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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE QUERÉTARO FACULTAD DE INGENIERÍA Campus San Juan Ingeniería Térmica Proyecto: BUBBLESUN Captador Solar Semiesférico Equipo 4 Ana Karen Martínez Luna Andrés Vladimir Camacho Sánchez Saddam Moisés Meza Ugalde Diciembre 2014

Bubblesun Final

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  • UNIVERSIDAD AUTNOMA DE QUERTARO

    FACULTAD DE INGENIERA

    Campus San Juan

    Ingeniera Trmica

    Proyecto:

    BUBBLESUN

    Captador Solar Semiesfrico

    Equipo 4 Ana Karen Martnez Luna

    Andrs Vladimir Camacho Snchez Saddam Moiss Meza Ugalde

    Diciembre 2014

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    NDICE DE CONTENIDO

    NDICE DE CONTENIDO ....................................................................................................................... 2

    NDICE DE FIGURAS ............................................................................................................................. 3

    INTRODUCCIN ................................................................................................................................... 4

    MARCO TERICO ................................................................................................................................. 4

    DESCRIPCIN ................................................................................................................................... 4

    TIPOS DE MONTAJE ......................................................................................................................... 5

    SERIE ............................................................................................................................................ 5

    PARALELO .................................................................................................................................... 5

    VENTAJAS DEL BUBBLESUN FRENTE A MDULOS PLANOS: ........................................................... 6

    APLICACIONES ................................................................................................................................. 6

    PISCINAS/ALBERCAS .................................................................................................................... 6

    SUELO RADIANTE ........................................................................................................................ 6

    PROTOTIPO 1 ....................................................................................................................................... 8

    MATERIALES .................................................................................................................................... 8

    PROCEDIMIENTO ............................................................................................................................. 8

    PRUEBAS ........................................................................................................................................ 10

    PROTOTIPO 2 ..................................................................................................................................... 14

    MATERIALES .................................................................................................................................. 14

    PROCEDIMIENTO ........................................................................................................................... 15

    PRUEBAS ........................................................................................................................................ 16

    PROTOTIPO 3 ..................................................................................................................................... 19

    MATERIALES .................................................................................................................................. 19

    PROCEDIMIENTO ........................................................................................................................... 19

    PRUEBAS ........................................................................................................................................ 21

    PROTOTIPO 4 ..................................................................................................................................... 23

    MATERIALES .................................................................................................................................. 23

    PROCEDIMIENTO ........................................................................................................................... 23

    PRUEBAS ........................................................................................................................................ 24

    CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 28

    BIBLIOGRAFA .................................................................................................................................... 28

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    NDICE DE FIGURAS

    Figura 1.- Bubblesun Comercial .......................................................................................................... 4Figura 2.- Conexin en serie ................................................................................................................ 5Figura 3.- Conexin en Paralelo .......................................................................................................... 5Figura 4.- Piscinas/albercas ................................................................................................................. 6Figura 5.- Suelo radiante ..................................................................................................................... 6Figura 6.- Silicn .................................................................................................................................. 9Figura 7.- Manguera adherida a la cpula .......................................................................................... 9Figura 8.- Cpula con manguera adherida a la tapa ........................................................................... 9Figura 9.- Prototipo 1 completo .......................................................................................................... 9Figura 10.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 1 (Prototipo 1) ................... 10Figura 11.- Prueba 1 del Prototipo 1 ................................................................................................. 11Figura 12.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 2 (Prototipo 1) .................. 12Figura 13.- Prueba 2, medicin de la temperatura en la esfera ....................................................... 12Figura 14.- Prueba 2, medicin de la temperatura final del agua ..................................................... 13Figura 15.- Enrollamiento de la manguera dentro de la pecera ....................................................... 15Figura 16.- Parte interior de la semiesfera ........................................................................................ 15Figura 17.- Flotador en la segunda semiesfera ................................................................................. 16Figura 18.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 1 (Prototipo 2) .................. 17Figura 19.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 2 (Prototipo 2) .................. 18Figura 20.- Temperatura alcanzada por el agua ................................................................................ 18Figura 21.- Armazn dentro de la pecera .......................................................................................... 20Figura 22.- Enrollar la manguera dentro de la pecera ...................................................................... 20Figura 23.- Flotador en la pecera ...................................................................................................... 20Figura 24.- Prototipo 3 ...................................................................................................................... 20Figura 25.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 1 (Prototipo 3) .................. 21Figura 26.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 2 (Prototipo 3) .................. 22Figura 28.- Flotador perforado .......................................................................................................... 24Figura 29.- Flotador conectado con manguera ................................................................................. 24Figura 30.- Flotador perforado dentro de la pecera ......................................................................... 24Figura 31.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 1 (Prototipo 4) .................. 25Figura 32.- Temperatura alcanzada en la burbuja (P1) ..................................................................... 26Figura 33.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 2 (Prototipo 4) .................. 27Figura 34.- Temperatura alcanzada en la burbuja (P2) ..................................................................... 27

