¿Qué ocurre cuando los habitantes de una vivienda que dispone de solar térmica están de vacaciones en agosto? ¿Y cuando acaba el curso y en el colegio nadie consume el agua caliente sanitaria? El sol no se va de vacaciones así que los colectores solares siguen aportando calor, que ya no es necesario porque los depósitos de acumulación ya están totalmente cargados. En ese momento la bomba de circulación del circuito primario se para y la instalación solar entra en estancamiento. Si sigue produciéndose irradiación solar, las temperaturas del colector aumentan y termina formándose vapor del fluido caloportador, lo que ocasiona una fatiga térmica elevada de los componentes de la instalación, como juntas, bombas, válvulas y, sobre todo, el medio portador de calor.
Viessmann ha encontrado la solución a un problema que puede ser especialmente grave en latitudes como la nuestra. A través de su departamento de I+D y en colaboración con el instituto Jean Lamour de la Universidad francesa de Nancy y el instituto alemán ISFH, ha desarrollado un innovador tratamiento selectivo ThermProtect para colectores solares planos de autolimitación inteligente por temperatura, que evita el sobrecalentamiento de las instalaciones solares y la formación de vapor. Es decir, cuando el colector alcanza una determinada temperatura, el sistema ThermProtect impide que se absorba más energía.
Como puede verse en este esquema, en las instalaciones con la desconexión por temperatura ThermProtect se evita de forma fiable la formación de vapor.
“Hemos querido mejorar los colectores solares térmicos para que, haciendo lo mínimo, la instalación funcione perfectamente”. Así explica Mónica López, jefa de Producto Solar de Viessmann, una de las motivaciones que han movida al fabricante alemán a desarrollar este innovador sistema. “Más seguridad, máximo rendimiento con el mínimo mantenimiento”.
El nuevo tratamiento selectivo del absorbedor para colectores planos Vitosol, fabricados por Viessmann, consta de varios niveles. Uno de estos niveles está formado por dióxido de vanadio, “un material inteligente de extraordinarias habilidades para cambiar de tamaño, forma e identidad física”. Gracias al funcionamiento de capas conmutables, a partir de 75º C, la estructura cristalina del tratamiento del absorbedor realiza una transición estructural que provoca un aumento de la emisividad, limitando automáticamente la absorción de energía.
En esta ilustración puede verse el cambio de las propiedades del absorbedor. Su tratamiento selectivo consta de varios niveles. Uno de ellos, formado por dióxido de vanadio, “un material inteligente de extraordinarias habilidades para cambiar de tamaño, forma e identidad física”. Gracias al funcionamiento de capas conmutables, a partir de 75º C aumenta su emisividad, lo que disminuye la temperatura de estancamiento del colector.
Cuando la temperatura del colector disminuye, la estructura cristalina recupera su posición inicial y el absorbedor vuelve a ser capaz de absorber más del 95% de la energía solar que incide sobre el colector, transformándose en calor. Solo el 5% se vuelve a irradiar, debido al efecto conocido como emisividad. El cambio de la estructura cristalina es reversible de forma ilimitada.
Un problema grave
En verano, en un país como España, hay más recurso solar y menos demanda de calor. El exceso de energía no requerida durante períodos de falta de demanda por parte de la instalación y los fenómenos propios del sobrecalentamiento y la formación de vapor es uno de los mayores problemas para las instalaciones solares térmicas. El líquido caloportador es una mezcla de agua y propilenglicol, un fluido orgánico cuyas moléculas se pueden llegar a descomponer por sobrecalentamientos repetidos. Cuando esto se produce es necesario limpiar el circuito y cambiar el líquido. El nuevo sistema evita este problema de una forma eficaz y segura.
Este proceso es inherente a las propiedades físicas del material inteligente del absorbedor y se produce, por tanto, totalmente independiente de la configuración y los ajustes del sistema. Por eso, una instalación solar con ThermProtect es completamente segura por sí misma y se caracteriza por una fiabilidad y durabilidad operativa superior a la de los sistemas solares convencionales. Cuando se alcanzan altas temperaturas en la instalación, el nuevo sistema permite cambiar la emisividad y captar menos radiación. “El aumento de emisividad es una forma de despreciar la energía que nos sobra en un momento determinado”, apunta Mónica López. Esta nueva tecnología se encuentra ya de serie en los colectores planos Vitosol 100-FM y Vitosol 200-FM. Y según Viessmann no va a afectar a los precios de estos productos.
“Con ThermProtect, las instalaciones solares se protegen por sí mismas, no llegan a sobrecalentarse ni a formar vapor, aún en periodos de verano o ante la ausencia de demanda, lo que aumenta la vida útil de los componentes y reduce los costes de mantenimiento –explica López–. La protección se consigue de una forma inherente, independientemente de la configuración, sin aerotermos, sin vaciar los circuitos y sin dispositivos mecánicos adicionales, reduciendo así la temperatura en periodos de inactividad. El ThermProtect permitirá también “dimensionar instalaciones más grandes, pensadas para aportar también calor a la calefacción, que hasta ahora nos daban miedo por los riesgos de sobrecalentamiento en verano”.
Viessmann, la innovación como aliado
El grupo Viessmann es uno de los líderes mundiales en la fabricación de sistemas industriales de calefacción y de refrigeración, con rangos de potencia que van desde 1,9 kW a 50 MW. Su facturación asciende a 2.200 millones de euros y cuenta con 11.600 empleados. Con 22 compañías de producción e instalaciones industriales en 11 países, actividad comercial en 74 países y 120 delegaciones en todo el mundo, Viessmann es en la práctica una compañía global. El 56% de la facturación proviene de las actividades fuera de Alemania, su país de origen.
