Instalación de un sistema solar – paso a paso

El sistema solar para calentar agua pertenece a las inversiones en las que resulta rentable saber con precisión lo que se compra y cómo se verá en el tejado y en la habitación técnica. Mientras que en el caso de una caldera o una bomba de calor, la mayoría de las familias se imagina un solo dispositivo, el conjunto solar siempre es la suma de varios componentes: captadores en el tejado, acumulador, unidad de bomba, unidad de regulación y distribución de tuberías entre ellos. Cada uno de estos componentes tiene su función y la instalación sigue un orden lógico que se puede dividir en pasos claros.

En este artículo recorreremos la instalación del sistema solar para calentar agua caliente sanitaria paso a paso, exactamente en el orden en el que se realiza en una construcción: desde la elección y fijación de los captadores, la distribución de tuberías, el acople del acumulador, la colocación de la unidad de bomba y la unidad de regulación hasta el llenado del circuito y el arranque en funcionamiento. El objetivo es que comprendas por qué cada paso se realiza precisamente en ese orden y en qué debes prestar atención en cada uno de ellos, sin importar si le encomiendas la instalación a una empresa especializada o solo quieres comprobar que se ha realizado correctamente.

Es importante mencionar desde el principio lo que el sistema solar no puede hacer. No es un sustituto del principal generador de calor – la caldera o la bomba de calor – sino un complemento. Puede cubrir en mayor medida la necesidad de calentar agua caliente sanitaria en los meses de verano, cuando hay suficiente radiación solar y las temperaturas son altas. Para calefacción de espacios en invierno o para cubrir por completo el calentamiento de agua durante todo el año no se puede depender exclusivamente de él. Este tema se aborda también en el artículo independiente Calentamiento solar como complemento a la caldera, donde encontrarás una comparación más detallada con el principal generador de calor.

¿Qué es un sistema solar para calentar agua y de qué está compuesto?

El sistema solar para calentar agua, más concretamente el conjunto solar de agua caliente, está compuesto por cuatro bloques básicos. El primero son los captadores solares colocados en el tejado u otra superficie expuesta a la radiación solar, que captan la radiación solar y calientan el líquido refrigerante – una mezcla de agua y una sustancia antihelada que es resistente al frío y a altas temperaturas en el circuito. El segundo bloque es el acumulador solar con intercambiador de calor, en el que el calor de los captadores se transmite al agua sanitaria. El tercero es la unidad de bomba, que garantiza el flujo del líquido refrigerante entre el captador y el acumulador, y el cuarto es la unidad de regulación, que decide en base a las temperaturas cuándo debe funcionar la bomba.

Estos cuatro bloques están conectados por tuberías que van desde los captadores en el tejado hasta la habitación técnica, donde se encuentra el acumulador y la unidad de bomba. Todo el circuito está cerrado y a presión, de forma similar a un circuito de calefacción convencional, y tiene su propia vaso de expansión, que compensa la dilatación volumétrica del líquido a altas temperaturas en el captador.

Es importante tener expectativas realistas: el sistema solar complementa la fuente principal de calor, no la sustituye. En la práctica, esto significa que en los meses de verano puede cubrir una gran parte, a menudo la mayoría, de la necesidad de calentar agua caliente sanitaria en el hogar, pero fuera de la temporada, cuando hay menos luz solar y temperaturas más bajas, debe tomar el relevo la caldera u otra fuente de calor conectada al segundo intercambiador en el acumulador solar. Si no estás seguro de qué tipo de conjunto y qué tamaño de acumulador se adaptarían mejor a tu casa, el artículo Cómo elegir un sistema solar para calentar agua te ayudará a orientarte.

Pasos principales de la instalación del sistema solar desde la elección de los captadores hasta la puesta en marcha.