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    INTRODUCCIN Un calentador solar de agua, como su nombre lo indica, tiene el propsito de producir agua caliente sin necesidad de la quema de sustancias combustibles, utilizando nicamente energa solar que el sistema convierte en calor.

    Las ventajas econmicas y ecolgicas de la generalizacin de este tipo de tecnologa son evidentes: el ahorro o la eliminacin del uso de hidrocarburos y combustibles, tales como gas natural, gas L.P, carbn, lea y combustleo en la produccin de agua caliente para aplicaciones domsticas, tursticas, de esparcimiento e industriales; as como el consecuente impacto positivo en el medio ambiente, en virtud de que el uso de la energa solar contribuye a prolongar el tiempo de existencia de las recursos naturales.

    Aunque por su posicin geogrfica Mxico es uno de los pases ms ricos en el recurso energtico solar, su divulgacin no es una prctica generalizada, no obstante que la aplicacin de este tipo de energa alternativa representa un nicho de grandes oportunidades.

    Este proyecto consiste en la construccin de un calentador solar semiesfrico, conocido comercialmente como bubblesun, con el objetivo de aprovechar la energa solar para elevar la temperatura del agua que circula en el sistema de una manera econmica y ecolgica.

    MARCO TERICO BubbleSun es un colector que facilita el aprovechamiento de la energa solar. Por su forma semiesfrica, recibe siempre la radiacin del Sol, sin precisar de una orientacin o inclinacin determinada. Ideal para das nublados.

    Es un colector formado ntegramente por materiales plsticos, por lo que est libre de corrosin e incrustaciones calcreas. Se puede utilizar directamente, por ejemplo, con el agua de una piscina. A pesar de ser ligero, es robusto y resistente a las adversidades climticas, viento, tormentas, heladas o granizo.

    Figura 1.- Bubblesun Comercial

    DESCRIPCIN Lo primero que resalta de este modelo de colector solar es su forma semiesfrica. La estructura de soporte principal la componen dos cpulas semiesfricas concntricas. Entre ambas se aloja el

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    absorbedor conformado por un tubo de polipropileno de uso alimentario de color negro, el cual se asienta sobre varios soportes fijados sobre la cubierta inferior. El absorbedor est dispuesto para aprovechar el espacio de la mejor forma posible desde un punto de vista del aprovechamiento solar.

    El conjunto de las dos cpulas y el absorbedor se asientan sobre una plancha recubierta de aluminio la cual hace las veces de aislante y de reflector. La capa de aluminio permite que la fraccin de luz que pasa entre los tubos se refleje e incida en la parte interna del absorbedor aprovechndose.

