SOBRECALENTAMIENTO DE LAS INSTALACIONES SOLARES TERMICAS
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Todas las instalaciones solares pueden tener de forma temporal demandas de agua caliente sanitaria muy por debajo de la nominal, con lo que se nos presenta una situación en la que la energía captada supera con creces a la consumida, con lo que el acumulador solar alcanza su temperatura máxima y se debe parar el aporte de energía solar.
Al diseñar una instalación, debemos conocer la temperatura y presión máxima que pueden alcanzar todos sus componentes, siendo la temperatura nominal del acumulador solar, el que fija el limite de la temperatura de la instalación solar, siendo de aproximadamente 80 – 90 º C e incluso 100 º C, de acuerdo con algunos fabricantes.
El sobrecalentamiento en los circuitos de uso se evita simplemente con la regulación, cuando las sondas de temperatura indiquen que se están alcanzando las temperaturas máximas que soportan los acumuladores (o tuberías, intercambiadores, bombas, etc.…) se detiene la aportación de calor de la instalaciones solar, por ello en la practica los problemas de sobrecalentamientos se reducen al campo de captación solar.
En instalaciones donde se prevean o produzcan sobrecalentamientos frecuentes, se deberá tener un sistema de seguridad para la disipación de calor para mantener temperaturas que eviten problemas en los materiales; las formas mas habituales para la disipación de calor son:
Disipar paneles en aerotermos
Es la opción más segura, que consiste en instalar en paralelo con el circuito solar un aerotermo, batería de agua con un ventilador, en el que cuando la temperatura del circuito solar supera el valor de consigna, el caudal se abre paso hacia el disipador y se pone en marcha el ventilador de este, mantenimiento la temperatura en los valores deseados, aun cuando el circuito de consumo no este demandado energía.
Una alternativa es dispar el excedente de energía producido en la instalación solar a una piscina, lo que nos permite utilizar de alguna forma dicho excedente, en el caso de los aerotermos esa energía se pierde y con lleva un gasto eléctrico.
Disipador estáticos.
Existen en el mercado equipos diseñados para conectarse directamente a los captadores, los mismos disponen de una válvula termostática que abre el paso hacia el disipador a partir de una determinada temperatura, por ejemplo 90 º C.
Los disipadores estáticos son una buena medida para evitar la formación de vapor en los captadores en situaciones ausencia de circulación de fluido por fallo en el funcionamiento del circuito primario, hecho al que pueden adaptarse perfectamente dado que funcionan sin necesidad de suministro eléctrico.
Es muy recomendable en instalaciones con sistemas termosifón o sistemas forzados de pequeñas o medianas superficies de captación.
Disipación nocturna
Este sistema consiste en acumular todo el excedente de energía que se produce durante las horas de sol para luego disiparlo al ambiente durante la noche. Los paneles solares por la noche se convierten en disipadores de calor.
Se nos puede presentar dos situaciones:
Disponer de parte de la energía para el día siguiente en caso de tener un consumo por encima de lo habitual y disipar el resto de la energía sobrante por la noche
Para poder hacerlo necesitamos acumular agua en los depósitos a alta temperatura (hasta los 90ºC), siempre que sean capaces de soportarlo. Por otro lado, para tener suficiente capacidad de almacenamiento de este exceso de energía debemos dimensionar los acumuladores de manera generosa, lo recomendable serían más de 75 litros de acumulación por metro cuadrado de captación.
Disipar la energía sobrante, teniendo en cuenta el calentamiento producido al día siguiente.
Tapado o vaciado parcial del campo de captación
La opción de tapar un numero determinado de captadores es una de las opciones más obvias, aunque no es una de las mejores.
Resultado similar se logra vaciando algunos captadores, de forma manual o automática por medio de válvulas de descarga térmica, a partir de una determinada temperatura, si bien se recomienda su tapado para evitar la degradación de los materiales, dado que no se evita que se puedan alcanzar temperaturas de hasta 130 – 160 º C , con aire.
En este ultimo caso, se debe evitar el gasto excesivo de agua de red y comprobar que el desagüe soporte la temperatura.
Sistema Drain Back
Se trata de sistemas en los que los paneles de agua no están llenos de agua. En reposo, es decir, cuando las bombas circuladoras están paradas, los paneles no tienen agua, están llenos de aire. Cuando los paneles solares se calientan por la radiación solar y las bombas circuladoras entran en funcionamiento la bolsa de aire que ocupa los paneles es empujada por la circulación de agua hasta un depósito pulmón donde se mantiene mientras que funcionan los circuladores.
Cuando el acumulador ya está caliente y completo de energía, las bombas vuelven a pararse, de manera que la bolsa de aire vuelve a ascender por la instalación vaciando de nuevo los paneles solares. Al estar vacíos los paneles, incluso en momentos de exceso de radiación solar, no se calienta el fluido caloportador del circuito primario a altas temperaturas y, por supuesto, se evita la aparición de vapor de agua, que suele ser el principal enemigo de las instalaciones solares térmicas.
Estas instalaciones requieren de una correcta instalación para funcionar correctamente. Los paneles siempre deben estar por encima de los acumuladores, y las tuberías del circuito primario deben ser ascendentes para permitir que la bolsa de aire vacíe los paneles.
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