¿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

Calentador solar pasivoEl 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.

Colector directo activoEl 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.

Colector solar indirecto activoEl 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.

Terma solar

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.

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