Absorbedor

La radiación que ha atravesado el vidrio de la cubierta impacta en el absorbedor, este la intercepta y la transforma en energía térmica para luego ser absorbida por el fluido caloportador.

Está formado por una lámina metálica que, al objeto de conseguir aumentar su capacidad de absorción para la radiación solar, se le pueden aplicar dos técnicas:

• Pinturas calóricas especiales, que resisten las temperaturas de trabajo superiores a los 100ºC.
• Tratamientos selectivos absorbentes, basados en deposiciones electroquímicas o pinturas con óxidos metálicos que tienen la virtud de ser buenos captadores de la radiación con longitud de onda corta y tener una baja emisividad de longitudes de onda larga.

El índice de efectividad de las diferentes superficies lo determina el cociente entre la absorbancia y la emitancia de los materiales empleados para tratarlas.
Adicionalmente, la placa es sometida a un tratamiento electrolítico que evite la pérdida de sus cualidades con el paso del tiempo.

INDICES DE EFECTIVIDAD DE ALGUNOS TRATAMIENTOS

En nuestras latitudes los fabricantes se decantan por la opción de pintar el absorbedor, a diferencia del centro de Europa, debido a 2 hechos:

• El aumento de coste de los tratamientos selectivos muchas veces no se ve compensado por el aumento de rendimiento anual de los captadores.
• Los tratamientos selectivos consiguen, por norma general, temperaturas de equilibrio más altas, lo que comporta más esfuerzos mecánicos por dilatación y muchas veces vaporizaciones del fluido caloportador.
  

  RADIACIÓN INCIDENTE Y REFLEJADA EN UNA SUPERFICIE EN FUNCIÓN DE SU COLOR

La capa de pintura ha de ser del mínimo espesor posible dado que, en general, las pinturas son materiales aislantes o malas conductoras del calor y mate para evitar el fenómeno de reflexión.

Por otra parte, en el interior de la placa absorbente hay una parrilla de tubos (normalmente de cobre) que llevan soldadas unas aletas de plancha de cobre y por los que pasa el fluido caloportador del circuito primario destinado a ser calentado por el sol. Aunque también se puede tratar de un panel de plancha donde el líquido caloportador crea una película continua.

Los tubos del absorbedor no deberían estar demasiado separados, a fin de que la transferencia de calor desde la lámina metálica del absor¬bedor hacia el fluido de trabajo se lleve a cabo de forma óptima y uni¬forme sobre toda el área. En la práctica, se suele poner una distancia entre los tubos de 100 mm a 120 mm, lo que representa un compro¬miso entre una transferencia de calor óptima, una baja capacidad tér¬mica, un gasto reducido de material y bajos costes de fabricación.

Además, el absorbedor debe estar hecho de un material con buena conductividad térmica, que no conviene que sea demasiado fino. Se suelen utilizar láminas de cobre o aluminio de un espesor de unos 0,2 mm (en un rango de 0,15 mm a 0,3 mm). La conductividad térmica del cobre es mayor que la del aluminio, que a su vez es considerable¬mente mayor que la del acero o el acero inoxidable.

Otro aspecto importante es la buena transferencia de calor entre las láminas metálicas del absorbedor y los tubos por los cuales circula el fluido de trabajo, así como entre la pared de los tubos y el fluido de trabajo. La transferencia de calor entre el tubo y el fluido depende, por un lado, de las propiedades del fluido de trabajo (por ejemplo, las mez¬clas de glicol con agua poseen un calor específico inferior al agua pura) y por otro lado, de las características del flujo. Cuando la circulación a través del tubo pasa de un régimen turbulento a uno laminar se pro¬duce una caída drástica de la transferencia de calor. Si el caudal es in¬suficiente, se puede producir una pérdida considerable de eficiencia de un absorbedor diseñado para un caudal elevado.

Además, debe garantizarse una circulación uniforme a través de todo el absorbedor. Si no hay circulación a través de algunas partes del ab¬sorbedor, o si ésta es muy reducida, entonces la eficiencia del captador disminuye de manera proporcional al tamaño del área carente de circulación. La distribución de la circulación en el absorbedor depende de la rela¬ción entre la pérdida de carga en los tubos distribuidores y la pérdida de carga en los tubos finos del absorbedor. La pérdida de carga en los tubos distribuidores debe ser como máximo del 20 % al 30 % de la pérdida de carga en los tubos finos del absorbe¬dor. Si se cumple esta regla, se podrá garantizar un flujo prácticamente uniforme.

En cualquier caso, el absorbedor tiene que poder soportar la presión de trabajo del circuito primario (inferior a los 3 bares de la válvula de seguridad), por lo que normalmente, los absorbedores se prueban a presiones de 10-14 bares. El volumen de fluido en el interior suele ser de 1,7l/m2, lo que comporta muy poca inercia térmica y, por lo tanto, velocidad elevada de respuesta.

Cuando hacemos pasar el fluido caloportador a través del absorbedor, este va tomando el calor captado y llega a una temperatura final inferior a la de equilibrio estático. Podemos simplificar el cálculo de la temperatura media del agua en circulación dentro del captador como:

Tm = te + ts / 2

Te: temperatura del fluido a la entrada del captador
Ts: temperatura del fluido a la salida del captador

Por lo que la diferencia entra la temperatura media del fluido y la temperatura ambiente será:

Δt = (te + ts / 2 )- ta