¿Cómo funciona un termosifón? Energía solar térmica

Tal y como vimos en el anterior post, una de las formas más baratas de instalar paneles solares en una casa ya habitada es instalar un termosifón, pero ¿Cómo funciona un termosifón?

Nos ha quedado claro en el post Sistemas de transmisión de la Energía Solar que un termosifón es un sistema de transmisión directo, y que el agua de consumo es la que pasa por los paneles, se ahí los problemas que puedan acarrean, los cuales hemos explicado en el enlace que os dejo.

Termosifón

Sin embargo a pesar de los múltiples inconvenientes, existen varias ventajas como la pequeña obra y el precio,  ya que un deposito de 150 litros con un panel solar anda sobre los 1.500 € dependiendo de las marcas comerciales.

Pero como funciona realmente sin una bomba, os lo vamos a explicar.

Funcionamiento de un Termosifón.

El movimiento del agua en este tipo de circulación se produce por dos motivos la diferencia de densidades, y por las alturas.

Agua fría empuja al agua caliente del colector. Como se ve en el siguiente esquema, cuando en el colector aumenta la temperatura disminuye la densidad y por ello el peso. Al consumir agua en la casa, en el tanque disminuye la temperatura, con lo que aumenta la densidad y el peso.

Agua en Colector:
Si ↑T=> ↓Densidad=>↓Peso
Agua en Depósito:
↓T (consumo)=> ↑ Densidad=> ↑ Peso

Esta circulación de agua se mantendrá mientras haya diferencia de temperatura entre el colector y el depósito.
Una vez calentada el agua del depósito las temperaturas se igualan y el movimiento cesa.

El caudal en este tipo de sistemas es aproximadamente la mitad del necesario para los sistemas forzados, es decir los que llevan bomba,sin embargo la diferencia de temperaturas con la que trabajamos es mayor en este caso que en los sistemas forzados.

En la foto siguiente se muestra un termosifón y se indican con flechas de colores cúal es el movimiento del agua.

01 termosifon funcionamiento
¿Como funciona un termosifón?

La diferencia de alturas entre el deposito y el colector también es fundamental para el inicio del movimiento del agua, debe haber una distancia mínima de 30 cm, es por ello que todos los termosifones del mercado tienen el tanque arriba.

Ventajas e Inconvenientes:

1.- Disponer de una mínima carga hidráulica, es decir una mínima diferencia de altura entre el acumulador y el depósito para generar el movimiento convectivo.


2.-  Evitar durante la noche la inversión de la dirección del flujo del agua, porque al enfriarse el agua del colector el peso del agua fría de la parte superior del colector obliga que el agua caliente de la parte inferior del depósito circule hacia el colector, con lo que el colector actúa como un radiador, perdiendo calor. Hay que colocar una válvula antirretorno.

3.- Para evitar formación de bolsas de aire capaces de impedir el movimiento del fluido
temperatura, se usan los criterios de diseño que favorecen el movimiento, esto es, tuberías cortas, no se utilizarán codos de 90 º, y siempre con una inclinación  que favorezca la ascensión de las burbujas de aire. Además en la parte más alta del circuito se situará un purgador de aire.

4.- Para evitar posibles estrangulamientos al flujo se evitará la instalación de filtros, válvulas de corte, válvulas  antirretorno, etc., con excepción de la válvula antirretorno. De ahí la simpleza del sistema si está bien calculado.

5.- El circuito debe incluir un vaso de expansión, para absorber las dilataciones del agua y mantener presurizado el sistema.  Los sistemas con vaso de expansión cerrado deben obligatoriamente montar una válvula de seguridad tarada a la presión máxima del circuito, que se conecta al vaso de expansión.

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