Los colectores de placa plana sin cubierta (constituidos apenas por absorbedores plásticos) son usados principalmente para el calentamiento de piscinas. Estos colectores se caracterizan por la falta de cobertura transparente y aislante térmico, así como de la estructura de soporte.
6.1 Características de los colectores para calentamiento de piscinas
Los sistemas de calentamiento de piscinas poseen algunas características diferentes de los sistemas de calentamiento para consumo residencial, que precisan ser conocidas para obtener un buen desempeño de los equipos escogidos para una determinada función, pues la temperatura del agua varia conforme la actividad desarrollada en la piscina:
· En piscinas residenciales, clubes y academias se trabaja con temperaturas entre 28 y 30oC.
· En piscinas de competición en torno de 26.5oC.
· En piscinas para tratamientos de fisioterapia entre 33 y 35oC.
Estos factores indican la necesidad de control de la temperatura alcanzada por el sistema de calentamiento. La manera más eficiente de controlar un sistema es a través de dispositivos electrónicos para accionamiento automático de los equipos conforme las condiciones del proceso.
Un segundo aspecto importante es que el volumen del agua en una piscina es mucho mayor que en un reservatorio de uso residencial, por tanto, necesita de una cantidad mucho más grande de energía para promover la elevación de temperatura del agua.
Por eso el sistema de calentamiento ideal es aquel que conserva permanentemente la temperatura del agua de la piscina en su tasa de utilización, completando pequeñas variaciones de temperatura en la medida en que ocurren perdidas de calor durante su operación.
Este factor, debe ser tratado con atención, porque puede perjudicar el desempeño de un sistema de calentamiento si no es llevado en consideración.
6.2 Funcionamiento básico de los calentadores de piscinas
A. Usar la bomba existente, el agua de la piscina es dirigida a través de una serie de válvulas a los colectores solares.
B. El agua de la piscina entra al colector solar por abajo y sube a través de los tubos individuales del colector.
C. Cuando el agua pasa a través del colector es calentada por la energía radiante del sol.
D. El agua retorna a la piscina para repetir el ciclo hasta que la
piscina haya sido calentada por el sol.
En la Figura 9 mostramos un esquema simplificado del calentamiento de piscinas.
A continuación veremos algunos factores que deben ser considerados al momento de dimensionar un sistema de calentamiento de piscinas. Los principales son:
· En que localidad será instalado el sistema;
· Cuales son las dimensiones de la piscina a ser calentada;
· Cual será la aplicación de la piscina (láser domestico, láser colectivo, academia, terapéutica, etc)
· Cual es la incidencia solar en la región donde se pretende instalar los colectores solares;
· Existencia de sombras significativas.
Figura 9: Funcionamiento básico de los colectores para calentamiento de piscinas.
[Fuente Soletrol].
6.3 Materiales para los calentadores de piscinas
Estos calentadores son hechos exclusivamente de plástico. Pueden ser duros y rígidos o blandos y flexibles, de a cuerdo con la mistura plástica. La utilización de plástico permite el funcionamiento del sistema solar con agua clorada en la piscina, pero siempre es necesario considerar el contenido de cloro. Una dosis elevada (a partir de los 5 mg/l) puede dañar el colector. Los límites exactos, a partir de los cuales ocurren daños, dependen de la composición del plástico.
Los plásticos también son usados para las tabulaciones, siendo no en tanto, hechos a partir de mangueras rígidas.
Los tipos de plásticos que pueden ser usados son:
· EPDM, Monómero de Etileno Propileno Dieno;
· PP, Polipropileno;
· PE, Polietileno;
· PVC, Policloreto de vinilo
· ABS, Acrilonitrilo-butadienestireno
Debido a sus buenas propiedades hay dos materiales que son líderes en el mercado, a pesar de los elevados costos comparado con los otros materiales y son el EPDM y PP.
A continuación detallaremos 3 de estos materiales usados para calentar el agua de las piscinas:
6.3.1 Colectores de polipropileno
Los colectores o placas de polipropileno negro son una fuente de energía renovable y atóxica según sus propios fabricantes tienen las siguientes características:
· Son resistentes a lluvia, granizo congelamiento, rayos UV, acción de productos químicos y a la corrosión.
· Pueden calentar grandes volúmenes de agua con una alta velocidad de circulación.
· Son 50% más baratos que cualquier otro colector plano convencional con cubierta de cristal y aislamiento, también son mucho más livianos.
· No necesitan de mantenimiento, con un mayor tiempo de vida útil.
· Instalación barata y sencilla, mediante tuberías de PVC.
· Según la empresa Hidrosol este colector calienta el agua de la piscina entre 26 – 30oC.
Figura 10: Colector solar de polipropileno. [Fuente Soletrol]
(Ver en ANEXO F las características del polipropileno)
6.3.2 Colectores de polietileno de alta densidad (PEAD)
Las placas colectoras termoplásticos de alta densidad (PEAD) activadas contra la acción de los rayos UV, tienen las siguientes características según sus fabricantes:
· Son resistentes a choques, acciones de la naturaleza (congelamiento, granizo, lluvia),
· De fácil instalación y manutención,
· Resistencia a la corrosión, a aguas agresivas, a productos químicos;
· Resistencia a la formación de depósitos e incrustaciones;
· Bajo peso;
· Excelente relación costo-beneficio;
· Exclusivamente para uso en baja presión (0.5 bar) en termosifón, no posibilitando la utilización de presurizadores y bomba de flujo; flujo elevado, por placa,
· En sistemas de calentamiento de piscinas a 250litros/hora por placa de entrada la eficiencia energética media es de 82%
· Según la empresa Hidrosol este colector calienta el agua de la piscina entre 25 – 27oC.
Figura 11: (A) Coletor solar de EPAD, (B) Detalle de la fabricación: espacios totalmente llenos, generando mayor área de captación solar. [Fuente Alo Solar Alpina]
6.3.3 Colectores de EPDM “Monómero Etileno Propileno Dieno”
Los colectores de EPDM tienen las siguientes características:
· Alta resistencia a la intemperie y cambios climáticos.
· Resisten prolongada exposición al ozono y luz solar sin signos de envejecimiento.
· Estable a los rayos ultravioletas, incluso bajo exposición permanente al sol.
· Buena resistencia a la abrasión y poca absorción de agua.
· Bajo condiciones normales, se espera elevar entre 5º C a 8 ºC la temperatura del agua de la piscina en la época de primavera/verano, obteniendo de esta forma temperaturas entre 24ºC a 31ºC .
· Los colectores son flexibles – no son rígidos – lo que les permite tomar la forma de la estructura base.
Figura 12: Colector solar para piscinas de EPDM
6.4 Comentarios sobre colectores solares para piscinas
La empresa Termoservic-Chile, asegura que los colectores de polipropileno tienen mejores beneficios sobre los colectores de EPDM a pesar de su mayor costo, como por ejemplo; mayor eficiencia, la no disminución del desempeño a través de los años, durabilidad, bajas perdidas de carga, prolongación de la vida útil de la bomba.
Según el Instituto de Pesquisa del Estado de Flórida, el desempeño de los colectores para piscinas no varia significativamente cuando se les compara por la energía transferida por día y m2 del área del colector (kcal/h/m² de colector).