Vaso de expansión y purgador Dos elementos que velan por la integridad y el buen funcionamiento de la instalación solar Forma parte del Contenido de aula solar térmica
Vaso de expansión
El vaso de expansión cerrado y los purgadores de aire son accesorios obligados en cualquier instalación solar térmica y acontinuación explicamos por qué. Como cualquier líquido encerrado en una conducción y sometido a bruscos cambios de temperatura, el fluido caloportador sufre frecuentes dilataciones y contracciones. Estos cambios pueden afectar a los diferentes accesorios instalados en este circuito hasta el punto de causar daños irreversibles.
El depósito de expansión protege de estos excesos de presión a los conductos, captadores o colectores térmicos, intercambiadores, etc siendo capaz de absorber las diferencias de presión en el interior del circuito hidráulico. Este componente, llamado también a veces calderín de expansión está compuesto por un recipiente de una determinada capacidad dividido en dos partes separadas por una membrana flexible, una de las cuales está en comunicación con el circuito hidráulico. La otra parte del volumen total del recipiente está rellena de un gas capaz de contraerse ante el empuje de la presión ejercida por la membrana cuando se produce la dilatación del caloportador contenido en el circuito y actuar así de amortiguador absorbiendo la presión que puede dañar otros componentes .
Una válvula de tarado pone límite a la presión que las dilataciones pueden llegar a ejercer sobre todos los componentes del circuito, abriéndose cuando se alcanza ésta presión y haciendo las veces de “fusible” hidráulico. Cuando esto ocurre, el vaso de expansión queda inutilizado y el circuito completamente despresurizado. Se instala en la aspiración de la bomba, es decir, en el sentido de circulación del fluido, justo antes de la bomba o circulador.
En el dimensionado de este accesorio intervienen los siguientes factores:
-Altura desde el punto más alto del circuito hasta el punto en donde se encuentra instalado el vaso ( altura manométrica ).
-Coeficiente de dilatación del caloportador, dependiendo de la temperatura que éste pueda llegar a alcanzar. En instalaciones solares, los picos de temperatura del fluido a lo largo de una jornada de trabajo pueden ser muy grandes y por tanto hay que aplicar coeficientes altos: valor 3 ó 4
-Volumen contenido en el circuito (colectores, tuberías, etc)
-Presión a la que trabaja normalmente el circuito. Podéis descargar el programa Desk-th para realizar simulaciones con el circuito hidráulico de la instalación solar.
Caben pocas posibilidades de encontrar un volumen total comercializado que coincida exactamente con el que correspondería a las características de nuestra instalación, pero siempre es posible variar algún parámetro que nos lleve a un valor estandarizado que se acomode más a nuestras necesidades; no podemos cambiar el diámetro de unas conducciones ya instaladas, pero podemos variar la altura del vaso o la presión de trabajo. Por otro lado, dadas las altas temperaturas que puede provocar un estancamiento del fluido, existen en el mercado depósitos especialmente diseñados para su empleo en instalaciones solares térmicas además de poseer la facilidad de ser restaurados sustituyendo la membrana.
Purgador
Por diferentes motivos, (llenado, enfriamiento después de una gran dilatación del fluido caloportador, etc) las instalaciones solares térmicas se ven afectadas en ocasiones por un problema que puede dar al traste con su funcionamiento o reducir en gran medida su rendimiento: las burbujas de aire en el interior de las conducciones hidráulicas. Para eliminar las burbujas del caudal caloportador existe un dispositivo llamado purgador, que está diseñado para captar estas burbujas y expulsarlas al exterior.
Cuando hay acumulación de aire en las tuberías el caudal caloportador puede llegar a detenerse a pesar del empuje del circulador provocando problemas que pueden llegar a convertirse en averías graves, por este motivo, puede montarse la cantidad de estos dispositivos que el técnico considere oportuna. Su funcionamiento es automático; debido a que las burbujas tienden a subir y situarse por encima del fluido, este accesorio se coloca en el punto más alto de la instalación, es decir, se conecta en el punto en que el fluido cambia su trayectoria para comenzar a descender o se convierte en horizontal, por ejemplo en la salida del último captador térmico.
En ocasiones, se montan sobre un desaireador, aparato que tiene gran capacidad de atrapar las burbujas existentes en el fluido, siendo los purgadores los encargados de evacuar el aire. Debido a que en solar térmica debemos contar siempre con la posibilidad de llegar a temperaturas muy altas y generalmente no deseadas, existen modelos de este componente en los que se han sustituido algunas de sus partes por piezas metálicas que soportan esos eventuales picos de temperatura, por tanto debemos poner atención al elegir este accesorio y montar el modelo más adecuado.
Resumiendo
El vaso de expansión y el purgador no influyen en la eficacia de la instalación solar térmica; solo son una medida seguridad, pero absolutamente necesaria debido a las temperaturas extremadamente altas que puede llegar a alcanzar el fluido de transferencia de la instalación solar.
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