Las placas solares termosifón para agua caliente sanitaria son el sistema de instalación más sencillo, y por tanto de más bajo coste.
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¿Qué son las placas solares termosifón?
Las placas solares termosifón sólo se utilizan en instalaciones solares pequeñas, como puede ser una vivienda unifamiliar. Hay dos tipos de sistemas en placas solares termosifón:
- Sistema compacto abierto por termosifón: no se utilizan apenas comercialmente. Los explicaremos solo por cuestiones didácticas y para explicar por qué no se utilizan.
- Sistemas por termosifón indirectos o presurizados: prácticamente todos los equipos comerciales.
Placas solares termosifón con sistema compacto abierto
La circulación del agua de primario se produce por efecto termosifón. Debido a que el agua fría posee una densidad mayor, pesa más y empuja al agua caliente.
El funcionamiento de estos equipos es muy simple: cuando el captador es calentado por el Sol, el agua aumenta de temperatura, desplazándose hacia arriba. Una vez en el depósito de almacenamiento, éste se vacía con una cantidad equivalente de agua más fría que se dirige al captador.
Durante el día la temperatura de ida al acumulador es grande y la densidad pequeña favoreciendo el efecto termosifón directo. Si por la noche no hay un buen aislamiento y la temperatura en el captador disminuye se puede producir el efecto termosifón inverso, esto se puede solucionar colocando una válvula anti-retorno de clapeta vertical, puesto que genera muy poca pérdida de carga.
Los sistemas con termosifón son muy utilizados en áreas geográficas con climas más cálidos. Se debe tener en cuenta la temperatura mínima ambiente para evitar la congelación del ACS en las tuberías y el acumulador.
Las ventajas de este sistema son:
- El coste de instalación es menor al integrar los sistemas de captación y acumulación en el mismo equipo.
- El sistema de circulación del fluido es por efecto termosifón y no necesita bomba, por lo que los gastos son mínimos.
Para que el efecto termosifón se vea favorecido se debe tener en cuenta:
- Para que este fenómeno se produzca correctamente, el depósito de acumulación debe estar colocado por encima de los colectores solares. De hecho, se ha comprobado experimentalmente que si la parte inferior del acumulador (de donde sale la tubería que lleva el fluido del acumulador a los colectores) no se encuentra por lo menos 25 cm por encima de la salida del fluido de los colectores solares el efecto termosifón no se produce correctamente.
- Es necesaria la estratificación del depósito para que la diferencia de temperaturas entre la ida y el retorno del acumulador sean grandes. La diferencia de temperatura entre la ida y el retorno en un sistema termosifón es aproximadamente el doble que en un sistema forzado, puesto que el caudal es aproximadamente la mitad.
- No colocar elementos en la instalación que puedan crear pérdidas de carga importantes (reducciones, válvulas). Hay que intentar evitar codos de 90º y las curvas tienen que tener un radio de giro mayor o igual al radio de la tubería de circulación. Si por necesidades de la instalación tiene que colocarse alguna válvula anti-retorno, tiene que ser de clapeta vertical o de bola.
- Los acumuladores de doble envolvente generan menor perdida de carga que los acumuladores de serpentín.
- Para asegurarnos una buena circulación del agua, el diámetro de la tubería se aconseja que sea mayor de media pulgada.
- Colocar purgador, ya que la formación de bolsas de aire constituye un problema importante porque impide el flujo.
- El ángulo de inclinación del retorno se recomienda mayor del 5%.
Sistemas por termosifón indirectos o presurizados: equipos comerciales
Los equipos abiertos se llaman así porque el agua de consumo humano circula a través de los captadores. Esto tiene la ventaja de que los equipos son mucho más sencillos pero la gran desventaja de los efectos de la corrosión, lo cual no compensa económicamente.
Para eliminar los problemas de las instalaciones abiertas se utilizan las instalaciones con circuito cerrado, donde existen dos circuitos independientes, un primario con fluido caloportador que será el formado por el campo de captadores y el serpentín del sistema de acumulación y un secundario o de distribución de ACS a consumo.
Los sistemas indirectos donde el fluido solar intercambia calor con el agua de consumo en el interior del depósito proporcionan dos ventajas:
- Protege al captador solar de las heladas.
- Protege al captador solar de la formación de cal y sedimentos
El depósito de acumulación puede ser:
- Intercambiador de doble envolvente.
- Intercambiador de serpentín.
En posteriores entradas del blog hablaremos más en profundidad de los sistemas de acumulación.
