GUÍA DE INSTALACIÓN EQUIPOS DE GRAVEDAD CALENTADORES SOLARES USO RESIDENCIAL

Transcripción

1 GUÍA DE INSTALACIÓN EQUIPOS DE GRAVEDAD CALENTADORES SOLARES USO RESIDENCIAL Los calentadores solares para agua son fáciles de instalar, y con equipos adecuados apropiadamente para cada necesidad en particular, proporcionan un extraordinario desempeño y muchos años de aprovechamiento confiable, siendo sistemas de alta seguridad. Los calentadores solares para agua por gravedad están empacados en 3 o 4 cajas: Caja 1.-Tanque de almacenamiento, guardapolvos de neopreno y empaque de silicón. Caja 2.- Estructuras de soporte y tornilleria Cajas 3 y 4.- Tubos de cristal de borosilicato. Antes de instalar los tubos de cristal deberán inspeccionarse visualmente y cerciorarse de que no se encuentren dañados (que no hayan perdido el vacío), esto lo podemos verificar en la base de cada tubo, debiendo esta permanecer cubierta con su capa color plata; si un tubo tiene una base color transparente blancuzca ha perdido su vacío y deberá ser remplazado. No se deben exponer los tubos a la radiación solar antes de su instalación. Aunque la pared del tubo exterior no se calienta, la pared interior del tubo alcanzará temperaturas muy elevadas y si se introduce agua fría el tubo se romperá por una descompensación de temperatura (choque térmico). Los tubos pueden romperse por un choque térmico si reciben agua fría después de haber sido expuestos a la radiación solar, no sólo en la instalación sino cuando por alguna circunstancia, el depósito que abastece al calentador se quede sin agua, por lo que cuando esto suceda, deberá cerciorarse que el equipo tenga agua o cubrir los tubos con una tela para que no reciban la radiación solar antes de que se llene el equipo nuevamente. La instalación más frecuente de los calentadores solares por gravedad es la que se muestra en el siguiente esquema; sin embargo, pueden haber requerimientos específicos o condiciones particulares; no importa cuales sean estas características, siempre debemos de apegarnos a una simple regla de exposición de presión a los tanques de almacenamiento, los cuales nunca deberán ser sometidos a una presión mayor a 0.3 kg/cm², ni instalados cuando el tinaco supere 2 metros de altura. Al exceder esta presión y/o altura se puede ocasionar el estallamiento del tanque. El calentador y el boiler se instalan en serie, es decir, uno después del otro, por lo que el boiler respalda al sistema solar para asegurar que siempre habrá agua caliente.

2 INSTALACION ESQUEMÁTICA POR GRAVEDAD DE CALENTADORES SOLARES Jarro de aire Nivel de agua Flotador Tinaco Importante: Distancia NO mayor a 15 cm. B calentador solar A 2 G 1.5 mts. 1 V Agua caliente A, B = Tuerca Unión (nudo) V = Válvula check (columpio) Agua fría Boiler Importante: La omisión de la válvula de retención (válvula check) y/o la línea de desfogue (jarro de aire) tal como se muestran en este esquema, anulan cualquier garantía. La válvula check debe ser de columpio, NO se deben utilizar válvulas de retención de resorte. Bomba Configuración Llaves de esfera General Directa a línea Abierta Abierta Abierta Cerrada Abierta Cerrada de agua caliente Pre-calentamiento Abierta Abierta Abierta Abierta Cerrada Abierta al boiler

