Instalación de la regulación del sistema solar: conexión de la bomba, sensores y vaso de expansión

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Instalación de la regulación del sistema solar: conexión de la bomba, sensores y vaso de expansión

La instalación de un sistema solar no depende únicamente de los captadores y del depósito. Precisamente la regulación, la bomba y el vaso de expansión forman el "sistema nervioso" de todo el equipo – y su conexión correcta determina si el sistema funcionará de forma fiable durante diez años o si desde la primera temporada te dará problemas. En la práctica, vemos que la mayoría de los problemas al poner en marcha sistemas solares provienen precisamente de errores en la instalación de la parte eléctrica de la regulación, del mal posicionamiento de los sensores o de un vaso de expansión subdimensionado. Este artículo recorre todo el proceso paso a paso – desde el posicionamiento de los sensores de temperatura, pasando por la conexión de la bomba circuladora a la regulación, hasta el cálculo y la instalación del vaso de expansión.

Si aún estás decidiendo qué regulación elegir, te recomiendo leer antes el artículo "Cómo elegir una regulación para un sistema solar: en qué debes fijarte" y "Euroster 813 Solar vs. estaciones de control ZPS: comparación de funciones y aplicaciones" – allí encontrarás un resumen sobre qué tipo de regulador se adapta mejor a cada sistema. Aquí nos centraremos exclusivamente en la instalación y conexión.

Topología básica del circuito solar: qué debe "ver" la regulación

Antes de coger el destornillador y el borne, es bueno entender cuál es la base lógica de la regulación de un sistema solar. El regulador trabaja según el principio de un termostato diferencial: compara la temperatura en el captador (sensor S1) con la temperatura en el depósito (sensor S2) y, según la diferencia ajustada, enciende o apaga la bomba circuladora. Cuando el captador esté suficientemente más caliente que el depósito, la bomba funciona – se transfiere energía. Cuando la diferencia sea pequeña o negativa, la bomba se detiene.

Además, la regulación puede monitorizar otros valores: la temperatura máxima del depósito (protección contra sobrecalentamiento), la temperatura del retorno, o incluso gestionar varios circuitos simultáneamente. Por eso existen productos de distintas complejidades – desde el sencillo Euroster 813 Solar hasta la compacta Estación de control ZPS 28, que incluye integrada una bomba, una válvula de seguridad y una válvula de purga en un solo cuerpo.

El esquema anterior captura la lógica básica: la regulación lee dos temperaturas, controla una bomba y todo el circuito está protegido por un vaso de expansión. En sistemas más complejos (dos circuitos, depósito con dos intercambiadores), la topología se amplía, pero el principio sigue siendo el mismo.

Sensores de temperatura: dónde colocarlos exactamente y cómo conectarlos

Sensor en el captador (S1)

Este es el termómetro que la regulación utiliza como valor de referencia "¿tenemos algo que transportar?". La posición correcta es en un alojamiento especial (junta) directamente en la tubería de salida del captador – idealmente lo más cerca posible de la salida del absorbente, máximo a 10–15 cm del captador. Cuanto más lejos esté el sensor del absorbente, mayor será el retraso – la regulación reacciona más tarde y, durante un breve periodo de sol, puede perder parte del rendimiento.

Una cuestión importante que la gente subestima: el sensor en el captador debe estar en contacto con la tubería, no solo acercado. La práctica recomendada es utilizar pasta térmica para agua caliente (mismo principio que con los procesadores) y apretar bien el sensor con una brida o un borne elástico. En tuberías de techo expuestas al frío, el viento y la radiación UV, además, aísla el sensor con lana mineral o aislamiento de PE – de lo contrario, medirá la temperatura del aire circundante, no de la tubería.

El cable del sensor a la regulación debe ir por separado de los cables de alimentación de la bomba. La señal del termistor NTC está en el rango de milivoltios y las interferencias de un cable de 230 V pueden causar saltos en las mediciones. En la práctica, basta con mantener un mínimo de 5 cm de distancia o llevar el cable en una tubería de instalación separada.

