El funcionamiento de un tremotanque solar se da gracias a la física y la radiación solar. Es un sistema de energía limpia e inagotable que sumado a otros sistemas como los paneles o tejas solares por ejemplo, conformar todo un abanico de opciones ecológicas para volver por ejemplo una casa sustentable, simplemente para recortar gastos o por falta de algunos servicios en la zona.
Así funciona: Los tubos de vidrio están llenos con agua y conectados al tanque acumulador. El sistema recoge el calor de la radiación solar a través de esos tubos y se lo transmite al agua de su interior, gracias al efecto termosifón se genera la circulación interior del agua de los tubos y del tanque acumulador, el agua caliente circula hacia el tanque acumulador (arriba) y el agua fría hacia abajo (del tanque hacia los tubos).
INDICE
Partes de un termotanque solar
Las partes y componentes más importantes que conforman un termotanque solar son:
Base
Es la estructura donde descansa todo el sistema del termotanque solar y por el cual se apoya en el techo, terraza o donde se lo instale. Puede ser de hierro estructural o de aluminio.
Tanque interior
Es el tanque acumulador definitivo donde se va almacenando el agua a medida que se va calentando. Este receptáculo se encuentra más elevado que los tubos para que la circulación de agua por el efecto de termosifón se de manera natural.
Tanque Exterior
Es el tanque donde está contenido el tanque interior, este se ve a simple vista y es donde además se conectan los tubos de vidrio.
Aislamiento entre tanques
Es el aislante térmico entre ambos tanques (el exterior y el interior), es de un material liviano para que aísle la temperatura del exterior lo máximo posible rompiendo el puente térmico con el tanque interior, por lo general es de espuma de poliuretano expandido.
Anillos de silicona
Estos anillos de goma conectan los tubos de vidrio con el tanque acumulador, y son de este material para evitar, por vibración o dilatación de los materiales, que el vidrio de los tubos se quiebre.
Tubos de vidrio al vacío
El tubo colector de vacío es el elemento calentador de agua del termotanque solar, y su material es de borosilicato con cámara de aire. Su rendimiento se basa en la tecnología de recubrimiento, está fabricado con vidrio resistente al granizo.
3 Tipos de calentadores solares de agua y sus características
Existen varios modelos diferentes de calentadores solares, algunos más para uso industrial y otros más para uso doméstico, básicamente son estos 3:
1. Calentador solar plano
Un calentador o colector solar de placa plana consiste en una gran placa absorbente de calor, es una gran hoja de cobre o aluminio, porque ambos materiales son buenos conductores de calor, además están pintados y grabados químicamente de color negro para absorber la mayor cantidad de radiación solar posible para una máxima eficiencia.
Este plano de absorción de calor ennegrecido cierto número de tubos de cobre paralelos llamados elevadores, que se extienden a lo largo de la placa que contiene el agua.
2. Calentador solar de tubos de vacío
Son los más comunes para uso doméstico por su buen desempeño en el tiempo y eficacia.
El efecto de termosifón hace posible que el agua caliente circule y se acumule en el tanque colector para el uso de la vivienda.
Además se consiguen repuestos con facilidad por la cantidad que se instalan cada día.
3. Calentado solar de concentración
No es la más común pero igualmente en algunas zonas se usa este método, se utilizan espejos para reflejar y concentrar la luz solar en un receptor. La energía de la luz del sol concentrada calienta un fluido a alta temperatura en el receptor.
Este sistema se usa más a nivel industrial y no tanto doméstico, aunque igualmente se instale en casas.
Además no solo se lo usa para calentar agua sino también para conseguir a través del vapor de agua accionar turbinas que generan electricidad.
Días nublado ¿Cómo funciona el calentador solar si no hay sol?
En invierno, días lluviosos o nublados funciona de la misma manera pero con menos eficacia que un día soleado. Por sus características los tubos de vidrio y sus diferentes capas, un termotanque solar puede generar agua caliente también en días nublados. Además muchos equipos cuentan con una resistencia eléctrica que colabora a la generación de agua caliente en días nublados.
¿Alcanza para abastecer de agua caliente una vivienda unifamiliar?
Depende del uso de agua caliente y la cantidad de habitantes de la casa, por lo general hace falta una colaboración con otro sistema, por ejemplo una resistencia eléctrica.
¿Cuánto tarda en calentar el agua un termotanque solar?
Se estima que 2 horas es el tiempo promedio para calentar el agua necesaria para que una o dos personas puedan bañarse y unas 5 horas para calentar el total del agua del calentador solar.