Paso 1: Elección del tipo de captadores – planos o de vacío

La primera decisión que influirá en toda la instalación posterior es la elección del tipo de captador. En el mercado se encuentran comúnmente dos tipos – captadores planos y captadores de vacío (tubulares) – y cada uno tiene distintos requisitos de fijación, espacio y presupuesto.

Los captadores planos tienen una superficie absorbente cubierta con vidrio templado, alojada en un marco de aluminio aislado. Esta construcción los hace más resistentes mecánicamente – soportan mejor, por ejemplo, la granizada o el esfuerzo mecánico durante la instalación – y además son más económicos. En condiciones de Europa central, normalmente son suficientes para el calentamiento habitual de agua caliente sanitaria y en la práctica son el tipo de captador más elegido en las viviendas unifamiliares.

Los captadores de vacío, respectivamente tubulares, funcionan con un principio diferente – el absorbedor está encerrado en una tubo de vidrio al vacío, lo que reduce significativamente las pérdidas de calor al entorno. Gracias a esto, alcanzan una mayor eficiencia especialmente a bajas temperaturas exteriores y a baja intensidad de radiación solar, típicamente en primavera, otoño o en días nublados. Esta ventaja tiene su precio – los captadores de vacío son más caros y frágiles, lo que se refleja también en los requisitos de instalación y posibles reparaciones.

Los colectores planos son más baratos y resistentes, los de vacío alcanzan una mayor rendimiento a bajas temperaturas.

La elección entre ambos tipos debe basarse principalmente en el período de uso que espera del sistema – calentamiento de ACS únicamente en verano, o durante el mayor número posible de meses al año – y en el presupuesto disponible. Una comparación detallada de ambos tipos la encontrarás en el artículo Colectores solares planos frente a colectores de vacío, donde también aprenderás más diferencias técnicas.

Paso 2: Diseño del soporte y montaje de los colectores en el tejado

Cuando se ha elegido el tipo de colector, sigue uno de los pasos más importantes de la instalación – el anclaje en el tejado o en otra estructura. Los colectores se fijan mediante una estructura de montaje especializada, que se elige según el tipo de tejado y debe corresponder exactamente a las dimensiones del modelo concreto de colector. No existe una estructura universal que sirva para todo – por eso, los kits de montaje se venden siempre como parte de un tipo concreto de colector y tejado.

En un tejado inclinado, el anclaje varía según el tipo de cubierta – se utiliza un sistema de fijación distinto para tejas, otro para cubierta metálica y otro para cubierta de pizarra. Los ganchos o soportes se fijan en las correas de la estructura del tejado, no solo en la cubierta, para soportar el peso del colector y la carga del viento y la nieve durante toda la vida útil del sistema.

En un tejado plano la situación es distinta – el colector debe inclinarse a un ángulo adecuado, ya que un panel colocado plano no alcanzaría una rendimiento suficiente y, además, podría acumular agua y suciedad durante más tiempo. Normalmente se utiliza una inclinación ajustable de al menos 15°, que se elige, entre otras cosas, también por la limpieza automática – con esta inclinación, el agua de la lluvia puede limpiar el polvo y la suciedad de la superficie del colector, lo que ayuda a mantener la rendimiento del sistema sin necesidad de limpieza manual frecuente. Para este tipo de montaje está especialmente diseñado el siguiente kit de montaje:

Al montar en fachada o directamente en el suelo (por ejemplo, en una estructura independiente en el jardín) se aplica un principio similar – la estructura debe dimensionarse según el tipo y tamaño concretos del colector y debe tener en cuenta también la carga climática local, es decir, el viento y la nieve. Más detalles sobre las diferencias entre los distintos tipos de tejados los encontrarás en el artículo Fijación de colectores – tejado inclinado, tejado plano, fachada.

Una vez que la estructura está firmemente anclada y se ha verificado que soporta el peso y la carga durante todo el año, se colocan los colectores mismos. Este paso siempre se realiza antes de instalar las tuberías, ya que la posición exacta del colector determina desde dónde y en qué dirección se extenderán las tuberías hacia la habitación técnica.

