OBTENCIÓN DE ACS
Una de las aplicaciones a las que mejor se adapta la energía solar es la obtención de ACS, por una parte los niveles de temperatura que necesitamos (normalmente entre 40 ºC y 50 ºC) son los más adecuados para un buen rendimiento del colector solar y, por otra, al ser una necesidad que se debe satisfacer durante todo el año la inversión realizada se rentabiliza más rápido que en el caso de otras aplicaciones de carácter estacional; como la calefacción en invierno o la climatización de piscinas en verano.
En la actualidad, la práctica totalidad de los sistemas constan de uno o más colectores de placa plana con un acumulador, bien integrado en un mismo conjunto con estos (sistemas solares prefabricados o equipos compactos) o bien separado de ellos (sistemas solares a medida).
Vamos a ver este tipo de sistemas y sus variantes en cuanto a diseño e instalación.
ESTUDIO DE LOS SISTEMAS DE OBTENCIÓN DE ACS
Generalmente, el objetivo de una instalación solar es conseguir el máximo ahorro de energía convencional y, por lo tanto, de dinero, algo que en algunas ocasiones, por una instalación mal realizada o hecha por algún “manitas” sin apenas conocimientos, no se cumple. Esto conduce inevitablemente en un plazo muy breve al fracaso total de la instalación con el consiguiente descrédito, injusto, de la propia energía solar.
Debemos definir de forma precisa y clara las partes de que va a constar nuestro sistema solar y las funciones específicas que realizará cada parte de la instalación.
Estas funciones son:
- La función de captación, que no solo depende de los colectores, sino de una serie de componentes que conjuntamente con estos constituyen el subsistema de captación.
- La función de apoyo, necesaria en casi todos los casos y que no debe interferir ni perjudicar el rendimiento de la instalación solar.
- La función de utilización, que corresponde a la red de distribución del ACS con todos sus accesorios.
Por lo tanto, la eficacia global de la instalación no solo va a estar condicionada por la calidad de los componentes instalados, sino que también dependerá de la interrelación entre ellos.
Hay muchas instalaciones en las que las necesidades de ACS están siendo cubiertas, en realidad, por el sistema de apoyo, con escaso aporte solar, y no nos damos cuenta de ello hasta que no se producen anomalías, fácilmente observables; o no se efectúa una comprobación periódica de consumos energéticos. Esto se debe a un diseño inapropiado o a una definición funcional insuficiente, a pesar de que los componentes utilizados en la instalación sean de primera calidad.
Tanto el instalador como el diseñador de sistemas de energía solar han de tener presente que es tan importante la calidad del diseño y la ejecución de la instalación, como la calidad de sus componentes.
Si realizamos el suministro de ACS desde el acumulador o el punto de producción hasta los puntos de consumo mediante una sola tubería, hablaremos de un sistema de distribución abierto, ampliamente utilizado en pequeñas instalaciones, tanto unifamiliares como en aquellas en las que no hay grandes distancias entre producción y consumo. Es un sistema muy sencillo, no tiene problemas de regulación y su instalación es un montaje de fontanería convencional.
Presenta el inconveniente de que hay que esperar a que el agua fría se vacíe de la tubería para que empiece a fluir la caliente cuando se quiera utilizar.
Para poder facturar el consumo energético real efectuado por diferentes usuarios, tendremos que colocar contadores calorímetros individuales que midan la energía suministrada a cada uno.
En un sistema de recirculación el agua circula por una tubería de distribución que regresa al punto de producción o almacenamiento a través de una tubería llamada “de retorno”, consiguiendo que los puntos de consumo tengan agua caliente casi de forma instantánea, tal y como muestra la siguiente figura.
El problema que tiene esta instalación es que puede tener pérdidas térmicas adicionales a pesar de que las tuberías están bien aisladas (calorifugadas), por lo que limitaremos su uso a hoteles, grandes instalaciones, etc.
En un sistema de distribución abierto el agua se suministra desde el acumulador hasta los diferentes puntos de consumo mediante una sola tubería. Presenta el inconveniente de que debemos esperar a que la tubería se vacíe cada vez que queremos utilizar el agua caliente.
En un sistema de distribución de recirculación el agua circula permanentemente a través de la tubería de distribución volviendo al punto de almacenamiento a través de una tubería de retorno, disponiendo de esta forma los puntos de consumo de agua caliente casi instantáneamente.
El principal problema que debe resolver el proyectista del sistema solar es determinar el lugar por donde entrará el agua de retorno para lograr el máximo rendimiento de la instalación.
Si existen dos acumuladores independientes, uno para el agua solar precalentada y otro para almacenar el agua de consumo, pueden darse dos casos:
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| A | Acumulador de agua solar precalentada. |
| B | Acumulador de agua de consumo. |
- La temperatura de retorno dada por la sonda SR es menor que la del agua caliente solar del acumulador A dada por la sonda SA. El agua de retorno irá al acumulador A al actuar la válvula de tres vías, que se activará eléctricamente haciendo que V2 esté cerrado y que se abran V1 y V3.
- La temperatura de retorno es igual o superior a la del agua en el acumulador.
En este caso el agua irá al acumulador B, cerrando V3 y abriendo V1 y V2.
En los sistemas de distribución de recirculación el proyectista del sistema solar debe prestar especial atención al lugar por donde entrará el agua de retorno para obtener el mejor rendimiento de la instalación solar.
