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COMPONENTES DE UN SISTEMA SOLAR TÉRMICO

Los componentes de un sistema solar térmico de una instalación consta de colectores solares , un circuito primario y secundario, intercambiador de calor, tanque de almacenamiento, bomba, tanque de expansión, tuberías y panel de control principal.




Colectores solares

Uno de los componentes de un sistema solar térmico son los paneles solares son los elementos que capturan la luz solar y la convierten en energía térmica en calor. Colectores solares conocidos como placa plana, colectores y absorbedores de tubos de vacío sin protección y aislamiento. 

Los sistemas de absorción planos (o placa plana) con tapa de vidrio son comunes principalmente en la producción de ACS de agua caliente sanitaria . 

El vidrio deja pasar los rayos del sol , estos tubos metálicos calentados que transmiten el calor al líquido que está dentro. Los tubos están oscuros, ya que las superficies oscuras se calientan.

El vidrio que cubre la instalación del sensor no solo protege sino que también ayuda a conservar el calor produciendo un efecto invernadero que mejora el rendimiento del sensor.

Consisten en una carcasa de aluminio cerrada y resistente a entornos marinos, un marco  de aluminio, un sello perimetral de silicona libre, aislamiento térmico de lana mineral respetuoso con el medio ambiente, recubierto con vidrio solar de alta transparencia y finalmente por soldadura ultrasónica.

COMPONENTES DE UN SISTEMA SOLAR TÉRMICO

Los componentes de un sistema solar térmico son los siguientes:

  • Cubierta: es transparente, puede estar presente o no. Generalmente se usa vidrio pero también plástico, ya que es menos costoso y fácil de manejar, pero debe ser un plástico especial. Su función es minimizar las pérdidas por convección y radiación y, por lo tanto, debe tener la transmitancia solar más alta posible.
  • Canal de aire: espacio A (vacío o no) entre el absorbente de la placa de cubierta. Su grosor se calcula teniendo en cuenta para equilibrar las pérdidas por convección y las altas temperaturas que pueden ocurrir si es demasiado estrecho.
  • Placa de absorción: la placa de absorción es el elemento que absorbe la energía solar y la transmite al líquido que fluye a través de las tuberías. La característica principal del tablero es que debe tener una alta absorción solar y baja emisión térmica. Como los materiales comunes no cumplen este requisito, los materiales compuestos se utilizan para obtener la mejor absorción / emisión.
  • Tubos o tuberías: Las tuberías están jugando (a veces soldadas), la placa de absorción para el intercambio de energía es lo más grande posible. Tubos para hacer circular el líquido a calentar y avanzar hacia el tanque de almacenamiento.
  • Capa aislante: el objetivo de la capa aislante es revestir el sistema para evitar y minimizar las pérdidas. Por qué el aislamiento es mejor, el material aislante debe tener una baja conductividad térmica.

colectores solares de placa plana

componentes de un sistema solar térmico

El corazón del sistema es una puerta vertical de tubos de metal para facilitar el agua fría en paralelo, conectado en la parte inferior por un tubo horizontal al suministro de agua fría y por encima de otro retorno similar.

La rejilla está colocada en una cubierta, como se describe arriba, generalmente con doble vidrio hacia arriba y aislamiento detrás.

En algunos modelos, los tubos verticales están soldados a una placa de metal para aprovechar la luz solar entre el tubo y el tubo.

Colector solar de tubo de vacío  «todo vidrio»

componentes de un colector solar

 

En este sistema, los tubos de metal del sistema anterior son reemplazados por tubos de vidrio, encapsulados, uno por uno, en otro tubo de vidrio entre el aislamiento de vacío tal como está. 

La gran ventaja de este tipo de sensores es su alto rendimiento y si uno de los tubos se daña, no es necesario cambiar todo el panel por uno nuevo, sino que solo tiene que cambiar el tubo afectado. Por el contrario, tenemos la desventaja de que, en relación con la placa plana, estos son más caros.

Colectores solares con cambio de fase de «tubo de calor» de tubo de vacío

Este sistema usa el cambio de fase de vapor a líquido dentro de cada tubo para entregar energía a un segundo circuito de transporte de líquido.

