• Categories
• Energía solar
• Tanques
• Agua
• Temperatura
• Naturaleza

Citation preview

Consideraciones para Termas Solares Termas Solares para Calentar Agua: Pautas y Puntos Nos llegan muchas preguntas sobre instalaciones de termas solares, aquí algunas anotaciones.

Dimensiones y otras medidas

o

o

o o

Volumen del tanque. Se calcula entre 40 a 50 litros por persona. Este valor puede variar considerablemente según la temperatura del agua en el tanque y el uso individual. Si hay necesidad de agua caliente adicional (por ejemplo para lavar ropa o en la cocina), se debe aumentar el volumen. Tanques de termas solares son grandes y el volumen es de tres a cuatro veces del tamaño de las termas eléctricas o de gas. Es necesario porque el sol requiere más tiempo y calienta solamente durante el día. El aislamiento térmico de alta calidad es grueso y añade al tamaño. Tamaño de los colectores. Son dispositivos diseñados para captar la radiación solar donde el agua es calentada para luego pasar al tanque térmico. El tamaño se calcula según la radiación en el sitio de la instalación. En zonas de poco sol, se puede instalar un colector más grande o poner colectores adicionales para compensar. La a veces gran diferencia de la radiación solar entre verano e invierno puede causar un problema: si el sistema es diseñado para funcionar en el invierno (por ejemplo bajo la neblina continua de la costa), en el verano con la alta radiación hay un exceso de calor. Los tanques solares mantienen la temperatura sobre varios días debido a su aislamiento excelente. Temperatura: para ducharse, la temperatura normal es de 40 a 45ºC. Las temperaturas en los tanques pueden llegar según la radiación, tipo y calidad del sistema y su uso hasta más de 80ºC.

Instalación o o

o

Orientación de los colectores. Al sur del ecuador como en el Perú, la dirección es hacia el norte. Inclinación. La mayoría de los colectores requieren una inclinación mínima de 20 a 25º para asegurar su funcionamiento. Aunque este ángulo es mayor que la inclinación promedio sobre el año en el Perú (por ejemplo para Lima son 12º), un ángulo mayor brinda la ventaja de compensar la menor radiación en el invierno cuando el sol baja hasta más de 30º y los días son más cortos. En zonas de lluvias, ángulos mayores de 25º permiten una limpieza de los colectores en forma automática. Sombras. Hay que evitarlas al máximo. Por ejemplo obstrucciones en el techo, árboles o de construcciones vecinales que puedan afectar el rendimiento. Si hay montañas que cubren el sol, se puede

optimizar la dirección del colector para ganar el máximo de calor posible.

o

Aislamiento. En situaciones sin mucha radiación (por ejemplo durante el invierno en la costa, los días prolongados de lloviznas, o si las temperaturas del ambiente son muy bajas) es absolutamente necesario evitar las pérdidas de calor. Esto se realiza en poner un aislante grueso en todos los tubos y las conexiones, y, si posible, también en las paredes. Este aislante debe ser protegido para que animales, insectos o simplemente la radiación no lo afecte en el tiempo. o Las conexiones deben ser lo más cortas posibles para reducir pérdidas. o Posición del tanque  Lo más simple y confiable es colocar el tanque arriba de los colectores. Usando el efecto termosifón, el agua caliente que tiene menos peso, sube automáticamente al tanque. Desventaja es la estética, el espacio necesario y sobre todo el techo (o otra estructura) tiene que aguantar el peso considerable del tanque lleno.  Colocar el tanque en el sótano o cualquier otro sitio apto puede ser más estético y práctico, permite un acceso más simple y brinda una mayor protección. Este sistema requiere una pequeña bomba circulatoria y un controlador con sensores en los colectores y la terma. El bombeo se actúa por algunos minutos cuando la temperatura del agua en el colector supera la del tanque.

Funcionamiento y Seguridad

o

Sistemas de circuitos separados. Estos son necesarios en sitios donde el frío en la noche puede congelar el agua, con el peligro de romper la tubería. Se separa el circuito solar que tiene un anticongelante del agua potable con un intercambiador de calor (normalmente una espiral de cobre) según el esquema a la derecha. Otra posibilidad para una protección es el sistema 'drain-back' que vacía los tubos y los colectores del agua durante la noche. Este requiere una instalación especial.

