¿Cómo funciona un calentador solar de agua?
La radiación solar es transformada en calor útil por los tubos evacuados y se transmite al agua, que de esta manera se calienta. El vacío en los tubos elimina las pérdidas de calor al ambiente. El tanque aislado (termo tanque) mantiene el agua caliente 24 horas al día. Nuestros calentadores solares residenciales funcionan por efecto termosifón y dependiendo del tipo de alimentación de agua fría que exista en la casa ó lugar de instalación manejamos dos modelos:- Sistema termosifón para tanque elevado: Este sistema se utiliza cuando existe un tanque elevado que presurizar el sistema, este tanque elevado debe de estar a una altura sobre el nivel del techo de entre 80 cm hasta 150cm. Si el tanque elevado está por debajo de este nivel, el equipo no tendrá la presión suficiente para operar y no se calentara el agua. Si el tinaco se encuentra por encima de este nivel creara presiones mayores a las que soporta el equipo y se tiene que incorporar un flotador automático.
- Sistema hidroneumático: Este equipo se utiliza cuando hay un sistema de presurización en el lugar de instalación, se utilizan los tubos del tipo heat pipe. Estos tubos se acoplan al tanque torisferico y por un puerto de transmisión de calor contenido dentro del termo tanque, calientan el agua contenida en el termo tanque, el agua al calentarse se estratifica por medio de efecto termosifón. El interior del termo tanque es de cerámica plástica. Este tanque permite una presión de operación de 6 kg /cm².
Efecto termosifón Nuestros calentadores solares funcionan por efecto termosifón, es decir, el agua al calentarse cambia sus propiedades físicas y pierde peso y densidad por lo que es más ligera que el agua fría y tiende a ascender de manera natural dentro del termo tanque, mientras que el agua fría pesa más y tiende a descender dentro de los tubos evacuados. El movimiento del agua se realiza sin necesidad de bomba y no necesita ningún componente eléctrico ó mecánico, esto hace a los equipos más fiables, fáciles de mantener y más duradero.
Existen básicamente dos tipos de tubos evacuados
Puedes ver un estudio más detallado del ahorro que genera un calentador solar de agua en el siguiente
Cuáles son los componentes del calentador solar
La imagen muestra los principales componentes de un calentador solar de tubos evacuados.
¿Qué es un tubo evacuado?
El tubo evacuado es la parte del equipo que transforma la energía solar en calor útil, y es a través de él que al agua se calienta.Existen básicamente dos tipos de tubos evacuados
- El tubo al vacio: Consiste básicamente en dos tubos de vidrio boro silicato concéntricos. El tubo exterior de alta resistencia al impacto, capaz de resistir el impacto de un granizo de hasta 2.5cms de diámetro. El tubo interior recubierto con nitrato de aluminio que tiene una excelente absorción de energía solar y mínimas propiedades de reflexión. Durante la fabricación del tubo, el aíre existente entre los dos tubos es extraído o evacuado del espacio entre tubos para formar al vacío, el cual elimina las pérdidas de calor por conducción y convección. Para mantener el vacío dentro del tubo, un elemento de barium es expuesto a alta temperatura, el cual causa que el fondo del tubo se cubra con una capa de barium puro (plateado). Esta capa de barium puro, es un indicar visual del vacío interno del tubo. Sí el color plateado se torna blanco el vacío se ha perdido y el tubo tiene que ser reemplazado.
- Tubo exterior
- Tubo interior
- Vacio
- Superficie selectiva (Nitrato de aluminio)
- Gletter de bario (Elemento de absorción mantiene el vacio)
- Capa de barium puro
- heat pipe: El fluido de trabajo en este tipo de tubo es un glicol de bajo calor específico, que está contenida en un tubo capilar de cobre dentro del tubo al vacío. La placa de absorción del tubo “heat-pipe” está fabricada con un recubrimiento semiconductor, esta capa especial selectiva apropiada para operar en alto vacío asegura una alta absorción de energía y bajas perdidas por radiación, el resultado es un alto aprovechamiento de la energía solar disponible.
- Tubo capilar
- Unión entre metal y el tubo evacuado
- Tubo de boro silicato de alta resistencia
- Vacio
- Aleta de captación con superficie selectiva
¿Cuáles son los beneficios ambientales de un calentador solar?
Un beneficio importante es la contribución que un calentador solar tiene en la reducción de emisiones de gases efecto invernadero a la atmosfera (dióxido de carbono, CO2), generando un ambiente más saludable. Con un calentador solar de agua se evitara la emisión a la atmosfera de más de 3 toneladas de CO2.
¿Cuánto dinero puedo ahorrar con un calentador solar?
El ahorro que puedes esperar de un calentador solar de agua depende de varios factores, tales como el tamaño del equipo, la cantidad de energía solar disponible en tu localidad, y muy importante, la cantidad de agua caliente que ocupes y la forma en que la ocupas. El ahorro mínimo en un equipo residencial es del 80% en el consumo actual de gas que ocupan para calentar agua. El sistema se amortiza en promedio en un año y ocho meses. La gráfica no uno muestra el porciento de sustitución promedio del boiler de gas por un equipo solar. Como se observa en la gráfica hay meses donde todo el tiempo utilizamos energía solar 100% gratuita, en estos meses no pagamos un solo peso para calentar agua. Puedes ver un estudio más detallado del ahorro que genera un calentador solar de agua en el siguiente
¿Qué clase de mantenimiento necesita un calentador solar?