Paso 3: Distribución de las tuberías entre el colector y la habitación técnica

Después de fijar los colectores sigue uno de los pasos más demandantes en tiempo – conectar los colectores con la habitación técnica, donde se encuentra el depósito y la unidad de bomba. Para esta distribución se utilizan en la práctica dos enfoques.

El primero es el tubo de cobre o inoxidable clásico, que se une mediante soldadura o conexiones lisadas y posteriormente se aísla con un forro térmico resistente a altas temperaturas y a los efectos climáticos. Este método es comprobado y flexible para rutas no estándar, pero la instalación lleva más tiempo, ya que el aislamiento debe hacerse manualmente en el tejado y en la caja de instalación.

El segundo, cada vez más popular, es el tubo flexible preaislado 2 en 1, que tiene el tubo de entrada y el de retorno integrados en un solo revestimiento flexible y ya aislado térmicamente. Gracias a que el aislamiento forma parte del tubo desde la fábrica, se reduce considerablemente el tiempo de instalación – el instalador no necesita aislar las tuberías adicionales en el tejado ni en la caja de instalación, basta con pasar el tubo por la ruta preparada y conectarlo en ambos extremos.

Directamente en el colector, en el lugar donde el tubo flexible o el tubo clásico se conecta a la entrada y salida del colector, se suele utilizar un tramo corto de tubo flexible de inoxidable, llamado tubo ondulado. Este tipo de tubo, gracias a su estructura ondulada, es lo suficientemente flexible como para compensar pequeñas dilataciones y imprecisiones durante la instalación, y al mismo tiempo es resistente a las altas temperaturas que normalmente alcanza el fluido térmico en el circuito del colector solar, especialmente en los meses de verano bajo una radiación solar intensa.

Independientemente del tipo de tubería elegido, la ruta debe ser lo más corta posible y con el menor número de curvas, ya que cada metro de tubería y cada conexión representa una pérdida térmica potencial y un lugar posible de fuga. Más detalles técnicos sobre la distribución y el funcionamiento de los tubos ondulados de inoxidable se explican en el artículo Tubería solar y tubos ondulados de inoxidable – cómo funcionan.

Paso 4: Conexión del depósito solar

Mientras la tubería va del tejado a la habitación técnica, se prepara simultáneamente el depósito, al que se transferirá el calor de los colectores. A primera vista, el depósito solar parece un termo eléctrico convencional, pero tiene una diferencia fundamental – contiene al menos un intercambiador de calor conectado directamente al circuito solar. En la mayoría de los casos, el depósito también tiene un segundo intercambiador, destinado a la conexión con la caldera u otra fuente de calor, cuando la radiación solar no sea suficiente para alcanzar la temperatura de agua deseada.

El principio de calefacción es indirecto: el fluido caloportador del circuito solar circula de forma separada, en un circuito cerrado, y nunca entra en contacto directo con el agua sanitaria del acumulador. El calor se transmite exclusivamente a través de la pared del intercambiador. Esta separación es importante tanto desde el punto de vista higiénico (el agua sanitaria, que posteriormente se utiliza para ducharse o lavarse, no se mezcla con la mezcla antihelada del circuito solar), como porque permite que el circuito solar tenga una presión y unos parámetros operativos distintos a los del circuito de agua sanitaria.

Al instalar el acumulador, es importante conectar correctamente el intercambiador inferior al circuito solar (normalmente ubicado más abajo, ya que el fluido caliente del colector fluye de arriba hacia abajo a través del intercambiador) y el intercambiador superior o segundo intercambiador al circuito de aportación del calentador, si el acumulador está equipado de esta manera. Un intercambio incorrecto reduciría la rendimiento del intercambio de calor y podría provocar que el sistema no funcione como se diseñó. Por eso mismo, resulta interesante seguir las recomendaciones del fabricante al elegir el acumulador y al conectarlo. Para orientarse sobre qué tipo y tamaño de acumulador elegir según el número de personas en el hogar y la superficie de los colectores, el artículo ¿Qué acumulador solar necesito? ofrece información al respecto.

