Читать книгу Replanteo de instalaciones solares térmicas. ENAE0208 - S. L. Innovación y Cualificación - Страница 39

Este tipo de instalaciones utiliza una bomba que activa la circulación del fluido del circuito primario. Para activar dicha bomba se dispone de un circuito de control, normalmente una centralita de control que, dependiendo de la diferencia de temperatura entre la sonda instalada en el interior del acumulador y otra instalada en la salida de los captadores solares, activa o desactiva la bomba.

La bomba se encuentra o pasa a estado ON (se activa) cuando la diferencia de temperatura entre el colector y el acumulador sobrepasa el nivel de consigna establecido, que se encuentra entre 6 y 7 °C, consiguiendo de esta forma aumentar la energía interna del acumulador. Cuando la diferencia de temperatura entre el colector y el acumulador llega a ser 2–3 °C, la bomba pasa a estado OFF (se desactiva).

El hecho de parar la bomba cuando se alcanza una temperatura de 2 °C se debe a que la ganancia de energía que se produce a partir de esa temperatura no supera el gasto económico de electricidad para activar la bomba, luego no compensa activarla.

Generalmente, cuanto más grande es la instalación, el consumo eléctrico de la bomba es proporcionalmente mucho menor que la cantidad de energía térmica aportada por la instalación solar. Dependiendo del caudal de circulación podemos diferenciarlas en varios tipos: de bajo flujo y de flujo normal o alto. En la primera, el caudal es del orden de 10-20 l/h por metro cuadrado de captador solar. En el resto de las instalaciones, el caudal se encuentra entre 40 y 60 l/h por metro cuadrado, y en algunos casos puede llegar a ser hasta de 80 l/h por metro cuadrado. Una de las ventajas de las instalaciones de bajo flujo es que podemos utilizar tuberías de menor diámetro, lo que nos lleva a tener menos coste en la instalación y, a la vez, reduce las pérdidas térmicas. Al ser el caudal menor, el tiempo que pasa el fluido en los captadores es mayor que en las instalaciones de flujo normal o alto, por lo que el incremento de temperatura en dichos captadores es mayor, de hasta 25 °C. Sin embargo, las pérdidas en los captadores son mayores debido a que la temperatura en ellos es mayor y el rendimiento de estos disminuye. Para reducir este inconveniente, se recomienda instalar bombas de caudal variable, que nos permiten aumentar el caudal cuando se alcanzan temperaturas elevadas en los captadores, e instalar acumuladores que consigan una adecuada estratificación de las temperaturas. Hoy en día, estos tipos de instalaciones son más usuales por el centro y norte de Europa, no resultando de especial interés en países que disponen de mayor radiación solar. Es previsible que esta tecnología se emplee con más frecuencia, por ejemplo, en la producción de frío, sistema que requiere mayores temperaturas. Las instalaciones de circulación forzada empleadas en España usan un caudal de circulación comprendido entre 40 y 60 l/(h · m²).

Este tipo de sistema puede controlar, a través de la bomba que fuerza la circulación, la temperatura máxima, evitando así que el aislamiento del acumulador sufra deterioro por exceso de temperatura. Como ya comentamos anteriormente, otra de las grandes ventajas de los sistemas de circulación forzada es la posibilidad de situar el acumulador en una cota inferior a la de los captadores solares. Para evitar la circulación en sentido contrario, en horarios nocturnos se instalan válvulas de retención. Estas introducen pérdidas de carga que no deben ser problema si se tienen en cuenta en el proceso de dimensionado de la bomba. Teniendo en cuenta la misma dinámica que en las instalaciones por termosifón, este tipo de instalaciones también pueden ser directas o indirectas. Si son indirectas, el intercambiador es de doble envolvente en instalaciones que requieran una superficie de captación mayor y de tipo serpentín si la instalación es de menor tamaño. El coste de estas instalaciones es mayor que el de las instalaciones por termosifón, pero nos ofrecen una serie de ventajas que hacen que sean muy utilizadas en el mercado.

Importante

Al proyectar una instalación de circulación forzada hay que tener en cuenta el fenómeno de “cavitación” al calcularla, ya que si este fenómeno se produce, destrozaría la parte de la instalación que estuviera afectada y, en el caso de ser la bomba, esta quedaría inservible en poco tiempo.

Instalaciones forzadas indirectas

Pueden tener varios tipos de configuración:

Instalación solar de circulación forzada con intercambiador incorporado en el acumulador solar

Está compuesto exclusivamente por el circuito primario y el circuito de consumo. Estos suelen ser instalaciones de pequeño tamaño, y el intercambiador suele ser de tipo serpentín o de doble envolvente. La activación de la bomba se hace en referencia a la diferencia de temperatura entre la salida de los captadores y la parte inferior del acumulador. Para evitar temperaturas muy elevadas en el acumulador se introduce una sonda en el interior, y si dicha sonda detecta altas temperaturas se apaga la bomba de circulación.

Instalación solar con intercambiador exterior entre el sistema de captación y el de acumulación

La activación y desactivación de la bomba del circuito primario depende de la diferencia de temperatura entre la salida de los captadores solares y la parte inferior del acumulador. La bomba del circuito secundario se controla de igual forma. Para evitar problemas de deterioro por exceso de temperaturas, la bomba del circuito secundario se detiene cuando se alcanza la temperatura máxima en el acumulador solar. Este tipo de instalaciones se suelen utilizar en instalaciones de tamaño mediano grande, superiores a 20 m². El intercambiador exterior empleado normalmente está formado de placas debido a su mayor potencia y facilidad de limpieza.

Sabía que...

Tanto por razones económicas, de infraestructura como ecológicas, es imperativo el desarrollo de nuevas alternativas energéticas, que sean menos agresivas contra el ambiente y se encuentren más al alcance de la comunidad.

Instalación solar con intercambiador exterior entre el acumulador de inercia y el circuito de consumo

Podemos distinguir varios tipos de configuraciones: