La capacidad calorífica es la energía necesaria para aumentar un grado la temperatura de un cuerpo o sustancia, esta energía es captada por el absorbedor que la transfiere al fluido caloportador.
Interesa que el material del absorbedor tenga baja capacidad calorífica para que se transfiera rápidamente la energía al fluido.
Que se busque una capacidad calorífica baja en el absorbedor implica que la inercia térmica del mismo sea baja para transferir el máximo calor al fluido caloportador.
Ventajas de una inercia térmica baja en el absorbedor:
- Menos tiempo de exposición a la radiación solar para alcanzar la temperatura óptima en el fluido caloportador.
- Menores pérdidas en la transmisión de calor.
- Autorregulación, en operación el absorbedor se parará en ausencia de radiación.
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TRANSMISIÓN DEL CALOR DE LA PLACA ABSORBEDORA AL FLUIDO CALOPORTADOR
La transmisión de calor desde la placa absorbedora hasta el fluido caloportador va a depender de diversos factores siendo los dos principales: factores de diseño de la propia instalación y otros factores en la ejecución de la instalación o el desgaste por el uso.
Factores de diseño:
- Superficie de contacto absorbedor—fluido caloportador debe ser máxima, ya que mejora la transmisión de calor.
- Conductividad térmica y calor específico del absorbedor máxima.
- Propiedades térmicas del fluido caloportador.
- Espesor de la placa del absorbedor.
- Separación entre tubos y diámetro de los mismos por donde circula el fluido caloportador.
- Tipo de flujo existente en los tubos (turbulento o laminar).
Todos estos factores de diseño se integran en complejas ecuaciones matemáticas.
Otros factores:
- Debidos a la mala facturación del absorbedor y de la instalación son las malas soldaduras y acoplamientos.
- Corrosiones y desgastes en las uniones por el uso.
- Existencia de deposiciones del fluido caloportador por el uso en las caras internas de los tubos, provocando incrustaciones que generan pérdidas de rendimiento en el equipo al perderse superficie de transmisión de calor.
RESISTENCIA A LA CORROSIÓN INTERNA
En las instalaciones clásicas sanitarias, el cobre se pone siempre después del tubo de acero, o dicho de otra forma, el sentido de la circulación del fluido obliga a que primero pase por los elementos de acero y luego por los de cobre. Un circuito de instalación solar no tiene antes ni después, ya que se trata de un circuito cerrado, por lo que no es aconsejable mezclar el cobre y el hierro.
Los circuitos mixtos cobre-hierro son la peor opción que tenemos a nuestro alcance y están totalmente desaconsejados para evitar la corrosión del hierro. En circuitos abiertos no debe utilizarse aluminio o sus aleaciones.
El fluido caloportador originalmente no es corrosivo, pero puede sufrir degradaciones químicas por la acción de la temperatura y puede convertirse en corrosivo para el circuito. Tengamos en cuenta que en una instalación puesta fuera de servicio en verano, la temperatura del absorbedor puede llegar a más de 150 °C, según la calidad del equipo.
PUENTES TÉRMICOS
Hay que estar seguro de que no hay puentes térmicos entre el absorbedor y los elementos no aislados del colector capaces de traer consigo pérdidas a bajas temperaturas, especialmente en los puntos de fijación de la carcasa. Las entradas y salidas del absorbedor tendrán que estar bien aisladas térmicamente.
ENTRADA Y SALIDA DE FLUIDO CALOPORTADOR Y RESISTENCIA A LA PRESIÓN
Se cuidará que las pérdidas de carga provocadas por los orificios de entrada y salida no sean altas, así como de no forzar las soldaduras en esos puntos al conectar varios colectores entre sí o con la tubería exterior, para evitar fugas por rotura de las soldaduras.
Si el colector está conectado directamente a la red, debe ser capaz de aguantar la presión de dicha red. Sería lógico pensar que no va a ser precisa esa resistencia cuando el colector está integrado en un circuito primario, en el que la circulación se hace a una presión bastante pequeña, pero incluso en este caso se pueden prever subidas accidentales de presión por varias causas, entre las que pueden citarse:
- La conexión directa espontánea del colector con la red, cuando se ha perdido fluido del circuito primario por una avería y se rellena con agua de la red.
- La obturación de las tuberías pueden ser peligrosas en un circuito primario que disponga de un electrocirculador. Las causas principales son el hielo en invierno o en zonas de alta montaña y las incrustaciones por el uso.
Por lo tanto, tendremos que dotar a la instalación de elementos de seguridad que eviten estas sobrepresiones que perjudican a los absorbedores de los colectores. Estos elementos suelen ser los menos resistentes a la presión.