    TIPOS DE MONTAJE

    SERIE La conexin en serie proporciona ms temperatura de salida final, pero el rendimiento de cada uno de los colectores conectados va disminuyendo conforme la temperatura va subiendo, a medida que se avanza en la serie. La conexin en serie permite tambin hacer la instalacin con una tubera general de dimetro inferior (el caudal que atraviesa un colector es el mismo que pasa por el siguiente).

    Figura 2.- Conexin en serie

    PARALELO La instalacin en paralelo, por el contrario, no alcanzar tanta temperatura como la instalacin en serie, pero mantendr siempre un mayor rendimiento. Esto es especialmente til en aplicaciones de menor temperatura como el calentamiento de piscinas o suelo radiante, donde el salto trmico requerido entre la temperatura del colector y la temperatura de consigna es reducido.

    Figura 3.- Conexin en Paralelo

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    VENTAJAS DEL BUBBLESUN FRENTE A MDULOS PLANOS: Sistema un 20% ms econmico. Menos superficie de ocupacin No necesita orientacin por su diseo semiesfrico (mayor rendimiento). No proyecta sombras. Modular. Cualquier pieza puede ser sustituida con facilidad. Sus reducidas dimensiones junto a su poco peso permiten que se pueda instalar

    fcilmente en cualquier lugar. Al trabajar a baja temperatura, no precisa instalacin de seguridad por

    sobrecalentamiento. No necesita enfriadores ni vaso de expansin. Ligereza Facilidad de transporte Resistencia frente a inclemencias meteorolgicas y anti vandlicas. Ecolgico

    APLICACIONES

    PISCINAS/ALBERCAS Es quiz la aplicacin de Bubblesun en la que se consiguen los mejores resultados ya que se hace trabajar al colector en unas condiciones ptimas. Adems permite que el agua de la piscina pueda pasar directamente por los colectores, sin necesidad de usar ningn tipo de acumulador ni intercambiador, lo que simplifica mucho el esquema de la instalacin y abarata su costo. Los colectores deben contar con proteccin para evitar

    que los productos qumicos que habitualmente se usan para mantener transparente el agua de las piscinas puedan daarlos.

    SUELO RADIANTE La calefaccin por suelo radiante es tambin una de las aplicaciones en las cuales el bubblesun alcanza buenos resultados ya que se requieren temperaturas bajas en el que los colectores trabajan con buen rendimiento. Esta tcnica de calefaccin consiste en instalar un circuito de tuberas bajo el suelo interior de la vivienda por los cuales se hace circular agua caliente a una temperatura entre 35C y 40C. El agua caliente transmite su calor al suelo y de ah pasa a Figura 5.- Suelo radiante

    Figura 4.- Piscinas/albercas

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    los habitantes de la vivienda.

    Esta tcnica de calefaccin es considerada como la ms eficiente y la que genera una mayor sensacin de bienestar ya que transmite el calor a los habitantes de la vivienda sin resecar el ambiente.

    Segn pruebas realizadas en Espaa, de donde es originario este producto, Bubblesun permite alcanzar, segn los distintos climas, ahorros de entre el 20% y el 30% porcentajes nada desdeables para la calefaccin solar de aguaACS (Agua caliente sanitaria)

    Segn los datos ofrecidos, cada colector solar Bubblesun comercial es capaz de proporcionar 50 litros de agua a 45 C en los meses de verano. Esta temperatura es adecuada para una ducha agradable.

    Sin embargo, muchas normativas, a fin de eliminar riesgos en torno al problema de la legionela, obligan a elevar el agua que se va a usar para la ducha hasta los 60C para posteriormente mezclarla con agua fra y as obtener la temperatura a gusto del usuario. Esto exige un salto trmico (diferencia entre la temperatura a que entra el agua al colector y a la cual se requiere que salga) alto en el cual bubblesun trabaja con peor rendimiento que los colectores solares de placa plana.

