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Recursos para el Diseño: Escogiendo El Sistema Más Apropiado

El Sistema Solar Térmico Más compatible con Sus Necesidades…

Los sistemas solares termales son tan solo otro tipo de sistemas de calefacción que Ud. Puede utilizar en su construccion. Cuando se trata de la calefacción en un edificio, existen un sin fin de sistemas posibles de los que Ud. podría elegir. Algunos de los más populares están, el de calentadores de convección de rodapié, sistema forzado de aire caliente, pisos brillantes que irradian calor; y otros más. Por consiguiente, no existe un solo tipo de sistema de calefacción que sea elegido más que nada como único apropiado para todas las instalaciones. Sino por el contrario, el sistema apropiado dependerá de muchos factores que incluyen desde el tipo de construcción, el clima en donde se planea desarrollar el sistema, el tamaño del espacio disponible para ser instalado el sistema de calefacción, y el presupuesto disponible.

El sistema solar térmico es simplemente otro tipo de sistema de calefacción que Ud. puede incluir en su construcción, y existen diferentes diseños de los que Ud. puede seleccionar. De igual manera, cada tipo de sistema solar térmico tiene sus propias ventajas y desventajas, y que están determinadas por el contratista que es asignado según el tipo de trabajo a realizar en el lugar.

A continuación, mostramos diseños básicos esquemáticos, de tuberías y aplicaciones más comunes, en el área estructural comercial, de calefacción solar. También, incluimos unas breves descripciones acerca de cada uno de los sistemas, de energía solar disponibles, explicando sus ventajas y desventajas.

Los diferentes tipos de sistemas más comunes, son los siguientes:

Circuito Directo ó Abierto Con anti-congelamiento

Circuito Directo o Abierto Con anti-congelamiento

El sistema de circuito directo ó abierto es el más sencillo y eficiente de todos los diseños de los sistemas solares térmicos; y es por que tiene la menor cantidad de componentes por donde podría perderse calor; el sistema toma agua potable del tanque de almacenaje, lo circula directamente a través de los colectores solares y después los envía de vuelta al tanque de almacenaje.

Mecánicamente, el sistema de circuito directo ó abierto es similar al sistema de calefacción de una caldera (excepto que el sistema directo utiliza una serie de recursos de calentamientos solares).

El sistema de circuito abierto, primordialmente es utilizado en zonas en donde no hay riesgos de congelamiento, es utilizado en lugares como en la costa de California y Florida; y aunque el riesgo del sistema esté diluido entre la recirculación de fluidos y la válvula de bola termal, de todas maneras es importante ser cauteloso con este tipo de sistema de calentamiento de agua.

Ventajas
Desventajas
 

  • Sistema con un diseño sencillo y de bajo costo
  • Tiene La Mayor Eficiencia Posible
  • Posibilidad De Congelamiento En Muchas Areas
  • Posibilidad de Incrustación De Minerales Proveniente Del Agua Dura Dentro de Los Colectores
 

Circuito Cerrado ó Indirecto De Glicol Con Intercambiador De Calor Interno

Closed-Loop Glycol With Internal Heat Exchanger

Para eliminar los problemas de congelamiento y de incrustación, los sistemas de glicol utilizan un alimentador graduado de glicol de propileno (anti-congelante) como fluidos de transferencias de calor dentro del circuito solar. En concentraciones adecuadas, este tipo de glicol es utilizado para transferencias de calor y puede soportar temperaturas extremadamente bajas alrededor de -60°F ó -51°C.

En este sistema, el agua potable se mantiene separada (y segura) del contacto con el glicol através del intercambiador de calor (en este caso es separado utiliza un intercambiador de calor de cobre en espiral construido dentro del tanque de almacenamiento). El intercambiador de calor transfiere el calor proveniente del glicol que circula dentro del circuito solar hacia el agua potable que se encuentra dentro de el tanque de almacenamiento.

El circuito cerrado ó indirecto de glicol con intercambiador de calor interno es uno de los sistemas solares térmicos más populares utilizados hoy en día.