3 Los calentadores solares para agua por gravedad conectados como se muestra en el esquema anterior, funcionan de manera autónoma sin necesidad de dispositivo alguno para circular el agua caliente. Para mayor almacenamiento de agua caliente, se recomienda utilizar la configuración de pre-calentamiento al boiler, dejando encendido únicamente el piloto. El sistema se instala normalmente en la azotea, orientado hacia el sur, de tal manera que quede expuesto a la radiación solar todo el día. Los equipos están diseñados con un ángulo de incidencia ideal para todos los meses del año y para la latitud media de México, por lo que el aprovechamiento es ideal en cualquier parte de la república. El sistema está diseñado para, en caso de ser necesario, permitir que se ancle a la superficie donde se va a colocar, es muy importante utilizar tornillería de acero inoxidable para sujetar el equipo, de lo contrario puede presentarse corrosión metálica por contacto con un metal distinto. El agua circula por todo el sistema mediante el efecto denominado termosifón, que provoca la diferencia de temperaturas. Es decir; este sistema opera por convección natural, el agua caliente es más ligera que el agua fría y, por lo tanto, tiende a subir. Esto es lo que sucede entre los tubos de cristal al alto vacío y el tanque de almacenamiento, con lo cual se establece una circulación natural, sin necesidad de ningún equipo de bombeo adicional. El depósito de agua (tinaco) debe siempre estar ligeramente más elevado que la parte alta del calentador. Se recomienda que la base del tinaco tenga 1.50 mts. de altura en relación a la base del equipo; para que de esta manera sea alimentado con agua fría y por gravedad exista una circulación natural cuando se le demande agua caliente al sistema. Es de vital importancia considerar una línea de desfogue en los calentadores (jarro de aire). Mientras el agua se calienta dentro del sistema, se expande y al alcanzar temperaturas de punto de ebullición, la expide en forma de vapor y agua por la línea de desfogue; esto es normal y previene al sistema de sobre presurización o sobrecalentamiento. Estas líneas de desfogue deberán ser instaladas a una distancia no mayor a 15 cm. de la salida del equipo; de lo contrario se puede presurizar el tanque y tener daños irreparables. Nunca se debe reemplazar esta línea de desfogue por alguna válvula de alivio, ya que no tienen la capacidad para liberar presión y vapor de agua. La línea de desfogue (jarro de aire) debe quedar alrededor de 30 cm. sobre el nivel del agua. Los equipos deben estar perfectamente nivelados de forma horizontal como se muestra en las ilustraciones siguientes; de lo contrario se puede generar aire y vapor en el interior del termo tanque, que ocasione un tapón hidráulico y le cause daños irreparables.

4 INSTALACION ESQUEMÁTICA DE NIVELACIÓN FORMA INCORRECTA calentador solar

5 INSTALACION ESQUEMÁTICA DE NIVELACIÓN FORMA INCORRECTA calentador solar

6 INSTALACION ESQUEMÁTICA DE NIVELACIÓN FORMA CORRECTA calentador solar

7 INSTALACION ESQUEMÁTICA DE LÍNEAS DE DESFOGUE JARROS DE AIRE ALTOS. Debido a la oscilación causada por el viento en jarros de aire con una altura mayor a 1.5 mts.; el desfogue debe sujetarse para evitar daños en los conectores y/o tanques. Jarro de aire 1.5 mts. Codo 45 T Nivel de agua Tapón Flotador Tinaco Tensores de alambre galvanizado

8 SOPORTE DE TUBERÍA La tubería de alimentación y descarga debe soportarse sobre la loza de la azotea o sobre algún cuerpo sólido en el piso. FORMA INCORRECTA FORMA CORRECTA Si la tubería queda colgando del equipo, es probable que el cople interno del depósito se dañe, ocasionando daños en la lámina interior. FORMA INCORRECTA FORMA CORRECTA

9 La colocación de los tubos debe ser completada una vez que la instalación hidráulica (tubería) haya sido terminada por completo. El tanque de almacenamiento debe estar posicionado de tal forma que los tubos puedan colocarse de forma perpendicular en relación a los orificios del tanque. Si se experimenta alguna dificultad para colocar los tubos, entonces el tanque no está apropiadamente alineado. Antes de colocar los tubos deben lubricarse con agua los empaques de silicón que se encuentran dentro del tanque de almacenamiento y a la superficie del tubo cubriendo unos 5 cm. desde su borde. Con los tubos y el empaque de silicón lubricados, se insertan los tubos girándolos hacia dentro del tanque hasta que puedan ser sujetos en la base que los soporta. Puede parecer que los tubos queden flojos; esto es normal. Una vez que se hayan colocado todos los tubos, el sistema puede ser alimentado con agua. Si los tubos han sido expuestos a la radiación solar por más de 5 minutos, entonces no deberá alimentarse al sistema ya que el agua fría causará un choque térmico causando el rompimiento de los tubos. Esta operación puede hacerse durante las horas de radiación solar, siempre y cuando los tubos estén cubiertos con una lona u otro objeto que los cubra de la radiación solar. Ya que el sistema se encuentre lleno, entonces se pueden limpiar los tubos con un trapo húmedo para eliminar la suciedad y obtener un mejor aprovechamiento. Los tubos de cristal son muy resistentes y nada fáciles de romper, ya que su forma es cilíndrica y están hechos de cristal de borosilicato. Resisten el impacto de un granizo hasta de 25 mm. de diámetro; sin embargo si por algún accidente un tubo llega a romperse, este puede ser fácilmente cambiado. Los tubos no son caros y están disponibles con el distribuidor más cercano. Los calentadores pueden operar con un tubo roto; sin embargo la eficiencia se reducirá. Bajo condiciones normales el calentador no requiere mantenimiento. Debido a la forma de los tubos; la lluvia y el viento los mantienen limpios. Si los tubos se ensucian, pueden limpiarse con agua y jabón, o limpiador líquido para cristales y un trapo húmedo.