    En este punto se recomienda encontrar un equilibrio entre la temperatura de trabajo solar, el rendimiento de los colectores y el aporte auxiliar convencional, a fin de alcanzar un buen porcentaje de sustitucin y de no usar un exceso nmero de colectores solares que encarezcan la instalacin y que produzcan problemas de sobrecalentamiento en verano.

  • 8

    PROTOTIPO 1

    MATERIALES Este prototipo consiste en la elaboracin del captador solar comercial conocido como bubblesun debido a su particular forma. El diseo realizado consta de dos bubblesun conectados en serie que utilizarn la energa solar para elevar la temperatura de agua de un contenedor, para lo cual se necesitaron los siguientes materiales:

    COMPONENTE DESCRIPCIN IMAGEN

    Absorbedor 5 m de manguera de 6 mm de dimetro interior y 3/8 de dimetro exterior

    Cpula exterior Semiesfera de plstico negra de un dimetro de 16 cm

    Bomba 300L/hora

    Contenedor de agua

    Aislado trmicamente (hielera de unicel) con capacidad de 10 litros

    aproximadamente pintada de negro y sellada para evitar filtraciones de agua

    Tabla 1.- Materiales prototipo 1

    El prototipo 1 que armamos sufri algunas modificaciones del bubblesun comercial, ya que eliminamos la cpula interior y la placa de aluminio, sustituyendo esta ltima por la misma tapa del contenedor.

    PROCEDIMIENTO Primero se tena que adherir la manguera en crculos dentro de la cpula, tuvimos algunos problemas para hacerlo, finalmente se resolvi utilizando silicn y PVC, dando como resultado el que se muestra en la Figura 7

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    Figura 6.- Silicn

    Figura 7.- Manguera adherida a la cpula

    Despus se procedi a realizar cuatro orificios en la tapa de la hielera por donde saldra la manguera. Se coloc la primera cpula con manguera en la tapa como se muestra en la Figura 8 pegndola con silicn.

    Figura 8.- Cpula con manguera adherida a la tapa

    Despus se hizo exactamente lo mismo con la segunda cpula y la tapa en la que se colocaron se pint de negro para que as recibiera ms radiacin solar, como se muestra en la Figura 9

    Figura 9.- Prototipo 1 completo

  • 10

    PRUEBAS Para la primera prueba se agregaron 8.4 litros de agua aproximadamente a la hielera y tom medicin de temperatura en la burbuja cada 5 minutos, empezando a las 12:12 pm del 15 de diciembre del 2014, obteniendo los siguientes resultados:

    = 21 = 14.9 = 24.4

    Hora Temperatura dentro de la burbuja 12:12 pm 24.4 C 12:17 pm 37.3 C 12:22 pm 45.4 C 12:27 pm 47.4 C 12:32 pm 48.3 C 12:37 pm 46.8 C 12:42 pm 46.6 C 12:47 pm 44.9 C 12:52 pm 47.0 C 12:57 pm 47.4 C 01:02 pm 44.5 C 01:07 pm 46.9 C

    Tabla 2.- Temperatura prueba 1 del prototipo 1

    Figura 10.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 1 (Prototipo 1)

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    12:12 PM

    12:17 PM

    12:22 PM

    12:27 PM

    12:32 PM

    12:37 PM

    12:42 PM

    12:47 PM

    12:52 PM

    12:57 PM

    01:02 PM

    01:07 PM

    Tem

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    (C)

    Hora

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    Figura 11.- Prueba 1 del Prototipo 1

    Estaba planeado medir la temperatura por dos horas, pero despus de tomar las mediciones anteriores se not que la bomba no haca fluir el agua rpidamente como deba, y por lo tanto el agua no se haba calentado.

