La energía solar para la climatización de piscinas/ albercas.

Climatizar el agua de una piscina / alberca puede ser necesario en algunos climas o épocas del año en los que la temperatura ambiente diurna es agradable pero el agua está demasiado fría para un baño placentero. En este artículo explicamos que es la climatización de piscinas y como se hace con energía solar.

La climatización de piscinas supone aplicar energía calorífica al agua para lograr que se eleve a una temperatura de en torno 24-27 º Centígrados, imposibles de alcanzar de manera natural.

piscina 1

Para esta aplicación se requieren de grandes cantidades de energía, ya que es necesaria mucha cantidad de calor para elevar la temperatura de un volumen tan importante de agua. Este calor se pierde además con una enorme facilidad en contacto con el ambiente.

Caldear el agua de la alberca con una fuente de energía fósil convencional supone un tremendo derroche ya que para lograrlo es necesario emplear una gran cantidad de combustible. El combustible empleado es muy caro y se emiten grandes cantidades de CO2 perdiéndose el calor además con gran rapidez. Muestra de lo importante de ese derroche es que en muchos países esta totalmente prohibido el uso de energías convencionales para calentar albercas / piscinas, estando sólo permitidas para este fin las energías renovables o las residuales de otras aplicaciones.

La climatización de albercas / piscinas por energía solar supone, en cambio, una excelente opción, es segura, muy rentable y ecológica ya que emplea una fuente de energía abundante, inagotable y totalmente limpia. Por todas estas razones está ampliamente difundida en muchas partes del mundo.

La climatización de albercas / piscinas es probablemente la aplicación solar más extendida en México. El clima suave del país hace que incluso en los meses considerados de invierno la temperatura diurna en las horas centrales permita el uso de la alberca. Sin embargo es frecuente que el agua en esos meses se encuentre demasiado fría para que el baño sea placentero. Por ello en muchos lugares se opta por instalar calefacción solar en la alberca para caldear el agua a una temperatura de entre 24 y 27 grados centígrados.

En Chile y en Argentina sólo quizá en las regiones cálidas del Norte sea posible el uso de la alberca durante todo el año. En cambio en las zonas centrales la época de utilización de la alberca se restringe a la estación estival. Mediante la calefacción solar de la alberca se puede ampliar la estación de baño desde Septiembre hasta Abril en las zonas centrales.

En España el uso de la alberca queda restringido a los meses estivales (con la excepción de Canarias, donde se puede usar durante todo el año). Con los sistemas solares se puede ampliar su uso de la piscina desde Junio a Septiembre / Octubre.

Principios básicos de la climatización de albercas / piscinas

Como norma general la calefacción y climatización de cualquier espacio se rige según el principio por el cual se deberá aportar tanto calor como el que se pierde por los muros o paredes que delimitan ese espacio.

Para ello habrá que cuantificarse el calor que se pierde en función de la conductividad de dichas paredes y la relación de temperaturas entre el área calefactada y el exterior. Por otro lado también debe de tenerse en cuenta las ganancias de calor debidas a la exposición al sol o a otros factores.

En resumen se puede afirmar que habrá que aportar tanta energía calorífica como lo que resulte de la diferencia entre pérdidas y ganancias. Evidentemente si las ganancias igualan o superan a las pérdidas no será necesario el uso de ningún sistema de calefacción.

En el caldeamiento de albercas / piscinas rigen los mismos principios con algunas particularidades:

En primer lugar hablamos de un espacio que contiene agua. El agua es una sustancia que tiene un gran poder calorífico lo que significa que para lograr que alcance una determinada temperatura es necesario suministrarle una gran cantidad de energía. Por otro lado el agua tiene tendencia a conservar con mayor facilidad que otras sustancias el calor. Tiene lo que se denomina inercia térmica. En comparación con el aire el agua necesita en torno a 5 veces más energía que el aire para subir 1 grado centígrado de temperatura, tardando también mucho mas tiempo en perder ese calor.

También hay que mencionar que las piscinas son espacios a calefactar situados en muchas ocasiones al aire libre con lo que el agua tiene una gran superficie en contacto directo con el aire exterior por el que se pierde una gran cantidad de calor. En el caso de albercas / piscinas cubiertas este factor es diferente, reduciéndose las pérdidas a través de la superficie en un grado muy importante.

Las formas por las que una alberca puede perder energía calorífica son las siguientes:

Evaporación

En todas las superficies de contacto aire-agua ocurre este fenómeno independientemente de la temperatura a la que nos encontremos. El agua al evaporarse absorbe calor que toma de la masa de agua que se queda en estado líquido, lo que provoca que esta se enfríe. Tendremos una mayor o menos evaporación dependiendo de la sequedad y temperatura de la atmósfera, siendo muy importante la exposición al viento de la alberca, ya que suele ser el factor que mas provoca la evaporación.

Pérdidas térmicas de la alberca o piscina por evaporación

Pérdidas térmicas de la alberca o piscina por evaporación

Radiación

Es el calor que pierde el agua de la alberca por irradiación a la atmósfera. Las noches frescas de cielo raso (sin una nube) son las más propensas a que ese calor se pierda. En el caso de albercas / piscinas cubiertas las pérdidas por radiación se reducen en gran medida.

Pérdidas térmicas de la alberca por radiación

Pérdidas térmicas de la alberca por radiación

Conducción

El calor que se pierde a través de las paredes. Es una pérdida en general poco importante.