El calentador solar de agua no posee ninguna parte mecánica o eléctrica para funcionar, lo que lo hace un equipo con mínimo mantenimiento, este consiste básicamente en dos cosas.- Limpiar los tubos evacuados por lo menos dos veces al año con una franela humedecida en vinagre blanco, esta limpieza se realiza cuando los tubos evacuados no han recibido la luz solar.
- Cambiar la varilla de magnesio que incluye el equipo cada dos años.
¿Qué sucede si se rompe un tubo evacuado
Los tubos evacuados bajo condiciones normales de trabajo no se rompen, en el caso extraordinario que se dé, se substituye por otro tubo evacuado. El equipo incluye un tapón que se coloca en el lugar del tubo roto dentro del termo tanque para que este funcione de manera normal.
¿Qué tamaño de equipo necesito?
El tamaño del calentador solar depende del número de personas que harán uso de él y cuánta agua caliente utiliza cada persona. Nosotros consideramos 30 litros por persona por día para el servicio básico de regaderas, esto quiere decir que si una familia tiene cinco miembros se recomienda un equipo de 150 litros, si ocupan agua caliente para la lavadora y para la cocina se recomienda una media de 50 litros por persona por día. A continuación se presenta la gráfica de dimensionamiento, con ella podemos determinar el tamaño del calentador solar a comprar, basta con seguir los siguientes pasos para determinar el equipo que requiero.- Seleccionar el número de personas que utilizaran el equipo (eje de las X).
- Determinar los litros de agua caliente por persona (líneas inclinadas).
- Trazar una línea vertical partiendo del número de personas hasta topar con la línea inclina o litros por persona.
- En el punto donde se cruzan la línea que se dibujo en el punto anterior con los litros por persona, trazar otra línea, ahora se traza una línea horizontal, con dirección izquierda (eje de las Y), hasta tocar este eje.
- Se lee en la parte izquierda de la gráfica el tamaño de equipo recomendado.
¿Puedo instalar un calentador solar sin necesidad de tener un boiler convencional?
Si se puede, algunos de nuestros clientes solo tienen instalado el calentador solar en sus casas. El calentador solar cubrirá más del 80% de la demanda de agua caliente en el año, para asegurar el consumo el 100% se recomienda utilizar como respaldo un boiler convencional.
¿Se modifica la instalación hidráulica de mi casa para instalar el calentador solar?
La instalación que está dentro de la casa no se modifica para nada, tendrá agua calentada con energía solar en los puntos donde normalmente tiene agua caliente. Los únicos puntos donde se modifica su instalación hidráulica son a la salida de agua caliente del boiler (en caso de contar con uno) y en la alimentación principal de agua fría que viene del tanque elevado.
Tengo un boiler en mi casa ¿Cómo se conecta el calentador solar con el boiler?
Se puede instalar el calentador solar de cuatro formas distintas:- Interconexión del calentador solar con el boiler convencional
- Conexión en serie
- El calentador solar sirve como sistema de precalentamiento
- No es necesario manipular válvulas
- El piloto del boiler se mantiene encendido
- Se recomienda para boiler de por lo menos 100 litros de capacidad ó de paso
- Se recomienda aislar el boiler
- conexión en paralelo
- El calentador solar y el boiler son sistemas independientes
- Se requiere la manipulación manual de válvulas
- Se recomienda esta instalación cuando se tienen boiler de capacidad menor a 100 litros ó de paso
- El boiler se mantiene apagado
- Conexión en bay — pass
- Se tiene la instalación en serie, paralelo y directa en una sola instalación
- Se requiere la manipulación de seis válvulas
- Dependiendo de la época del año el calentador solar da el servicio directo, ó como pre — calentamiento
- Conexión directa
- Esta instalación se realiza cuando no hay boiler en el lugar de instalación
¿El calentador solar funciona en invierno?
Si funciona en invierno y la temperatura del agua caliente entregada es de 55°C aproximadamente.
¿El calentador solar funciona con temperaturas ambientes menores a los cero grados?
Nuestro calentador solar si funciona aun con temperaturas menores a los cero grados centígrados.
¿El calentador solar funciona en días nublados?
Dependiendo de la intensidad y del periodo del nublado el equipo entregara agua de caliente a fría. Si el nublado es parcial y dura pocas horas tendrán agua caliente, pero si el nublado es severo y dura varios días, tendrán agua de templada a fría.
¿Cuál es la orientación apropiada del calentador solar?
El equipo se debe de instalar en la azotea orientado al sur geográfico del lugar, desviaciones de hasta 30 grados hacia el oriente o poniente son admisibles. El ángulo de inclinación en nuestros equipos es de 20 grados.
¿Cuál es la vida útil del calentador solar?
Nuestros equipos tienen una vida útil de más de 15 años.
¿Qué garantía dan y que cubre?
La garantía de fábrica del calentador solar es de cinco años en total y cubre el termo tanque, la estructura soporte y los reflectores siempre y cuando se instale el equipo de acuerdo al manual de instalación.
¿Quién realiza la instalación y cuanto tiempo requiere?
La instalación la realiza su plomero de confianza, el equipo incluye el manual de instalación. La instalación se realiza en aproximadamente 5 horas.
No voy a utilizar el calentador solar por más de 4 días ¿Qué hago?
Si Ud. No ocupa el calentador solar por ausencias prolongadas de más de 4 días se debe vaciar el equipo por completo y cubrirlo con una lona blanca. A su regreso llene el calentador solar muy temprano antes de que el sol caliente los tubos o muy tarde, 3 horas después de que el sol se metió. Si Ud. Llena el equipo en el transcurso del día corre el riesgo de que los tubos se rompan, ya que en su interior la temperatura es superior a los 100°C y al contacto con el agua fría el tubo sufre un choque térmico y se rompe.