Sensor en el depósito (S2)

El sensor del depósito determina cuándo el depósito está suficientemente cargado y cuándo el sistema debe detenerse. Su colocación depende de la construcción del depósito:

Depósito con alojamiento sumergido (junta): inserta el sensor en la junta, que normalmente está a la altura de la tercera parte inferior del depósito – es decir, donde el agua es más fría y aún se puede almacenar energía. Si el sensor estuviera arriba, la regulación apagaría la bomba prematuramente, ya que la capa superior siempre es más caliente.
Depósito sin junta: el sensor se pega o sujeta al revestimiento exterior del depósito y se aísla con aislamiento térmico. La precisión de la medición es peor en 2–4 °C, pero es suficiente para una regulación básica. El aislamiento adicional alrededor del sensor es obligatorio – de lo contrario, medirás la temperatura del aire en la caldera.
Depósito con dos intercambiadores (bivalente): el sensor se coloca en el intercambiador inferior, es decir, en la zona del intercambiador solar, no en la zona del intercambiador de caldera. La altura depende del modelo – normalmente la junta está marcada como "sensor solar" o algo similar.

Tipos de sensores y compatibilidad

La gran mayoría de reguladores solares del mercado utilizan termistores NTC con un valor de resistencia de 10 kΩ a 25 °C (también llamados NTC 10k). Este es el estándar de facto. Antes de comprar un sensor de repuesto o adicional, siempre verifique la característica de resistencia: algunos fabricantes utilizan NTC 6k8 o Pt1000. Intercambiar los tipos causará un error sistemático de medición de 5–20 °C, lo que anulará por completo la regulación.

Euroster 813 Solar funciona con dos sensores NTC 10k, que normalmente se incluyen en el embalaje. En la Estación de control ZPS 6 y otros modelos de la serie ZPS, los sensores también son parte del suministro – compruébelo antes de hacer el pedido, para no sorprender al cliente en obra sin sensores.

Conexión de la bomba circuladora al regulador

Conexión eléctrica: bornes, protección y puesta a tierra

La bomba circuladora del circuito solar es un consumidor monofásico común alimentado desde la red de 230 V / 50 Hz. La regulación la conecta y desconecta mediante contactos de relé. El procedimiento de conexión es en la mayoría de los casos el siguiente:

Fase (L): proviene de la red y entra en el regulador en el borne de entrada "L" o "LINE"
Cable neutro (N): proviene de la red e ida en paralelo al regulador y directamente a la bomba
Fase de control: desde el borne de salida del regulador "PUMP" o "OUT" va la fase conmutada a la bomba
Tierra (PE): obligatoria a cada metal – regulación, bomba, bastidor de la estación de control

La potencia máxima de la bomba que puede conectarse directamente al relé del regulador es normalmente de 300–600 W (depende del modelo – siempre consulte la ficha técnica). Las bombas circuladoras modernas para sistemas solares tienen un consumo de 20–100 W, por lo que no es un problema. Si, sin embargo, quisiera conectar un consumidor mayor (por ejemplo, una válvula motorizada con un mayor consumo de corriente), será necesario instalar un relé auxiliar.

Una cosa con la que en la práctica nos encontramos con frecuencia: en las estaciones de control de la serie ZPS, la bomba está integrada directamente en la estación. ZPS 6, ZPS 16 y ZPS 28 tienen la bomba, el termómetro, la válvula de seguridad y la llave de purga en un solo cuerpo compacto. Esto simplifica enormemente la instalación y elimina errores frecuentes al conectar la bomba por separado. En obra, basta conectar las tuberías, los sensores y 230 V – y la bomba ya está cableada por el fabricante.

Velocidad de la bomba y ajuste hidráulico

La mayoría de las bombas circuladoras solares tienen tres velocidades (I, II, III). La elección correcta influye en la rendimiento del sistema completo. A una velocidad demasiado baja, el caudal es insuficiente, el medio portador se sobrecalienta en el colector y el colector pierde rendimiento. A una velocidad demasiado alta, las pérdidas hidráulicas son innecesariamente elevadas y la bomba consume electricidad innecesariamente.

