Curso Básico de Energías Renovables (6)

CURSO ENERGÍAS RENOVABLES  6/20

Amyca escuela de negocios continuamos desplegando este curso gratuito en el blog de AMYCA,  basado en nuestro Master en Ingeniería y Gestión de las Energías Renovables, que, si estás interesado en ampliar o actualizar conocimientos, te facilitará profundizar en las distintas materias que lo forman.

LECCIÓN 6: ENERGÍA SOLAR TÉRMICA. ELEMENTOS INSTALACIONES ACS

1. Sistema solar térmico de baja temperatura

La energía solar como fuente energética presenta como características propias una elevada calidad energética con nulo impacto ecológico e inagotable a escala humana. Como dificultades principales cabe destacar la variabilidad con la que esta energía llega a la tierra como consecuencia de aspectos geográficos, climáticos y estacionales.

Un sistema solar térmico de baja temperatura es toda instalación destinada a convertir la radiación solar en calor útil y cuya temperatura de trabajo es menor de 100 ºC.

2. Instalación solar de agua caliente sanitaria (ACS)

Está constituida por un conjunto de componentes encargados de realizar las funciones de captar la radiación solar, transformarla directamente en energía térmica cediéndola a un fluido de trabajo y, por último almacenar dicha energía térmica de forma eficiente, bien en el mismo fluido de trabajo de los captadores, o bien transferirla a otro, para poder utilizarla después en los puntos de consumo. Dicho sistema se complementa con una producción de energía térmica por sistema convencional auxiliar que puede o no estar integrada dentro de la misma instalación.

El esquema básico es el siguiente:

3. Sistemas básicos de una instalación solar de ACS

Los sistemas básicos de una instalación solar de baja temperatura con aplicación de agua caliente sanitaria (ACS) son los siguientes:

3.1. Sistema de captación

Formado por los captadores solares, se encarga de transformar la radiación solar incidente en energía térmica de forma que se calienta el fluido de trabajo que circula por ellos.

3.2. Sistemas de intercambio

Los sistemas de intercambio realizan la transferencia de energía térmica captada desde el circuito de captadores, o circuito primario, al agua caliente que se consume.

3.3. Sistemas de acumulación

Los sistemas de acumulación, constituidos por uno o varios depósitos, almacenan el agua caliente hasta que se precisa su uso.

3.4. Sistema de apoyo

Adicionalmente, se dispone de un equipo de energía convencional auxiliar que se utiliza para complementar la contribución solar suministrando la energía necesaria para cubrir la demanda prevista, garantizando la continuidad del suministro de agua caliente en los casos de escasa radiación solar o demanda superior al previsto.

3.5. Sistema de consumo

El sistema de consumo está constituido por el conjunto de equipos y componentes a través de los cuales se materializa la demanda de agua caliente sanitaria; básicamente está constituido por la grifería y aparatos sanitarios que se utilizan para proporcionar el servicio de agua caliente sanitaria.

4. Sistemas de interconexión de una instalación solar de ACS

Los sistemas de interconexión son los siguientes:

4.1. Circuitos hidráulicos

Los circuitos hidráulicos son los conjuntos de tuberías, con su aislamiento, accesorios, bombas, válvulas, etc. que interconectan los distintos sistemas y mediante la circulación de fluidos producen la transferencia de calor.

4.2. Sistema de control

El sistema de regulación y control se encarga por un lado de asegurar el correcto funcionamiento del equipo para proporcionar la máxima energía solar térmica posible y, por otro, actúa como protección frente a la acción de múltiples factores como sobrecalentamientos del sistema, riesgos de congelaciones, etc.

5. Componentes y equipos de una instalación solar de ACS

Una instalación de energía solar térmica ha de incluir una serie de elementos indispensables para el correcto funcionamiento y control de la instalación. Algunos de estos elementos son obligatorios, por tratarse de elementos de seguridad, y otros tienen como finalidad la mejora del rendimiento de la instalación y del mantenimiento.

5.1. Captadores solares

Es el elemento de la instalación que absorbe la radiación solar y transmite la energía térmica así producida a un fluido de trabajo que circula por su interior. Existen diversos tipos de captadores solares, pero el captador solar plano es el utilizado básicamente en instalaciones de producción de agua caliente sanitaria mediante energía solar.

5.2. Acumuladores

Es el dispositivo encargado de acumular el agua calentada por energía solar, atendiendo a la demanda en momentos de poca o nula radiación solar, así como a la producción solar en momentos de poco o nulo consumo.

5.3 Intercambiadores de calor

Son dispositivos cuya finalidad es transferir energía térmica entre fluidos que se mantienen separados entre sí.

En las instalaciones solares térmicas es el componente que transfiere el calor del fluido caloportador del circuito primario al agua del circuito secundario que comunica con el acumulador. También puede existir un sistema de intercambio en el circuito secundario para transferir calor al ACS de consumo.

5.4. Bombas de circulación

Son aparatos accionados por un motor eléctrico, capaces de suministrar al fluido una cantidad de energía suficiente para transportar el fluido a través de un circuito, venciendo las pérdidas de carga existentes en el mismo.

5.5. Tuberías

Todos los componentes de la instalación se encuentran unidos mediante las tuberías, que son el elemento lineal hueco, abierto por sus extremos, que realiza el transporte de los fluidos, configurando el circuito hidráulico.

5.6. Vaso de expansión

Es un dispositivo que permite absorber las variaciones de volumen y presión en un circuito cerrado producidas por las variaciones de temperatura del fluido circulante.

5.7. Purgadores de aire

Son dispositivos que se instalan en los circuitos para dejar salir el aire que pueda haberse introducido en las tuberías.

5.8. Válvulas y accesorios

Son mecanismos que se utilizan para impedir o controlar el paso de fluido por una tubería.

5.9. Termómetros

Son instrumentos que miden la temperatura de un objeto o fluido.

5.10. Termostatos

Son dispositivos que transforman una lectura de temperatura, previamente determinada en su escala, en una señal eléctrica que pone en marcha o detiene un determinado mecanismo según la función que se le haya encomendado.

5.11. Manómetros e hidrómetros

Aparatos que miden el valor de la presión del fluido en un conducto o depósito.

5.12. Caudalímetro

Son instrumentos que miden el caudal en el circuito hidráulico

5.13 Aislamiento

Es fundamental para evitar pérdidas caloríficas hacia el exterior.

Ejercicio propuesto:

L6.E1. Utilizando la mayor parte posible de conceptos aparecidos en la lección, describir la imagen que representa una instalación térmica para agua caliente sanitaria en una vivienda.

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