Sistema de calentador de agua solar

Mucha gente cree que la bomba de calor no es un sistema de energía "solar" adecuado porque no utiliza colectores. ¡Esta gente está equivocada! Los sistemas de bomba de calor no necesitan colectores solares porque utilizan un tipo diferente de energía solar. Mientras que los sistemas solares de agua caliente "convencionales" necesitan luz solar para calentar el agua, las bombas de calor extraen el calor solar del aire que nos rodea y lo utilizan para aumentar la temperatura del agua. Aunque parezca poco probable, en realidad hay suficiente calor en el aire circundante, incluso en un día de invierno, ¡para calentar el agua hasta que hierva!
Los sistemas de bomba de calor utilizan electricidad para eliminar el calor del aire y transferirlo al agua (básicamente son acondicionadores de aire en "modo calefacción"), pero utilizan alrededor de un 75% menos de electricidad para calentar el agua de esta manera, en comparación con un calentador de agua eléctrico convencional.
Aquí se muestra un sistema típico de bomba de calor: ¡puede ver las similitudes con un aire acondicionado!

Este tipo de sistema es el más común en Japón, Israel y Australia, que han disfrutado de una base instalada de millones de sistemas residenciales y comerciales durante los últimos 30 años. Al igual que el sistema ICS, el sistema termosifón elimina el sistema de circulación y control.
Sin embargo, la circulación se realiza mediante el principio de termosifón: el tanque de almacenamiento de agua caliente está ubicado más alto que el colector solar y el flujo de circulación se induce cuando el agua más fría del fondo del tanque de almacenamiento cae por gravedad a través de una línea de circulación hasta el fondo del tanque. Panel colector solar, donde se calienta y asciende. El agua calentada en el panel colector solar sube por una línea de circulación hasta un punto alto en el tanque de almacenamiento de agua.

Los sistemas Drainback tienen algunos componentes más, pero están diseñados específicamente para brindar un funcionamiento a prueba de fallas en climas con heladas frecuentes durante el clima invernal más frío. El colector solar y el sistema de control son los mismos que el sistema de circulación directa. Sin embargo, una solución anticongelante circula a través del colector solar y regresa a un intercambiador de calor en el tanque de almacenamiento de agua caliente. La adición de un intercambiador de calor aumenta el costo del sistema y crea cierto grado de pérdida de energía por transferencia de calor, y esto, combinado con el hecho de que estos sistemas generalmente se instalan en latitudes más altas, donde se reduce la radiación solar entrante, hace que el agua solar indirecta La calefacción es menos viable que su prima de circulación directa.
Al igual que el sistema directo, un sistema de control electrónico compara la temperatura de un sensor ubicado en el colector solar con la temperatura de un sensor ubicado en el fondo del tanque de almacenamiento de agua caliente (donde se encuentra el agua más fría). Cuando la temperatura del colector solar es más cálida que el agua en el fondo del tanque por alguna diferencia predeterminada (cuatro grados, por ejemplo), el control electrónico enciende una pequeña bomba. Sin embargo, en el sistema de drenaje, el fluido que circula a través del colector solar se separa del agua potable en el tanque de almacenamiento de agua caliente.
Se hace circular agua o una solución de glicol a través del colector solar y un tanque de drenaje. Cuando la bomba se detiene, el líquido del colector solar "drena" hacia el tanque de drenaje, dejando el colector solar vacío siempre que no haya líquido circulando a través de él. Una segunda bomba de circulación hace circular agua potable desde el tanque de almacenamiento de agua caliente a través de un intercambiador de calor en el tanque de drenaje.

Los sistemas de almacenamiento de colectores integrales, también llamados calentadores solares "por lotes", combinan el tanque de almacenamiento de agua caliente y la superficie del colector solar en un solo componente, eliminando la necesidad de bombas de circulación o sistemas de control automático. En su implementación más simple, un tanque de almacenamiento de agua pintado de negro y expuesto a la luz del sol es un sistema ICS rudimentario.
Este tipo de sistema funciona mejor como precalentador de un calentador de agua convencional o sin tanque. La línea de agua fría que alimenta el calentador de agua convencional se desvía y se envía primero a través del módulo solar ICS. La circulación es proporcionada por la presión de la red pública. En otras palabras, cuando se extrae agua caliente del calentador de agua convencional para su uso, el tanque de almacenamiento se rellena con agua calentada por energía solar en lugar de agua fría. Esto permite que el calentador eléctrico o de gas funcione sustancialmente menos.

También llamado sistema "activo" o "de circuito abierto", este es el tipo de sistema que se instala con mayor frecuencia en las áreas central y sur de Florida, y en otros climas del cinturón solar sin heladas dentro de los Estados Unidos.
En el sistema directo, un sistema de control electrónico compara la temperatura de un sensor ubicado en el colector solar con la temperatura de un sensor ubicado en el fondo del tanque de almacenamiento de agua caliente (donde se encuentra el agua más fría). Cuando la temperatura del colector solar es más cálida que el agua en el fondo del tanque por alguna diferencia predeterminada (cuatro grados, por ejemplo), el control electrónico enciende una pequeña bomba, que extrae agua fría del fondo del tanque de almacenamiento de agua caliente. y lo hace circular a través del colector solar. El agua calentada por energía solar regresa a la parte superior del tanque.
La bomba de circulación es muy pequeña y normalmente utiliza aproximadamente la misma cantidad de electricidad que una bombilla de 100-vatios. Otra versión de este sistema utiliza un pequeño panel fotovoltaico (eléctrico solar) para operar una bomba de circulación de corriente continua (CC).