Recomendación orientativa: para la mayoría de las instalaciones domésticas con 2–4 colectores y una longitud de tubería de hasta 20 m, la velocidad II es suficiente. El ajuste preciso requiere calcular el caudal según la superficie de los colectores (normalmente 40–50 l/h por 1 m² de superficie de absorción). Para un sistema con dos colectores de 2 m² (superficie total 4 m²), el caudal objetivo es de 160–200 l/h.

Conexión al utilizar la estación de control ZPS

Cuando instale la estación de control en lugar de un regulador y una bomba circuladora independientes, el trabajo es significativamente más sencillo. La estación de control tiene un punto de conexión eléctrico en la parte frontal o lateral – normalmente un tapón con bornas. Conecta solo: el cable de alimentación 230 V (L, N, PE) y los cables de señal de los sensores S1 y S2. La bomba es interna y está conectada al regulador por el fabricante. Ahorras tiempo en la instalación y eliminas el riesgo de confusión de los cables.

Diferencias entre modelos: ZPS 6 es adecuada para sistemas pequeños (1–2 captadores, acumulador hasta 200 l), ZPS 16 maneja sistemas medianos y ZPS 28 está destinada a instalaciones más grandes. Una comparación más detallada la encontrarás en el artículo „¿Cuántos captadores puede manejar la estación de control ZPS 6, ZPS 16 y ZPS 28?".

Vaso de expansión en el circuito solar: cálculo e instalación

¿Por qué el vaso de expansión en el sistema solar es crítico

El sistema solar trabaja en condiciones mucho más exigentes que los sistemas de calefacción convencionales. El fluido térmico (mezcla de glicol-agua) puede calentarse en verano hasta 120–180 °C, y en caso de estancamiento (bomba no funciona, sol brilla) incluso hasta 200 °C o más. Esto provoca una expansión térmica muy grande del líquido. Si no hay lugar donde el líquido expandido pueda "ocultarse", la presión en el sistema aumentará catastróficamente y la válvula de seguridad liberará el fluido – lo cual no solo contaminará el entorno, sino que también vaciará el sistema y secará la bomba.

El vaso de expansión cumple una función doble: absorbe la expansión térmica del fluido y estabiliza la presión de trabajo en el sistema. Para sistemas solares se utilizan membranas especiales de goma EPDM, resistentes a mezclas de glicol-agua y a altas temperaturas – no se puede utilizar una vaso de expansión convencional de calefacción con membrana roja en un circuito solar (la membrana se degradará en 1–3 años).

Cálculo del volumen del vaso de expansión

Fórmula simplificada para dimensionar el vaso de expansión del circuito solar:

V_EN = (V_sys × n + V_kolekt) × SF

dónde:

V_sys – volumen total del fluido en el circuito (tuberías + intercambiador del acumulador, en litros)
n – coeficiente de expansión del fluido (para 40% de glicol a ΔT = 140 °C ≈ 0,12, es decir, 12%)
V_kolekt – volumen del fluido en los captadores (volumen en estancamiento – este fluido debe ir a algún lugar al evaporarse)
SF – factor de seguridad 1,2–1,3

Ejemplo práctico: sistema con dos captadores planos (volumen en los captadores 2 × 1,5 l = 3 l), tuberías de 10 m (DN 18, unos 2,5 l) e intercambiador del acumulador (unos 1,5 l). Volumen total V_sys = 7 l. Expansión 12% = 0,84 l, volumen en estancamiento de los captadores 3 l. Resultado ≈ (0,84 + 3) × 1,25 = aproximadamente 4,8 l → elegimos un vaso de expansión estándar de 8 litros. Es mejor dimensionar un vaso ligeramente más grande que más pequeño – sobredimensionar en un 20–40% está perfectamente bien y prolongará la vida útil de la membrana.