o

o

o

o

Presión. Muchos sistemas con tubos al vacío de flujo directo son de baja presión. Cuestan poco y la instalación es simple. En sistemas de presión requieren un reductor de presión! Por varias razones DeltaVolt solamente instala sistemas de alta presión. Vaso de expansión. Cuando el agua se calienta, siempre se expande y la presión sube. Para compensar este cambio de volumen y presión, un vaso de expansión que regula esta presión es necesario. Su dimensión depende del volumen del sistema. Válvula de seguridad. Imagínense: nadie está en la casa, hay un sol tremendo, y las temperaturas suben sin parar. Los tubos al vacío logran fácilmente 200ºC. El vaso de expansión ya no puede tomar la inmensa presión. Una explosión es posible si no existe una válvula que alivia la presión. Instalar válvulas de calidad que aguantan las temperaturas y que abren con una presión correcta es indispensable. Las frecuentemente instaladas válvulas comunes para agua fría no sirven. Purgador de aire. Sirve para eliminar el aire del circuito. Con aire, el flujo de agua en el circuito solar es afectado y no puede funcionar. Una bomba que trabajo sin agua se malogra en corto tiempo. Un purgador, apto para el agua caliente, se instala al punto más alto del sistema.

o

Mantenimiento. El mantenimiento es similar a las termas eléctricas o de gas. Depende directamente de la calidad de agua y determina la vida de la terma. Se recomienda en situaciones normales limpiar el sistema una vez cada dos años. Si el agua es de mala calidad, ocasionalmente es necesario instalar un filtro. Colocar un ánodo de sacrificio es recomendado para reducir la oxidación (a la derecha un tanque de 8 años sin mantenimiento).

o

Arquitectos. Encontramos frecuentemente situaciones donde el sitio de la instalación no es adecuado, las conexiones de tubos son de acceso difícil o no existen, a veces hay que romper paredes. Para evitar estos inconvenientes, se recomienda que el arquitecto considere en la etapa de la planificación la construcción de una terma solar. Por ejemplo poner conexiones para el agua en el techo durante la construcción facilita y reduce costos de una instalación en el futuro. Permite además optimizar la estética. Aquí se puede descargar el Manual Técnico para Termas Solares, escrito en 2010 en el Perú por Carlos Orbegozo y Roberto Arivilca de Green Energy Consultoria ́ y Servicios SRL, auspiciado por el Deutscher Entwicklungsdienst (DED).

¿Como Funcionan Termas Solares? Principios de Sistemas Solares para Calentar Agua Sistemas normales para calentar el agua se puede clasificar en cuatro principios, lo que permite adaptarlos a los requerimientos y situaciones individuales.

1. Principio pasivo. Se usa el efecto que el agua caliente por su menor densidad sube por si misma al tanque (principio termosifón). Así no requiere ninguna bomba, pero el tanque de agua debe ser colocado arriba del colector solar para captar y guardar el agua caliente. 2. Principio activo. Diferente al anterior, se usa una bomba para mover el agua caliente, un controlador apaga la bomba si la temperatura en el colector es más baja que la en el tanqe (por ejemplo en la noche). Tiene la ventaja que se puede colocar el tanque en cualquier lugar, por ejemplo en el sótano, mientras los paneles son montados en el techo. 3. Principio directo. Aquí el agua de uso fluye directamente por el sistema y es calentado sin otro intermedio. Es muy eficiente, pero que pasa, por ejemplo en el altiplano, donde la temperatura puede ser debajo del punto de congelamiento en las noches? El agua se congela y los tubos pueden romperse. En estos casos se usan los sistemas indirectos. 4. Principio indirecto. En esto, el liquido que fluye por los paneles es tratado similarmente al agua en los radiadores de los carros con anticongelantes (por ejemplo glicol). No potable y venenoso para el consumo, esto requiere separar el liquido que pasa pos los paneles del agua potable con un intercambiador de calor, normalmente dentro del tanque de agua. Combinando estos cuatro principios los siguientes sistemas existen en el mercado. Funcionan con paneles planos o tubos al vacío.

Tipos de termas solares

El sistema directo pasivo 'termosifón' es el más simple y domina el mercado en Perú. Existen varias empresas nacionales que producen estos calentadores con paneles planos o los equipan con tubos al vacío. Sobre todo en Arequipa con su radiación muy favorable, ya existe una 'cultura' de usar termas solares desde años. Solo en esta ciudad se estima que más de 35.000 sistemas son instalados! La gráfica demuestra la simplicidad del sistema. Cabe mencionar que sistemas que no aguantan una presión elevada (por ejemplo los con tubos al vacío simples) requieren un limitador de la presión adicional. Existen termas de tamaños desde 80 litros hasta vario miles de litros por ejemplo para hoteles. Con un buen acabado y buenos materiales (por ejemplo acero inoxidable) pueden durar más de 15 años con muy poco mantenimiento. Sistemas pequeños para uno o dos personas y baratos (lo que no necesariamente es la mejor inversión) cuestan aproximadamente desde 1.000 Soles sin la instalación.