    Se opt por realizar una prueba diferente, simplemente llenar la manguera dentro de las cpulas de agua, y sin hacerla fluir medir temperatura, los resultados son los siguientes:

    = 21.6 = 18.4 = 45.6

    Hora Temperatura dentro de la burbuja 01:29 pm 19.7 C 01:34 pm 24.4 C 01:39 pm 37.3 C 01:44 pm 45.4 C 01:49 pm 47.4 C 01:54 pm 48.3 C 01:59 pm 46.8 C 02:04 pm 46.6 C 02:09 pm 44.9 C 02:14 pm 47.0 C 02:19 pm 47.4 C 02:24 pm 44.5 C 02:29 pm 46.9 C

    Tabla 3.- Prueba 2, prototipo 1

  • 12

    Figura 12.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 2 (Prototipo 1)

    Figura 13.- Prueba 2, medicin de la temperatura en la esfera

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    01:29 PM

    01:34 PM

    01:39 PM

    01:44 PM

    01:49 PM

    01:54 PM

    01:59 PM

    02:04 PM

    02:09 PM

    02:14 PM

    02:19 PM

    02:24 PM

    02:29 PM

    Tem

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    (C)

    Hora

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    Figura 14.- Prueba 2, medicin de la temperatura final del agua

    Al final se lleg a la conclusin de que no era muy funcional este prototipo, ya que en primer lugar era muy poco el volumen de agua que poda calentar y debido al dimetro de la manguera que se utiliz, y en segunda, debido tambin al dimetro el agua no flua de la manera necesaria, por lo que se descart este primer prototipo por completo y se decidi armar otro.

  • 14

    PROTOTIPO 2

    MATERIALES Este prototipo consiste en la elaboracin un solo captador solar (bubblesun), para ello se necesitarn los siguientes materiales, que como se podr observar algunos del prototipo 1 fueron reutilizados.

    COMPONENTE DESCRIPCIN IMAGEN

    Absorbedor

    5.5 m de manguera de 3/8de dimetro interior y 5/8 de dimetro exterior

    5 m de manguera de 6 mm de dimetro interior y 3/8 de dimetro exterior

    Cpula exterior Pecera de Vidrio delgado

    Cpula interior

    2 Semiesferas de plstico negras con un dimetro de 16 cm

    Flotador para tinaco de cobre de 3 pulgadas pintado de negro

    Sujetador Cincho para cable negro 2.5 X 100 mm

    Tabla 4.- Materiales prototipo 2

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    PROCEDIMIENTO Se hicieron perforaciones en las semiesferas de 16 cm; ocho perforaciones pequeas en lnea recta en cuatro puntos opuestos, y tambin una perforacin ms grande en la parte superior. Despus se colocaron los cinchos en las perforaciones sin ajustar. Luego entonces se meti una semiesfera en la pecera de vidrio y la manguera de mayor dimetro se comenz a enrollar por fuera de la semiesfera fijndola con los cinchos, como se muestra en la Figura 15

    Figura 15.- Enrollamiento de la manguera dentro de la pecera

    La manguera gruesa se uni con la ms delgada y sta ltima se pas a travs de la perforacin mayor de la parte superior de la semiesfera, como se observa en la Figura 16

    Figura 16.- Parte interior de la semiesfera

    A la segunda semiesfera se le hizo una perforacin ms, esta ayudara a fijar el flotador dentro de la semiesfera para concentrar una mayor cantidad de calor. As que se introdujo la varilla del flotador en esta perforacin y se fij con silicn (Figura 17).

  • 16

    Figura 17.- Flotador en la segunda semiesfera

    Se introdujo la segunda semiesfera en la pecera de vidrio y se continu enredando hasta llegar a la parte superior. Finalmente se fij en una base de unicel con silicn, como se observa en la Figura 18.