Ventajas
Desventajas
 

  • Son Seguros Y Soportan Temperaturas Extremadamente Bajas Hasta -60°F ó -51°C
  • No Se Producen Incrustaciones Originadas Por la Calcificación Del Agua Dura Dentro De Los Colectores
  • Los Costos De Los Materiales Y La Instalación Son Más Extensivos Que Los De Los Circuitos Abiertos
  • Hay Pérdida de eficiencia que ocurre en el intercambiador de calor
 

Circuito Cerrado ó Indirecto De Glicol Con Intercambiador De Calor Externo

Circuito Cerrado ó Indirecto De Glicol Con Intercambiador De Calor Externo

Para eliminar los problemas de congelamiento y de incrustación, los sistemas de glicol utilizan un alimentador graduado de glicol de propileno (anti-congelante) como fluidos de transferencias de calor dentro del circuito solar. En concentraciones adecuadas, este tipo de glicol es utilizado para transferencias de calor y puede soportar temperaturas extremadamente bajas alrededor de -60°F ó -51°C.

En este sistema, el agua potable se mantiene separada (y segura) del contacto con el glicol através del intercambiador de calor (en este caso es separado por unas placas planas soldadas como intercambiadores externos al tanque de almacenamiento). El intercambiador de calor transfiere el calor proveniente del glicol que circula dentro del circuito solar hacia el agua potable que se encuentra dentro de el tanque de almacenamiento.

El sistema de circuito cerrado con una placa externa soldada como intercambiador de calor es uno de los sistemas solares térmicos más populares utilizados hoy en día.

Ventajas
Desventajas
 

  • Son Seguros Y Soportan Temperaturas Extremadamente Bajas Hasta -60°F ó -51°C
  • No Se Producen Incrustaciones Originadas Por la Calcificación Del Agua Dura Dentro De Los Colectores
  • Rendimiento A Niveles Cercanos A Los De Los Sistemas De Circuito Abierto
  • Los Costos De Los Materiales Y La Instalación Son Más Extensivos Que Los De Los Circuitos Abiertos
  • Requiere De Una Bomba Secundaria Para Su Funcionamiento
 

Sistema Drain-Back Con Intercambiador De Calor Interno

Sistema Drain-Back Con Intercambiador De Calor Interno

El sistema Drainback es parecido a los sistemas de glicol. Utiliza un sistema con un diseño de circuito cerrado con un intercambiador de calor que ayuda a prevenir el congelamiento. Sin embargo, en vez de utilizar una solución de glicol como protección de congelamiento, los sistemas Drainback permiten que el agua dentro del circuito solar drene hacia abajo dentro de un tanque de almacenamiento secundario (llamado tanque de Drainback) cuando la bomba esta apagada.

El sistema Drainback (con un intercambiador de calor interno), utiliza un intercambiador de calor de cobre en espiral construido dentro del tanque de almacenamiento para transferencias de calor desde el circuito solar al agua potable.

Ventajas
Desventajas
 

  • Son Seguros Y Soportan Temperaturas Extremadamente Bajas Hasta -60°F ó -51°C
  • No Se Producen Incrustaciones Originadas Por la Calcificación Del Agua Dura Dentro De Los Colectores.
  • Puede utilizar intercambiadores de calor de una sola pared
  • Los Costos de los materiales y las instalaciones son mas costosos que en los circuitos abiertos
  • Hay Pérdida de eficiencia que ocurre en el intercambiador de calor
  • Las Tuberías Requieren De Una Inclinación De ¼” Por Pie, ó De 0.25 cm Por Cada 30.5 cm De Largo, Esta inclinación puede crear una construcción compleja con la red de tuberías
  • Requiere del uso de una bomba con alta capacidad de bombeo dentro del circuito solar
 

Sistema Drain-Back Con Intercambiador De Calor Externo

Sistema Drain-Back Con Intercambiador De Calor Externo

El sistema Drainback es parecido a los sistemas de glicol. Utiliza un sistema con un diseño de circuito cerrado con un intercambiador de calor que ayuda a prevenir el congelamiento. Sin embargo, en vez de utilizar una solución de glicol como protección de congelamiento, los sistemas Drainback permiten que el agua dentro del circuito solar drene hacia abajo dentro de un tanque de almacenamiento secundario (llamado tanque de Drainback) cuando la bomba esta apagada.

El sistema Drainback (con un intercambiador de calor externo), utiliza un intercambiador de placas soldadas que separan al circuito solar y al circuito de agua potable.

