Consultar ensayos de calidad


Antecedentes del Calentador Solar



Antecedentes del Calentador Solar
Clarence Kemp en 1891. Kemp era un fabricante de tuberías y calefactores. Puso un taque de agua pintado de negro dentro de una caja cubierta con un vidrio. Conforme el fondo de la caja se calentaba, el agua mas fría dentro del tanque absorbía el calor y se calentaba lo suficiente como para poder bañarse. Como California tiene mucho sol, a finales del siglo 19 muchos ciudadanos estuvieron dispuestos a pagar por tener agua caliente en casa y que no tenían una fuente barata para calentar el agua. El calentador de Kemp tenía un costo de 25 dólares.




En el verano de 1909, en una pequeña tienda al aire libre de un suburbio de Los Angeles, un ingeniero llamado William J. Bailey comenzó a vender, un colector solar para la producción de agua caliente domiciliaria, el cual se puede considerar como uno de los primeros calentadores solares de la historia, tal y como los conocemos ahora. Una de las novedades de este calentador era que no sólo suministraba agua caliente durante el día, sino que también lo hacía por la noche.


Antes de instalarse en el oeste en busca de una cura para su tuberculosis, Bailey había trabajado con la Carnegie Steel en Pennsylvania. Pronto descubrió que su médico, el doctor Remington, experimentaba con calentadores solares de agua en su clínica. Para ello, separaba el calentador solar en dos partes o unidades: un colector decalor solar, y un depósito de acumulación de agua. El colector consistía en un serpentín colocado en el interior de un cajón con tapa de vidrio, suspendido sobre el muro sur de su casa. El reducido volumen de agua contenido dentro del serpentín se calentaba rapidamente, para pasar a un depósito convencional situado en la cocina.
Para mejorar la retención del calor aisló el depósito mediante polvo de piedra caliza, que lo separaba de una caja de madera que lo contenía. El serpentín del colector era de cobre y descansaba sobre una lamina metalica negra. La caja del colector estaba aislada con fieltro.




Imax= 50mA pueden excitar directamente un relé.
Requiere resistencia de pull-up.
Salida en colector abierto para poder ajustar la tensión de salida.
Puede atacar cargas conectadas a GND, VCC+ o VCC –.
Practica
En ésta practica se conectaron dos Tl081 y un lm311 (lp311 en simulación de proteus) para poder ver el funcionamiento del comparador de voltaje (lm311).
Material
2 tl081
1 lm311
Potenciómetro de 100k
Capacitor 39 nF
Resistencias: 4.7K, 10K, 15K
Fuente de poder dual (15V,-15V)
1Osiloscopio
Generador de funciones
Antes de mostrar el circuito hecho físicamente, se mostrara la simulación en el programa de diseño de circuitos 'Proteus'.

Figura .1 Simulación del circuito en Proteus.
En la figura 1.1 se muestra como debe de ir conectado el circuito con cada uno de sus elementos.
Conectados de esta manera los dos tl081estaran conectados pero cada uno mostrara una señal diferente por cómo estan configurados en este circuito.

Figura 1.2 Onda triangular o diente sierra.
Como se muestra en la figura1.2, el tl081 conectado en ésta configuración nos da una señal triangular.

Figura1.3 Onda cuadrada
En la figura 1.3 podemos observar otra configuración del tl081, la cual nos arroja una onda cuadrada.
Esto también sucede ya que estan conectados y se estan retroalimentando entre ellos, como se puede observar en la figura1.1.

Figura 1.4 Comparador de voltaje
En la figura 1.4 se muestra el funcionamiento del lm311(lp311 en proteus) en el osciloscopio, esto sucede ya que su función es de comparador de voltaje por lo cual esta haciendo comparación de un voltaje de entrada y un voltaje de referencia que a su vez esta afectando la salida del mismo; la onda senoidal que se observa en la imagen es la onda que arroja nuestro generador de señales la cual es censada por el lm311 en referencia de las ondas producidas por uno de los tl081.
La función del potenciómetro en este circuito es el variar la frecuencia y la pendiente de las ondas de salida de cada uno de los amplificadores operacionales, por lo cual el comparador de voltaje cambia su tamaño.
A continuación se mostraran imagenes de la practica realizada físicamente comprobando el funcionamiento del circuito.




Practica física:

Para garantizar suficiente agua caliente en épocas de mal tiempo o períodos de mucho uso, Bailey recomendaba a los clientes añadir un calentador auxiliar.
Instalando el acumulador en un punto mas alto que el colector, evitaría tener que poner una bomba para impulsar el agua entre el colector y el depósito acumulador, aprovechando el efecto termosifón (el agua caliente es menos densa que el agua fría, y por tanto tiende a elevarse por si sola por las tuberías).
El éxito del modelo fue tal que las ventas de la compañía le permitieron convertirse en sociedad anónima en 1911, sólo dos años después de que Bailey vendiera su primer equipo. Aunque el descubrimiento de una gran bolsa de gas en Los Angeles resto ventas a la compañia, la cual fabricaba su última serie de calentadores en 1941





Política de privacidad