Presión de precarga del vaso de expansión

El vaso de expansión tiene un espacio de aire (o nitrógeno en modelos premium) con presión de precarga ajustada a un valor determinado. Esta presión de precarga debe corresponder a la altura de instalación del sistema – concretamente a la altura desde el vaso de expansión hasta el punto más alto del circuito (captadores en el tejado).

Fórmula: p_pred = h / 10 + 0,3 bar

Donde h es la altura en metros. Por ejemplo, a una altura de 6 m: 6/10 + 0,3 = 0,9 bar. En la práctica, la presión de precarga se ajusta entre 0,8–1,2 bar para la mayoría de las viviendas unifamiliares. La presión de trabajo (sistema frío) debería ser 0,2–0,3 bar superior a la presión de precarga del vaso. La válvula de seguridad se ajusta a un valor que el sistema no debe superar – normalmente 6 bar para sistemas solares.

Dónde instalar el vaso de expansión

El vaso de expansión se conecta al circuito frío (retorno) – nunca al circuito caliente de salida del captador. Las razones son dos: el fluido caliente degrada más rápidamente la membrana y, en caso de estancamiento, el fluido caliente se expulsa hacia el vaso, lo cual no es deseable. La posición correcta es, por tanto, en el tubo de retorno, cerca de la bomba (delante de la bomba, si miramos en la dirección del flujo).

El vaso debe ser accesible para comprobar la presión de precarga (manómetro, válvula de inflado Schrader) y no debe estar expuesto a la radiación solar directa ni al frío. La instalación vertical (espacio de aire arriba) es preferida, pero la mayoría de las unidades también funcionan en posición horizontal. Consulte la posición de montaje en el manual del vaso concreto.

Primer llenado y purgado de aire del circuito solar

Una vez montado todo el circuito y conectado eléctricamente el regulador, llega la fase crítica: llenar el sistema con una mezcla de glicol-agua y purgar el aire. El aire en el circuito es el enemigo número 1: provoca cavitación en la bomba, procesos de corrosión y mediciones imprecisas del caudal.

Procedimiento de llenado:

Compruebe la presión previa del vaso de expansión (valor recomendado según la altura del sistema, normalmente 0,8–1,2 bar) – hágalo cuando esté seco, antes del llenado
Llene desde abajo hacia arriba – así expulsa el aire hacia arriba hacia los purgadores
Use una bomba de llenado (mano o motobomba) con manómetro – llene hasta la presión de trabajo 1,5–2 bar
Gire manualmente la rueda de la bomba (si tiene esta función) o deje que la bomba funcione brevemente (5–10 segundos en ciclos) y observe si el aire sale por el purgador
Una vez purgado, complete el medio hasta la presión deseada y cierre la válvula de llenado
Compruebe todas las uniones en busca de fugas – a 2 bar deje el sistema bajo presión durante 15–30 minutos y observe la caída de presión en el manómetro

Para el medio glicol-agua: la concentración estándar para la República Checa es del 30–40% de glicol, lo que garantiza protección hasta -15 a -20 °C. Una concentración más alta, aunque protege mejor del frío, reduce la capacidad térmica y aumenta la viscosidad – esto sobrecarga innecesariamente la bomba.

Ajuste del regulador tras la instalación

Tras el llenado y purgado, ajuste el regulador. Los parámetros básicos que debe configurar:

ΔT-ON (diferencia de temperatura de encendido): normalmente 6–10 °C – es decir, la bomba se encenderá cuando el colector esté 6–10 °C más caliente que el depósito. Un valor menor = mayor rendimiento, pero también más arranques de la bomba. Un valor mayor = la bomba funciona menos, pero con menor eficiencia.
ΔT-OFF (diferencia de temperatura de apagado): normalmente 3–4 °C – la bomba se apagará cuando la diferencia baje por debajo de este valor. Debe ser menor que ΔT-ON, de lo contrario la bomba funcionaría en ciclos constantes.
T-MAX del depósito: temperatura máxima del depósito, a partir de la cual la regulación detendrá la bomba independientemente de ΔT. Normalmente 60–65 °C para un depósito TÚV.
T-MAX del colector (enfriamiento): en algunos reguladores – cuando el depósito esté al máximo y los colectores estén demasiado calientes, la regulación puede encender la bomba por la noche para enfriar los colectores.

