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 facilita la
circulación natural.
Funcionamiento del sistema de termosifón
Cuando llega
suficiente radiación solar, es decir, con valores superiores a 200 W /
m2, el fluido acumulado en 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 ser de 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 sobrepressionados 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).
Por medio del siguiente video se puede observar el funcionamiento básico de un sistema solar por termosifón
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