Diseño de instalaciones

Grupo hidráulico solar (estación solar)

Definición

Un grupo hidráulico solar es el centro hidráulico premontado de una instalación solar térmica presurizada: bomba de circulación, válvula de seguridad de 6 bar, manómetro, caudalímetro, válvulas antirretorno y llaves de llenado y vaciado en una única carcasa aislada. Hace circular el fluido caloportador entre los captadores y el depósito de acumulación a razón de 10–50 litros por metro cuadrado de captador y hora, según el concepto de caudal.

¿Qué componentes contiene un grupo hidráulico solar?

Un grupo hidráulico solar reúne todos los componentes hidráulicos, de seguridad y de control del circuito solar en una unidad mural aislada y montada en fábrica, que sustituye a una docena de accesorios conectados por separado con tan solo dos conexiones hacia la cubierta y dos hacia el depósito.

ComponenteFunción
Bomba de circulaciónMueve el fluido entre los captadores y el depósito; de velocidad regulada
Válvula de seguridad (6 bar)Alivia la sobrepresión; descarga en un recipiente de recogida
ManómetroMuestra la presión de llenado; primer punto de control para diagnosticar fugas
Caudalímetro (rotámetro)Ajusta y verifica el caudal de diseño
Frenos de gravedad (válvulas antirretorno)Impiden la circulación inversa por la noche
Válvulas de llenado y vaciadoLavado, llenado a presión y cambios de fluido
Termómetros de impulsión y retornoComprobación instantánea del rendimiento
Separador de aire (grupos de dos ramales)Elimina las microburbujas del fluido
Conexión del vaso de expansiónAcopla el vaso en el lado de aspiración de la bomba

¿Cómo se controla la bomba y qué caudal es el adecuado?

La centralita solar conecta la bomba según la diferencia de temperatura y, en los grupos modernos, modula su velocidad mediante una señal PWM o de 0–10 V. El concepto de caudal determina el ajuste: los sistemas clásicos de alto caudal hacen circular 30–50 L/(m²·h) de superficie de captador para un salto térmico bajo, mientras que los de bajo caudal trabajan a 10–20 L/(m²·h) con carga estratificada para obtener uno alto; los sistemas de caudal adaptado varían entre ambos. Desde agosto de 2015, el Reglamento de ecodiseño 641/2009 de la UE limita a 0,23 el índice de eficiencia energética de los circuladores de rotor húmedo, por lo que los grupos actuales llevan bombas ECM de alta eficiencia que reducen el consumo eléctrico del circulador en más de la mitad respecto a los modelos antiguos de velocidad fija. La bomba debe ser apta para glicol y para temperaturas de retorno solar muy superiores a 100 °C.

¿Qué diferencia hay entre los grupos de un ramal y los de dos ramales?

Un grupo de un ramal se instala solo en la tubería de retorno (fría) y lleva la bomba y el conjunto de seguridad; la tubería de impulsión va por separado, lo que ahorra costes en sistemas sencillos de ACS. Un grupo de dos ramales lleva impulsión y retorno juntos en una misma envolvente aislante, añade instrumentación en el lado de impulsión y normalmente un separador de aire en el punto más caliente del circuito, donde el aire disuelto abandona el fluido con mayor facilidad. Los sistemas combinados y los campos mayores suelen construirse con grupos de dos ramales.

¿Qué funciones de seguridad son imprescindibles?

Tres elementos protegen el circuito cerrado. La válvula de seguridad de 6 bar es la última línea de defensa; su salida debe conducirse a un recipiente, porque lo que descarga es propilenglicol caliente que hay que recuperar y no enviar al desagüe. El vaso de expansión, conectado por debajo del grupo en el lado de aspiración de la bomba, absorbe la dilatación y el volumen desplazado durante el estancamiento. Y los frenos de gravedad deben resistir la circulación inversa por termosifón en ambas tuberías: sin ellos, un depósito caliente calienta en silencio el cielo nocturno a través de los captadores.

¿Cómo se pone en marcha y se mantiene un grupo hidráulico solar?

La puesta en marcha sigue una secuencia fija: lavar el circuito, llenarlo a presión con fluido premezclado a través de las válvulas de llenado y vaciado, ajustar la presión en frío a aproximadamente 1,5–2,5 bar según la altura estática, regular el caudal de diseño en el rotámetro y purgar hasta que la bomba funcione sin ruido. A partir de ahí, el grupo es un punto de mantenimiento que se revisa de un vistazo: manómetro estable, caudal dentro de rango y diferencia de temperatura entre impulsión y retorno coherente cuando hay sol. Una comprobación del fluido cada 2–3 años completa la rutina; es una de las razones por las que los grupos compactos de fabricantes consolidados como Solimpeks se combinan de forma natural con sus gamas de captadores.

Preguntas frecuentes

¿Qué presión debe indicar un grupo hidráulico solar?

En frío, aproximadamente 1,5–2,5 bar: 0,1 bar por cada metro de altura entre el grupo y la parte superior del captador, más unos 0,3 bar. En funcionamiento en caliente la lectura es algo mayor. Una presión que baja de forma constante indica una fuga, una válvula de seguridad que descarga o un vaso de expansión que falla.

¿Por qué debe descargar la válvula de seguridad en un recipiente?

Porque el fluido expulsado es una mezcla caliente de glicol, no agua sola. Recogerlo evita quemaduras y problemas ambientales, y muestra de un vistazo que se ha producido un episodio de sobrepresión por estancamiento, lo que invita a comprobar la presión y la precarga del vaso.

¿Se puede usar en un grupo solar cualquier circulador de calefacción?

No. La bomba debe tolerar fluidos con glicol y temperaturas de retorno solar superiores a 100 °C, y las normas de ecodiseño de la UE exigen un índice de eficiencia energética de 0,23 o mejor. Lo habitual son circuladores de alta eficiencia aptos para uso solar con entrada de velocidad PWM.

¿Qué me indica realmente el caudalímetro?

Si el circuito lleva su caudal de diseño, por ejemplo en torno a 30–50 L/(m²·h) en un sistema de alto caudal. Una lectura muy inferior al valor fijado señala aire en el circuito, un filtro obstruido o una bomba defectuosa antes de que las pérdidas de producción se hagan evidentes.

Fuentes y lecturas recomendadas

Sobre el autor

Equipo de ingeniería de Solimpeks

Ingeniería solar térmica y de sistemas