Un sistema directo (de circuito abierto) bombea la propia agua potable a través de los captadores. Un sistema indirecto (de circuito cerrado) hace circular por los captadores una mezcla de propilenglicol y cede el calor mediante un serpentín en el depósito. El indirecto es el estándar allí donde hay heladas o agua dura: una mezcla con un 40 % de glicol protege el circuito hasta unos −20 °C, a costa de unos pocos puntos porcentuales de producción.
¿Qué diferencia hay entre la circulación solar directa y la indirecta?
La diferencia está en lo que circula por el captador. En un sistema directo, también llamado de circuito abierto, el agua potable que sale del grifo se bombea hasta el tejado, se calienta en el absorbedor y vuelve al depósito. En un sistema indirecto, de circuito cerrado, el circuito del captador es un circuito sellado de agua mezclada con propilenglicol; nunca toca el agua potable y cede su calor a través de un intercambiador de serpentín dentro del depósito.
Todo lo demás se deriva de esa única decisión. Los sistemas directos son más sencillos y algo más eficientes, porque no hay ningún intercambiador entre el sol y el depósito. Los sistemas indirectos toleran las heladas, el agua dura y el estancamiento, y por eso dominan todos los mercados europeos situados al norte de la línea del olivo.
¿Cuándo es adecuado un sistema directo?
En climas sin heladas y con agua blanda, y sobre todo en instalaciones de bajo coste o de gran volumen. El Departamento de Energía de EE. UU. es explícito en este reparto: circulación directa para climas sin heladas e indirecta donde se necesitan un fluido caloportador y un intercambiador de calor. Al no haber un intercambiador que atravesar, un sistema directo entrega el calor del captador directamente al depósito, de modo que el captador trabaja unos grados más frío y, por tanto, algunos puntos porcentuales más eficiente: una ganancia real que la curva de rendimiento del captador hace visible.
Los riesgos son igualmente claros. Una sola helada fuerte puede romper un absorbedor; un agua con una dureza superior a unos 200 mg/L incrustará los canales del absorbedor a los 60–80 °C que el captador alcanza a diario; y todo el circuito es de agua potable, por lo que cada componente debe estar homologado para agua de consumo humano.
¿Cuándo se necesita un sistema indirecto?
Siempre que el captador pueda bajar de 0 °C, siempre que el agua de red sea dura o agresiva y siempre que el sistema pueda entrar en estancamiento. En la Europa central eso significa, en la práctica, siempre. El circuito de glicol es pequeño, normalmente de 20 a 60 litros, de modo que puede dosificarse, analizarse y sustituirse como un consumible, mientras el agua potable permanece en el depósito.
Los sistemas indirectos también hacen que el estancamiento sea asumible. Cuando el depósito está lleno y la bomba se detiene, el fluido del captador hierve y es empujado al vaso de expansión; un circuito bien diseñado se rellena y vuelve a arrancar cuando se enfría. Si se hace lo mismo con agua potable en un sistema de circuito abierto, el resultado es cal, corrosión y un problema de higiene.
Directo, indirecto o drain-back: la comparación
| Directo (circuito abierto) | Indirecto (circuito cerrado) | Drain-back | |
|---|---|---|---|
| Fluido en el captador | Agua potable | Agua + 33–45 % de propilenglicol | Agua (o glicol), que se vacía cuando el sistema está parado |
| Protección antiheladas | Ninguna | Hasta unos −20 °C con una mezcla del 40 % | Absoluta: el captador está vacío en reposo |
| Tolerancia al agua dura | Mala por encima de ~200 mg/L | Total | Total |
| Pérdida por el intercambiador | Ninguna | 3–8 % de la producción | Pequeña |
| Mantenimiento | Desincrustación | Análisis del fluido cada 2 años, cambio cada 5–8 | Análisis del fluido, más la integridad de la pendiente |
| Mercado típico | Mediterráneo, Oriente Medio, trópicos | Europa central y septentrional | Europa central, autoconstructores |
¿Y el drain-back como tercera opción?
Un sistema drain-back es el compromiso elegante: el circuito del captador se vacía en un pequeño depósito cada vez que la bomba se detiene, de modo que el absorbedor está seco, y por tanto a salvo de heladas y de ebullición, por la noche, en un corte de corriente y durante el estancamiento. El precio es la disciplina. Todas las tuberías deben tener una pendiente continua del 2–4 % hacia el depósito, la bomba debe ser lo bastante potente para elevar el fluido hasta el tejado en cada arranque y el captador debe estar certificado como apto para drain-back.
¿Qué exige cada opción al depósito?
Los sistemas directos necesitan un depósito apto para agua potable y, a ser posible, protegido contra la cal. Los sistemas indirectos necesitan suficiente superficie de intercambio: prevea aproximadamente 0,15–0,2 m² de serpentín por m² de área de apertura del captador, situado en el tercio inferior del depósito para que encuentre el agua más fría y preserve la estratificación. Un serpentín subdimensionado es la razón más frecuente por la que un campo de captadores bien dimensionado rinde menos de lo previsto: el calor se genera, pero no puede pasar al agua con la rapidez suficiente, de modo que el captador trabaja caliente y su rendimiento cae.
Solimpeks fabrica sistemas indirectos de circulación forzada para los mercados europeos con heladas y equipos termosifón TSM para los mercados de clima cálido; el TSM calienta el agua sanitaria mediante un intercambiador de AISI 316L en lugar de hacerla pasar por el captador, y lo que más cambia entre ambos no es el captador, sino la especificación del depósito.
Preguntas frecuentes
¿Es más eficiente un equipo solar para ACS directo que uno indirecto?
Ligeramente. Al eliminar el intercambiador de calor, el captador puede trabajar unos grados más frío para la misma temperatura del depósito, lo que suele equivaler a un 3–8 % de la producción anual. Esa ventaja desaparece la primera noche de helada en un clima con heladas, y por eso los sistemas indirectos son el estándar en la Europa central y septentrional.
¿Puedo convertir un sistema directo en indirecto?
Sí, pero normalmente implica cambiar el depósito. La conversión requiere un depósito con serpentín solar (o un intercambiador de placas externo más una segunda bomba), un vaso de expansión cerrado dimensionado para el estancamiento y una carga de glicol. En la práctica, la mayoría de las conversiones se hacen cuando de todos modos hay que sustituir el acumulador.
¿Qué concentración de glicol debe usar un sistema indirecto?
Propilenglicol de calidad solar al 33–45 % en volumen, con una protección antiheladas de aproximadamente −15 °C a −25 °C. No utilice nunca etilenglicol de automoción: es tóxico y su paquete de inhibidores no está diseñado para los más de 150 °C que alcanza un captador en estancamiento.
¿Cambian los tubos de vacío la decisión entre directo e indirecto?
La refuerzan. Los tubos de vacío alcanzan temperaturas de estancamiento más altas que los captadores planos, de modo que el fluido sufre más y tener agua potable en el absorbedor es peor idea todavía. Casi todos los sistemas de tubos que se venden en climas con heladas son indirectos.