ESTUDIO DEL TÉCNICO HVAC/R
CALEFACCIÓN Y AGUA CALIENTE SANITARIA Por energía solar térmica La energía solar térmica es una importante fuente de energía renovable que aporta calor al sistema en procesos de cogeneración como fuentes de energía residentes, aportando calor a la instalación. En instalaciones donde existe una demanda de agua caliente sanitaria y la climatización de albercas cubiertas en ellas, es importante recordar que el proyectista deberá realizar el dimencionamiento de la instalación en base al consumo de agua caliente sanitaria conocer los principales componentes del sistema de una instalación solar, las cuales detallaremos a continuación.
Colector o captador solar. La radiación solar calienta el fluido
calorífico que circula por el interior del colector, existen varios tipos: • Colector plano: consta de una carcaza estanca de aluminio que aloja todos los componentes en su interior, la parte superior de la carcaza es un vidrio especial que deja pasar la radiación solar. En el fondo de la carcaza se aloja una capa de aislamiento térmico de lana mineral, por encima se colocan tubo de cobre formando meandros y encima de los tubos se dispone una superficie de absorción con recubrimiento de titanio. El fluido calorífico discurre a lo largo del circuito, entrando en el panel por un extremo y saliendo por otro. • Colector de tubos de vacío: Están formados por una serie de tubos que contienen una tubería de cobre y una placa de aluminio que concentra la radiación solar sobre la tubería. Cada tubería está conectada con un colector de agua fría y a través de una pequeña cápsula con el colector de agua caliente. Dichos colectores están rodeados por aislamiento térmico para evitar que se produzcan pérdidas. Existen dos modos de funcionamiento: 1. Heat pipe: El agua fría circula por el colector sin llegar a entrar dentro del tubo. Dentro de cada tubo hay una tubería que contiene agua, la cual se evapora y gracias a la inclinación del panel, mínimo 81%, el vapor cae a la cápsula en el cual se produce el intercambio de calor con el agua que circula por el colector caliente. 2. Sidney: En este caso, la tubería de cobre de cada tubo es doble. El agua entra en el tubo por el interior de la tubería y una vez calentada retorna al colector de agua caliente por la tubería exterior.
Circuito primario: Este circuito conecta los paneles
solares con un intercambiador de calor o con un depósito de acumulación. El fluido que circula por el circuito es agua con anticongelante para evitar que se produzcan congelaciones durante el invierno provocando roturas en los paneles solares. debido a la presencia de anticongelante en el circuito, es necesario independizarlo físicamente del resto de la instalación, motivo por el cual se instalan los intercambiadores. Sistema anticongelante: Este sistema es el encargado de introducir el anticongelante en el circuito. Para ello, añade la cantidad exacta requerida al agua de red introducida. Acumulador solar: Debido a que en ocasiones se produce un desfase temporal entre la demanda y la producción de energía, es necesario disponer un depósito de acumulación que permita almacenar la energía generada hasta el momento en que se produzca la demanda. En los depósitos se produce estratificación, encontrando el agua con mayor 16 REFRINOTICIAS AL AIRE
DICIEMBRE 2020
temperatura en la parte superior; por ello, el llenado de los depósitos se realiza por la parte inferior y el vaciado para consumo por la parte superior. En caso de haber más de un depósito, se conectan en serie entre sí. De manera que el agua entra en el primero y arrastra el agua alojada por el resto de depósitos. Disipador de calor: Existen momentos en los que se puede producir un exceso de temperatura en los paneles solares. Por ello es necesario instalar un sistema que permita disipar este exceso de calor generado. Se puede instalar aerotermos o albercas para este fin. Vasos de expansión: Es necesario asegurar que no se producen grandes oscilaciones de presión en el circuito por lo que se debe instalar un sistema de expansión. El vaso de expansión, puede ser cualquiera, respetando las características y aplicaciones de cada uno. En ningún punto del circuito secundario de la instalación se debe descender de 50 ºC para evitar el riesgo de legionella ya que ésta prolifera entre temperaturas superiores a 35 y 40 ºC. Además, el agua caliente sanitaria que se produce debe estar a 60 ºC puesto que a temperaturas superiores los usuarios pueden tener quemaduras. El umbral mínimo de la temperatura debe controlarse en el punto más desfavorable de la instalación, generalmente el retorno al depósito de acumulación. La instalación se encuentra en funcionamiento siempre que la diferencia de temperatura entre la temperatura del agua acumulada y el agua calentada en los paneles solares sea superior a 7 ºC. Un sistema de producción de calor solo para calefacción por energía solar térmica presenta un inconveniente fundamental y es que la producción de calor se realizan momentos en los que no suele existir demanda, por lo que se debe disponer dispositivo que disipe la energía. En verano no tienen uso por lo que son instalaciones cuyo costo es muy elevado para el grado de uso que presentan. Sin embargo, la instalación solar térmica para calefacción puede ser más apropiada en caso de que tenga más propósitos además de éste, como la producción de agua caliente sanitaria. Otra opción en caso de tener una alberca cubierta es la producción de calefacción agua caliente sanitaria y el calentamiento de la alberca (vea la ilustración). Cabe mencionar que en caso de disponer una alberca cubierta, se instala otro intercambiador de calor en paralelo al dispuesto en el circuito primario que permita disipar la energía en la alberca de forma que este se caliente.
Captador solar
Disipación de calor Impulso calefacción
Retorno caldera Impulso caldera Sistema anticongelante
Acumulación solar
Alimentación agua fría sanitaria www.refrinoticias.com