Ventajas
Desventajas
 

  • Son Seguros Y Soportan Temperaturas Extremadamente Bajas Hasta -60°F ó -51°C
  • No Se Producen Incrustaciones Originadas Por la Calcificación Del Agua Dura Dentro De Los Colectores
  • Puede utilizar intercambiadores de calor de una sola pared
  • Rendimientos a niveles cercanos a los de sistemas de circuito abierto
  • Los Costos de los materiales y las instalaciones son mas extensivos que en los de circuitos abiertos
  • Require del uso de una segunda bomba para el circulamiento
  • Las Tuberías Requieren De Una Inclinación De ¼” Por Pie, ó De 0.25 cm Por Cada 30.5 cm De Largo, Esta inclinación puede crear una construcción compleja con la red de tuberías
  • Requiere del uso de una bomba con alta capacidad de bombeo dentro del circuito solar
 

Sistema Drain-back Con Intercambiador De Calor De Carga Lateral

Sistema Drain-back Con Intercambiador De Calor De Carga Lateral

El sistema Drainback es parecido a los sistemas de glicol. Utiliza un sistema con un diseño de circuito cerrado con un intercambiador de calor que ayuda a prevenir el congelamiento. Sin embargo, en vez de utilizar una solución de glicol como protección de congelamiento, los sistemas Drainback permiten que el agua dentro del circuito solar drene hacia abajo dentro de un tanque de almacenamiento secundario (llamado tanque de Drainback) cuando la bomba esta apagada.

El sistema Drain-back con intercambiador de calor de carga lateral actúa diferente que a los otros sistemas Drainback y que a cualquier otro de los sistemas solares térmicos que hemos mencionado. En este tipo de sistema, el agua potable es transferida por el intercambiador de calor interno, mientras el tanque de almacenamiento se ha llenado con el fluido que transfiere el calor del lado del circuito solar del sistema.

La mayor ventaja de esto es que los tanques más económicos de almacenamiento que son los no-presurizados, pueden ser utilizados en este tipo de sistema (esto puede ayudar a reducir enormemente los costos del sistema). El único inconveniente es que el intercambiador de calor va a tener que ser mas grande que lo que se usa normalmente, y eso es por que va a constantemente va a estar recargando todas las cargas para poder satisfacer las necesidades de calentamiento.

Ventajas
Desventajas
 

  • Son Seguros Y Soportan Temperaturas Extremadamente Bajas Hasta -60°F ó -51°C
  • No Se Producen Incrustaciones Originadas Por la Calcificación Del Agua Dura Dentro De Los Colectores
  • Puede utilizar intercambiadores de calor de una sola pared
  • Puede utilizar tanques económicos de almacenamientos no-presurizados
  • Los Costos de los materiales y las instalaciones son mas extensivos que en los de circuitos abiertos
  • El intercambiador del calor en el lado de la carga tiene que ser mas grande de lo normal para satisfacer todas sus necesidades
  • Las Tuberías Requieren De Una Inclinación De ¼” Por Pie, ó De 0.25 cm Por Cada 30.5 cm De Largo, Esta inclinación puede crear una construcción compleja con la red de tuberías
  • Requiere del uso de una bomba con alta capacidad de bombeo dentro del circuito solar
 

Termosifón

Termosifón

Los sistemas térmicos solares de termosifón son comunmente empleados en edificaciones residenciales más pequeñas. Sin embargo, es posible conectar varios colectores solares de termosifón para poder satisfacer las necesidades en las aplicaciones comerciales de mayor escala.

Los sistemas de termosifón pueden ser ensamblados utilizando colectores térmicos solares de tubos de vacío y placas planas, generalmente se utilizan entre uno a tres colectores por cada tanque de almacenamiento (normalmente por debajo de los 380 litros ó 100 galones) . SunMaxx también ofrece kits de termosifones prefabricados con capacidades entre 150 litros a 300 litros o entre 40 a 80 galones. (estos pueden ser utilizados individualmente para aplicaciones residenciales sencillas o en conjunto para aplicaciones solares térmicas comerciales de mayor tamaño).

Ventajas
Desventajas
 

  • Sistema Fácil De Ensamblar: ¡Instálelo, Enchúfelo, Y Listo!
  • No Requiere De Algún Tipo De Bomba Para Funcionar
  • El Uso De Varios Tanques Pequeños Como Lo Requiere El Sistema, Pueden Aumentar El Costo Del Sistema
  • Todas Las Tuberías De Suministro Y Retorno, Tienen Que Ser Lo Suficientemente Amplias Para Poder Satisfacer Las Necesidades Del Diseño
  • La Opción De Ser Instalado Sobre La Azotea, Pueden Comprometer La Integridad Estructural De La Edificación Por El Peso Adicional Que Estresan Estos Tanques
 

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