¿Qué es el estancamiento de instalaciones solares térmicas?

• ¿En qué situaciones se puede dar un estancamiento de la instalación solar térmica?
• Temperatura de estancamiento
• ¿Qué tipo de daños se pueden presentar por un estancamiento de una solar térmica?
• ¿Qué alternativas hay para evitar un estancamiento de una solar térmica?
• ¿Es el mantenimiento preventivo una forma de evitarlo?
• ¿Qué es la operación drain-brack?

Fuente de la imagen: ©Reledsa.com

El estancamiento de una solar térmica se puede dar, cuando las condiciones de su instalación no son óptimas, porque el mantenimiento que se le debe realizar periódicamente no ha sido bien realizado; o por un posible sobrecalentamiento de la instalación: esto es que no existe circulación en el captador y se alcanzan condiciones cuasi- estacionarias. ¿Cómo? Cuando el captador está sometido a altos niveles de radiación, temperatura ambiente y con velocidad del viento despreciable. Como resultado no existe circulación el captador.

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Si el captador se expone a una irradiancia constante de 1000 W/m y a una temperatura ambiente de 30°C sin que circule fluido por el circuito primario (fluido estancado), hasta que se alcance el equilibrio entre la energía incidente y las pérdidas térmicas, la temperatura máxima que se obtiene en este caso se denomina, según UNE-EN 12975, temperatura de estancamiento. En el caso de temperaturas ambientes superiores a 30°C, la temperatura de estancamiento también será superior.

Aunque técnicamente es posible desarrollar instalaciones que sean relativamente seguras frente al estancamiento de las solares térmicas y de la pérdida de fluido caloportador, son instalaciones que no son fáciles al momento de su diseño y más aún al momento de ser implementadas en la obra. Por estás mismas razones es posible que se produzcan sobretemperaturas en determinados momentos y causen daños en el sistema.

A pesar de que los daños pueden surgir por diferentes causas y pueden verse afectados diferentes partes de la instalación, entre los más comunes causados por un estancamiento, podemos observar los siguientes:

✗ Daños en los componentes de la instalación (vasos de expansión, válvulas de regulación micrométrica, válvulas de corte, tuberías, etc.)

✗ Se pueden presentar fugas en las uniones roscadas del sistema y en aquellas que han sido soldadas.

✗ Pérdida de fluido caloportador por la válvula de seguridad aunque el vaso de expansión haya sido correctamente calculado y las presiones (previa/llenado) correctamente ajustadas.

✗ Sobrepresión en los componentes de la instalación debido a las puntas de presión debidas a los golpes de condensación.

Evitar estancamientos en las solares térmicas no es del todo sencillo y no siempre garantiza de que dicha instalación estará exenta de un estancamiento. Sin embargo, hay tres puntos claves que no solamente juegan un papel determinante como medida de prevención y que te los explicamos a continuación:

1. Instalación: las obras que se realizaran al momento de la instalación, deben ser bien planificadas y tener en cuenta los factores externos. Un ejemplo de ello, es para aquellas solares térmicas que operan durante todo el año y que puedan verse sometidas a heladas en los meses mas fríos del año.

La instalación debe ser realizada por expertos en la materia, ya que estos no solamente están en la capacidad de analizar las condiciones del terreno, sino que también las pueden planear en conjunto con un arquitecto para que se le pueda sacar el mejor provecho a las instalaciones y minimizar los riesgos de averías por causa de estancamientos.

2. Drenaje: la instalación de un sistema de drenaje es una de las alternativas reales frente a los estancamientos, por lo que un sistema de drenaje automático debería ser parte del sistema. Un sistema de drenaje automático, funciona de la siguiente forma:

- En situación de demanda energética y aporte solar el campo de captadores esta lleno.

- En situación de nula demanda energética o sin aporte solar el campo de captadores esta vacío.

2.1 Con un sistema de drenaje no existe estancamiento y, por tanto, la instalación no sufre mecánicamente.

2.2 El mantenimiento necesario es menor y el cambio del líquido solar se retrasa frente a una instalación presurizada convencional.

3. Análisis del terreno espacio de la solar térmica: esto se debe hacer antes de comenzar con las obras, ya que el terreno o espacio donde estará instalada la solar térmica será un factor decisivo para que la misma pueda funcionar al máximo de sus capacidades y no se vea obstruida posteriormente por las condiciones de dicho espacio. Entre los factores que debemos tener en cuenta, podemos mencionar los siguiente: humedad del ambiente, captación de la magnitud solar, inclinación del terreno etc.

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Sí, el mantenimiento preventivo no solamente es una forma de evitar averías en el sistema, sino también una obligación. Indiferentemente de que las instalaciones hayan sido bien planificadas y las condiciones ambientales sean óptimas, el mantenimiento periódico juega un papel clave y es determinante en muchas oportunidades para evitar posibles estancamientos en las solares térmicas. Este mantenimiento debe ser realizado por técnicos cualificados y que mayormente trabajen con solares térmicas.

¿Es posible librarse completamente de un posible estancamiento?

La única forma de garantizar un funcionamiento libre de estancamiento y de las sobretemperaturas asociadas es seleccionando la operación drain-back.

El sistema Drain-Back es un método de captación de energía solar térmica para uso doméstico, compuesto por captador solar, y una unidad premontada con el acumulador, la regulación y el grupo de bombeo. Cuando la bomba del primario se para, los captadores se vacían de líquido. De esta forma no hay peligro de heladas ni de sobrecalentamientos.

Gracias a su diseño evita la necesidad de instalar purgadores y vaso de expansión y autoprotege la instalación contra heladas y sobrecalentamientos. Además con este sistema son imposibles las pérdidas térmicas del acumulador por circulación nocturna o por gravedad.