El sistema activo directo (izquierda) elimina la necesidad de colocar el tanque arriba del colector y permite posicionarlo en cualquier lugar. Para lograrlo, hay que añadir una pequeña bomba que fuerza la circulación entre el colector y el tanque. Un controlador evita que el agua circule cuando el panel no produce calor, normalmente durante la noche. La gráfica muestra este sistema. Además, en este ejemplo se usa una pequeña placa solar fotovoltaica para alimentas la bomba con electricidad independiente de la red. Este sistema puede

ser muy favorable por razones de diseño y de la vista arquitectónica - estética. La obvia desventaja es la necesidad de una bomba manejada por un controlador que añade algo de complejidad y aumenta los costos iniciales.

El sistema activo indirecto (derecha) es el sistema que se usa en zonas donde la temperatura puede congelar el agua. Aunque es más sofisticado y necesita una atención mayor (por ejemplo una renovación de los líquidos anticongelantes) todavía es muy rentable. Este sistema domina los mercados en el norte de Europa, donde, aparte de calentar el agua y a pesar de una radiación muy reducida, apoya frecuentemente la calefacción de las casas enviando el calor a través de radiadores a las habitaciones. Este sistema requiere un intercambiador de calor normalmente colocado en el tanque. Recientemente se empezó con la producción de estos sistemas en el Perú.

La selección del mejor sistema depende de su ubicación y su necesidad. Con una radiación solar todo el año y sin temperaturas bajo cero, el sistema directo pasivo es el más conveniente y económicamente más rentable. En zonas, donde el cielo es cubierto durante temporadas y el ambiente es muy fíio, se puede considerar usar tubos de vacío. Para aquellos que no les gusta tener un tanque visible o de otras consideraciones técnicas o estéticas que requieren el tanque de agua en una ubicación separada de los paneles (por ejemplo en el sótano), un sistema activo es la selección. Y por fuerza de la naturaleza, donde las temperaturas pueden ser por debajo de cero, un sistema indirecto activo es mandatorio.

Queremos destacar que siempre rinde invertir en un buen aislamiento de los tubos y tanques para evitar pérdidas de calor. Recomendamos aislar toda la tubería, incluyendo en los muros y evitar puentes de frío por completo. Solamente con este aislamiento se puede lograr una alta eficiencia del sistema entero que además permite reducir la cantidad de los paneles a un mínimo. El uso del sol es además muy útil para temperar el agua de su piscina. Con una temperatura de aproximadamente 25 grados en la piscina, las diferencias entre temperaturas del agua y del ambiente no son grandes y así los sistemas todavía son más simples y económicos. ***************************************************************

Como Funciona una Terma Solar ENERGÍA SOLAR

Una terma solar utiliza la energía solar para calentar agua, que después es almacenada en tu termo-tanque para poder utilizarla a cualquier hora del día, inclusive en la noche, cuando no hay sol, ya que en el tanque se mantiene caliente. Una terma solar funciona de una manera muy simple. Lo primero que hay que hacer es colocar la terma en el techo, orientada de tal manera que obtenga la mayor radiación posible, generalmente la orientación ideal es hacia el sur en el hemisferio norte y hacia el norte en el hemisferio sur, es decir apuntando hacia el ecuador. También es necesario colocarlo a cierta inclinación, ya que de esta manera captara más sol, la persona que te lo instale debe de calcular esta inclinación, pero si tu quieres aprender a calcularla, puedes adquirir el siguiente curso. Dentro de la terma solar vamos a encontrar 4 elementos esenciales: la placa transparente, el serpentín por donde pasa el agua, la placa colectora y el aislante térmico. La placa transparente, puede ser o vidrio o plástico, y su función principal es la de dejar entrar los rayos del sol al colector, pero no dejarlos salir, con lo que lograremos un efecto invernadero que permite alcanzar mayores temperaturas. La placa colectora es la que recibe los rayos del sol y se calienta, el serpentín esta pegado a esta placa colectora (generalmente mediante soldadura) con lo que el calor es transmitido hacia el serpentín.