Paso 5: Instalación de la unidad de bomba y de la unidad de control

Cuando los tubos están instalados y el acumulador conectado, llega el turno del corazón del sistema de control: la unidad de bomba junto con la unidad de control (o unidad solar). La unidad de bomba es un bloque compacto que integra en sí misma la bomba circuladora, las válvulas de cierre, los termómetros o manómetros y la válvula de seguridad. Gracias a que todos estos componentes están agrupados en un solo bloque, se facilita notablemente tanto la instalación en sí como cualquier mantenimiento posterior – todo lo necesario está en un solo lugar, de forma clara y accesible para el técnico de servicio.

La unidad de bomba por sí sola no sabe cuándo debe funcionar. Esta tarea la lleva a cabo la unidad de control, o unidad solar, que mediante sensores de temperatura compara constantemente la temperatura del colector con la del acumulador. Cuando el colector es más cálido que el acumulador en una diferencia preestablecida (normalmente unos pocos grados Celsius), la unidad de control activa la bomba circuladora de la unidad de bomba y el fluido caloportador comienza a fluir del colector al intercambiador del acumulador. Cuando la diferencia de temperatura disminuye por debajo del umbral establecido, por ejemplo, cuando el sol se pone o el acumulador ya se ha calentado suficiente, la bomba vuelve a apagarse.

Al instalar esta pareja es fundamental colocar correctamente los sensores de temperatura – uno directamente en la salida del colector (donde el fluido es más caliente) y otro en el acumulador, en la zona del intercambiador solar. El cableado entre los sensores y la unidad de control se lleva a cabo paralelo a los tubos, por lo que resulta interesante instalarlo en el mismo paso que el propio circuito, para no tener que abrir de nuevo trazados ya cerrados. Para obtener información más detallada sobre cómo exactamente colaboran las unidades de control y los grupos de bombas, consulte el artículo Unidades de control y grupos de bombas de los sistemas solares.

Paso 6: Rellenado del circuito, purga de aire y vaso de expansión

El último paso de la instalación, antes de poner en marcha el sistema, es el rellenado y la purga de aire del circuito solar. Como ya se mencionó, se trata de un sistema cerrado y a presión, que tiene muchas similitudes con un circuito de calefacción convencional – también aquí es necesaria una propia vaso de expansión.

La función del vaso de expansión es compensar la dilatación volumétrica del fluido caloportador. En el circuito solar, esta dilatación es más pronunciada que en la calefacción convencional, ya que el fluido en el colector puede alcanzar temperaturas muy altas en días soleados de verano. Sin un vaso de expansión correctamente dimensionado, la presión en el circuito podría aumentar de forma no controlada al calentarse, lo que podría provocar la activación de la válvula de seguridad y la pérdida de fluido, o en el peor de los casos, el daño a los componentes.

El rellenado y la purga de aire del circuito se realizan mediante válvulas de relleno, que forman parte de la unidad de bomba, utilizando una bomba de relleno manual o eléctrica – el principio es similar al rellenado de un circuito de calefacción. El fluido caloportador (una mezcla de agua y sustancia antihelada) se inyecta en el circuito a presión, expulsando al mismo tiempo el aire restante en el sistema tras la instalación. El aire en el circuito es indeseable, ya que obstaculiza la circulación del fluido y puede provocar lo que se conoce como "bolsas de aire" en los puntos más altos de la tubería, es decir, normalmente directamente en los colectores del tejado.

