Cómo funcionan los calentadores solares

Cómo instalar un calentador solar.
15 enero, 2018
calentador de agua solar universal solar products


Calentadores Solares



Existen en este momento dos tipos de calentadores solares que se basan en la acción natural de nuestro planeta llamado Termosifón, el cual nos permite tener agua caliente.
El calentador solar de tubos al vacío consiste en un proceso térmico en el cual se presuriza el agua; el calentador placa plana opera en circulación del agua. Estos dos métodos son muy eficientes funcionando sin uso de energía.
El calentador solar tipo tubo al vacío capta el calor en tubos de vidrio, este calor es procesado en un serpentín interno del tanque con agua y se produce agua caliente. El flujo de transmisión de calor dependerá de la cantidad de tubos instalados y según la temperatura ambiente y del desequilibrio térmico. No todos los calentadores de tubo al vacío son igual de eficaces, depende que mantengan una mejor relación entre lo que ganan de la energía del sol y el calor interno que se pierde.
Para ayudar a esta situación, algunos fabricantes tienen un sistema denominado CPC (Colector Parabólico Concéntrico) para captar radiación entre tubos. Aun así, los tubos al vacío están por debajo de los colectores placa plana.
Los tubos al vacío son de origen Chino, usualmente son económicos debido a la baja calidad de sus materiales de fabricación. Su vida útil es de 2 a 3 años. En caso que se rompa un componente no se podría realizar cambio de la pieza dado que los repuestos no son de alta rotación. Se ha detectado que su mantenimiento conlleva un alto costo ya que los tubos son de vidrio para que el efecto de Termosifón funcione; característica que los hace frágiles y como resultado debilita el rendimiento a largo plazo.
El segundo tipo de calentadores, el sistema de colectores solares planos cuenta con componentes de excelente calidad, su tiempo de vida útil es de 20 a 30 años aproximadamente. Existen instalaciones de calentadores de Universal que llevan más de 38 años y siguen produciendo agua caliente. Las mediciones de pérdida de eficiencia después de este tiempo revelaron que no superan más del 2%.
En cuanto a los tubos al vacío no se espera una vida útil muy larga ni una gran eficiencia por las siguientes razones:

1. La facilidad con que se puede romper el tubo debido a sus materiales de fabricación, lo cual generaría un costo adicional para el consumidor y no para el fabricante. 2. Pérdida del vacío después de aproximadamente 2 a 3 años de uso, debido a la difusión del aire, dado que ningún material es 100% hermético. 3. Degradación de las superficies reflectivas debido a la radiación de los rayos solares directos que producen una disminución de la efectividad de la superficie. 4. El calor produce un cambio continuo de temperatura lo que provoca un daño en el cuello del tubo en el momento de hacer su transición al tanque. Como consecuencia se debe cambiar el tubo y en algunas ocasiones el mismo tanque. Por eso la vida útil o la vida normal de funcionamiento es de 2 años aproximadamente. 5. El serpentín instalado dentro del tanque afecta no solamente los cambios de temperatura si no al agua misma, creando una fricción constante con el metal, produciendo así “electrolisis” que lleva el rompimiento del tanque. 6. El manejo y transporte de los tubos de vidrio no solamente puede causar daño en el equipo si no a quienes lo manipulan.

El calentador solar placa plana de Universal Solar Products tiene colectores que se manufacturan para eliminar alguna de las debilidades del colector plano solar:

1. El agua es conducida por un plato solar fabricado en cobre tipo L, sobre tubería de cobre de 3/8 dando seguridad que jamás se va a corroer. 2. La caja y los marcos del colector son 100% aluminio 6061T6 lo cual contribuye a que se pueden instalar en cualquier techo. El termotanque del equipo se puede instalar en la parte más cómoda del proyecto. Como es de aluminio de alta calidad no se produce efecto corrosivo. 3. El colector goza de una cubierta en cristal templado fabricado específicamente para el calentador de Universal, reteniendo un 95% la energía solar recibida. 4. La cubierta de vidrio tiene que resistir el impacto de un balín de acero de 33mm de diámetro con un peso de 150 gramos cayendo desde una altura de 2 metros, 10 veces como mínimo. Lo calentadores de Universal Solar están diseñados para pasar esta prueba, mientras que los calentadores de tubos de vidrio no, dado que el material no es templado. 5. La limpieza de los colectores planos es muy sencilla, es necesario un trapo y agua. Los colectores de tubo de vacío, especialmente los que tienen reflectores, son más sensibles a los efectos ambientales y más difíciles de limpiar ya que cada tubo es independiente y frágil para su manejo

En el mercado existen tres tipos de sistemas solares con tubos al vacío.

