Existen tres grandes tipos de sistemas de bombeo o electrocirculadores:

1. Alternativos
2. Rotativos
3. Centrífugos

Usualmente los empleados en sistemas de energía solar térmica son los centrífugos.

El electrocirculador o bomba es el elemento de la instalación solar térmica encargado de mover el fluido del circuito primario, u otros circuitos cerrados de la instalación (circuito entre el acumulador y el intercambiador exterior, anillos de recirculación de agua caliente sanitaria, circuitos de calefacción, etc.).

En el caso particular del circuito primario solar, el objetivo de forzar esta circulación es transportar el calor desde los colectores solares hasta el intercambiador, compensando las pérdidas de carga (resistencia al movimiento del fluido) de los diferentes accesorios que forman el circuito: tuberías, válvulas, derivaciones, colectores e intercambiador.

En la mayoría de las instalaciones de producción de agua caliente sanitaria con energía solar, los caudales en circulación no son muy importantes. Las bombas más utilizadas son del tipo en línea, monofásicas y de pequeña potencia.

Para la fabricación del cuerpo de las bombas se utilizan diferentes materiales dependiendo del circuito en que se integre:

– Circuitos cerrados: el hierro fundido es el material más utilizado en la fabricación del cuerpo hidráulico de las bombas destinadas a estos circuitos, ya que resulta más económico que otros materiales. El líquido que circula es siempre el mismo, generalmente agua con aditivos anti-calcáreos y anticongelantes. Además, este fluido no es de consumo por lo que, no ha de mantener inalterables las características del agua.

– Circuitos abiertos: el bronce y el acero inoxidable son los materiales más utilizados en circuitos abiertos. El líquido que circula es el agua de consumo y, por lo tanto, las sales que lleva disueltas producen problemas de calcificación y corrosión en ciertos materiales como, por ejemplo, el hierro fundido. Además, al tener que estar en contacto con el agua de consumo, el material de construcción del rodillo ha de mantener inalterables las características del agua.

El comportamiento del electrocirculador se representa:

P = C . p

Donde:

P es la potencia necesaria

C es el caudal (l/seg) entre dos puntos de una tubería con diferencia de presión p

Lo que quiere decir que la potencia de la bomba es función de la pérdida de carga y del caudal.

Con estos dos ejes el fabricante lo representará en su curva característica, teniendo cada bomba su propia curva característica.

Con el paso del tiempo, las tuberías van adquiriendo corrosión, por lo que la pérdida de carga aumenta. Generalmente los cálculos se realizan como si en la instalación sólo hubiese agua, mientras que muchas veces se añade anticongelante, por esta razón en la práctica la bomba que se elige debe estar un poco sobredimensionada.

Las bombas suelen tener varias velocidades y el fabricante lo indica en sus gráficas. Lo aconsejable es que se trabaje en una velocidad intermedia para así poder subir o bajar la velocidad si nos hemos quedado cortos o hemos sobredimensionado la bomba respectivamente.

Al asociar dos electrobombas en serie se aumenta mucho la altura manométrica y poco el caudal, mientras que si se asocian en paralelo aumenta mucho el caudal y poco la presión.

La bomba tiene que contrarrestar la pérdida de carga solo en el circuito más desfavorable. Si el circuito está equilibrado, será elegido uno al azar.

El circuito va precedido de un filtro para evitar que entren impurezas de las soldaduras y del resto de la instalación en la bomba. También lleva una válvula antirretorno para evitar retrocesos del fluido caloportador desde el colector a la bomba. Las llaves de corte se utilizan en caso de avería de la bomba para ser sustituida o reparada.

Operando las llaves de corte obtenemos en el manómetro la presión de impulsión y la presión de aspiración. Si restamos los resultados se obtiene la pérdida de carga, que debe coincidir con la de la instalación.

En la parte trasera el electrocirculador debe tener una pequeña presión para que sea capaz de arrancar, la normativa indica que como mínimo debe ser de 2 bar ó 5 bar para temperaturas altas.

La experiencia indica que para una instalación con colectores planos el caudal mínimo necesario es de 50 litros por hora por m2 de superficie colectora si el fluido caloportador es agua. Si es una mezcla anticongelante, el caudal será mayor para compensar la menor capacidad de transportar calor. Para eso deberemos tener en cuenta la relación entre el Ce de la mezcla anticongelante y Ce del agua.

En general, el caudal térmico debe ser como mínimo igual a 50 kilocalorías por cada metro cuadrado de colector, por cada hora y por cada grado centígrado de salto térmico. Por ejemplo: si el fluido experimenta un salto térmico de 5º C en los colectores, el caudal térmico mínimo será = 50 x 5 = 250 kcal/h/m2.

Cuando se habla de determinado caudal nos estamos refiriendo al volumen que realmente atraviesa cada metro cuadrado de colector en la unidad de tiempo considerada.

Una vez hallado el caudal, habrá que calcular las pérdidas de carga que ese caudal provoca en la instalación, las que serán la suma de pérdidas de carga de cada uno de los componentes (tuberías, accesorios, intercambiador, etc.).

La mejor manera de realizar el cálculo siempre será acudir a las curvas características caudal-presión de la ficha técnica del electrocirculador.

Este contenido fue extraído del Manual Técnico Comercial de Energía Solar Térmica y forma parte del e-learning Solar.

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