Una vez rellenado, el sistema se deja funcionar durante unos minutos con la bomba encendida, comprobando periódicamente si ya no sale aire por las válvulas de purga, sino únicamente fluido. Solo cuando el circuito esté completamente purgado y la presión del sistema coincida con el valor especificado por el fabricante (normalmente este valor varía según la diferencia de altura entre el colector y la habitación técnica), el sistema está listo para su funcionamiento permanente. El procedimiento completo de rellenado, así como los fallos más frecuentes que pueden ocurrir en esta fase o posteriormente durante la operación, se describen en el artículo Servicio, rellenado y fallos comunes de los sistemas solares.

Paso 7: Puesta en marcha y qué observar en los primeros días

Después del rellenado y la purga de aire, sigue el control final del sistema completo. Se comprueba la estanqueidad de todas las uniones en las tuberías, el ajuste correcto de la diferencia de temperatura en la unidad de control (es decir, a partir de qué diferencia de temperatura entre el colector y el acumulador se debe encender y apagar la bomba) y el funcionamiento de la válvula de seguridad.

En los primeros días de funcionamiento resulta interesante observar periódicamente el sistema – especialmente si la bomba se enciende y apaga en los intervalos esperados según la luz solar, si el acumulador alcanza realmente la temperatura de agua esperada y si la presión en el circuito solar permanece estable. Una caída de presión en las primeras semanas tras la instalación puede indicar una pequeña fuga en alguna de las uniones, que podría no haberse manifestado durante el primer rellenado, pero que es más fácil y barato detectar y resolver al principio que hacerlo varios meses más tarde.

También se recomienda anotar los ajustes iniciales de la unidad de control y la presión en el circuito, para tener un valor de referencia en caso de futuras comprobaciones o intervenciones de servicio. En general, los sistemas solares no requieren un mantenimiento regular exigente, pero una revisión orientativa anual de la estanqueidad, la presión y el estado del fluido caloportador prolonga su vida útil y fiabilidad.

Ejemplos reales de la práctica

Comparación de dos instalaciones reales descritas en el artículo – casa existente y nueva construcción.

Casa unifamiliar con techado inclinado, caldera de gas existente
Casa unifamiliar con techado de tejas orientado al sur y caldera de gas existente, que hasta ahora garantizaba el calentamiento de agua caliente sanitaria y la calefacción durante todo el año. El propietario decidió ampliar el sistema con dos captadores planos en el tejado con el objetivo de reducir el consumo de gas para el calentamiento del agua, especialmente en los meses de verano. La instalación se realizó en el orden correspondiente a los pasos anteriores: primero se montó la estructura de montaje en las cumbreras bajo las tejas, adaptada al tipo de techado y a las dimensiones de los captadores elegidos, a continuación se instalaron los captadores y se conectaron con un tramo corto de tubo corrugado inoxidable al circuito principal. La distribución entre el tejado y la habitación técnica en el sótano se resolvió con tubo flexible 2 en 1 preaislado, ya que la trayectoria atravesaba una estructura de techo ya terminada y una aislación adicional del tubo clásico en el lugar habría prolongado innecesariamente la instalación. En la habitación técnica se instaló un nuevo acumulador solar con dos intercambiadores – uno conectado al circuito solar, otro a la caldera de gas existente – unidad de bomba y unidad de control. Tras el llenado y purgado del circuito, el sistema en verano cubría la mayor parte de la necesidad de calentamiento de agua caliente, mientras que la caldera prácticamente no se encendía para el calentamiento de ACS en este período y servía únicamente como respaldo en caso de prolongado tiempo nublado.

