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

Colector termo-solar Pachacamac

  • 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

  • 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.Tubos aislados para termas solares
  • 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.
  • Las conexiones deben ser lo más cortas posibles para reducir pérdidas.
  • 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

Esquema de un Circuito Separado en una Terma Solar

  • 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.
  • 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.

 

Tanque Solar de 8 años sin mantenimiento

  • 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).

 

  • 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 Consultoría y Servicios SRL, auspiciado por el Deutscher Entwicklungsdienst (DED).

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