Dimensione un vaso de expansión solar para que absorba todo el contenido del captador en forma de vapor, y no solo la dilatación térmica del fluido. Sume el volumen del captador, el volumen de dilatación y una reserva de 3 litros y multiplique por el factor de presión. Un campo doméstico típico de 5 m² necesita 25 litros, frente a los 12–18 litros que usaría un circuito de caldera del mismo volumen.
¿Por qué un vaso de expansión solar es distinto de uno de calefacción?
Porque un circuito solar está diseñado para hervir. Cuando el depósito está lleno y la bomba se detiene, el absorbedor sigue absorbiendo: en pocos minutos, el fluido que contiene se convierte en vapor y empuja el líquido restante fuera del captador y hacia abajo, hacia las tuberías. El vaso tiene que aceptar ese volumen desplazado además de la dilatación térmica normal; de lo contrario, se abre la válvula de seguridad de 6 bar y el sistema pierde fluido, y con él la protección antiheladas.
Un circuito de caldera nunca hace esto. Su vaso gestiona el cambio de volumen de aproximadamente un 4–8 % del agua calentada a 80 °C y nada más. Si se monta ese vaso en un circuito solar, habrá que rellenar tras cada semana calurosa sin consumo: la causa clásica de un sistema que pierde presión cada verano, y un tema recurrente en los problemas de sobrecalentamiento y estancamiento.
¿Cuál es la fórmula de dimensionamiento?
El método europeo aceptado suma tres volúmenes y aplica un factor de presión:
V = (V_reserva + V_dilatación + V_vapor) × (p_final + 1) / (p_final − p_previa)
| Término | Significado | Valor típico |
|---|---|---|
| V_reserva | Líquido que se mantiene permanentemente en el vaso | 3 L, o el 0,5 % del volumen del sistema |
| V_dilatación | Dilatación térmica de la carga de fluido | Volumen del sistema × 0,08 para glicol de 20 a 120 °C |
| V_vapor | Contenido del captador más las tuberías situadas por encima de la conexión del captador | De la ficha técnica del captador, normalmente 0,8–1,5 L por m² |
| p_final | Presión final: tarado de la válvula de seguridad menos un 10 % | 5,4 bar con una válvula de 6 bar |
| p_previa | Presión de precarga del vaso | Presión de servicio menos 0,3 bar |
La entrada del glosario sobre el vaso de expansión trata el componente en sí; lo que importa aquí es que V_vapor es el término que la práctica de calderas omite, y con frecuencia es un tercio del total.
Ejemplo resuelto: captadores planos de 5 m², 8 m de altura estática
| Dato | Valor |
|---|---|
| Volumen de fluido del sistema (captadores, tuberías, serpentín) | 40 L |
| Contenido del captador | 5 L |
| Altura estática | 8 m |
| Presión de servicio (1,0 + 0,1 × 8) | 1,8 bar |
| Precarga (1,8 − 0,3) | 1,5 bar |
| Presión final (válvula de 6 bar − 10 %) | 5,4 bar |
V_reserva = 3 L. V_dilatación = 40 × 0,08 = 3,2 L. V_vapor = 5 L más aproximadamente 1 L de tubería por encima de la conexión = 6 L.
Suma = 12,2 L. Factor de presión = (5,4 + 1) / (5,4 − 1,5) = 1,64.
V = 12,2 × 1,64 = 20 L → seleccione el siguiente tamaño estándar, 25 L.
Para un campo de 10 m² de un sistema solar combinado, el mismo cálculo suele dar 40–50 L. Redondear al alza es siempre la decisión barata: un vaso sobredimensionado cuesta unos euros más, mientras que uno subdimensionado cuesta una carga de glicol cada verano.
¿Qué precarga y qué presión de llenado corresponden?
Ajuste la precarga con el vaso aislado y el lado del fluido vaciado, con un manómetro de neumáticos y una bomba manual. Después llene el circuito aproximadamente 0,1–0,3 bar por encima de la presión de servicio para que el vaso conserve su volumen de reserva: en torno a 1,9–2,0 bar en el ejemplo anterior.
Dos detalles complementarios deciden si el vaso sobrevive:
- Proteja la membrana del vapor. Monte un depósito de enfriamiento previo o deje dos o tres metros de cobre sin aislar entre la T y el vaso, de modo que el vapor condense antes de llegar al caucho. Las membranas se degradan por encima de unos 70 °C sostenidos.
- Móntelo de manera que el fluido caliente no entre por convección. Los vasos solares se suelen colgar por debajo de su punto de conexión, con la tubería subiendo hasta la T.
¿Cómo compruebo que un vaso existente sigue siendo adecuado?
Una vez al año, y después de cualquier periodo caluroso que haya llevado los captadores al estancamiento:
- Lea la presión del sistema en frío y compárela con la presión de llenado de diseño.
- Aísle el vaso, vacíe su lado del fluido y compruebe la precarga con un manómetro; si hay fluido en la válvula Schrader, la membrana ha fallado.
- Busque glicol seco bajo la descarga de la válvula de seguridad: prueba de que el vaso era demasiado pequeño o había perdido la precarga y no pudo absorber el último estancamiento.
- Repita el cálculo de dimensionamiento si se han añadido captadores; ampliar un campo sin ampliar el vaso garantiza un verano de rellenados.
Especifique la capacidad del vaso a partir del contenido de captador del campo real y no con una regla práctica, porque el término de vapor varía con el tipo de captador: los tubos de vacío contienen menos fluido por m² que los captadores planos, pero alcanzan temperaturas de estancamiento más altas, así que los dos efectos hay que calcularlos, no suponerlos. Además, es el seguro más barato de todo el circuito: el vaso es lo que mantiene el anticongelante dentro del sistema.
Preguntas frecuentes
¿Qué tamaño de vaso de expansión necesita una instalación solar de ACS?
Aproximadamente 18–25 litros para un campo doméstico de 4–6 m² y 40–50 litros para un sistema solar combinado de 10 m². La cifra exacta sale de sumar el contenido del captador, la dilatación del fluido y una reserva de 3 litros, y aplicar después el factor de presión determinado por la válvula de seguridad y la precarga del vaso.
¿Puedo usar un vaso de expansión de calefacción normal en un circuito solar?
No. Los vasos de calefacción estándar se dimensionan solo para la dilatación térmica y sus membranas no están preparadas para las temperaturas que produce un captador en estancamiento. Utilice un vaso apto para solar, dimensionado para aceptar todo el contenido del captador en forma de vapor.
¿Qué presión de precarga debe tener un vaso de expansión solar?
Unos 0,3 bar por debajo de la presión de servicio del sistema, que a su vez es aproximadamente 1 bar más 0,1 bar por metro de altura estática. Para una vivienda de dos plantas, eso significa una precarga cercana a 1,5 bar y una presión de llenado en frío cercana a 2 bar.
¿Cómo sé que mi vaso de expansión es demasiado pequeño?
El sistema pierde presión tras cada periodo caluroso de poco uso y se encuentran cristales de glicol seco bajo la descarga de la válvula de seguridad. Un vaso con una precarga correcta y una membrana intacta que aun así no puede evitarlo es sencillamente demasiado pequeño para el volumen del captador.