Calentador de agua solar

Los sistemas solares de calentamiento de agua se pueden clasificar de muchas formas. Una forma básica de diferenciar los calentadores solares se basa en lo que se calienta en sus colectores solares. Esto produce dos categorías distintas: sistemas directos e indirectos. Los sistemas de calentamiento solar directo de agua, también llamados sistemas de circuito abierto, hacen circular el agua doméstica, que utilizamos para ducharnos y lavarnos las manos, desde el tanque de agua hasta los colectores y viceversa. Por otro lado, los calentadores de agua solares de circuito cerrado o indirecto utilizan un intercambiador de calor para separar el agua de un fluido de transferencia de calor, generalmente anticongelante, que circula en los colectores y el sistema de tuberías. Aunque son más caros y requieren mucho mantenimiento, los sistemas indirectos funcionan de manera confiable en condiciones de mucho frío o calor. El fluido caloportador evita tanto la congelación como el sobrecalentamiento.

Dispositivo eléctrico Según si se utiliza fuerza externa en el sistema de circulación, el calentador de agua solar se puede clasificar en sistemas activos y pasivos. Los sistemas activos de calentamiento de agua solar emplean bombas para hacer circular agua doméstica o anticongelante a través del sistema. También regulan el proceso general mediante controladores electrónicos, sistemas de calentamiento de agua solares activos, pasivos y directos, entre los cuales el controlador de temperatura es el componente clave. El controlador de temperatura monitorea la diferencia de temperatura entre el líquido que sale del colector solar y el agua en el tanque de almacenamiento. Normalmente, el controlador enciende la bomba cuando el líquido (agua doméstica o anticongelante) en el colector está aproximadamente 5-8 grados Celsius más caliente que el agua en el tanque, y apaga la bomba cuando la diferencia de temperatura se acerca a {{2} } Celsius. Este proceso de control evita que la bomba funcione con demasiada frecuencia y que el agua del tanque se sobrecaliente.
Dado que no utilizan bombas, los calentadores de agua solares pasivos dependen exclusivamente de las fuerzas de convección naturales impulsadas por el calor y de la gravedad para hacer circular agua, o líquido de transferencia de calor, a través del sistema. Dado que el agua caliente sube y el agua fría baja por convección, el tanque de almacenamiento siempre debe colocarse encima de los colectores solares. Aunque los sistemas pasivos de calentamiento solar de agua cuestan menos que los sistemas activos, alrededor del 20%-50%, y no requieren mantenimiento, son relativamente ineficientes y pueden sobrecalentarse o congelarse. Los sistemas activos también brindan más libertad en el diseño del sistema y permiten un control preciso de la temperatura, lo que hace que su experiencia con el calentador de agua solar sea lo más cómoda posible.

Puede pensar que ya hemos analizado muchos tipos de calentamiento solar de agua y que los sistemas pasivos directos, activos directos, pasivos indirectos y activos indirectos describen con precisión todas sus opciones. Sin embargo, todavía quedan algunas subcategorías por explorar. Los sistemas pasivos de calentamiento de agua solar directo se pueden dividir en dos tipos según dónde se almacene el agua. Los sistemas integrales de colector-almacenamiento (ICS) combinan el colector solar y el tanque de almacenamiento. Los tanques integrados están alojados en una caja acristalada aislada orientada al sol, absorbiendo la radiación solar y calentando así el agua. Dado que el agua se almacena al aire libre, este sistema sólo es adecuado para climas más cálidos donde hay poca pérdida de calor durante la noche.
Los sistemas termosifón, por el contrario, no almacenan agua en el colector. Hacen circular el agua sin bombas a un tanque de almacenamiento interior o exterior que se ha instalado encima de los colectores. El agua fluye naturalmente a través del sistema: el agua más caliente sube al tanque y el agua más fría cae a los colectores para calentarse. Los sistemas termosifón son más caros que los sistemas ICS, pero funcionan mejor en climas más fríos. Generalmente un calentador de agua solar indirecto pasivo es un sistema termosifón que utiliza anticongelante.

En los sistemas activos de calentamiento de agua solar indirecto, se puede agregar un depósito de drenaje para mejorar el rendimiento. En estos sistemas, la tubería colectora no está presurizada e incluye un depósito de drenaje abierto que está contenido en un espacio acondicionado o semiacondicionado. Si hace demasiado calor en el colector, la bomba se apaga y el líquido anticongelante se drena al depósito de drenaje. Para que esto ocurra sin presión adicional, todas las tuberías por encima del tanque de drenaje, incluidos los colectores, deben inclinarse hacia abajo. Cuando la diferencia de temperatura alcanza un nivel normal, una bomba hace circular el líquido de transferencia de calor de regreso al colector del sistema de calentamiento de agua solar activo. Por lo tanto, el sistema de drenaje activo evita daños relacionados con el calor al colector o al líquido anticongelante y al mismo tiempo garantiza que el agua no se sobrecaliente. En los calentadores de agua solares activos directos, el sistema de drenaje evita una gran pérdida de calor durante la noche porque el agua regresa al tanque interior. Además, los sistemas de drenaje no requieren mantenimiento. Desafortunadamente, debido a sus muchas ventajas, los sistemas de drenaje activo son los sistemas solares de calentamiento de agua más caros.