Contenido
El uso de paneles solares para calentar su agua puede reducir significativamente sus costos de energía, pero si vive en un clima frío, debe diseñar su sistema para evitar el congelamiento. Las matrices de calefacción solar para clima frío generalmente emplean un intercambiador de calor sellado dentro del tanque de agua, y circulan glicol o agua. Si el sistema hace circular agua, generalmente tiene un mecanismo que drena el agua del panel cuando no hay sol.
Diseño para clima frío
En el diseño de calentador solar más simple, el agua potable circula entre los paneles y el tanque de almacenamiento, y los usuarios usan esa agua extrayéndola del tanque. Sin embargo, en este diseño de circuito abierto, el agua en el panel está sujeta a congelación, por lo que los sistemas en climas fríos generalmente emplean un circuito cerrado. En una versión, el glicol circula a través de los paneles y a través de un intercambiador de calor, a menudo una bobina de cobre, dentro del tanque de almacenamiento de agua. Otra versión utiliza agua que drena automáticamente del sistema a un tanque interior cuando no hay sol. En ambos casos, el fluido circulante nunca está en contacto directo con el agua almacenada.
Un sistema de bucle cerrado de glicol
Las extremidades del "bucle" en un sistema de bucle cerrado de glicol son los tubos o bobinas dentro de los paneles solares y las bobinas dentro del tanque de almacenamiento. Una bomba mantiene el fluido circulando entre ellos, y debe programarse para que se apague siempre que la temperatura de los paneles descienda por debajo de la del agua en el tanque. El sistema también requiere un tanque de expansión para regular la presión. El glicol es un buen fluido circulante, ya que no es tóxico y no se congela en climas fríos, pero mantenerlo circulando de manera eficiente generalmente requiere una serie de válvulas y controles sensibles.
Sistemas de drenaje
Algunos sistemas de circuito cerrado usan agua como fluido circulante en lugar de glicol. Para evitar que se congele dentro de las bobinas o tubos del panel, el agua se drena hacia un depósito cada vez que el sol se pone o la temperatura cae por debajo de un punto preestablecido. Este tipo de sistema es más eficiente que un sistema de circuito cerrado de glicol, porque el agua transfiere calor mejor que el glicol, pero debido a que necesita un tanque de almacenamiento adicional para el agua en circulación, es más costoso de instalar. También necesita controles y sensores precisos, ya que drenar el agua en el momento adecuado es crucial para evitar el congelamiento.
Consideraciones
Un sistema de circuito cerrado no solo tiene que hacer circular glicol o agua. Otras posibilidades incluyen aire, aceites de hidrocarburos, refrigerantes y siliconas. Ninguno se congelará en climas fríos, pero todos tienen desventajas en comparación con el glicol o el agua. Los paneles estilo tubo, que son menos sensibles a la temperatura ambiente que los paneles con bobinas, son la mejor opción para un sistema de calefacción solar para clima frío. Los absorbedores de cobre a través de los cuales pasa el fluido de calentamiento están encerrados en tubos de vidrio de los cuales se ha evacuado el aire. La construcción minimiza la pérdida de calor de los absorbentes, lo cual es especialmente importante en climas fríos.