pero más caliente.
Si la temperatura interior es más baja de 21 ºC se activa el intercambiador, siempre y cuando la temperatura recuperada del colector lo permita.




Este ha quedado algo mejor como puede verse ...




SENSORES DE TEMPERATURA

Los sensores están construidos con el circuito integrado LM335Z.
El cableado se ha realizado con cable apantallado y no ha dado ningún tipo de problemas. Hay longitudes de cable de unos 30 metros.
Son totalmente lineales en un amplio margen de temperatura, muy pequeños y baratos. 
Se han soldado y se ha utilizado tubo retractil para proteger el conjunto.
No han dado ni un solo problema y esto que en verano alcanzan temperaturas de más de 90 grados.
La foto se ha hecho al lado de un bolígrafo BIC para comparar el tamaño.





BUENO AHORA VAMOS CON LOS INCONVENIENTES

... Son bastante grandes ...

PROBLEMAS DETECTADOS

El viento arrancó una vez una de las placas de policarbonato celular. Hay que decir que fué una tormenta como no se había visto desde hacía 25 años con vientos de 100 Kms por hora.
Se reforzó el sistema de anclaje de las placas de policarbonato para evitar estos problemas.
Recomiendo que se hagan con perfiles de aluminio y algo más pequeñas. Ojo con las dilataciones del policarbonato.
El policarbonato se raya con una enorme facilidad, su vida útil ronda los 10 años según el fabricante y no es barato, pero rinde más que el cristal y pesa mucho menos.


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