Los elementos son tubos cerrados, típicamente cobre, que contienen el fluido, cuando el liquido calienta , hierve y se convierte en vapor que sube a la parte superior donde hay una cabeza más ancha (zona de condensación), que en el transportador exterior está en contacto con líquido,




Más frío que el tubo de vapor captura el calor y hace que el vapor se condense y caiga en el fondo del tubo para reiniciar el ciclo.

El líquido puede ser una tubería de agua que, habiendo reducido la presión en un vacío parcial, tendrá un punto de ebullición bajo para funcionar incluso con la radiación infrarroja si la nube.

El tubo de calor puede envolverse con una camisa de materiales especiales para minimizar las pérdidas por irradiación.

El tubo de calor se cierra en otro tubo de vidrio entre el cual se evacua para aislar. Por lo general, son tubos de vidrio resistentes utilizados para reducir el daño en caso de pequeño granizo.

Circuito primario

El circuito primario es un circuito cerrado que transporta calor desde el colector al acumulador (sistema que almacena calor). El líquido calentado (agua o una mezcla de sustancias que pueden transportar calor) transporta calor al acumulador . Una vez que se haya enfriado, vuelve al colector para recalentarse, y así sucesivamente.

intercambiador de calor

El intercambiador de calor calienta el consumo de agua a través del calor capturado por la radiación solar . Está ubicado en el circuito primario en su extremo. También forma bobina, es capaz de aumentar la superficie de contacto y, por lo tanto, la eficiencia.

El agua que ingresa al tanque, siempre que esté más fría de lo que la bobina se calienta. Esta agua calentada al sol, estaremos disponibles para su posterior consumo.

Acumulador

El acumulador es un tanque donde se acumula agua caliente para el consumo. Tener una entrada para agua fría y una salida para caliente. 

Entra debajo del acumulador de frío donde se encuentra con el intercambiador a medida que la calefacción se mueve hacia arriba, es decir, desde donde llegará el agua caliente para el consumo.

Internamente tiene un sistema para prevenir el efecto corrosivo del agua caliente almacenada en los materiales. En el exterior tiene una capa de material aislante para evitar pérdidas de calor y está cubierto por un material que protege el aislamiento de la posible humedad y golpes.

Circuito secundario

El circuito secundario o consumo (circuito abierto), pasa al suministro de agua fría y el otro extremo del agua calentada que se consume. El agua fría pasa a través del primer acumulador , donde calienta el agua caliente hasta que alcanza cierta temperatura . Las tuberías de agua caliente del exterior deben estar cubiertas con aislamiento.

Bombas 

Las bombas, si la instalación es de circulación forzada , son de tipo recirculante (generalmente dos por circuito), la mitad de la jornada laboral y la pareja, la mitad del tiempo restante. 

La instalación consta de relojes que llevan el sistema operativo, hacen el intercambio de bombas, para un primer trabajo 12 horas y otras 12 horas restantes. 

Si hay dos bombas en funcionamiento, existe la ventaja de que, en caso de que un inoperable sea el sustituto, no pueden detener el proceso antes de que falle uno de estos. 

La otra razón para considerar, es que gracias a este cambio la bomba no sufre mucho, pero se deja reposar, se enfría y cuando vuelve a estar en buenas condiciones (después de 12 horas) se vuelve a colocar en su lugar.

 Esto hace que la bomba se extienda por un tiempo de operación más prolongado sin realizar ningún mantenimiento previo.

En total, como se define arriba, usualmente son 4 bombas, dos en cada circuito. Dos en el circuito primario para bombear colectores de agua y los otros dos en el circuito secundario para bombear acumuladores de agua , en el caso de una instalación de tipo de circulación forzada .

Vaso de expansión

La expansión absorbe las variaciones de volumen del fluido refrigerante, que fluye a través del conducto del sensor, mientras mantiene la presión adecuada y evita las pérdidas de la masa de fluido. 

Es un contenedor con una cámara de gas separada del líquido y con una presión inicial que es una función de la altura de la instalación.




Cuál es el más comúnmente utilizado con vaso de expansión cerrado con membrana, sin transferencia de masa fuera del circuito.

Tubería

Los tubos del sistema están cubiertos con aislamiento térmico para evitar la pérdida de calor al medio ambiente.

Panel de control

También tiene una instalación de panel de control principal, donde se muestran las temperaturas en todo momento (un regulador térmico), para que pueda controlar el funcionamiento del sistema en cualquier momento. Los relojes también parecen ser responsables del intercambio de bombas.

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