1. Sistema de tubos de vacío directo: El sistema de tubo al vacío directo es el sistema más económico. El agua está en contacto directo con el tubo de vidrio. Este sistema no es usado en Europa ni en ningún país con certificaciones en calentadores solares ya que su vida útil es corta y no son resistentes a la presión. Sin embargo, en muchos países de Latinoamérica dado que no existe ningún tipo de regulación su uso es frecuente. Normalmente el tanque de agua caliente tiene una pared de mínima. No es recomendable instalar estos tanques en donde el agua tenga un alto contenido de cloro por su peligro corrosivo. Un problema común de estos sistemas en su alto número de uniones (hasta 20 o más). Cada tubo necesita su propia unión la cual representa un alto peligro de fuga y fragilidad evidente. Otras de las desventajas que tiene este sistema es que con un solo tubo que se rompa, todo el contenido del agua en el tanque se pierde. Adicional, no resiste presiones mayores a 0.2kh/cm2 y solo puede operar con cisterna; tampoco resiste choques térmicos. Si se llenan con agua fría, al estar expuestos al sol los tubos se rompen; además no pueden estar expuestos al sol sin tener agua. Los repuestos o piezas para repararlos son difíciles de conseguir. 2. Sistema de tubos al vacío con intercambios de calor de dos circuitos: El agua caliente no está en contacto directo con los tubos de vidrío se calienta por medio de un intercambiador de calor interno. Este sistema tiene muchas desventajas, por ejemplo, para su instalación requiere una gran cantidad de uniones que permiten la fuga de agua; durante el consumo del agua caliente existe una gran pérdida de temperatura y presión. También es posible la evaporación del líquido en el circuito solar, con el fin de evitarse, se instala un dispositivo de llenado, el cual ocasiona un alto costo de mantenimiento y disminuye la vida útil del calentador. Los repuestos también son muy difíciles de conseguir. 3. Sistema de tubos al vacío indirecto (Heat Pipe): En este sistema, el agua caliente no entra en contacto directo con el tubo de vidrio; los tubos son muy frágiles para su manipulación, también requieren de muchas uniones en la instalación. Las desventajas son las mismas del sistema anterior.

Si comparamos el sistema de tubos al vacío con el sistema de colector plano es más eficiente, eficaz y económico el sistema de Universal Solar Products.

✓ La solución es más robusta, versátil y duradera.
✓ Resisten presiones de 10kg/cm2.
✓ La eficiencia no depende de un aislamiento al vacío que se pierde con el tiempo si no que se conduce mediante un plano solar con un cobre de alta eficiencia.
✓ Resistente a altas presiones.
✓ Resistente a golpes en la cubierta de vidrio templado.
✓ Resisten choques térmicos.
✓ El calentador solar de Universal ya está probado y goza de más de 30 años de vida útil.
✓ Puede quedar expuesto al sol sin agua y no se daña.
✓ Los repuestos son fáciles de conseguir.
✓ El tanque es un termo tanque con tres capas internas para mantener el agua por lo menos a 122° de temperatura.
✓ El termo tanque del calentador solar de universal solar es el único termo tanque que se le instala una barrera de magnesio para evitar las consecuencias de los electrolisis.
✓ Es el único colector plano que se le aplica Tinox. El Enegy Tinox es una superficie selectiva que logra aprovechar el 99% de los rayos ultravioletas, lo cual permite calentar aún en días nublados.

Si quiere una demostración por favor póngase en contacto con nosotros y permítanos asesorarlo.

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