    PRUEBAS La primera prueba consisti en medir la temperatura que se alcanzaba dentro de la burbuja sin agua, se realiz el 18 de diciembre del 2014

    = 21.1 Hora Temperatura dentro de la burbuja

    11:57 pm 26.9 C 11:02 pm 30.1 C 12:07 pm 33.1 C 12:12 pm 35.5 C 12:17 pm 37.3 C 12:22 pm 40.5 C 12:27 pm 42.1 C

  • 17

    12:32 pm 44.8 C 12:37 pm 47.2 C 12:42 pm 48.3 C

    Tabla 5.- Prueba 1, Prototipo 2

    Figura 18.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 1 (Prototipo 2)

    A diferencia del Prototipo 1, en este se mostr un comportamiento ms constante.

    La segunda prueba consisti en la medicin de la temperatura alcanzada dentro de la burbuja con agua sin fluir.

    = 20.7 = 18.6 = 34.9

    Hora Temperatura dentro de la burbuja 02:48 pm 30.0 C 02:53 pm 32.1 C 03:58 pm 34.5 C 03:03 pm 38.3 C 03:08 pm 39.9 C 03:13 pm 40.3 C 03:18 pm 41.2 C 03:23 pm 42.3 C

    Tabla 6.- Prueba 2, Prototipo 2

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    11:57 PM

    11:02 PM

    12:07 PM

    12:12 PM

    12:17 PM

    12:22 PM

    12:27 PM

    12:32 PM

    12:37 PM

    12:42 PM

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    (C)

    Hora

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    Figura 19.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 2 (Prototipo 2)

    Figura 20.- Temperatura alcanzada por el agua

    Para realizar esta prueba se presentaron muchas dificultades, ya que era una gran cantidad de volumen la que se deba llenar de agua, (eran 5.5 metros de manguera enrollada en la pecera) y se necesitaba de mucha presin para que el agua llegara a recorrer todo el espacio. Se hizo una prueba con un compresor para ver si la manguera estaba tapada, pero no result ser as. Al final se lleg a la conclusin de que era muy larga la manguera y por lo tanto se opona al flujo del agua. As que ni la bomba y mucho menos por cuestiones naturales haran fluir el agua.

    Para una longitud tan grande como la que se manej, se deba de tener un dimetro mayor, pero para aprovechar los materiales que se tenan, se decidi disminuir drsticamente la cantidad de manguera.

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    02:48 PM 02:53 PM 03:58 PM 03:03 PM 03:08 PM 03:13 PM 03:18 PM 03:23 PM

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    PROTOTIPO 3

    MATERIALES Este prototipo consiste en la elaboracin un solo captador solar (bubblesun), reutilizando algunos materiales de los prototipos anteriores, reduciendo la cantidad de manguera dentro de la burbuja para que el agua pudiera fluir libremente

    COMPONENTE DESCRIPCIN IMAGEN

    Absorbedor 2.5 m de manguera de 3/8de dimetro interior y 5/8 de dimetro exterior

    Cpula exterior Pecera de Vidrio delgado

    Cpula interior Flotador para tinaco de cobre de 3 pulgadas pintado de negro

    Armazn Varilla

    Sujetador Cincho para cable negro 2.5 X 100 mm

    Tabla 7.- Material prototipo 3

    PROCEDIMIENTO Para este prototipo se construy un armazn de metal para sujetar la manguera dentro de la pecera, como se observa en la Figura 21, y se introdujo dentro de ella.

  • 20

    Figura 21.- Armazn dentro de la pecera

    Despus se procedi a enrollar la manguera dentro de la pecera sujetndola con los cinchos al armazn, como se muestra en la Figura 22. (4 vueltas)

    Figura 22.- Enrollar la manguera dentro de la pecera

    Despus se continu por introducir el flotador al centro de la pecera (ver Figura 23)

    Figura 23.- Flotador en la pecera

    Finalmente se fij la burbuja a la base negra y se sell con silicn. (Figura 24)

    Figura 24.- Prototipo 3

  • 21

    PRUEBAS La primera prueba consisti en medir la temperatura que se alcanzaba dentro de la burbuja sin agua. Se realizaron el da 20 de diciembre del 2014

    = 22.3 Hora Temperatura dentro de la burbuja

    12:22 pm 21.7 C 12:27 pm 24.3 C 12:32 pm 27.7 C 12:37 pm 29.8 C 12:42 pm 30.2 C 12:47 pm 32.9 C 12:52 pm 35.2 C 12:57 pm 38.3 C 01:02 pm 41.6 C 01:07 pm 43.5 C

    Tabla 8.- Prueba 1, Prototipo 3

    Figura 25.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 1 (Prototipo 3)

    La segunda prueba consisti en medir la temperatura que se alcanzaba dentro de la burbuja con agua.

