Solar térmica

¿Pueden los captadores solares térmicos funcionar con un acumulador presurizado?

Respuesta rápida

Sí: un acumulador presurizado combina muy bien con la energía solar térmica, siempre que sea un modelo de doble serpentín apto para solar, con el serpentín solar en la parte inferior. La instalación mantiene toda su cadena de seguridad (termostato del acumulador a 60–65 °C, corte de seguridad a 80–85 °C y válvula de seguridad de temperatura y presión a 90 °C) y añade una válvula mezcladora termostática, porque la energía solar lleva con frecuencia el depósito por encima de 70 °C.

Imagen de portada: ¿Pueden los captadores solares térmicos funcionar con un acumulador presurizado?

¿Se puede conectar la energía solar térmica a un acumulador presurizado?

Sí, y es una de las mejores combinaciones disponibles. Un acumulador presurizado ofrece agua caliente a presión de red en todos los puntos de consumo; la energía solar térmica se la proporciona gratis durante la mitad del año. El único requisito es que el acumulador esté fabricado para uso solar: un segundo serpentín, más bajo, dedicado al circuito de captadores, un aislamiento preparado para las temperaturas más altas que alcanza el depósito con energía solar y dispositivos de seguridad dimensionados para una fuente de calor que no se puede apagar.

Ese último punto es lo que distingue un acumulador solar de uno estándar. Una caldera se para cuando el termostato queda satisfecho. El sol no, y por eso el límite del depósito, la válvula mezcladora y el sistema de descarga importan aquí más que con cualquier otra fuente de calor.

¿Qué exige la cadena de seguridad del acumulador presurizado?

Tres capas independientes de protección, que deben seguir intactas después de añadir el serpentín solar:

DispositivoAjuste típicoFinalidad
Termostato del acumulador60–65 °CControl normal de la caldera o de la bomba de calor
Corte de seguridad (de rearme manual)80–85 °CAísla la fuente de calor si falla el termostato
Válvula de seguridad de temperatura y presión90 °CDescarga de último recurso si el depósito se sobrecalienta
Control de expansión y de presiónVálvula combinada, normalmente en torno a 3 barAbsorbe la dilatación del agua calentada

La tubería de descarga pasa por un embudo de descarga (tundish) montado en vertical y visible a menos de 600 mm del dispositivo de seguridad, y de ahí a una salida exterior segura. En Inglaterra y Gales, instalar o intervenir en un depósito presurizado de más de 15 litros es un trabajo de notificación obligatoria que requiere un instalador con cualificación G3; la mayoría de los demás países europeos tienen un requisito de competencia equivalente.

La energía solar añade una capa de control propia: el ajuste del límite del depósito en la centralita solar, que detiene la bomba de los captadores antes de que el corte de seguridad llegue a tener que actuar.

¿Por qué la válvula mezcladora no es opcional con energía solar?

Porque el depósito superará legítimamente la temperatura segura en el grifo. En un día soleado de julio, un campo bien dimensionado lleva un acumulador de 250 L a 75–80 °C, y un límite de depósito tan alto es deseable: absorbe el calor sobrante que de otro modo obligaría al captador a entrar en estancamiento. El agua a 70 °C provoca una quemadura de espesor total en aproximadamente un segundo.

La solución es una válvula mezcladora termostática en la salida del acumulador, que mezcla hasta 45–48 °C en los grifos mientras el depósito conserva todo lo que ha aportado el sol. Es una condición de las ayudas en varios países y, sencillamente, una buena práctica en todas partes. Además aumenta la capacidad útil: un depósito de 250 L a 75 °C mezclado hasta 45 °C se comporta como unos 450 L de agua caliente utilizable.

¿Cómo debe especificarse el acumulador?

  • Volumen: 250–300 L para una familia de cuatro personas con 4–5 m² de captador; prevea entre 40 y 60 litros por m² de captador.
  • Serpentín solar: en el tercio inferior, con aproximadamente 0,15–0,2 m² de superficie por m² de área de apertura del captador, para que el retorno del captador se mantenga frío y se conserve la estratificación.
  • Serpentín superior: dimensionado para lo que complete la carga del depósito. Una caldera necesita poco; una bomba de calor necesita un serpentín mucho mayor porque entrega a 50–55 °C y no a 75 °C.
  • Protección contra la corrosión: acero vitrificado con ánodo de magnesio, o acero inoxidable, según la química del agua.
  • Pérdidas estáticas: los depósitos solares funcionan más calientes durante más tiempo, así que la calidad del aislamiento se refleja directamente en la fracción solar anual.

¿Qué suele fallar en los acumuladores solares presurizados?

La queja más común es que sale agua por el embudo de descarga. En un sistema solar dominan tres causas: un vaso de expansión que ha perdido la presión de aire, una válvula de seguridad por temperatura que reacciona a un sobrecalentamiento real porque el límite del depósito se fijó demasiado alto sin válvula mezcladora, y una centralita solar con el enfriamiento nocturno desactivado, de modo que el depósito va subiendo toda la tarde sin dónde disipar el calor. Averiguar cuál de las tres es la causa es cuestión de cinco minutos para cualquiera que disponga de un manómetro; el árbol de decisión sobre la descarga por el embudo lo explica paso a paso.

Solimpeks suministra acumuladores vitrificados aptos para solar, el TSE-VS de un serpentín y el TSE-VD de doble serpentín, con un serpentín solar específico, porque un depósito incapaz de absorber la producción del campo de captadores acaba trasladando el problema a la válvula de seguridad.

El segundo problema más frecuente es un serpentín solar conectado a la toma equivocada. Si el circuito de captadores se conecta a un serpentín superior de caldera, el sistema parece funcionar pero devuelve al tejado fluido a 60 °C, con lo que la producción se reduce en un tercio o más.

Preguntas frecuentes

¿Necesito un acumulador presurizado especial para la solar térmica?

Sí: un modelo de doble serpentín diseñado para solar, con el serpentín inferior dedicado al circuito de captadores y con aislamiento y componentes preparados para temperaturas altas sostenidas en el depósito. Un acumulador presurizado estándar de un solo serpentín no admite la energía solar sin un intercambiador de adaptación, y conectar la energía solar al serpentín de la caldera desperdicia la mayor parte de la producción.

¿Qué temperatura alcanza un acumulador solar presurizado?

Normalmente entre 60 y 80 °C en verano, según el límite de depósito fijado en la centralita solar. Fijar el límite en 75–80 °C detrás de una válvula mezcladora es deliberado: almacena más energía y retrasa el estancamiento en los captadores.

¿Puede la solar térmica sobrecalentar peligrosamente un acumulador presurizado?

No si la cadena de seguridad está intacta. El límite del depósito de la centralita detiene primero la bomba, el corte de seguridad aísla las demás fuentes de calor a 80–85 °C y la válvula de seguridad de temperatura y presión descarga a 90 °C. El fallo que hay que vigilar es un vaso de expansión anegado, que provoca descargas molestas mucho antes de que exista un peligro real.

¿Un acumulador solar presurizado sigue necesitando una resistencia eléctrica de inmersión?

Normalmente sí, como apoyo y para el ciclo antilegionela semanal si ninguna otra fuente de calor puede llevar todo el depósito a 60 °C. Muchos hogares la utilizan solo en invierno, cuando la energía solar por sí sola no basta para completar el trabajo.

Fuentes y lecturas recomendadas

Sobre el autor

Equipo de ingeniería de Solimpeks

Ingeniería solar térmica y de sistemas