Una guía detallada para ajustar las diferencias de temperatura la encontrará en el artículo „Ajuste de la diferencia de temperatura en la regulación solar: cómo configurar correctamente el encendido". Si está resolviendo la conexión de la regulación con un termo eléctrico o un depósito TÚV, le ayudará el artículo „Cómo conectar la regulación de un sistema solar con un termo eléctrico o un depósito TÚV".

Errores típicos durante la instalación y cómo evitarlos

De la experiencia con encargos sabemos que la mayoría de los problemas en los sistemas solares no están causados por defectos del producto, sino por errores de instalación. Estos son los más frecuentes:

Sondas S1 y S2 intercambiadas: la regulación funciona al revés – la bomba funciona por la noche y bombea medio frío. Síntoma: el depósito no se calienta en verano, pero se enfría por la noche. Solución: compruebe las temperaturas mostradas en el regulador y compárelas con la situación real.
Sonda S1 alejada del colector: retraso de reacción de 5–15 minutos. El rendimiento solar disminuye un 5–15%. Solución: la sonda debe estar lo más cerca posible de la salida del absorbente, máximo a 10 cm del colector.
Vaso de expansión de calefacción común (membrana roja): en 2–3 años la membrana se degrada, el vaso deja de cumplir su función y el sistema expulsa regularmente el medio por la válvula de seguridad. Solución: siempre use un vaso de expansión solar con membrana EPDM.
Vaso de expansión subdimensionado: durante la estancación el medio no tiene dónde expandirse, la válvula de seguridad se abre. Solución: cálculo según fórmula, dimensionamiento con margen.
Aire en el circuito: la bomba „tartamudea", el caudal es inestable, las temperaturas fluctúan. Solución: purgado minucioso durante el llenado, instalación de un purgador automático en el punto más alto del circuito.
Interferencia de señales de las sondas: cables de sonda colocados junto a cables de alimentación – la temperatura „salta" entre 5–20 °C. Solución: rutas de cables separadas, distancia mínima de 5 cm.

Comprobación tras la puesta en marcha y entrega al cliente

Tras el llenado exitoso y el ajuste del regulador, realice una prueba funcional del sistema. Lo mejor es hacerlo en un día soleado – observe si la temperatura del colector (S1) aumenta, si con una diferencia suficiente de ΔT se enciende la bomba, si la temperatura del depósito aumenta progresivamente y si al alcanzar la T-MAX del depósito la bomba se detiene. Documente todo el ciclo (fotos de la pantalla del regulador, presión en el sistema, parámetros ajustados).

Entregue al cliente un informe escrito que contenga: parámetros ajustados del regulador, tipo y volumen del medio, presión de trabajo, presión previa del vaso de expansión, volumen del vaso de expansión, ubicación y tipos de sondas. Estas personas llamarán dentro de 3 años si surge un problema, y será agradable que tenga registros.

Para mantenimiento regular y puntos de control durante la temporada, consulte el artículo „Mantenimiento y control de la regulación solar: qué comprobar antes y después de la temporada de calefacción".

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Puedo usar un vaso de expansión de calefacción común (rojo) para el circuito solar?

No. Los vasos de expansión de calefacción normal tienen una membrana de butilo o goma SBR, que no es resistente a mezclas de glicol-agua ni a temperaturas superiores a 80–90 °C. En un circuito solar durarían 1–3 años, tras lo cual la membrana se degradaría, el vaso perdería su función y el sistema expulsaría regularmente el medio por la válvula de seguridad. Siempre use un vaso de expansión solar con membrana EPDM, etiquetado como „solar" o con el símbolo del sol.

¿Cuál es el valor correcto de la presión previa del vaso de expansión para una casa unifamiliar?