Pérdidas térmicas de la alberca o piscina por conducción

Pérdidas térmicas de la alberca o piscina por conducción

Convección

Pérdida que se da sólo en albercas / piscinas descubiertas al estar en contacto el agua cálida con el aire más frío.

Pérdidas térmicas de la alberca o piscina por convección

Pérdidas térmicas de la alberca o piscina por convección

Renovación

La renovación del agua de la alberca normalmente se hace con agua más fría de la temperatura deseada.

La ganancias de energía en la alberca

Están siempre relacionadas con la luz del Sol que reciba, cuantas más horas de sol reciba mas ganancia de calor tendrá. Siendo muy importantes las sombras que se proyecten sobre la alberca a distintas horas del día.

Ganancia térmica de la alberca o piscina por exposición al sol

Ganancia térmica de la alberca o piscina por exposición al sol

El rendimiento de las instalaciones

Los rendimientos de estas instalaciones suelen encontrarse entre los mas altos de la energía solar ya que sólo tenemos que elevar la temperatura del agua hasta los 27 o 28 grados centigrados como máximo, lo que supone un salto térmico bajo en los cuales los colectores solares trabajan con un rendimiento muy alto. En cambio en otras aplicaciones en los que necesitemos temperaturas más altas el rendimiento sera sensiblemente más bajo

Elementos utilizados en las instalaciones para calentamiento de albercas / piscinas

1-Colectores solares

Para las instalaciones de calentamiento de albercas / piscinas por energía solar se pueden emplear colectores solares de placa plana y colectores solares específicos de albercas / piscinas . No es recomendable usar los de tubo de vacío ya que en ese rango de temperaturas el rendimiento es inferior y su coste es mucho mas elevado.

Colectores solares de placa plana- Son los más habituales en las instalaciones de energía solar. Están compuestos por una caja cubierta por un vidrio para provoca el efecto invernadero. En el interior de la caja se coloca un absorbedor de color negro que transforma la radiación solar en calor. El agua circula por unos tubos adheridos al absorbedor y elevan su temperatura.

Colector solar termico

Colectores específicos para albercas / piscinas -Son más sencillos y económicos que los anteriores, funcionando además con un mejor rendimiento para calentamiento de albercas / piscinas . Básicamente se trata de una serie de conductos de un material plástico (polipropileno o caucho) de color negro mate dentro de los cuales circula el agua de la alberca. El sol calienta esos tubos y a su vez el agua que circula por ellos. Son flexibles y más sencillos de instalar que los de placa plana. No tienen vidrio ni necesitan caja metálica que proteja el conjunto, de ahí su precio más económico. Este tipo de colectores no sirven para ninguna otra aplicación, pero para el calentamiento de albercas / piscinas resultan los más interesantes.

detalle colector solar para albercas

Corte de colector solar para albercas / piscinas y detalle de tubos

2-Conducciones

Los conductos a emplear son normalmente el PVC o el polipropileno. Técnicamente se puede usar cualquier tipo de conducción empleado en plomería, incluso sin necesidad de aislante.

3- Bomba o electrocirculador

Elemento encargado de tomar el agua de la alberca y bombearla a través de los colectores para que se caliente. En determinados casos, si la potencia es suficiente, es posible utilizar la misma bomba que sirve para depurar la alberca. En otros casos será necesario emplear una bomba independiente. El cálculo de la potencia de la bomba deberá ser realizado por personal cualificado.

4- Sistema de control

Conjunto de termopares o sensores eléctricos que paralizan automáticamente la bomba en los momentos en que los colectores no reciben suficiente radiación solar ( por tiempo nublado o por ser de noche). De esta manera se aprovecha al máximo la energía solar así como se mantiene la bomba funcionando sólo el tiempo necesario.

5- Manta térmica

Elemento muy recomendable. Consiste en una manta de material plástico aislante que recubre la alberca en los momentos desfavorables ( noches y momentos de temperaturas bajas) reduciendo muy considerablemente las pérdidas térmicas. Con el empleo de la manta térmica en número de colectores necesarios se reduce en buena medida resultando la instalación sensiblemente más económica.

Consejos prácticos para el comprador de una instalación de calefacción de albercas / piscinas

-Las instalaciones de calentamiento de agua para albercas / piscinas , como todas las instalaciones de energía solar, requieren de un personal cualificado para su dimensionado e instalación. Busque empresas instaladoras con experiencia y trabajadores adecuadamente formados.

- No es recomendable recurrir a instaladores que se basen exclusivamente en la capacidad de la alberca para dimensionar el área de colectores. ( ejemplo 1 colector cada 10 mil litros). Esto es debido a que cada alberca es diferente. Factores como el grado de sombreamiento, la exposición al viento, microclimas locales, forma y profundidad de la alberca o color de las paredes hacen de cada alberca diferente a las demás y por lo tanto con distintos requerimientos en cuanto al número de colectores. Todos estos factores deben ser tenidos en cuenta por el técnico proyectista debidamente formado a la hora de efectuar los cálculos

- El uso de la manta térmica es también un factor muy importante, sobretodo en los meses de invierno ( o los meses de utilización menos favorables en los que se use la alberca/piscina) en los que en las noches frías provocan unas pérdidas de calor muy grandes en las albercas / piscinas descubiertas. En estas épocas frías es incluso recomendable destapar la alberca solo en las horas centrales del día, cuando la temperatura sea más cálida. En caso de elegir no usarse manta térmica se requerirían una cantidad de colectores significativamente más grande lo que encarecería innecesariamente la instalación.

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