CALEFON SOLAR : ¿ Que es y para que sirve ?

Un calefon solar es un dispositivo que se puede utilizar para capturar la luz del sol con el fin de calentar el agua en las tuberías para usar en baños, duchas, etc.

Consiste principalmente en:

• un panel térmico (colector solar) instalado en el techo;
• un tanque para almacenar agua caliente;
• accesorios , como una bomba de circulación para llevar la energía solar desde el colector al tanque, y un regulador térmico .

Sin embargo, se requiere un sistema de calefacción de respaldo para los momentos en que no haya suficiente luminosidad.

Energía limpia ilimitada para calentar el agua

Un calefon solar es un dispositivo que utiliza la luz solar (en lugar del calor del sol) para calentar el agua. Permite ahorros sustanciales de energía, ya que el sol que brilla en 1m² de techo reemplaza 100 l de combustible para calefacción o 100 m³ de gas natural (aproximadamente 1 000 kWh) al año. En general, es posible calentar de 50 a 70% del agua utilizada en la cocina y el baño de esta manera.

Al suministrar una lavadora o un lavavajillas con esta agua caliente también se corta la electricidad que utilizan  estos aparatos para calentar el agua y acortar los ciclos de lavado.

Un calefon solar básico cuesta en promedio 5.500 €, incluido el IVA y la instalación. 

Calefon solar como funciona

El calefon solar para calentar agua absorbe la luz por medio de un colector colocado en el techo y lo convierte en calor.

Pasa este calor a un tanque de agua por medio de una bomba de circulación. Este intercambio es activado por el regulador térmico, pero solo cuando el colector está más caliente que el agua en el tanque.

Esto evita que las bombas circulantes usen electricidad innecesariamente. Por el contrario, también evita el sobrecalentamiento.

La eficiencia de los recolectores está en su punto más alto al mediodía, en verano, cuando el cielo no tiene nubes, y cuando los recolectores miran hacia el sur.

Sin embargo, los recolectores también funcionan bien en otras estaciones, cuando el cielo está nublado, durante buena parte del día, incluso si miran al este o al oeste.

Del mismo modo, la eficiencia es mejor con una inclinaciòn de 35 ° con respecto al horizonte, pero se pueden obtener buenos resultados con colectores instalados verticalmente en una fachada.

Cuando no hay suficiente luz solar, el agua se precalienta y un sistema de respaldo se encarga de llevar el agua a la temperatura requerida. Por lo tanto, este sistema puede usarse para producir agua caliente a temperatura constante durante todo el año sin emitir ningún CO2.

Aprendè mas sobre los calefones solares

En el siguiente video podràs ver y aprender còmo funciona un calefon solar para calentar agua  de uso sanitario.

Tanto los sistemas Closed-Loop como Open-Loop pueden utilizar colectores de placa plana o colectores de tubos de vacío

Sistema de calentamiento solar de agua Drainback

Los sistemas de drenaje posterior utilizan agua destilada como fluido de transferencia de calor (HTF) en el circuito colector. Una bomba hace circular el agua a través de los colectores.

El agua drena por gravedad al tanque de almacenamiento y al intercambiador de calor;no hay válvulas que fallen y el sistema no está presurizado por completo.

Cuando las bombas están apagadas, los colectores están vacíos, lo que asegura la protección contra la congelación y también permite que el sistema se apague si el agua en el tanque de almacenamiento se calienta demasiado.

Como el agua se usa como fluido de transferencia de calor, nunca necesita ser cambiada como los sistemas anticongelantes presurizados. La mayoría de los códigos de fontanería no requieren intercambiadores de calor de doble pared para los sistemas de drenaje con agua destilada.

Ventajas de este sistema

• El sistema no tiene válvulas de retención, ni salidas de aire, ni manómetros, ni tanques de expansión.
• No se puede revertir el termosifón por la noche.
• Los sistemas Drainback pueden calentar en exceso los sistemas anticongelantes hasta en un 8%.
• Se deben usar tuberías más grandes (tubería de cobre de 3/4 “) y aislamiento.
• Los componentes del sistema de drenaje cuestan entre un 15% y un 20% más que un sistema de calentamiento solar de agua de circuito abierto activo para el calentamiento de agua residencial.

Los primeros dos tipos usan un colector solar que se coloca en su techo. Esto absorbe los rayos del sol y transfiere el calor de esos rayos solares directamente al agua de su hogar que se bombea a través de los colectores.

El agua se calienta cuando el sol la golpea. Cuando el sol no está brillando, es obvio que no se puede calentar el agua con energía solar, por lo que debe contar con una fuente de energía de reserva, generalmente gas o electricidad. Por supuesto, para evitar el uso de esta electricidad o gas, almacene el agua caliente en un tanque bien aislado.

En general, estos sistemas pueden proporcionar de 50 a 100% del agua caliente de su hogar, dependiendo de dónde viva y cuán eficientes sean sus paneles solares de agua caliente.

Aquí hay un sistema típico basado en colectores que utiliza un colector de estilo de “panel plano”. Éste tiene su tanque de agua caliente integrado con los paneles .:

Sistemas de bomba de calor

Mucha gente cree que la bomba de calor no es un sistema alimentado por energía solar porque no usa colectores. Estas personas están equivocadas Los sistemas de bomba de calor no necesitan ningún colector solar porque usan un tipo diferente de energía solar.