Depende de la altura del sistema – concretamente del desnivel entre el vaso de expansión y el punto más alto del circuito (colectores en el tejado). Fórmula: presión previa [bar] = altura [m] / 10 + 0,3. Para una casa típica con una altura de 6–8 m, la presión previa será de 0,9–1,1 bar. La presión de trabajo (sistema frío) debe ser 0,2–0,3 bar más alta. Siempre controle la presión previa antes del llenado, cuando el vaso esté vacío (seco).

La sonda S1 en el colector muestra valores extraños – en verano 15 °C aunque brille el sol. ¿Qué ha pasado?

La causa más común: la sonda no está en contacto con la tubería o está aislada de la tubería y mide la temperatura del aire circundante. Compruebe el ajuste mecánico de la sonda, aplique pasta térmica y envuelva bien el lugar de la sonda con aislamiento. Otra posibilidad: el cable de la sonda está roto o en cortocircuito (un termistor NTC en cortocircuito muestra una temperatura muy baja). Mida la resistencia de la sonda a temperatura ambiente – debería ser aproximadamente 10 kΩ.

La bomba funciona continuamente incluso por la noche. ¿Es un fallo?

No siempre – algunos reguladores tienen la función de enfriamiento nocturno (protección de los colectores contra sobrecalentamiento) o la función de protección contra congelamiento (circulación a bajas temperaturas exteriores). Si estas funciones no están activadas, el problema está en el cableado o ajuste: o las sondas S1 y S2 están intercambiadas (la regulación piensa que el colector sigue más caliente que el depósito), o ΔT-OFF está ajustado demasiado bajo (cerca de 0 °C). Compruebe las temperaturas S1 y S2 mostradas en la pantalla del regulador y compárelas con la realidad física.

¿Cuántos metros puede medir el cable de la sonda al regulador?

Para termistores NTC, un cable largo aumenta la resistencia del cableado y introduce un error sistemático de medición. Con un cable normal de dos hilos de 0,5 mm², una longitud de hasta 30 m es prácticamente sin problemas (error inferior a 0,5 °C). Para longitudes de 30–50 m, use un cable de mayor sección (0,75 mm²). Más de 50 m conviene usar un cable blindado o verificar si el regulador admite sondas Pt1000, que son más adecuadas para distancias largas. Siempre conduzca el cable de la sonda por separado de los cables de alimentación de la bomba.

¿Tengo que comprar una bomba especial para el sistema solar, o es suficiente una bomba circuladora normal para calefacción?

Depende del sistema. Para colectores planos con glicol de propileno hasta 120 °C, una bomba circuladora de buena calidad con carcasa de fundición y grupo de sellado resistente es suficiente. Para colectores de tubos evacuados, donde el medio puede alcanzar 150 °C o más, se recomienda usar una bomba certificada para aplicaciones solares – con carcasa de bronce o inoxidable y juntas resistentes al calor. Si instala una estación de control de la serie ZPS, la bomba forma parte de la estación y está correctamente dimensionada para operaciones solares.

Conclusión: instalación que vale la pena hacer bien

Un sistema solar funciona durante años sin necesidad de mucha atención – siempre que esté correctamente instalado desde el principio. La clave está en colocar correctamente los sensores (lo más cerca posible del absorbedor y en la tercera parte inferior del depósito), conectar adecuadamente la bomba eléctricamente a través del regulador (con énfasis en la separación de los cables de potencia y de señal), utilizar un vaso de expansión solar correctamente sobredimensionado y precargado, y realizar un purgado minucioso del circuito al llenarlo.

Al elegir un regulador, cabe señalar que las estaciones de control compactas como ZPS 6, ZPS 16 y ZPS 28 simplifican enormemente la instalación al integrar la bomba, la válvula de seguridad y el regulador en un solo cuerpo. Para sistemas más sencillos o optimizados desde el punto de vista económico, en los que el cliente elige los componentes por separado, una buena opción es Euroster 813 Solar con una bomba externa. En ambos casos se aplica la misma regla: el tiempo invertido en una instalación correcta se multiplica por muchos años de funcionamiento sin problemas.

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