    = 21.9 = 18.2

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    12:27 PM

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    12:42 PM

    12:47 PM

    12:52 PM

    12:57 PM

    01:02 PM

    01:07 PM

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    = 45.4 Hora Temperatura dentro de la burbuja

    01:56 pm 21.4 C 02:01 pm 23.6 C 02:06 pm 25.3 C 02:11 pm 27.5 C 02:16 pm 29.9 C 02:21 pm 32.3 C 02:26 pm 35.5 C 02:31 pm 37.8 C 02:36 pm 39.1 C 02:41 pm 42.3 C 02:46 pm 45.6 C 02:51 pm 47.0 C 02:56 pm 49.7 C

    Tabla 9.- Prueba 2, Prototipo 3

    Figura 26.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 2 (Prototipo 3)

    El prototipo 3 funcionaba bien, permita el flujo del agua (ya que no se utiliz mucha manguera) y se alcanzaban temperaturas considerables, pero se decidi hacerle una ltima modificacin para una mayor eficiencia.

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    02:51 PM

    02:56 PM

    Tem

    pera

    tura

    (C)

    Hora

  • 23

    PROTOTIPO 4

    MATERIALES El prototipo 4 es una modificacin del prototipo anterior, por ello se utilizaron exactamente los mismos materiales:

    COMPONENTE DESCRIPCIN IMAGEN

    Absorbedor 2.5 m de manguera de 3/8de dimetro interior y 5/8 de dimetro exterior

    Cpula exterior Pecera de Vidrio delgado

    Cpula interior Flotador para tinaco de cobre de 3 pulgadas pintado de negro

    Armazn Varilla

    Sujetador Cincho para cable negro 2.5 X 100 mm

    Tabla 10.- Material prototipo 4

    PROCEDIMIENTO El procedimiento fue el mismo que el del prototipo 3, pero en este caso se perfor el flotador por dos extremos (Figura 28) para que as este pudiera almacenar agua, aumentando el volumen que puede calentar el bubblesun y as mismo ayudar a elevar un poco ms la temperatura del agua.

  • 24

    Figura 27.- Flotador perforado

    Despus a por cada perforacin se introdujo manguera de tal manera que cierta cantidad de agua se almacenara en el mismo y no solo se atravesara con la manguera, como se muestra en la Figura 29.

    Figura 28.- Flotador conectado con manguera

    Finalmente se introdujo el flotador en la pecera con el resto de la manguera enrollada al armazn (Figura 30) y se fij a la base de unicel utilizada para el prototipo 1

    Figura 29.- Flotador perforado dentro de la pecera

    PRUEBAS La primera prueba consisti en medir la temperatura que se alcanzaba dentro de la burbuja sin agua, se realiz el 22 de diciembre del 2014

    = 22.5

  • 25

    Hora Temperatura dentro de la burbuja 12:09 pm 21.4 C 12:14 pm 23.2 C 12:19 pm 25.5 C 12:24 pm 27.4 C 12:29 pm 28.9 C 12:34 pm 30.6 C 12:39 pm 32.8 C 12:44 pm 35.3 C 12:49 pm 38.7 C 12:54 pm 41.2 C 12:59 pm 43.0 C 01:04 pm 46.3 C 01:09 pm 49.7 C 01:14 pm 52.4 C 01:19 pm 54.2 C