Donde los sistemas de agua caliente solares “convencionales” necesitan luz solar para calentar el agua, las bombas de calor extraen el calor solar del aire que nos rodea y utilizan este calor para aumentar la temperatura del agua. Aunque parece poco probable que haya suficiente calor en el aire circundante, incluso en un día de invierno, ¡para calentar el agua hasta la ebullición!

Los sistemas de bomba de calor usan electricidad para eliminar el calor del aire y transferirlo a su agua (básicamente son acondicionadores de aire en “modo de calefacción”), pero usan alrededor de un 75% menos de electricidad calentando el agua de esta manera, en comparación con un calentador de agua eléctrico convencional.

Aquí hay un sistema típico de bomba de calor: ¡puede ver las similitudes con un acondicionador de aire!

Y si la estética es importante para ti, no te preocupes, puedes ponerte muy atractiva (¡para un ingeniero como yo, de todos modos!) Con la bomba de calor integrada en el cilindro por lo que es casi invisible.

Sistemas de agua caliente solares de placa plana

Estos son los tipos más utilizados de colectores usados ​​para el calentamiento de agua solar doméstico. Los colectores de placa plana son cajas rectangulares poco profundas con tapas de vidrio y usualmente aluminio para el cuerpo.Típicamente 1-1.5 metros de ancho por 2-2.5 metros de largo.

e acuerdo, entonces tenemos una caja de aluminio poco profunda, encima de la cual irá una tapa de vidrio.Directamente debajo del vidrio se colocan tubos de cobre. Estas tuberías de cobre llevan el agua a través del colector y absorben el calor del sol. Aquí se muestra un patrón típico de tubería:

Ahora bien, si colocamos estas tuberías en la caja tal como están, calentarán nuestra agua, pero no serán muy eficientes. Para capturar tanto sol como sea posible, queremos maximizar la superficie de las tuberías expuestas al sol.

Hacemos esto al soldar aletas horizontales entre las tuberías.

Luego colocamos algo de aislamiento en el fondo de la caja para asegurarnos de que el calor ingrese al agua, no a través del panel y hacia nuestro techo, y coloque el conjunto de cobre sobre el aislamiento. Podríamos pintar el cobre negro para que absorba aún más calor, luego colocar el vidrio templado en la parte superior y listo, hay un colector de agua caliente solar de panel plano.

Aquí hay una sección del panel terminado

Y aquí está lo terminado en toda su gloria:

Como puede ver, estos son dispositivos bastante simples, lo que significa que son relativamente baratos de fabricar y muy confiables. También son increíblemente duros. Un buen colector de placa plana probablemente resistiría una guerra termonuclear (por lo que al menos las cucarachas podrían tener un baño caliente). 

Esto (aparte del bocado de cucaracha) probablemente explique su popularidad en Australia.

La alternativa a un colector de placa plana es el colector de tubo de vidrio evacuado. Si pensabas que la rivalidad entre Holden y Ford era mala, querías ver a los fanáticos de los tubos de evacuación / placa plana discutir sobre cuál es la mejor. ¡Presentaré los hechos y te dejaré decidir, querido lector!

Calefon solar de tubos de vacío

Los calefones solares de tubos de vacío recogen el calor a través de una serie de tubos de vidrio recocido que cada uno tiene su propia placa de absorción de calor en el interior. Hay muchos diseños diferentes, pero el principio básico es el mismo para todos los diseños.

Básicamente, cada tubo es como un pequeño invernadero que atrapa la luz del sol dentro del tubo de vidrio que se usa para calentar el agua directamente, o un fluido especial de transferencia de calor que transfiere el calor al agua.

El nombre proviene del hecho de que se crea un vacío (que es un excelente aislante) durante la fabricación entre los tubos de vidrio externos e internos, esto lo convierte en un calentador solar muy eficiente.

Y el hecho de que los tubos sean redondos, no planos, significa que pueden recolectar calor de manera eficiente sin importar en qué parte del cielo se encuentre el sol. En contraste, un colector de placa plana es más eficiente solo cuando el sol está directamente sobre el panel.

Como se puede imaginar, estos paneles son bastante difíciles de fabricar, por lo que suelen ser más caros que un colector de placa plana de calidad similar. Los también son más frágiles, lo cual es bastante obvio solo con mirarlos.

Entonces, ¿por qué las personas eligen pagar más por un sistema de tubos de vacio?

Bueno, la razón principal es que los buenos te darán más agua caliente en las partes más frías . Obtienen más calor del sol durante un período más largo del día y su rendimiento mejorado es más notable a través de las estaciones más frías y los climas más fríos.

Esto significa, en última instancia, que usará menos de su acelerador eléctrico o de gas si vive en esos climas. 

Además de eso, los tubos redondos son excelentes para la autolimpieza cuando llueve y ayudan a mantener su sistema lo más eficiente posible.

Para resumir: obtendrá más agua caliente calentada por energía solar de un panel de tubos de vacío si vive en climas más fríos, y se ven muy sexy (¿no cree?). Pero … pagará más por uno bueno y no puede ignorar el hecho de que son más frágiles que un colector de placa plana.