Um sistema solar de circulação forçada é uma instalação térmica solar na qual a água circula dentro do circuito acionado por uma bomba.
Ao contrário das instalações solares com termossifão, este sistema não desloca a água quente para o ponto mais alto do circuito fechado, mas faz com que desça dos coletores solares até onde se encontra o tanque de acumulação.
Em muitas ocasiões, não é viável a instalação de equipamentos de energia solar térmica para obtenção de água quente sanitária por termossifão, pois muitas vezes a localização dos coletores solares é acima do acumulador.
Este sistema de energia renovável é um must-have em sistemas de piso radiante.
Nestes sistemas solares térmicos, a água que circula entre os coletores solares e o acumulador não o pode fazer por convecção natural, uma vez que a água mais quente já se encontra no seu ponto mais alto. Isso exigirá uma bomba de água convencional e, portanto, uma fonte de energia elétrica externa.
Os sistemas forçados são sempre indiretos, exceto para a utilização de aquecimento de piscinas onde pode ser utilizado o próprio sistema de impulsão para filtrar a água do vidro.
Ao usar uma fonte de energia externa, esta forma de aproveitamento da energia solar não pode mais ser considerada um sistema passivo de energia solar.
Vantagens do sistema de circulação forçada
As vantagens dos sistemas solares de circulação forçada são:
- A estrutura da casa não determina sua localização. O acumulador de água quente pode ficar no interior do edifício e no exterior apenas será necessário instalar os painéis solares.
- Melhor proteção do acumulador: A possibilidade de colocar o acumulador dentro de casa permite que você instale um acumulador maior, é melhor isolado. Por não ser exposto ao tempo, melhorará sua durabilidade.
- Melhor eficiência térmica: a eficiência térmica para aquecer a água é maior do que no sistema solar térmico com termossifão, pois por ser capaz de regular a velocidade da água que circula pelo coletor solar, pode ser otimizada para obter o melhor desempenho térmico em de acordo com as leis da termodinâmica.
Desvantagens do sistema de circulação forçada
Por outro lado, os sistemas de circulação forçada têm certas desvantagens:
- O sistema requer a instalação de uma bomba d'água para permitir a circulação da água. A presença da bomba implica um aumento do custo de manutenção visto que surgem mais elementos com possibilidade de sofrer avarias.
- Precisa ter um ponto de eletricidade para poder usar a energia elétrica.
- A eficiência energética geral é menor do que com o sistema termossifão. Embora a eficiência térmica seja maior, é necessário adicionar o consumo de eletricidade para o funcionamento da bomba d'água.
Elementos básicos de um sistema solar com circulação forçada
As instalações de energia solar térmica com circulação forçada possuem os seguintes elementos:
Coletores solares
Os coletores solares são responsáveis por transformar a radiação solar em energia térmica. Como que en estos montajes la circulación del fluido a través del captador es forzada, las pérdidas de carga (resistencia al paso del agua) no son una limitación importante en cuanto a su valor, ya que se podrán compensar a la hora de elegir la bomba de água. O que será vital é saber as quedas de pressão da seleção da bomba de circulação ideal.
Nas instalações de circulação forçada, os coletores solares verticais e / ou horizontais podem ser usados indistintamente dependendo dos critérios de integração, embora os verticais apresentem melhor desempenho.
Acumulador de atuação quente
O acumulador é um tanque onde a água aquecida é armazenada. Este tipo de montagem permite a utilização de diversas variantes em relação ao acumulador, uma vez que o circulador fará passar a água pelo permutador de calor que incorpora.
Termostato diferencial
Os termostatos diferenciais controlam a bomba de tal forma que ela aciona a água apenas nos momentos em que pode haver ganho de energia. Evitar o desperdício de energia durante a noite ou quando a radiação solar recebida é insuficiente.
O termostato diferencial compara continuamente as temperaturas do coletor e do armazenamento, ligando ou desligando a bomba, dependendo de qual temperatura é mais alta.
Elementos de segurança
Para proteger o coletor solar de sobrepressões, é obrigatório instalar uma válvula de segurança em cada grupo ou fila de painéis solares.
Por outro lado, o circuito primário será equipado com um grupo de segurança que consistirá de pelo menos:
- um vaso de expansão
- uma válvula de segurança
- um manômetro.
Da mesma forma, essas instalações incorporarão sistemas de proteção ativa contra baixas temperaturas (geada) ou contra altas temperaturas (superaquecimento).
Grupo de Circulação
O grupo de circulação permite a circulação do fluido pelo circuito, geralmente é uma bomba.
O grupo de circulação geralmente se localiza na parte inferior do tanque (entrada de água fria), em direção à parte inferior dos coletores. Além disso, terá os seguintes elementos:
- Circulador eletromecânico para circuitos fechados, do tipo utilizado em circuitos de aquecimento.
- Válvula de retenção, para evitar circulações reversas descontroladas.
- Regulador de fluxo, que permitirá ajustar o fluxo do circuito.
- Filtro, que garantirá a durabilidade dos elementos do circuito.