    Tabla 11.- Prueba 1, Prototipo 4

    Figura 30.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 1 (Prototipo 4)

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    12:09 PM

    12:14 PM

    12:19 PM

    12:24 PM

    12:29 PM

    12:34 PM

    12:39 PM

    12:44 PM

    12:49 PM

    12:54 PM

    12:59 PM

    01:04 PM

    01:09 PM

    01:14 PM

    01:19 PM

    Tem

    pera

    tura

    (C)

    Hora

  • 26

    Figura 31.- Temperatura alcanzada en la burbuja (P1)

    La primera prueba consisti en medir la temperatura que se alcanzaba dentro de la burbuja con agua, se realiz el 22 de diciembre del 2014

    = 22.5 = 19.1 = 47.6

    Hora Temperatura dentro de la burbuja 01:47 pm 21.3 C 01:52 pm 23.5 C 01:57 pm 25.7 C 02:02 pm 27.1 C 02:07 pm 29.8 C 02:12 pm 31.4 C 02:17 pm 33.2 C 02:22 pm 34.9 C 02:27 pm 36.7 C 02:32 pm 38.2 C 02:37 pm 40.5 C 02:42 pm 42.8 C 02:47 pm 44.1 C 02:52 pm 46.3 C 02:57 pm 47.7 C 03:02 pm 50.2 C 03:07 pm 53.9 C

    Tabla 12.- Prueba 2, Prototipo 4

  • 27

    Figura 32.- Grfica de la temperatura alcanzada en la burbuja prueba 2 (Prototipo 4)

    Figura 33.- Temperatura alcanzada en la burbuja (P2)

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    Tem

    pera

    tura

    (C)

    Hora

  • 28

    CONCLUSIONES El prototipo 1 calentaba bien el agua, pero debido al dimetro de la manguera el agua no poda fluir libremente an usando una bomba y el volumen que admita era muy pequeo. En el segundo prototipo el volumen aumentaba considerablemente, pero se utiliz una cantidad muy grande de manguera y esta misma se opona al flujo del agua, adems calentaba menos el agua que el primer prototipo.

    El tercer prototipo fue funcional, ya que aunque el volumen disminuy considerablemente en comparacin con el segundo, el flujo de agua era suficientemente bueno y se alcanzaban temperaturas altas. El ltimo prototipo fue una modificacin del tercero, pero al hacer pasar el agua por el flotador de cobre se alcanzaban temperaturas del agua a la salida an ms altas, esto debido a que el cobre es un buen conductor de calor. Adems continuaba se continuaba teniendo un buen flujo del agua que compensaba el volumen que admita.

    Aunque en la construccin de cada prototipo se presentaron algunas dificultades, se lleg (gracias a ello) a un prototipo eficiente y funcional.

    BIBLIOGRAFA

    http://bubble-sun.com/new/bubblesun/que-es-bubblesun/

    http://www.sitiosolar.com/bubblesun-el-colector-solar-semiesferico/

    http://www.pausol.com/p_solartermica-01.html

    http://www.uvmnet.edu/investigacion/episteme/numero6-06/reportes/a_calentamiento.asp

    NDICE DE FIGURASINTRODUCCINMARCO TERICODESCRIPCINTIPOS DE MONTAJESERIEPARALELO

    VENTAJAS DEL BUBBLESUN FRENTE A MDULOS PLANOS:APLICACIONESPISCINAS/ALBERCAS/SUELO RADIANTE

    PROTOTIPO 1MATERIALESPROCEDIMIENTOPRUEBAS

    PROTOTIPO 2MATERIALESPROCEDIMIENTOPRUEBAS

    PROTOTIPO 3MATERIALESPROCEDIMIENTOPRUEBAS

    PROTOTIPO 4MATERIALESPROCEDIMIENTOPRUEBAS

    CONCLUSIONESBIBLIOGRAFA