Proteccion contra la Ebullición

La posibilidad de ebullición o de subidas excesivas de la temperatura en el fluido caloportador se pueden dar en dos casos:

  • Ausencia temporal de los usuarios (En casas de fin de semana, por ejemplo).
  • La instalación, por alguna situación, está fuera de servicio (Avería de algún elemento).

Normalmente estos riesgos de ebullición del fluido caloportador se dan en los casos de que sea agua o una mezcla de esta con anticongelante donde los puntos de ebullición son entorno a 100ºC.

Si se optó por un fluido caloportador orgánico en el circuito primario el riesgo de ebullición será nulo, ya que normalmente su temperatura de ebullición es mucho mayor que 100 ºC, siendo normal que esté por encima de los 180 ºC.
Es este margen más que suficiente para los parámetros de operación de la instalación de ACS.

En las zonas donde mayores riesgos hay de alcanzar la ebullición y de que se den sobrepresiones son en el depósito acumulador y en los colectores solares.

En toda instalación solar en la que el fluido de trabajo es agua con anticongelante existe riesgo de ebullición, por lo que se deberán tomar las precauciones oportunas para evitar que se produzca.

Ebullición en el circuito de los colectores:

→ Los inconvenientes pueden ser:

  • Incrustación.
  • Según el dispositivo empleado, podemos correr el riesgo de vaciado de parte del circuito, que deberá ser rellenado antes de su puesta en servicio.

Una instalación de energía solar se denomina abierta si su vaso de expansión es abierto. Si su vaso de expansión es cerrado, la instalación se denomina cerrada.

→ Si el circuito es cerrado y funciona de una forma normal, la presión al nivel de los colectores es pequeña, pero si sube la temperatura en los colectores, la presión también subirá. Esto provocará que la válvula de seguridad se abra al llegar a un cierto valor, que fijaremos por debajo de la presión que puede soportar el punto más débil del circuito, que suele ser la membrana del vaso de expansión cerrado o el propio colector.
Aparte del funcionamiento de los elementos de seguridad, tenemos otras soluciones para evitar los peligros de la sobrepresión:

  • Usar un fluido orgánico como fluido caloportador con punto de ebullición elevado. El inconveniente es que es bastante caro.
  • Realizar un circuito que aguante la presión máxima previsible.

Las dos causas de la sobrepresión son:
1- La dilatación del fluido caloportador.
2-La presión del vapor del fluido a la temperatura máxima considerada.

→ Limitar la presión.
Se podrá actuar de dos formas, sobre el vapor generado o sobre el fluido sobre tensionado, ambos casos llevarán a un vaciado parcial del circuito.

  • Vaciado del vapor cuando se alcance una sobrepresión peligrosa, se efectuará con una válvula manométrica regulada a la presión de apertura o por medio de un purgador de aire que deje salir el vapor generado. Este vaciado se autorregulará parándose cuando el nivel de agua baje por debajo de la zona sobrecalentada.
  • Vaciado del fluido caloportador con sobrepresión se efectúa con una válvula manométrica tarada a la presión de control, esta se sitúa en la parte más baja del circuito para facilitar el vaciado. El fluido se llevará a un depósito auxiliar para su posterior recuperación, parándose el vaciado de forma similar al caso anterior.

En ambos casos se llevará a cabo el nuevo llenado con las más estrictas medidas de seguridad para la reanulación del funcionamiento de la instalación.

→ Evitar que los colectores reciban todo el flujo solar durante las horas de más radiación en verano.
Tenemos dos posibilidades:

1- Dar a los colectores más inclinación que la óptima en verano como muestra la siguiente figura. Se podrá adoptar la óptima de invierno.

Reducción de la energía recibida por los colectores
Reducción de la energía recibida por los colectores en verano debido a una
inclinación

2- Colocar un alero que dé sombra sobre los colectores en las horas de máxima intensidad solar del verano.

Reducción de la energía
Reducción de la energía incidente en el colector mediante un alero

Esta es una buena opción, ya que en verano hay excedente de energía solar, aunque solo será posible en casas nuevas donde se haya considerado dicha posibilidad arquitectónica.

Para la protección de los colectores frente al riesgo de ebullición se pueden adoptar varias medidas entre las que destacan la utilización de elementos de seguridad en la instalación y evitar que los colectores reciban toda la radiación solar en verano, dándoles más inclinación o colocando aleros.

Ebullición en el almacenamiento o depósito acumulador:

El riesgo de ebullición en el almacenamiento solo es posible en instalaciones en las que el agua se caliente por medio de un circuito primario, mediante el fluido caloportador que entra en ebullición a una temperatura superior a la del agua, estando la misma en función de la presión, tal y como muestra la figura siguiente.

Curva de la presión del vapor de agua
Curva de la presión del vapor de agua, en función de su temperatura

La experiencia demuestra que el riesgo de ebullición, en el caso del almacenamiento de agua caliente, no supone peligro, incluso sin extracción, con colectores de placa plana, cuando el volumen de acumulación es mayor de 50 litros por cada metro cuadrado de superficie colectora.
La aparición de nuevos colectores con más rendimiento, como los de vacío, puede suponer un aumento de dicho riesgo.

PROTECCIÓN CONTRA QUEMADURAS

Para evitar quemaduras en los usuarios de la instalación de ACS, se deberá instalar un sistema de mezcla automático o similar que limite la temperatura del agua a 60 ºC en los puntos de consumo.
Siendo este sistema capaz de soportar las temperaturas máximas que se puedan alcanzar en verano en el circuito de los colectores solares.

Un sistema adecuado sería disponer de un depósito de mezcla previo al punto de consumo donde el agua de red fría entre en contacto con la caliente generada en los colectores, para generar agua entorno a 60 ºC.

PREVENCIÓN DE LA LEGIONELOSIS

La legionelosis o enfermedad del legionario es un tipo grave de neumonía causado por bacterias del género legionella, presentes en fuentes de agua contaminada, sistemas de aire acondicionado, etc.

La legionelosis o enfermedad del legionario recibe su nombre de un brote sucedido en una convención de legionarios estadounidenses en un hotel de Fidalfia en Julio de 1976.

Para evitar la legionelosis se debe de cumplir por lo menos con lo expuesto en el Real Decreto 865/2003, que indica que en la distribución de agua caliente la temperatura no será inferior a los 50 ºC en el punto mas alejado previo al sistema de mezclado para evitar quemaduras y siendo también superior a 50 ºC en el tramo de retorno al acumulador.

Se permitirá además que la temperatura en el circuito alcance los 70 ºC para procesos de desinfección y limpiado.

El uso de acero galvanizado no es apropiado a temperaturas superiores a 65 ºC, ya que se estropea el zinc protector, por lo que no es adecuado su uso en el circuito primario.

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