Instalación de energía solar térmica

Planta de energia solar
Termoeléctrica

Sistemas solares por termosifón

Estos equipos presentan una circulación natural, basada en las corrientes de convección que se forman en los fluidos a temperaturas diferentes.

Si calentamos un depósito de agua por la parte inferior, cuando el agua del fondo se calienta, pierde densidad y sube hacia la superficie donde se enfría. Entonces vuelve hacia el fondo del recipiente y así se genera una corriente de circulación natural.

Este es el principio de funcionamiento de un equipo termosifón, en el que será imprescindible que:

  • El captador solar (focos de calor) esté situado siempre a un nivel inferior al del acumulador.
  • El circuito primario sea lo más corto posible y con una pendiente continua que facilitila circulación natural.

Funcionamiento del sistema de termosifón

Cuando llega suficiente radiación solar, es decir, con valores superiores a 200 W / m2, el fluidacumulat los captadores aumenta de temperatura y circula a través del circuito primarios hasta el acumulador. Entonces, cede esta calor, sin mezclarse con el agua de consumo del interior.

El funcionamiento en el circuito primario es por termosifón. La diferencia de temperatura habitual a las bocas del captador (T2-T1) suele ser de 5 a 15ºC, en función del nivel de insolación.

A medida que se calienta, el agua del acumulador se estratifica por temperatura, es decir, la parte alta es ocupada por agua caliente y en la parte baja queda el agua más fría. En acumuladores verticales, este diferencial de temperaturas puede llegar a serde 15ºC. En acumuladores horizontales, este diferencial baja a sólo 4-5ºC.

Elementos básicos de un sistema de termosifón

Este tipo de instalaciones presentan una configuración muy simple con pocos elementos.

Captadores solares: en estos sistemas, la circulación del agua a través del captador no es forzada y, por tanto, conviene que la pérdida de carga sea mínima, es decir, que los tubos que forman la parrilla del captador, sean del máximo diámetro posible.

En cuanto al número de captadores conectar, no se recomienda conectar más de 10 m2 de captadores, porque la pérdida de carga del circuito de captación será demasiado alta y se reducirá considerablemente el rendimiento de la instalación.

Acumulador: el acumulador empleado en los equipos con funcionamiento por termosifón en circuito indirecto suelen ser de tipo doble envolvente, porque son los que presentan una superficie de intercambio más grande, con la mínima pérdida de carga en el circuito.

La disposición del depósito acumulador facilitará la circulación natural. En este caso, la mejor configuración sería poder emplear acumuladores verticales para aprovechar la estratificación de la temperatura, pero los condicionantes de integración estética hacen que la mayoría de los equipos incorporen acumuladores horizontales.

Otra cualidad a considerar es que las tomas de agua, de los componentes del circuito primario, sean de un diámetro similar al de la tubería de unión con el fin de evitar las pérdidas de carga que representan las reducciones.

Es importante también que la entrada de agua fría esté situada en la parte inferior del tanque con el fin de evitar que esta enfríe la zona de agua caliente cuando se produce la entrada de agua nueva.

Elementos de seguridad de un sistema solar por termosifón

Para proteger el circuito primario de sobrepresiones es obligatorio instalar una válvula de seguridad (VS) que no tenga ningún elemento de seccionamiento o corte que aísle hidráulicamente de la instalación.

Este es el único elemento necesario de seguridad en las instalaciones que trabajen a presión ambiente. En las instalaciones presurizadas o sobrepressionades es imprescindible añadir un vaso de expansión (VE) y un manómetro.

Por las características específicas de estas instalaciones, no resulta viable instalar elementos activos de protección contra bajas temperaturas (heladas) o contra altas temperaturas (sobrecalentamientos).

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Última revisión: 22 de septiembre de 2015