Sistemas de energía solar Los sistemas de energía solar para calentar el agua doméstica y para la calefacción de espacios se basan en agregar un colector al sistema de calefacción para capturar la energía solar. Por lo general, esto implica simplemente extender el sistema de calefacción hasta el techo de la casa, en donde se le incorpora un colector solar. El cobre es el material ideal para sistemas de energía solar porque: • Tiene la mejor conductividad térmica de todos los metales de ingeniería. • Es altamente resistente a la corrosión atmosférica y acuosa. • Es fácil de fabricar y de ensamblar al soldarlo. • Es utilizado para los sistemas hidráulicos y para los techos desde que se empezaron a usar metales para ese tipo de aplicaciones.
nes de trabajo: Liras de dilatación. El tubo de cobre, como todos los materiales de tubería, se dilata y contrae con los cambios de temperatura. Por lo tanto, en un sistema de tubería de cobre sujeto a excesivos cambios de temperatura, una línea larga tiende a colapsarse o doblarse cuando se dilata a menos que, se haya construido con una compensación dentro del sistema. También pueden ocurrir severos esfuerzos en las conexiones. Tales esfuerzos, colapsos o dobleces se previenen usando juntas de expansión o instalando compensaciones, doblados en «U», serpentines o arreglos similares en el ensamble de tuberías. Estos segmentos de tubo de forma especial pueden asimilar las dilataciones y contracciones sin esfuerzo excesivo. Cuando las tuberías de cobre conducen fluidos a temperaturas diferentes a las del medio ambiente sufren este fenómeno, por lo que se debe considerar y prevenir durante su colocación y fijación (ya sean empotradas o visibles). Primeramente se observa cuánto se dilata o contrae la tubería; si este movimiento no es excesivo se preverá su fijación y aislamiento, y cuando éste sea mayor, se diseñará la curva de dilatación que contrarreste el movimiento. El coeficiente de dilatación térmica del cobre es del 16.5 x 10-6 m/ºC de 20ºC a 100ºC, lo que significa que un metro de tubo se alarga 1.650 mm, cuando su temperatura aumenta 100ºC, por lo tanto, es necesario tomar en cuenta este factor en el montaje de tuberías de cobre. Las variaciones de longitud se obtienen de la siguiente fórmula:
Las ventajas térmicas del cobre se reflejan en que unas láminas más delgadas de cobre pueden acumular la misma cantidad de calor que la mayoría de las láminas de aluminio o acero de un calibre mucho mayor, por lo que, los tubos de cobre de un colector pueden espaciarse más. La resistencia del cobre a la corrosión atmosférica está demostrada por su aplicación en techos y botaguas, a menos que sea atacado por los gases de escape de óxido del sulfuro o de nitrógeno de instalaciones o industrias de proceso. El cobre ha soportado décadas -incluso siglos- de exposición a la intemperie. De igual manera, el cobre resiste la corrosión por agua caliente. Si los tubos están dimensionados e instalados correctamente para mantener el flujo por debajo de 2.5 mts por segundo, los sistemas de tubería de cobre para agua caliente son prácticos y cien por ciento resistentes a la corrosión. La facilidad con que se ensamblan los sistemas hidráulicos de cobre con soldadura, está más que reconocida, al igual que los fabricados de lámina de cobre por su facilidad y simplicidad.
DL = 0.0017 x L x t donde: DL = variación de longitud (mm) L = longitud inicial del tubo (mm) t = diferencia de temperatura (ºC) Se considera como diferencia de temperatura, la que existe entre la temperatura ambiente en el momento del montaje y la temperatura máxima de servicio. Dado que en una instalación de agua caliente o de calefacción es improbable que el agua circule a más de 80ºC y que la temperatura de la tubería fuera de servi-
Consideraciones generales En un manual de este tipo no es posible cubrir todas las variables que un diseñador de sistemas hidráulicos deberá considerar. Sin embargo, los siguientes temas pueden ser de gran ayuda para elaborar especificacio13
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III. DATOS DE DISEÑO E INSTALACION