Acumulador solar

El almacenamiento de la energía térmica procedente de los captadores solares se realiza en forma de agua caliente en depósitos de acumulación o acumulador solar.

El almacenamiento de la energía térmica procedente de los captadores solares se realiza en forma de agua caliente en depósitos de acumulación o acumulador solar. Su misión es independizar el suministro de calor del consumo, porque la máxima aportación energética solar no suele coincidir con su demanda, adecuando de esta manera la disponibilidad a la necesidad. El agua caliente trasegada es reemplazada inmediatamente por la misma cantidad de agua fría de la red, calentada al retorno por el líquido del circuito primario que viene de los captadores.

El acumulador solar está constituido por una cuba metálica de un material sintético bien aislado, por uno o dos intercambiadores térmicos, incluso por una resistencia eléctrica como complemento de un sistema de seguridad.
En instalaciones de tamaño pequeño o medio el depósito contiene el agua de consumo, pero en las grandes instalaciones se sitúan depósitos intermedios de inercia, cuya misión es almacenar la energía térmica que se transferirá posteriormente al ACS. Muy a menudo se requieren evaluaciones comparativas detalladas de la conveniencia de un sistema u otro en las grandes instalaciones, antes de tomar una decisión definitiva de proyecto.

Tipos de acumuladores  y configuraciones

El calentamiento del agua se realiza mediante intercambiadores de calor, que pueden ser exteriores o estar incorporados en el interior de los acumuladores, resultando así dos tipos principales:

  • Depósito sin intercambiador incorporado; en éste caso, el calentamiento del agua acumulada se produce en el exterior del depósito, mediante su recirculación a través de un intercambiador de calor externo.
  • Depósito con intercambiador incorporado o interacumulador; el calentamiento y la acumulación del agua se produce en el mismo depósito, que incorpora su propio intercambiador. Se pueden distinguir dos tipos de interacumuladores:

- Interacumulador de doble pared: acumulador de agua caliente cuyo intercambiador de calor está constituido por una doble evolvente que rodea el depósito, dentro de la cual circula el fluido del circuito primario.

- Interacumulador de serpentín: acumulador de agua caliente cuyo intercambiador de calor está formado por un tubo curvado en espiral o serpentín, por el interior del cual el fluido del circuito primario. Algunos acumuladores pueden disponer de más de un serpentín de calentamiento.

En cuanto a sus proporciones, el sistema de acumulación Solar está constituido preferentemente por un solo depósito, que será de configuración vertical y está ubicado en zonas interiores. El volumen de acumulación podrá fraccionarse en dos o más depósitos, que se conectaran, preferentemente en serie invertida en el circuito de consumo, o en paralelo con los circuitos primarios y secundarios equilibrados. En todos los casos, los acumuladores se ubicarán en lugares adecuados que permitan su sustitución por envejecimiento o averías.

Estratificación de temperaturas

La configuración vertical tiene como objetivo conseguir la estratificación de temperaturas en el interior del depósito, permitiendo un suministro instantáneo de agua sin necesidad de que todo el depósito este a la temperatura establecida, contribuyendo también a un mejor rendimiento de los captadores solares, ya que la diferencia de temperaturas de intercambio son mayores. Estas ventajas compensan la relativa a un factor de forma poco adecuado en relación con las pérdidas térmicas.

Además de la propia forma, las condiciones para lograr una buena estratificación se consiguen mediante la buena estratificación se consiguen mediante la buena disposición de las conexiones. Las conexiones de entrada y salida se situarán de forma que se eviten caminos preferentes de circulación de fluido.

Pérdidas térmicas

Las temperaturas de una instalación solar térmica varían continuamente pudiendo llegar a alcanzarse valores elevados en los acumuladores (superiores a 100ºC); los materiales y protecciones de los acumuladores han de seleccionarse  atendiendo a las temperaturas mencionadas.

Para disminuir las pérdidas térmicas ha de cubrirse toda la superficie exterior del acumulador, tuberías y bocas de conexión con material aislante adecuado que, en caso de que el acumulador esté situado en el exterior, ha de ser también resistente a la humedad y a la radiación solar, o se ha de colocar sobre él algún tipo de recubrimiento exterior resistente a estos dos factores. También se recomienda emplear a cumuladores en los que el cociente entre la superficie exterior y el volumen sea bajo; en este sentido resulta más adecuado el empleo de un único acumulador frente a varios.

 

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