Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Aigua calenta sanitària (ACS)

Aigua calenta sanitària (ACS)

Una de les aplicacions de l'energia solar tèrmica és l'obtenció d'aigua calenta sanitària (ACS). Els col·lectors solars capten l'energia de la radiació solar per augmentar la temperatura d'un fluid.

L'aigua calenta sanitària (ACS) és aigua destinada a consum humà (potable) que ha estat escalfada. S'utilitza per a usos sanitaris (banys, dutxes, etc.) i per a altres usos de neteja (fregat de plats, rentadora, rentavaixelles, fregat de terres). En termes energètics, l'ACS és una component important a tenir en compte, ja que representa entre un 25 i un 40% del consum energètic dels habitatges.

Per norma general, consta de: l'escalfador d'aigua, bomba de circulació, canonades, cabalímetres, vàlvules per a la distribució d'aigua calenta als consumidors o punts de consum.

Es poden distingir dos tipus d'instal·lacions:

  • Circuit obert d'aigua calenta: en cas que l'aigua del mateix circuit d'escalfament és la que s'utilitza en les aplicacions d'aigua calenta sanitària.
  • Circuit tancat d'aigua calenta: en cas en què es fa recircular l'aigua calenta gràcies a una bomba en un circuit independent, de manera que durant el seu trajecte pel circuit s'intercala un intercanviador de calor o un dipòsit d'aigua calenta sanitària per transmetre la calor produïda en el circuit principal d'aigua calenta sanitària.

Ús de l'energia solar tèrmica per obtenir aigua calenta sanitària

Una de les possibles formes d'obtenir aigua calenta sanitària és utilitzant el Sol mitjançant una instal·lació d'energia solar tèrmica preparada per a tal fi. Els col·lectors solars són els encarregats de captar la radiació solar i transmetre aquesta energia a un fluid. El fluid incrementa la seva energia interna i la seva temperatura. Aquest fluid circula per un intercanviador tèrmic que permet transmetre energia tèrmica a l'aigua que volem escalfar. L'aigua calenta es pot transportar, per tant, permet transportar l'energia. L'aigua escalfada es pot emmagatzemar en un dipòsit ben aïllat tèrmicament o es pot fer circular per un circuit de calefacció per escalfar un habitatge.

L'obtenció d'aigua calenta sanitària és una de les aplicacions més utilitzades de l'energia solar tèrmica. Aquesta aplicació també se l'anomena "aigua de mans".

Aspectes de l'energia solar a considerar en una instal·lació solar d'aigua calenta sanitària

La radiació solar rebuda en un lloc ve determinat per l'angle que formen els raigs solars respecte al terra. A l'estiu el Sol es troba més perpendicular respecte al terra que a l'hivern, de manera que a l'estiu vam rebre més radiació solar.

Angle de la radiació solar segons l'època de l'any Angle de la radiació solar segons l'època de l'any

L'energia necessària per escalfar aigua calenta sanitària fins a una determinada temperatura ve determinada, entre altres coses, per la temperatura de l'aigua abans de escalfar-la. Per tant, a l'hivern que l'aigua que ve de la xarxa en general està més freda es necessitarà més energia tèrmica que a l'estiu.

Instal·lació solar d'energia tèrmica per a la producció d'aigua calenta sanitària Les instal·lacions solars d'aigua calenta sanitària requereixen un acumulador d'aigua de manera que l'aigua que es va escalfant es vagi emmagatzemant en un dipòsit ben aïllat per quan es vagi a utilitzar. Això és degut essencialment per dos motius: d'una banda la diferència de radiació solar rebuda durant les diferents hores del dia, per no parlar de la nul·la radiació solar que es rep durant la nit i, d'altra banda, perquè no utilitzarem el aigua calenta de forma constant, és a dir, la major part del dia no necessitarem aigua però quan voldriem dutxem necessitaríem escalfar molta aigua en molt poc temps.

Econòmicament no es pot pretendre dimensionar una instal·lació d'energia solar tèrmica per obtenir tota l'aigua calenta sanitària que necessitem durant tot l'any. En aquest cas, hauríem de sobredimensionarlo molt per poder obtenir una gran quantitat d'energia calorífica a l'hivern. Aquesta energia ens sobraria a l'estiu, el que provocaria que l'aigua del dipòsit acumulador entraria en ebullició, generaria vapor d'aigua i la pressió d'aquest vapor acabaria rebentant el dipòsit.

Una solució seria tirar aigua calenta i afegir aigua freda però no seria raonable ni econòmicament ni mediambientalment.

Hi ha moltes normatives en diferents països en què es requereix que les instal·lacions d'energia solar tèrmica per a l'obtenció d'aigua calenta sanitària es dimensionen per a un consum raonable a l'estiu i que tinguin un sistema auxiliar de reescalfament quan el sistema no pugui arribar a la temperatura de l'aigua desitjada.

Instal·lacions solars d'aigua calenta sanitària

Instal·lació solar d'energia tèrmica per a la producció d'aigua calenta sanitària

Hi ha dos tipus d'instal·lacions d'aigua calenta sanitària (o escalfadors):

  • Instal·lacions d'aigua calenta sanitària de circuit obert. L'aigua de consum passa directament pels col·lectors solars. Aquest sistema redueix costos i és més eficient (energèticament parlant), però presenta problemes en zones amb temperatures per sota del punt de congelació de l'aigua, així com en zones amb alta concentració de sals que acaben obstruint els conductes dels panells.
  • Instal·lacions d'aigua calenta sanitària de circuit tancat. Es distingeixen dos sistemes: flux per termosifó i flux forçat.

Els panells solars tèrmics tenen un molt baix impacte ambiental.

Caracterísitiques de l'aigua L'element més important d'aquest tipus d'instal·lacions d'energia solar tèrmica és l'aigua. Per les característiques de funcionament i utilització d'aquests sistemes s'ha d'assegurar que l'aigua es troba dins de determinades restriccions i intervals de temperatura.

Instal·lació solar d'energia tèrmica per a la producció d'aigua calenta sanitària

L'aigua calenta sanitària està subjecta a diferents restriccions tèrmiques, que regulen les temperatures de distribució i de consum, i que augmenten la complexitat de la projecció de la instal·lació d'aigua calenta sanitària. Els mínims de temperatura de la instal·lació es troben restringits, per evitar l'aparició de la legionel·la.

En resum, s'hauria d'evitar en règim de funcionament normal la disminució de la temperatura a menys de 50 ° C a aixeta i 55 ° C en dipòsit. La instal·lació en conjunt hauria de ser apta per a suportar temperatures de 70 ° C.

D'altra banda, s'hauria d'evitar posar en contacte aigua a temperatures superiors a 40 ° C amb la pell, per evitar possibles cremades. Això es pot aconseguir mitjançant la barreja de l'aigua calenta de la instal·lació d'ACS amb aigua freda convencional, utilitzant mescladors.

valoración: 3.3 - votos 8

Última revisió: 15 de octubre de 2018