MODELO DE DEMOSTRACIÓN
(con fines educativos)

Colector solar PROECO SC-MINI
- 5 tubos de vacío con HEAT PIPE - 58/500 mm
- Marco de aluminio (puede montarse en una superficie inclinada o plana)

Construcción del colector:

El colector solar consta de tubos de vacío de vidrio de borosilicato. Durante su producción, se empleó una mezcla cuidadosamente seleccionada de óxidos de SiO₂ y B₂O₃, lo que dio como resultado un producto con excelente resistencia química y una pureza y uniformidad excepcionales. El vidrio de borosilicato es ecológico y puede reciclarse varias veces. También se empleó un proceso de recocido térmico (templado). Esto, combinado con la baja expansión térmica típica del vidrio de borosilicato, le confiere una resistencia excepcionalmente alta a los cambios de temperatura en comparación con el vidrio convencional. Los tubos son resistentes a granizos de hasta 25 mm de tamaño. El uso de tubos de 47 mm y 58 mm de diámetro permite una colocación concéntrica entre sí. El aire entre los tubos se bombea y estos se sueldan. El vacío entre las dos capas de vidrio es un excelente aislante y evita la pérdida de calor. Durante el proceso de metalización con triple magnetrón, se aplica un absorbedor (un compuesto que absorbe la radiación solar y la convierte en energía térmica). La nueva capa de absorción especial ALN/AIN-SS/CU con cobre añadido representa la nueva generación de capas de absorción. Esta 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. Las capas absorbentes adicionales están diseñadas para retener la máxima energía posible dentro de los tubos y evitar la pérdida de calor por radiación infrarroja. El interior del tubo de vacío puede alcanzar temperaturas de hasta 300 °C. En el interior de los tubos de vacío se monta un "tubo de calor". Los disipadores de calor de aluminio, ubicados en el interior de los tubos de vacío, facilitan la transferencia de energía a los tubos de calor de cobre. Siguiendo el principio de reducir el punto de ebullición al disminuir la presión, se utilizó el tubo de calor para reducir la presión dentro del tubo mediante la evacuación de aire. Como resultado, el líquido dentro del intercambiador de calor del tubo de calor hierve a una temperatura de tan solo 25 °C. El cobre utilizado en la producción del tubo de calor no contiene oxígeno, lo que garantiza un funcionamiento prolongado y fiable.

La alta eficiencia del colector se debe a su capacidad para absorber la radiación solar difusa (p. ej., en días nublados) y minimizar la pérdida de calor. La energía se obtiene no solo de la luz solar directa, sino también de la luz reflejada. El colector está fabricado con tubo de cobre. En su interior, se montan manguitos de cobre, en los que se desliza el condensador de tubo de calor. Para lograr un mejor contacto entre las superficies de cobre y, en consecuencia, una transferencia de calor más eficiente, se utilizan pastas termoconductoras de alta temperatura para los contactos. El colector está aislado térmicamente con lana mineral. Aunque tiene propiedades aislantes ligeramente inferiores a las de la espuma de poliuretano, es una mejor solución en este caso. La lana mineral no se oxida y es más resistente a las altas temperaturas, que pueden producirse, por ejemplo, cuando se interrumpe la circulación del fluido en el sistema. La tubería principal del colector también dispone de espacio para montar un sensor de temperatura. La carcasa y el marco de la tubería principal del colector son de aluminio. El uso de metales ligeros es fundamental al montar colectores en tejados de edificios.

Principio de funcionamiento:

La energía solar calienta el interior de los tubos de vacío. A través de radiadores de aluminio, el calor del interior del tubo se transfiere a los tubos de calor. Tras un instante, a una temperatura de 25 °C, el líquido del tubo de calor comienza a evaporarse. El vapor asciende hasta la cabeza del intercambiador de calor (condensador), donde libera calor a través del tubo principal del colector y se condensa. Regresa por el tubo de calor para repetir todo el proceso. El medio calefactor (p. ej., glicol) que fluye por el colector no entra en contacto con los tubos de vacío ni con el absorbedor integrado en ellos; solo absorbe calor del condensador del tubo de calor. La conexión entre los tubos de calor y el intercambiador de calor (por donde fluye el glicol) es seca.
La instalación más sencilla y económica es un sistema de alimentación por gravedad. El medio calefactor calentado en el colector asciende a la parte superior del tanque sin necesidad de una bomba de circulación. Tras liberar calor en el tanque, el medio enfriado regresa al colector. En este tipo de sistema, el tanque de almacenamiento debe ubicarse encima de los colectores. En la práctica, esto requiere que los colectores se coloquen en bastidores en el suelo y el tanque de almacenamiento en la primera planta del edificio.
La segunda solución utilizada es un sistema de circulación forzada. No presenta las desventajas de un sistema de circulación por gravedad, pero requiere el uso de una bomba y un sistema de control automático. Normalmente, este tipo de sistema utiliza tanques equipados con dos serpentines (tanques bivalentes). Esto permite el funcionamiento con dos fuentes de calor. El sistema solar se conecta al serpentín inferior y la caldera al superior. Cuando las condiciones son favorables (la temperatura del medio en el colector es de 5 a 8 grados Celsius superior a la temperatura del agua en el tanque), la bomba de circulación se activa automáticamente, bombeando el medio calentado desde el colector al serpentín del tanque.

En caso de daño en un tubo de vacío, todo el sistema continúa funcionando. Solo se reduce la eficiencia del sistema. Los tubos de vacío están libres de fluidos, lo que permite retirarlos en cualquier momento sin drenar el sistema.

Para una conexión rápida y sencilla del colector al tanque de almacenamiento, recomendamos utilizar tuberías dobles preaisladas con espuma de caucho sintético de mayor resistencia térmica. Las tuberías están fabricadas en acero inoxidable o cobre dulce. Su flexibilidad elimina la necesidad de conectores y accesorios adicionales entre el colector y el tanque. También están equipadas con un cable de control integrado (para el sensor de temperatura del colector). Además de mantener los más altos parámetros técnicos para minimizar las pérdidas de energía, este sistema reduce significativamente el tiempo de instalación y mejora la fiabilidad.

Ventajas:

- Mayor eficiencia del colector de tubos de vacío con el sistema de tubos de calor (funcionamiento durante todo el año).
- Posibilidad de seleccionar diferentes tamaños de colector para distintos tamaños de tanque.
- Un daño en el tubo de calor no paraliza todo el sistema; solo reduce la eficiencia del colector.
- Menor probabilidad de obstrucción del colector, que puede ocurrir con colectores de placa plana o de tubo en U.
- Posibilidad de conexión con un sistema de calefacción central para reducir los costes energéticos.