Читать книгу Replanteo de instalaciones solares térmicas. ENAE0208 - S. L. Innovación y Cualificación - Страница 38

El fluido comienza a circular cuando existe una diferencia de densidad o de temperatura suficientemente alta entre varios puntos del fluido del circuito primario. Este genera una fuerza impulsora superior a la pérdida de carga de la instalación. Dicha fuerza depende de varios factores: tipo de fluido de trabajo, diámetro, longitud y propiedades de las tuberías del circuito primario, diseño de la instalación, irradiancia incidente sobre el captador solar, etc. La variación de estos valores en una instalación solar funcionando por termosifón es la siguiente: si aumentamos la irradiancia incidente, manteniendo los demás factores constantes, aumenta la fuerza impulsora, por lo que el caudal de circulación a través de los captadores y el incremento de temperatura entre la salida y la entrada del captador también aumentan.

Aplicación práctica

Explique qué ocurre al relacionar los distintos puntos de una instalación por termosifón donde la temperatura adquiere diferentes valores con la gráfica de temperaturas que lo acompaña.

SOLUCIÓN

En la figura podemos observar cómo se reparten las temperaturas por las distintas zonas de una instalación por termosifón. En esta situación, la radiación solar aumenta la temperatura del agua que se encuentra en el captador. Dicha agua sale del captador por la salida número 2, debido a que su temperatura en este punto es superior a la del agua que se encuentra en el acumulador y a la del colector. Seguidamente, a través de la salida número 3, el agua entra en el acumulador, donde el fluido sale por la salida 4 para su uso. Esto no ocurre siempre. No obstante, el agua que esté en el acumulador estará siempre enfriándose paulatinamente, y hasta el punto en el que la parte más fría sale por la salida número 5 y vuelve al colector a través de la entrada número 1. En la imagen, podemos observar también la altura que posee el agua en cada punto de la instalación.

La regulación por termosifón no necesita sistema de bombeo adicional y, por lo tanto, tampoco precisa de ningún dispositivo electrónico de control, ya que la propia circulación del fluido se produce debido a una diferencia de densidades. Por este motivo, estas instalaciones presentan la ventaja de no consumir suministro eléctrico, pero tienen el inconveniente de elevar mucho la temperatura en épocas de bajo consumo y de temperaturas máximas, provocando sobrecalentamientos que traen consigo peligros para las personas y para la vida de la instalación.

A la hora de realizar una instalación debemos de prestar gran atención al diseño y montaje de la misma, ya que para que se produzca la circulación del fluido es necesario que la fuerza que impulsa el movimiento de fluido sea capaz de vencer la pérdida de carga del circuito. Por esta razón, debemos favorecer el movimiento del fluido. Entre las opciones recomendadas, se encuentran las siguientes:

1 Colocar el acumulador encima del captador para evitar la circulación en sentido inverso durante el enfriamiento nocturno. También existen métodos para evitar el efecto retorno y se pueda colocar el acumulador debajo del captador.

2 Minimizar la distancia entre el acumulador y el captador, así como el número de accesorios y codos.

3 Usar tuberías de conexión, entre el acumulador y el captador de diámetros, relativamente grandes.

4 Intentar evitar la formación de bolsas de aire que impidan la circulación del agua. Para evitar esto se instalan las tuberías con pendiente ascendente en el sentido de la circulación, para que se favorezca la circulación natural en el periodo de calentamiento.

Recuerde

En la parte inferior del acumulador es donde se sitúa la parte de agua más fría.

El sistema de termosifón se usa habitualmente en pequeñas instalaciones individuales, debido principalmente a su mayor facilidad de integración arquitectónica. El inconveniente que presenta es que producen un gran impacto visual, debido a la posición del acumulador y a que, si queremos mejorar el funcionamiento, debemos colocarlo cerca de los captadores solares. Pero en cualquier caso es de destacar que hoy en día existen diversas soluciones técnicas que minimizan satisfactoriamente dicho impacto visual. En estos sistemas podemos distinguir dos tipos: instalaciones por termosifón directas e instalaciones por termosifón indirectas.

Instalaciones por termosifón directas

Tienen un coste menor y un rendimiento energético superior al de las instalaciones indirectas. Se recomendará su utilización en aquellas localidades donde:

1 No se alcanzan temperaturas ambientes inferiores a la congelación del agua.

2 La calidad del agua sea la adecuada y, por lo tanto, su dureza sea baja, evitando problemas de deposiciones calcáreas.

Dichas deposiciones calcáreas pueden disminuir tratando el agua, por lo que cualquier tipo de agua adecuadamente tratada puede ser empleada en estas instalaciones.

Recuerde

El sistema de termosifón se usa habitualmente en pequeñas instalaciones individuales, debido principalmente a su mayor facilidad de integración arquitectónica.

Sin embargo, la instalación de este tipo de sistemas en localidades en las que la temperatura alcanza grados menores al punto de congelación del agua no es recomendable. Existen medidas para que este sistema pueda ser empleado en este tipo de localidades, pero el sistema sería dependiente de corriente eléctrica y de su correcto funcionamiento, ya que si el suministro falla en momentos de congelación se rompería por completo la instalación.

Instalaciones por termosifón indirectas

Poseen un intercambiador de doble envolvente, debido a que pierden un poco de carga. Este es el principal inconveniente que poseen este tipo de instalaciones, ya que supone la incorporación del intercambiador. Esta pérdida de carga se puede minimizar mediante un diseño y dimensionado adecuado del intercambiador y de las tuberías y accesorios de conexión. En localidades donde exista riesgo de congelación por temperaturas inferiores a las de congelación del agua es habitual emplazar mezclas de agua con aditivos anticongelantes como fluido en el circuito primario y así se evitará la congelación del mismo. Por ello, las instalaciones por termosifón indirectas son recomendables en este tipo de zonas.