Igualmente si no cubre la demanda de agua total, una vivienda unifamiliar puede llegar a ahorrar hasta el 80% de la energía que usa promedio en un año para calentar agua.
Hay algunos kit que cuentan con un controlador electrónico que permiten que no sea necesario contar con el respaldo de un calefón o termotanque convencional. Permitiendo reponer agua desde un tanque elevado, agua de red, bomba presurizadora o bomba elevadora.
Tiene una resistencia calefactora que se activa o desactiva automáticamente si a la hora programada la temperatura está por debajo de la prefijada, esto sucede por lo general los días de insolación baja o cuando el consumo de agua caliente supero el uso habitual.
Instalación ¿Cuál es el mejor lugar para ubicarlo?
Lo ideal es instalarlo en un lugar alto y despejado donde reciba la mayor cantidad de radiación solar sin interrupciones de elementos ajenos. Lo habitual es que se coloque sobre el techo.
Lo bueno de estos termotanques solares es que se puede adaptar a cualquier condición y tipo de techo, ya sea losa (plano) o inclinado (teja, pizarra o chapa).
Una vez decidida la ubicación lo importante es orientarla y apuntarlo al punto cardinal donde reciba mayor cantidad de luz solar. Por ejemplo en el hemisferio Sur lo mejor es orientarlo hacia el Norte y con un ángulo de inclinación de entre 40 y 45º para que el sol choque lo más perpendicular posible.
El montaje es bastante sencillo, cualquiera que tenga un poco de habilidad lo puede instalar, pero lo recomendable es que lo haga una mano especializada.
¿Cómo calcular el tamaño de un termotanque solar?
Como parámetro se calculan entre 50 y 60 litros de agua por habitante de la casa, o sea que si en la vivienda son una familia de 4 personas con un termotanque solar con capacidad de 200 litros estaría bien.
¿Qué temperatura alcanza y cuánto tiempo conserva el agua caliente?
El tanque acumulador con aislación térmica puede preservar el agua caliente hasta 100º C, es muy eficaz gracias al diseño de los tubos colectores.
El agua caliente se conserva el tiempo suficiente, o sea hasta su uso mantiene la misma temperatura. En caso de que la casa este desocupada unos días, el agua seguirá calentando y siempre habrá agua caliente en el tanque acumulador, hay que recordar que funciona a base de energía limpia y renovable.
¿Se puede instalar con bomba presurizadora?
Así es, se puede instalar con bomba presurizadora perfectamente. El sistema no impide o limita el uso convencional de una instalación sanitaria de agua.
Se puede usar como apoya para un termotanque a gas por ejemplo sin problema. El consumo de gas caerá considerablemente ya que el agua que entra al termotanque de gas ya estará caliente y el mechero casi nunca encenderá.
Además si admite presurizar la cañería y acoplar el sistema del tanque solar.
Ventajas y desventajas
Un termotanque solar tiene muchos beneficios entre sus ventajas, y también algunas contras que se detallan abajo:
Pros y ventajas
- Ahorro: Este ahorro es muy significativo ya que va desde 70 a 80% en el consumo de gas natural respecto a otros sistemas convencionales.
- Amortización: El costo de la instalación se absorbe alrededor de los dos años desde su puesta en funcionamiento, lo que es un retorno de la inversión bastante rápido, luego el resto es todo ahorro.
- Ecológico: Es un sistema de energía limpia, donde no se usan como en los sistemas tradicionales el combustible fósil.
- Vida útil: Un termotanque solar puede tener una vida útil bastante considerable para estar a la intemperie, pueden estar en funcionamiento entre 15 y 20 años.
- Colocación e instalación: Es más que sencilla y se adapta a cualquier superficie y tipo de techo.
Contras y desventajas
- Costo de instalación: Comparado con otros sistemas convencionales como un calefón o termotanque a gas, el termo solar se encarece considerablemente. Pero como vimos en las ventajas se amortiza relativamente rápido.
- Consumo: Para abastecer demandas más grandes de agua caliente como un hidromasaje por ejemplo, no es del todo optimo ya que su recuperación es lenta.
- Rendimiento: En una seguidilla de días nublados y lluviosos su rendimiento baja bastante. Igualmente el agua se calentara pero no como en los días soleados, por este motivo muchos tiene una resistencia eléctrica como apoyo.
Conclusión
El funcionamiento de un termotanque solar es tan básico como también su instalación. tenerlo en cuenta desde en la construcción de la casa es una buena idea. Se puede tener en cuenta desde el inicio de un proyecto donde el Arquitecto lo incorpora a la instalación de agua, o bien instalar en una casa e instalación existente sin problemas.