Calentadores solares por gravedad y presurizados, principales diferencias…

Los calentadores solares de tubo son mayoritarios en el mercado, usualmente son los más comprados porque la eficiencia en comparación con los calentadores solares de panel es un poco mayor.

Dentro de estos calentadores solares de tubo se pueden presentar dos, los que funcionan con gravedad y a aquellos que funcionan por presión.

El funcionamiento principal y fundamental de ambos calentadores ya ha sido mencionado anteriormente. Ahora bien, es importante recalcar algunas cosas particulares que se pueden presentar en ambos equipos.

El calentador que funciona por gravedad está fabricado precisamente para sistemas de tubería que funcionan por gravedad, por lo que, cuentan con un depósito de agua o tinaco, como típicamente se les dice.

Poseen un tanque térmico que es donde se almacena el agua calentada proveniente de los tubos de vidrio al vacío, parte esencial del sistema de termosifón, responsable de ejecutar la transferencia de calor gracias a la energía aprovechada del sol.

El efecto es muy sencillo ya que cuando el agua se calienta, su densidad y peso disminuyen causando que ascienda hacia el tanque mientras que el agua fría una vez ingresa cae al fondo de los tubos de vacío iniciando su proceso de calentamiento.

Por su parte, los calentadores solares presurizados, requieren de bombeo o hidroneumáticos para elevar la presión del caudal que circula por las tuberías. Estos calentadores cuentan con un diseño que soporta el incremento de la presión provocado por los dispositivos mediante un depósito de almacenamiento reforzado.

Lo anterior es muy importante puesto que una variable como la presión es muy importante en cualquier tipo de equipo, en este caso de no tomarse en cuenta podría fracturar y romper los tubos de vidrio al vacío. Por esta razón, dentro de estos tubos se encuentra otro tipo de tubo llamado Heat Pipe.

Tubos de los calentadores solares por gravedad

En este tipo de calentadores solares, se emplean tubos de vidrio al vacío. Es allí en esos tubos donde se toma la energía proveniente del sol para posteriormente transformarla en el calor útil necesario para calentar el agua.

calentador solar por gravedad

La fabricación de los tubos de vidrio al vacío parte de la elaboración de tubos de vidrio concéntricos que, en aras de garantizar una buena transferencia de calor al agua, están hechos de borosilicato recubiertos con nitrato de aluminio cuyo material garantiza una absorción de calor ideal.

De hecho, en el proceso de elaboración de estos tubos al vacío, se extrae todo el aire que pueda estar contenido en el espacio existente entre ambos tubos formando así justamente un vacío. Esto se hace importante porque descarta cualquier tipo de perdida por conducción y convección, funcionando como una especie de recubrimiento o aislante térmico.

La forma de mantener el vacío dentro del tubo es mediante la exposición a alta temperatura de un elemento llamado barium puro provocando que en el fondo de tubo haya un recubrimiento de este material.

En caso de que se quiera saber si el tubo ha perdido vacío, esto se da cuando el barium puro cambia su coloración plateada característica a un tono más blanco en cuyo caso se debe proceder al reemplazo inmediato de dicho tubo.

Tubos de los calentadores solares presurizados

Como se sabe, hay calentadores solares de tubos que funcionan con el proceso de termosifón que es uno de los más conocidos en este tipo de equipos. Los tubos son una parte importante del calentador solar porque es allí donde ocurre el proceso de calentamiento del agua.

calentador solar a presión

Algunos de estos tubos son fabricados de vidrio tipo Heat Pipe los cuales llevan en su interior otro tubo capilar de un material altamente conductor, generalmente cobre, que a su vez contiene glicol con un calor especifico bajo de acuerdo con sus propiedades termodinámicas. Este material cuando se calienta se evapora hasta alcanzar la punta del tubo de cobre.

Dicha punta del tubo capilar se encuentra introducida dentro del tanque que se encuentra presurizado. Una vez que la punta entra en contacto con el agua, permite que ésta se caliente gracias a la interacción de calor.

Posteriormente, el fluido conductor de calor es enfriado luego del calentamiento del agua volviendo a la parte inferior del tubo de cobre. Es así como el agua no invade los tubos de vidrio permitiendo de esta manera que todo el sistema soporte una alta presión durante la operatividad del calentador solar.

En la parte posterior de la varilla de cobre está un tubo que envuelve a dicha varilla, este es parecido a los tubos de vidrio al vacío de los calentadores por gravedad, los cuales son fabricados en su mayoría de un material borosilicato transparencia cuya resistencia es muy alta incluso siendo capaz de recibir impactos de granizo de hasta 2,5 cm de diámetro sin llegar a fracturarse.

Estos tubos también poseen una placa de absorción de calor hecha con un recubrimiento semiconductor para que contribuya con la captación de energía solar e impidiendo algún tipo de perdida por radiación traduciéndose esto en un aprovechamiento total del equipo.

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