Estructura y principio de funcionamiento de un calentador de agua por presión
Estructura:
El colector solar consta de tubos de vacío fabricados con vidrio de borosilicato. El vacío entre las dos capas de vidrio es un excelente aislante y evita las pérdidas térmicas. En un proceso de triple metalización por magnetrón, se aplica un absorbedor (un compuesto que absorbe los rayos solares y los convierte en energía térmica). Las capas adicionales del absorbedor están diseñadas para mantener la mayor cantidad de energía posible dentro de los tubos y evitar la pérdida de calor a través de la radiación infrarroja. La nueva capa de absorción especial ALN/AIN-SS/CU con adición de cobre es la próxima generación de capas de absorción. Sucesora de la capa AL/N/AL, se caracteriza por una mayor eficiencia (hasta un 12%) y excelentes propiedades de absorción de la radiación solar directa y difusa. El interior del tubo de vacío puede calentarse hasta los 300°C.
En el interior de los tubos de vacío se monta el llamado "tubo de calor" (heat pipe). Siguiendo el principio de que el punto de ebullición disminuye a medida que baja la presión, en el caso del "heat pipe" se redujo la presión en su interior mediante la extracción del aire. El líquido en el interior del intercambiador del "heat pipe" hierve a una temperatura de tan solo 25°C. El cobre utilizado para la producción está libre de oxígeno, lo que garantiza una larga y fiable vida útil. Los radiadores de aluminio situados en el interior de los tubos de vacío ayudan a transferir la energía a los tubos de calor de cobre.
El tanque está fabricado en acero inoxidable SUS 304 con un espesor de 1,3 - 2,0 mm y está aislado con espuma de poliuretano de al menos 50 mm de espesor. Todo el equipo se prueba en fábrica a una presión de 10 bar y se puede conectar directamente a la red de suministro de agua. El agua caliente sale del tanque empujada por el agua fría (bajo una presión idéntica a la de la red de agua).
Principio de funcionamiento:
Bajo la influencia de los rayos solares, el interior de los tubos de vacío se calienta. A través de los radiadores de aluminio, el calor se transfiere a los "tubos de calor". Cuando se alcanza una temperatura de 25°C, el líquido en el "heat pipe" comienza a hervir, convirtiéndose en vapor. El vapor sube rápidamente hacia la parte superior, a la cabeza del intercambiador, donde al ceder calor se enfría y se condensa de nuevo. Luego vuelve a fluir hacia la parte inferior del "heat pipe" para repetir todo el proceso. La alta eficiencia del colector se debe a su capacidad para absorber la radiación solar difusa (por ejemplo, en días nublados) y reducir al máximo las pérdidas de calor. La energía se obtiene no solo de los rayos solares directos, sino también de la luz reflejada en la nieve.
El sistema no requiere bombas, controladores ni tanques de expansión para funcionar correctamente, lo que lo hace muy fiable. El agua se encuentra exclusivamente en el tanque y sale de él bajo presión. El equipo se puede colocar en el suelo y puede suministrar agua a los pisos superiores del edificio.
En caso de daños en un tubo de vacío, todo el sistema sigue funcionando. Solo disminuye la eficiencia del sistema. No hay fluidos dentro de los tubos de vacío, lo que significa que se puede desmontar un tubo en cualquier momento sin necesidad de vaciar el sistema.
Ventajas:
- Mayor eficiencia del colector de vacío en comparación con un colector plano estándar.
- Estructura simple, baja tasa de fallos: vida útil de los tubos superior a 15 años.
- Conexión directa del colector con el tanque (sin pérdidas de calor).
- Excelente aislamiento del tanque (pérdida diaria de temperatura del agua de 6 - 10 grados C).
- Sin necesidad de utilizar bombas ni controladores.
- Montaje sencillo que no requiere modificaciones en la instalación actual.
- El daño a un tubo de vacío con "heat pipe" no desactiva todo el sistema, sino que solo reduce su eficiencia.
- No hay posibilidad de obstrucción del colector (a diferencia de los colectores planos o los basados en tubos en "U").
- Posibilidad de un mantenimiento fácil y montaje por cuenta propia.