Diseño de instalaciones

Disipador de calor (circuito de disipación)

Definición

Un disipador de calor es un circuito de disipación —normalmente un radiador, un fancoil, un circuito de piscina o un serpentín enterrado— que una centralita solar térmica utiliza para evacuar el calor excedente del captador cuando el depósito de acumulación está completamente cargado. Al mantener el circuito por debajo de las condiciones de estancamiento, en las que los captadores planos pueden alcanzar 160–200 °C, protege el glicol, las juntas y el vaso de expansión del esfuerzo térmico repetido.

¿Cómo funciona un disipador de calor?

Cuando un acumulador solar alcanza su temperatura máxima permitida, la centralita normalmente se limita a parar la bomba, y el captador asciende entonces hacia su temperatura de estancamiento, normalmente de 160–200 °C en los captadores planos y más alta en los de tubos de vacío. Un disipador de calor da a la centralita una tercera opción: en lugar de parar, desvía el caudal a través de un circuito de disipación —un radiador instalado en un garaje o en una pared a la sombra, un fancoil, un intercambiador de piscina o un serpentín enterrado— y evacúa el excedente hasta que las temperaturas del captador vuelven a una banda segura. El captador sigue funcionando a temperatura moderada, el fluido nunca hierve y el sistema atraviesa el periodo de excedente sin esfuerzo.

¿Cuándo se necesita un disipador de calor?

Cuando un sistema produce con regularidad más calor del que puede acumular y no puede protegerse de otra manera. Los desencadenantes clásicos son un diseño con fracción solar alta (captadores dimensionados para el invierno que producen en exceso en verano), edificios que quedan vacíos durante semanas en verano —casas de vacaciones, colegios, hoteles de temporada— y sistemas cuyo glicol, componentes o regulación no están preparados para estancamientos repetidos. Los sistemas que solo llegan al estancamiento unos pocos días al año suelen arreglarse sin él, porque un circuito bien diseñado está pensado para soportar estancamientos ocasionales. El árbol de decisión se desarrolla en ¿Necesito un disipador de calor en una instalación solar de ACS?

¿Qué puede utilizarse como disipador de calor?

Opción de disipaciónCómo disipaNotas
Radiador / convector sobredimensionadoDe forma pasiva al aireSencillo, silencioso, sin consumo eléctrico adicional; instalar donde el calor residual sea inocuo
FancoilAire forzadoCompacto, de alta capacidad; requiere electricidad y hace algo de ruido
Intercambiador de piscinaAl agua de la piscinaConvierte el «desperdicio» en calor útil: el mejor disipador es una carga
Serpentín enterradoAl sueloInvisible; la capacidad depende de las condiciones del terreno

La capacidad de disipación debe ajustarse a la producción máxima del campo de captadores: en un día despejado de verano, un campo de captadores planos entrega del orden de 600–700 W por m² de área de apertura, de modo que un campo de 6 m² necesita aproximadamente 4 kW de capacidad de disipación para mantener las temperaturas a raya.

¿Qué alternativas hay a un disipador de calor?

Varias, y a menudo mejores. Un sistema drain-back vacía los captadores siempre que se detiene la bomba, lo que hace físicamente imposible el sobrecalentamiento. Los diseños con retorno de vapor (steam-back) dejan que una bolsa de vapor controlada empuje el fluido hacia el vaso de expansión y simplemente esperan a que pase el estancamiento. Las centralitas ofrecen funciones de vacaciones y de reenfriamiento nocturno, que hace circular agua caliente del depósito por los captadores después del anochecer para evacuar calor. Y la solución más elegante está aguas arriba: dimensionar el campo de forma realista frente a la carga de verano o aumentar la inclinación de los captadores para favorecer el sol de invierno. Estas estrategias se comparan en ¿Cómo evito que mi instalación solar térmica se sobrecaliente en verano?

¿Desperdicia un disipador de calor el valor del calor solar?

Solo el calor que no tenía otro destino. Un circuito de disipación se activa exclusivamente por encima del límite de corte del depósito, por lo que no desecha nada que el edificio hubiera podido aprovechar ese día. El enfoque de ingeniería es pragmático: los estancamientos repetidos degradan el propilenglicol —acelerando el intervalo de sustitución del fluido— y someten a esfuerzo las juntas y las membranas, por lo que desechar de vez en cuando unos pocos kWh es más barato que sustituir fluido y componentes. Siempre que sea posible, conviene llevar el «desperdicio» a algún lugar útil, como una piscina: fabricantes como Solimpeks dimensionan conjuntamente los campos de captadores y los depósitos precisamente para que el excedente real sea pequeño.

Preguntas frecuentes

¿Es obligatorio un disipador de calor en las instalaciones solares térmicas?

No. Los sistemas bien diseñados, con campos correctamente dimensionados, componentes tolerantes al estancamiento y un volumen de expansión adecuado, pueden soportar con seguridad estancamientos ocasionales. Un disipador compensa cuando el excedente es frecuente: fracción solar alta, vivienda vacía en verano o componentes no preparados para el estancamiento.

¿Qué tamaño debe tener el radiador de un disipador de calor?

Debe ajustarse a la producción máxima del campo de captadores, aproximadamente 600–700 W por m² de área de apertura con sol intenso. Un campo doméstico de 4–6 m² necesita, por tanto, unos 3–4 kW de capacidad de disipación para mantener el circuito fuera del estancamiento.

¿Puede funcionar el disipador de calor durante un corte de suministro eléctrico?

Un circuito de disipación con bomba no puede: sin electricidad no hay circulación. Es una limitación real: los sistemas que dependen de la disipación activa deben, aun así, tolerar el estancamiento o recurrir a una protección intrínsecamente a prueba de fallos, como el drain-back, donde los captadores se vacían por gravedad cuando se detiene la bomba.

¿Dónde debe instalarse el radiador de disipación?

En cualquier lugar donde el calor disipado sea inocuo o útil y se respeten las prácticas antiheladas: un garaje, una sala de máquinas, una pared orientada al norte o una valla son opciones habituales. Manténgalo accesible y conéctelo de modo que, si falla, la válvula desviadora quede en una posición segura.

Fuentes y lecturas recomendadas

Sobre el autor

Equipo de ingeniería de Solimpeks

Ingeniería solar térmica y de sistemas