Depósitos de acumulación

En un interacumulador de doble serpentín, ¿qué serpentín calienta qué parte del depósito?

Respuesta rápida

El serpentín inferior calienta todo el depósito; el superior solo calienta el agua que tiene encima, normalmente el tercio superior o unos 60–80 litros de un acumulador de 200 litros. El calor sube, así que un serpentín calienta todo lo que queda por encima de él y nada de lo que queda por debajo. Por eso el serpentín solar o de la bomba de calor va siempre abajo y el apoyo de la caldera arriba.

Imagen de portada: En un interacumulador de doble serpentín, ¿qué serpentín calienta qué parte del depósito?

¿Qué parte del depósito calienta cada serpentín?

El serpentín inferior calienta todo el volumen que tiene encima, lo que en la práctica significa todo el acumulador. El serpentín superior solo calienta la capa situada por encima de su posición, normalmente el 30–40 % superior del depósito. Nada de lo que queda por debajo de un serpentín se calienta, porque el agua caliente es menos densa y sube de inmediato por encima de él.

No es una sutileza. Es la regla de diseño que hace funcionar un interacumulador de doble serpentín, e invertirla desperdicia la mayor parte de la energía solar que el depósito se compró para captar.

SerpentínPosiciónSuperficie típica, depósito de 200–300 LTemperatura del primarioCalienta
Serpentín solarTercio inferior1,0–1,5 m²30–70 °C, variableTodo el depósito
Serpentín de la bomba de calorTercio inferior2,5–3,0 m²45–55 °CTodo el depósito
Serpentín de apoyo de la calderaTercio superior0,6–1,0 m²70–80 °CSolo los 60–80 litros superiores
Resistencia eléctrica de inmersiónTercio superior——Solo los 50–80 litros superiores

¿Por qué el serpentín solar debe ser el inferior?

Porque la producción de un captador depende de la temperatura del agua que recibe. Un captador plano alimentado con agua de red a 15 °C funciona con un rendimiento alto; el mismo captador alimentado con agua a 55 °C procedente de la parte alta de un depósito produce una fracción de esa potencia y, en un día de poca radiación, no produce nada.

Colocar el serpentín solar abajo garantiza que los captadores encuentren siempre el agua más fría del sistema. También significa que la caldera, que trabaja desde arriba, nunca precalienta el agua que el sol está a punto de calentar. El volumen entre la base del depósito y el serpentín superior es el volumen solar dedicado y debe equivaler como mínimo a la demanda de ACS de un día completo del hogar.

¿Qué ocurre cuando los dos serpentines están abajo?

La caldera calienta todo el depósito a 60 °C y el circuito solar ya no encuentra agua fría en ningún punto. El rendimiento del captador se desploma, la fracción solar cae a la mitad o más, y la instalación parece averiada cuando solo está mal conectada. Es uno de los errores de diseño más habituales en las rehabilitaciones y se repite cada vez que se obliga a un depósito de un solo serpentín a trabajar con dos fuentes de calor.

El error inverso consiste en conectar el circuito solar al serpentín superior de un depósito de doble serpentín bien construido. Entonces los captadores solo calientan el tercio superior, los dos tercios inferiores permanecen fríos y la acumulación útil se reduce a un tercio de lo que se pagó.

¿De qué tamaño debe ser cada serpentín?

Dimensione el serpentín inferior para la fuente de baja temperatura y el superior para la caldera. Para el uso solar, calcule aproximadamente 0,2–0,35 m² de superficie de serpentín por cada m² de área de apertura del captador: un campo de 4 m² necesita unos 1,0–1,4 m² de serpentín. Para una bomba de calor, el serpentín inferior debe ser mucho mayor, de 2,5–3,0 m², por las razones expuestas en qué superficie de serpentín necesita un acumulador para bomba de calor.

El volumen del depósito sigue la misma lógica: calcule 50–70 litros de acumulación por m² de captador, la relación que se trata en relación entre superficie de captadores y volumen del depósito. Un depósito alto ayuda en ambos aspectos, porque una relación altura/diámetro superior a aproximadamente 2,5:1 mantiene separadas las capas y da a cada serpentín una zona de trabajo limpia.

¿Cómo deben disponerse las sondas y la regulación?

Tres posiciones de sonda hacen todo el trabajo:

  • Sonda del depósito solar, en una vaina a la altura del centro del serpentín inferior. La centralita solar la compara con la sonda del captador y arranca la bomba con una diferencia de unos 6–8 K, y la detiene con 3–4 K.
  • Termostato del acumulador de la caldera o de la bomba de calor, a la altura del serpentín superior, de modo que el apoyo solo complete la parte alta del depósito.
  • Sonda de legionela o de consumo, cerca de la salida, si la centralita ejecuta un ciclo de pasteurización.

Ajuste la consigna del apoyo entre 5 y 10 K por debajo del objetivo solar. Si se permite que la caldera mantenga todo el depósito a 60 °C, desaparece la estratificación y con ella la producción solar: es el mismo fallo que colocar ambos serpentines abajo, pero causado por la regulación en lugar de por las tuberías.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el serpentín solar en un interacumulador de doble serpentín?

El inferior, siempre. Tiene la mayor superficie y sus tomas están cerca de la base del depósito para que los captadores reciban el agua más fría disponible, que es lo que mantiene alto el rendimiento del captador.

¿Puedo conectar una caldera al serpentín inferior de un interacumulador de doble serpentín?

Se puede, pero anula el diseño. La caldera calentaría entonces todo el depósito, dejando al circuito solar sin agua fría con la que trabajar y reduciendo la aportación solar a la mitad o más. Mantenga la caldera en el serpentín superior.

¿Acaba el serpentín superior calentando todo el acumulador?

No. El agua caliente sube, por lo que el serpentín superior solo puede calentar el volumen que tiene encima, normalmente el tercio superior. El agua de abajo permanece fría indefinidamente, salvo que una fuente de calor inferior o un circuito de recirculación interna la mueva.

¿Qué parte de un depósito de doble serpentín es el volumen solar dedicado?

El volumen desde la base del depósito hasta el serpentín superior, que suele ser el 60–70 % del total. Procure que esa parte cubra al menos un día de demanda de ACS, o 50–70 litros por m² de área de apertura del captador, lo que resulte mayor.

Fuentes y lecturas recomendadas

Sobre el autor

Equipo de ingeniería de Solimpeks

Diseño y producción de depósitos de acumulación