Termostato diferencial

En las instalaciones forzadas el elemento encargado de transportar la energía térmica producida en los captadores hacia el acumulador es la bomba de impulsión o circulador. Ahora bien, la bomba necesita un elemento de control que le de la orden de puesta en funcionamiento cuando haya energía suficiente en los captadores para que se pueda almacenar en el deposito y el orden de la parada en el circulador cuando el deposito llegue a la temperatura programada o no haya radiación solar suficiente para continuar calentando el sistema.

Este elemento de control se llama "Termostato diferencial", de ahora en adelante TD. A menudo el sistema es más complejo ya que puede llegar a controlar diferentes utilizaciones y/o usuarios, activar sistemas de soporte, adquirir datos, etc., entonces lo llamamos Control Solar.

Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento del TD se basa en comparar dos medidas de temperatura, con la ayuda de dos sondas situadas, una en la salida de los captadores y la otra en la parte baja del depósito, en el circuito de ACS o en red. Estas medidas se comparan en el TD y cuando su diferencia es igual o superior a un valor prefijado por el instalador el aparato da la orden de puesta en marcha a la bomba. La parada de la bomba se producirá cuando la diferencia de temperaturas medidas se sitúe con un valor igual o superior que el prefijado al aparato por la parada.

Hay que tener en cuenta que a efectos de evitar continuas conmutaciones, los termostatos diferenciales presentan un ciclo de histerisis, similar a la de los termostatos de ambiente utilizados en calefacción. Si tenemos prefijada la puesta en marcha cuando la diferencia de temperaturas sea de 6ºC prefijaremos que la parada de la misma no se produzca hasta que la diferencia sea de 2 o 3 ºC.

VALORES DE AJUSTE DE LOS TERMOSTATOS DIFERENCIALES

En la anterior tabla se ofrecen los valores más usuales aplicados al TD para el control de la maniobra "marcha-paro" del circuito primario de un sistema solar simple de producción de ACS.

Aunque estos valores son los más usuales en el ciclo de funcionamiento de la instalación, el instalador los podrá variar según convenga ya que el aparato dispone de esta opción de manipulación.

Otra modalidad de funcionamiento que frecuentemente tienen incorporado algunos TD, es la "Función Antihielo", que permite evitar problemas de helada de los captadores cuando la temperatura ambiente llega a los valores de riesgo. Cuando la sonda de los captadores detecta esta temperatura de riesgo envía una señal al TD y este pone en marcha la bomba para que haga recircular el agua del depósito solar y caliente los captadores evitando la congelación y rotura de la rejilla de tubos del absorbedor.

Al igual que las funciones paro-marcha, el valor de activación de la función antihielo se puede prefijar al valor que se ajuste a las condiciones de congelación del fluido caloportador utilizado. Hay que tener en cuenta que la circulación de fluido para los captadores a temperaturas bajas produce grandes pérdidas de energía y que por lo tanto es importante ajustar bien esta función.

Configuración Interna del TD

Los termostatos diferenciales, como elementos de maniobra que son, constan de dos circuitos diferenciados:

• El circuito electrónico de medida y control. Es el encargado de procesar los datos de las sondas, contrastar las y decidir el tipo de orden en función de los parámetros prefijados. Esta orden será ejecutada por el circuito eléctrico de potencia, que está formado generalmente por un pequeño relé de 10 A monofásico, que dirige la bomba.
• El circuito eléctrico de potencia. En relación a las potencias de bombas que puede dirigir un TD en el circuito de potencia, tenemos que decir que, aunque suelen estar equipados con un relé de 10 A, es aconsejable utilizar esta salida para alimentar la bobina de un contactor y que este sea el encargado de dirigir la bomba cuando esta supere los rangos de 600-800W. Así evitaremos el calentamiento y avería del circuito de potencia del aparato.
  

  CIRCUITOS QUE INTEGRAN UN TERMOSTADO DIFERENCIAL

  
  

La alimentación del TD se hace, generalmente, a un voltaje de 220 Vca monofásico y una frecuencia de 50Hz. El cuadro eléctrico irá complementado con un interruptor magneto térmico adecuado a la potencia de la línea y todo el conjunto estará protegido por una caja con grado de protección IP 54.

Generalmente el cuadro eléctrico irá colocado dentro de la sala de acumuladores o sala de máquinas de la instalación. Si por cualquier circunstancia, tuviera que colocar se en el exterior, el grado de protección seria IP 65, siempre respetando las correspondientes normativas.

Ubicación de las sondas de temperatura

La ubicación de las sondas de temperatura en la instalación es un tema clave:

• Sonda de colectores. Es la encargada de tomar medida de la temperatura del agua a la salida del captador o batería de captadores. Esta medida se envía al TD.

Para conseguir que la medida de la temperatura sea fiable en el tiempo, es importante que la sonda esté ubicada dentro del tubo de salida del captador (inmersión). Esto se realiza mediante la colocación de una vaina con su correspondiente accesorio roscado que permita esta ubicación.

Como las sondas son resistentes a variables con la temperatura, tipo PTC o NTC, es importante tener en cuenta la distancia que hay desde el punto de colocación de las sondas hasta el TD. El valor medido por el TD será correcto cuando se descuenta el valor resistivo del cable de conexión.

La mayoría de los equipos tienen la opción de hacer esta corrección a partir de un menú de programación del instalador. En caso contrario, el fabricante del equipo nos asesorará sobre la manera más adecuada de corregir la variación de la lectura provocada por la excesiva longitud del cable hasta el aparato.

• Sonda de depósito. Esta sonda tiene las mismas características que la sonda de captadores, de echo son dos sondas iguales, y aplicaremos los mismos criterios de montaje que los captadores (corrección de la lectura en función de la distancia, forma de colocación, etc.).
  

  UBICACIONES CORRECTAS E INCORRECTAS

  
  

El lugar de ubicación de esta sonda será el circuito primario, a la salida del intercambiador o bien, en el circuito secundario (ACS) en la parte baja del depósito.

Hay que tener en cuenta que, si ubicamos la sonda en la parte media del depósito o la parte superior de este, corremos el riesgo de que el termostato diferencial pare la bomba antes de que todo el depósito se haya calentado, perdiendo eficiencia el sistema.

Destacar también la importancia en comprobar que las conexiones de los cables de sondas son correctas tanto en orden como en ejecución, así como de cualquier otro componente eléctrico de la instalación, para que la información llegue de forma correcta al equipo de control.