El serpentín tiene una entrada y una salida. Por la entrada metemos el agua fría, la cual se calentara al pasar por la parte que esta pegada a la placa colectora. Una vez caliente sale del serpentín para almacenarse en el termo-tanque. Para que el agua circule por dentro de la terma solar, no se necesita de bombas ni nada por el estilo, estos dispositivos funcionan por medio de un fenómeno físico llamado termosifón, el cual nos dice que los líquidos calientes pesan menos que los fríos. Por lo que si la entrada la ponemos en la parte de debajo de la terma, y la salida por la parte de arriba, el fenómeno de termosifón es el que hará circular el agua naturalmente. Por último el aislante térmico es el que nos permite generar grandes temperaturas dentro de la terma, ya que sin el, el calor que entra a ella se escaparía tan rápido como entro.

PREGUNTAS FRECUENTES Aqui les presentamos las preguntas más frecuentes realizadas por nuestros clientes: Que es una Terma Solar? : Una terma solar es un sistema compuesto por: el colector solar encargado de la absorción de los rayos del sol para calentar el agua; el termo tanque que almacena el agua caliente, y esta tan bien aislado que mantiene el agua a la temperatura deseada incluso en las noches; el sistema inteligente controlador que se encarga de medir la temperatura ambiente y del colector para el encedido o apagado de la bomba de agua que impulsa el agua del colector al termo tanque. La bomba de agua esta hecha especialmente para soportar altas temperaturas. Como funciona la Terma Solar? : El colector solar calienta el agua fría; una vez esta gua esta caliente por efecto del calor del sol absorvido por el colector, es llevada hacia el termo tanque, y se almacena para su uso. El sistema inteligente controlador decide cuando hay que bombear más agua a los colectores y cuando dejar de hacerlo, es un proceso automático. Con el agua caliente almacenada en el termo tanque, Usted disfrutara de una relajante ducha en cualquier momento del día. Cuales son las ventajas de la Terma Solar NEXUS?:  Ahorro de consumo de electricidad: Ahorre en su recibo de luz. Las termas eléctricas consumen mucha electricidad, elevando su recibo de luz y pagando innecesariamente altas sumas de dinero. Con la terma solar NEXUS, usted utiliza la energia del sol.  Su fuente de energía es el sol: el sol genera energía limpia, inagotable, y sobre todo GRATIS.  Le brinda seguridad a su familia: Al no estar conectada a electricidad, ni gas, no hay ningun riesgo de accidente. La Terma Solar produce electricidad? : La terma solar produce agua caliente para su ducha. Que temperatura alcanza la terma solar : Dependiendo de la estación, en invierno el promedio es de 50° y en verano de 65°. Usted puede decidir cual es la tempratura máxima deseada, nosotros programamos el sistema a su requerimiento. Que pasa en días muy nublados y fríos? : Para días muy nublados o extremadamente fríos, tenemos para Usted un soporte auxiliar, que solo se activa cuando la temperatura del agua ha caído considerablemente. De esta forma s le garantiza agua caliente todo el tiempo y en todo clima. Cuanto consume el sistema auxiliar? : El sistema auxiliar consume mucho menos que la terma eléctrica y su uso es solo esporádico, ya que nuestra ciudad de Trujillo y la zona norte del Perú esta bendecida por un clima cálido y templado la mayor parte del año. Cual es el mantenimiento que se le debe dar a la terma solar? : El único mantenimiento es limpiar con un paño la luna del colector en caso este enpolvado. Cuales son los requerimientos para poner instalar la terma solar? :  Tener un área libre en su techo, preferible con paso del sol, sin edificios altos alrededor.  Tener conexiones de tubos de agua fría y caliente en su baño. Esta incluída la instalación? : La instalación y el traslado del sistema de la terma solar esta incluída en toda la ciudad de Trujillo, sin costo adicional. Para otras ciudades la instalación esta incluída pero el traslado del sistema es adicional o corre por cuenta propia. En cuanto tiempo recupero mi inversión? : Ya que el consumo de electricidad bajará considerablemente, ahorrará en su recibo de luz o consumo de gas, se calcula que recuperará su inversión entre 1 a 2 años. Por otra parte, la terma solar tiene una vida útil de 25 años. El agua estará caliente en la noche? : El termo tanque esta eficientemente aislado, evitando fugas de calor, manteniendo el agua a una temperatura deseada. Si me cambio de casa puedo llevarme mi terma solar? : Si Usted se muda a otra casa, puede llevarse la terma solar sin ningún problema, es totalmente posible desarmarla y volverla a instalar en su nuevo hogar, recuerde los requerimientos, del techo libre y los tubos de agua fría caliente en su nuevo baño.