La energía solar térmica para producción de agua caliente sanitaria (ACS) es una de las tecnologías de eficiencia energética más maduras y probadas del mercado. Con más de cuarenta años de historia en España y millones de instalaciones funcionando en toda Europa, los sistemas de solar térmica para ACS tienen una fiabilidad demostrada, unos costes de mantenimiento muy bajos y un retorno de inversión contrastado. Sin embargo, la irrupción de la aerotermia como alternativa para ACS ha reducido el protagonismo de la solar térmica en los últimos años, a veces de forma injustificada para aplicaciones donde la solar térmica sigue siendo la opción más rentable.
Esta guía analiza los sistemas de solar térmica para ACS desde el punto de vista del instalador profesional: tipos de colectores, dimensionado según el CTE, circuito hidráulico, componentes necesarios y cuándo la solar térmica es la mejor opción.
Tipos de colectores solares térmicos
Colector plano
El colector plano es el sistema más extendido en España y el de mejor relación prestaciones/precio para instalaciones de ACS en clima mediterráneo y templado. Consiste en una caja con cubierta de vidrio templado, un absorbedor de cobre o aluminio con recubrimiento selectivo (que maximiza la absorción solar y minimiza la reemisión de calor) y un serpentín de cobre por el que circula el fluido caloportador.
El colector plano funciona bien en temperaturas exteriores moderadas (0°C o más) y con irradiación directa o difusa. No rinde bien en temperaturas muy bajas (por debajo de -10°C) porque las pérdidas térmicas a través de la cubierta son más elevadas. Para climas mediterráneos y atlánticos, el colector plano cubre el 60-70% de las necesidades anuales de ACS, que es la fracción solar óptima para la mayoría de las aplicaciones.
Colector de tubo de vacío
Los colectores de tubo de vacío tienen el absorbedor dentro de un tubo de vidrio al vacío, lo que elimina prácticamente las pérdidas por convección y conducción. Su rendimiento es superior al del colector plano en condiciones de bajas temperaturas y baja irradiación (días nublados, meses de invierno), lo que los hace especialmente adecuados para zonas con inviernos duros o para instalaciones en climas fríos donde se busca maximizar la fracción solar en los meses de menor irradiación.
Son más caros por m² que los colectores planos, pero su mayor rendimiento en condiciones adversas puede justificar la diferencia de precio en determinadas aplicaciones y climas.
Normativa aplicable: CTE HE4
El Código Técnico de la Edificación (CTE), en su Documento Básico de Ahorro de Energía (DB-HE4), establece la obligación de incorporar sistemas de captación y transformación de energía solar para la producción de ACS en los edificios nuevos o grandes rehabilitaciones, cuando la demanda de ACS supera un umbral determinado.
La normativa define una fracción solar mínima que debe cubrir el sistema solar (entre el 30% y el 70% de la demanda anual de ACS, dependiendo de la zona climática y del volumen de demanda), el método de cálculo de la demanda (en función del número de personas y el volumen de uso por persona) y los requisitos técnicos mínimos de la instalación.
Para instalaciones en edificios existentes no sujetos a la obligación normativa, el DB-HE4 sirve de referencia técnica de buenas prácticas aunque su cumplimiento no sea obligatorio.
Dimensionado del sistema solar térmico para ACS
Cálculo de la demanda de ACS
El primer paso es calcular la demanda diaria de ACS en litros a 60°C. El DB-HE4 establece los valores de referencia según el uso del edificio:
- Vivienda unifamiliar: 28 litros/persona/día
- Vivienda multifamiliar: 22 litros/persona/día
- Hotel: 55 litros/cama/día
- Hospital: 90 litros/cama/día
- Residencia de mayores: 55 litros/cama/día
- Gimnasio: 21 litros/usuario/día
Cálculo de la superficie de captación
Con la demanda calculada y la fracción solar objetivo, se calcula la superficie de colectores necesaria usando el método de las f-chart o las herramientas de cálculo específicas (CHEQ4, la herramienta oficial del IDAE). Como referencia orientativa, en clima mediterráneo se necesitan aproximadamente 0,5-0,7 m² de colector plano por persona para cubrir el 60% de la demanda de ACS.
Volumen del acumulador
El acumulador de ACS debe tener un volumen suficiente para almacenar la energía captada durante el día y distribuirla a lo largo de las 24 horas. La regla general es disponer de entre 50 y 80 litros de acumulación por m² de captador. Para una instalación de 4 m² de captadores, el acumulador debe tener entre 200 y 320 litros.
Componentes del circuito solar térmico
- Colectores solares: el número y tipo según el dimensionado.
- Acumulador de ACS con serpentín solar: con la capacidad calculada y resistencia auxiliar eléctrica para los días de baja irradiación.
- Centralita de regulación diferencial: controla la bomba del circuito primario en función de la diferencia de temperatura entre el captador y el acumulador, evitando circular cuando no hay ganancia solar.
- Bomba de circulación del circuito primario: impulsa el fluido caloportador entre los captadores y el intercambiador del acumulador.
- Vaso de expansión del circuito primario: dimensionado para absorber la expansión del fluido a las temperaturas máximas del circuito solar (que pueden superar los 100°C en periodos de estancamiento).
- Fluido caloportador: mezcla de agua y anticongelante (propilenglicol) en concentración adecuada para la temperatura mínima de la zona. El propilenglicol de calidad solar (grado alimentario, con inhibidores de corrosión) es imprescindible en circuitos solares térmicos.
- Tuberías con aislamiento solar: el aislamiento de las tuberías del circuito primario debe resistir las temperaturas de estancamiento (hasta 200°C en colectores planos). No es válido el aislamiento convencional de climatización.
- Grupo de seguridad: válvula de corte, manómetro, válvula de seguridad y purgador.
Cuándo la solar térmica es mejor que la aerotermia para ACS
La aerotermia ha desplazado a la solar térmica en muchas aplicaciones, pero hay situaciones donde la solar térmica sigue siendo la mejor opción:
- Instalaciones con alta demanda de ACS y alta irradiación solar: hoteles, campings, instalaciones deportivas en zonas mediterráneas o del sur de España. El coste de producción de ACS con solar térmica en estas condiciones es imbatible.
- Instalaciones donde ya existe un sistema de calefacción y solo se busca complementar el ACS: añadir solar térmica para ACS a una caldera de gas existente es más sencillo y más barato que instalar aerotermia para ese único uso.
- Zonas sin red eléctrica suficiente: la solar térmica no requiere potencia eléctrica significativa (solo la bomba del circuito primario, de 50-100 W), lo que la hace viable en situaciones donde la aerotermia no lo es.
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Conclusión: la solar térmica es la tecnología de ACS más madura y rentable en las aplicaciones correctas
Cuarenta años de historia y millones de instalaciones en funcionamiento en toda Europa avalan la fiabilidad y la rentabilidad de la solar térmica para ACS en las aplicaciones donde es la opción correcta. El instalador que la domina puede ofrecer a sus clientes una solución de probada eficacia para reducir el gasto energético en ACS, con un retorno de inversión verificable y un mantenimiento mínimo. En Neodist te damos el catálogo completo y el asesoramiento técnico para ejecutar estos proyectos con todas las garantías.