10 APLICACIÓN DE TEFLÓN EN CONECTORES Es importante hacer una adecuada aplicación del teflón (sello) en los conectores, de tal forma que sea suficiente cantidad de material. Las cuerdas son profundas por lo que debemos aplicar alrededor de 5 vueltas de teflón, y no solamente de 2 a 3 vueltas como se haría normalmente Cantidad inadecuada Cantidad adecuada 2 a 3 vueltas 5 vueltas Teflón insuficiente Teflón suficiente

11 Consideraciones: 1. Los equipos deben estar perfectamente nivelados de forma horizontal; de lo contrario se puede generar aire y vapor en el interior del termo tanque, que ocasione un tapón hidráulico y le cause daños irreparables. 2. Se recomienda el uso de tubería de cobre en la instalación, en la cual debe utilizarse soldadura de mezcla 50% estaño y 50% plomo (50/50). 3. La tubería del agua caliente debe cubrirse con aislante térmico para no permitir la pérdida de calor y evitar la radiación del frío dentro del sistema. De esta forma garantizamos el adecuado desempeño del calentador incluso en los meses de invierno. 4. Puede utilizarse tubería plástica (Polipropileno, CPVC, PEX-AL-PEX); sin embargo y de forma invariable deberá utilizarse tubería de cobre en la línea de alimentación y descarga incluyendo la línea de desfogue (jarro de aire) desde los conectores del calentador hasta la losa de la azotea. Esto ayudará a prevenir un daño en la tubería plástica por el contacto con calor excesivo en esta zona y a soportar el peso de la tubería adecuadamente. 5. La tubería de alimentación y descarga debe quedar soportada sobre el piso o azotea para evitar daño a los conectores del equipo. 6. Se debe utilizar una válvula anti retorno (check) en la línea de alimentación al calentador solar. Esta válvula debe ser del tipo columpio y no deben utilizarse válvulas de resorte. 7. Se debe tener cuidado en el manejo de los tubos de cristal, ya que se pueden romper si son fuertemente golpeados o se caen. 8. Utilizar guantes en el manejo de reflectores y estructuras y de cualquier cristal roto. 9. No permita que el tanque sea expuesto a una presión mayor a 0.3 kg/cm². Ni instalados en lugares donde el tinaco supere 2 metros de altura en relación al equipo. 10. Este sistema NO debe ser instalado con hidroneumático o alimentado directamente de la línea de agua de la red pública. 11. Para cualquier método de instalación se debe considerar sin excepción una línea de desfogue, misma que debe estar libre de obstrucciones, válvulas, conexiones, etc. 12. Nunca se debe reemplazar la línea de desfogue por válvulas de alivio, ya que no tienen la capacidad para liberar presión y vapor de agua específico para estos equipos. 13. La línea de desfogue debe instalarse a una distancia no mayor a 15 cm. de la salida del equipo; de lo contrario se puede presurizar el tanque y dañarlo. 14. No se llenen los tubos con agua fría cuando hayan sido expuestos a la radiación solar por más de 5 minutos. 15. El calentador puede producir agua lo suficientemente caliente para ocasionar daños por quemaduras, se recomienda tener precaución. Se sugiere que los calentadores solares sean instalados por distribuidores autorizados, quienes cuentan con personal calificado y capacitado. La garantía del equipo está sujeta a una instalación adecuada.