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Cómo funciona un calentador de agua solar

enero 10, 2021

Incluyendo una discusión sobre sistemas activos y pasivos, colectores solares y tanques de almacenamiento de agua.

Los primeros calentadores solares de agua más rudimentarios eran simplemente contenedores de metal negro, como barriles o tambores, que se colocaban a la luz del sol. El agua los llenó, absorbió el calor del sol y luego viajó a través de una tubería hasta el sistema de agua caliente de la casa.

Los calentadores de agua solares modernos utilizan el mismo principio básico pero incorporan un sofisticado sistema de bombas, contenedores de almacenamiento y dispositivos de recolección para maximizar la cantidad de energía solar transferida al agua, el agua caliente generada y la energía retenida. Casi todo el agua caliente en ciclo en un calentador de agua de estilo tanque convencional existente que tiene una fuente secundaria de calor y por lo tanto reduce la carga de energía necesaria para mantener el agua caliente. El calentador de agua convencional respalda al calentador solar en días nublados y en momentos de mayor demanda.

Se fabrican muchos diseños, que se distinguen por el tipo de colector y sistema de circulación que emplean.

Calentadores de agua solares activos y pasivos

Todos los calentadores de agua solares se clasifican en dos categorías principales: pasivos y activos. Los sistemas activos utilizan bombas de circulación, mientras que los sistemas pasivos mueven el agua a través de la tendencia natural del agua a subir cuando se calienta.

Sistema de agua caliente solar activo

Los sistemas activos pueden tener circulación directa o indirecta. Con un sistema directo, una bomba hace circular el agua de una casa a través de los colectores. Los sistemas indirectos no hacen circular el agua doméstica a través de los colectores, sino que bombean un fluido de transferencia de calor no congelante a través de los colectores para calentarlo. Este líquido anticongelante luego viaja a través de un intercambiador de calor dentro de un tanque de almacenamiento, donde transfiere su calor al agua. El sistema indirecto es más complejo pero mejor en climas donde las temperaturas bajo cero congelarían un sistema directo.

Sistema de agua caliente solar pasivo

Los sistemas pasivos, aunque menos costosos que los activos, no son tan eficientes en la transferencia de calor porque no hacen circular el agua caliente con tanta rapidez. En el lado positivo, son menos costosos, más confiables y más duraderos.

Colectores solares

El colector es la parte de un sistema de calentador de agua solar que recoge el calor del sol y lo transfiere al agua. Un ejemplo del colector más simple es la antigua “caja caliente”, que es un tanque de agua caliente reciclada que ha sido despojado de su caparazón, pintado de negro y colocado en una caja bien aislada con tapa de vidrio. Aunque es increíblemente básico, en realidad es un sistema eficaz que es fácil de construir e instalar con muy poca inversión. Independientemente de si el sistema de una casa es activo o pasivo, tendrá uno de los tres tipos de colectores solares: placa plana, sistema integral de colector-almacenamiento o colectores solares de tubo de vacío.

El siguiente paso es un colector de caja caliente que utiliza una placa absorbente negra para recoger la radiación solar. Estos colectores suelen tener una placa absorbente oscura colocada debajo de una o más cubiertas de vidrio o plástico transparente. La placa transfiere el calor del sol a la tubería de cobre (también pintada de negro, generalmente con pintura electrostática). El agua fluye a través de esta placa absorbente, donde es calentada por el sol. El aislamiento ayuda a mantener el calor dentro de la caja. Esto es superior a la caja caliente en la entrega de mayores volúmenes de agua caliente. Los colectores de placas absorbentes tienen un perfil mucho más bajo y pesan menos que una caja caliente rudimentaria, lo que los convierte en una solución atractiva de bajo costo para hogares existentes (y especialmente económicos para calentar piscinas).

La tecnología de punta para el calentamiento solar de agua es un colector de tubo de vacío. Este tipo de sistema presenta filas paralelas de tubos de vidrio transparente, absorbentes de metal y aletas revestidas. Estos colectores de alta tecnología minimizan la pérdida de calor por radiación. Algunos estilos emplean tubos de vidrio dentro de tubos o tienen un tubo absorbente de metal unido a una aleta. Con el último tipo, el revestimiento de la aleta absorbe la energía solar pero inhibe la pérdida de calor. Se crea un vacío dentro de los tubos, lo que elimina la pérdida de calor por conducción y convección, lo que disminuye seriamente la eficiencia de los sistemas colectores más básicos. Los colectores de tubo de vacío o de vacío pueden alcanzar una temperatura del agua sorprendentemente alta, a veces superior a 300 grados F.

Los sistemas de colector-almacenamiento integral (“lote”) (ICS) también emplean una caja acristalada y aislada, pero utilizan uno o más tubos negros o tanques en lugar de placas absorbentes para calentar el agua. El agua precalentada se envía al calentador de agua de respaldo convencional, donde se almacena. Las tuberías exteriores son vulnerables a la congelación, por lo que este tipo de configuración no es apropiado para regiones con inviernos muy fríos.

Tanques de almacenamiento de agua solar

Los tanques de almacenamiento del calentador de agua solar están bien aislados y tienen entradas y salidas conectadas desde y hacia el colector. Los sistemas de un tanque utilizan una combinación de calentador de respaldo / tanque de almacenamiento solar. Los sistemas de dos tanques tienen un calentador de agua solar que precalienta el agua antes de que viaje a un calentador de agua convencional.
Recurso destacado:
Encuentre un calentador de agua solar preprotegido local Pro

SIGUIENTE VER:
Descripción general de calentadores de agua
Acerca de la instalación del calentador de agua solar
Guía de compra de calentadores de agua solares
Solución de problemas y reparaciones de calentadores de agua
Cómo funcionan los calentadores de agua de almacenamiento

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