Casa unifamiliar con techado plano, nueva construcción
Nueva construcción de casa unifamiliar con techado plano, donde el sistema solar se planificó ya en el proyecto junto con la bomba de calor como fuente principal de calor. Dado que el techado plano requiere inclinar los captadores a un ángulo adecuado, se utilizó una estructura de montaje ajustable para techado plano con una inclinación de aproximadamente 15°, que al mismo tiempo garantiza que la superficie de los captadores se limpie naturalmente del polvo y suciedad durante la lluvia. Debido a la trayectoria más corta entre el tejado (la casa tenía solo un piso) y la habitación técnica, se eligió una solución combinada – el tramo corto cerca de los propios captadores se resolvió con tubo corrugado inoxidable por la mayor facilidad de manejo durante la conexión final a la estructura de paso del tejado, el resto de la trayectoria con tubo flexible preaislado. El acumulador se diseñó con un intercambiador para el circuito solar y un intercambiador, respectivamente, una preparación para la bomba de calor como fuente adicional de calor fuera de la temporada estival. Dado que se trataba de una nueva construcción, la instalación eléctrica para los sensores de la unidad de control ya estaba preparada en la estructura bruta, lo que simplificó notablemente la instalación de la unidad de bomba y de la unidad de control – solo quedaba conectar los cables preparados y ajustar la diferencia de temperatura deseada en la unidad de control.

Precios orientativos de los componentes seleccionados del conjunto solar mencionados en el artículo.

Preguntas frecuentes sobre la instalación del sistema solar

¿Se puede instalar un sistema solar a una caldera existente, o solo se puede resolver en una nueva construcción?
Sí, el sistema solar se instala normalmente también a una caldera existente sin necesidad de cambiar la propia caldera. La condición es un acumulador solar adecuado con dos intercambiadores – uno para el circuito solar, otro para el apoyo desde la caldera existente – o bien el reemplazo del termo original por tal acumulador, si la casa no tenía acumulador solar hasta ahora.

¿Tengo que tener un techado inclinado orientado exactamente al sur para que el sistema tenga sentido?
La orientación exacta al sur no es una condición necesaria, pero se cumple que cuanto más cerca esté de la orientación sur y menos esté la superficie sombreada por edificios o árboles circundantes durante el día, mayor es el rendimiento del sistema. En el caso de un techado plano, además, se puede ajustar la orientación del captador independientemente de la orientación del propio techado mediante la estructura de montaje.

¿Cuál es la diferencia entre el tubo clásico y el tubo flexible 2 en 1 en cuanto a la instalación?
El tubo clásico de cobre o inoxidable debe aislarse adicionalmente con un forro aislante directamente en el lugar tras la unión, lo que prolonga el tiempo de instalación especialmente en el tejado y en las chimeneas. El tubo flexible 2 en 1 preaislado tiene el suministro y el retorno ya integrados en un solo forro aislado, por lo que no es necesario aislarlo adicionalmente – basta con pasar por la trayectoria preparada.

¿Por qué se utiliza una inclinación de al menos unos 15° en el techado plano?
Esta inclinación garantiza que el agua de lluvia pueda limpiar naturalmente el polvo y la suciedad de la superficie del captador (efecto auto-limpieza), lo que ayuda a mantener a largo plazo el rendimiento del captador sin necesidad de limpieza manual frecuente. En el caso de una inclinación menor o de un captador colocado plano, la suciedad y el agua podrían permanecer en la superficie durante más tiempo.

¿Cómo sabe la unidad de control cuándo encender la bomba?
La unidad de control compara la temperatura medida por el sensor en el captador con la temperatura medida por el sensor en el acumulador solar. Si el captador es más cálido que el acumulador en una diferencia preestablecida, la unidad enciende la bomba circuladora en la unidad de bomba. Cuando la diferencia disminuye por debajo del umbral ajustado, la bomba se apaga.

¿Por qué el líquido solar no entra directamente en contacto con el agua caliente que uso?
El acumulador solar calienta el agua sanitaria de forma indirecta, mediante un intercambiador de calor. El líquido termoportador circula en un circuito solar cerrado separado del agua sanitaria y transmite su calor solo a través de la pared del intercambiador, nunca se mezcla con ella.

¿Qué ocurre si se olvida desairear el circuito solar después de la instalación?
Un circuito con un desaireado insuficiente puede contener bolsas de aire, normalmente en los puntos más altos del trayecto cerca de los captadores. Estas bolsas dificultan el flujo continuo del líquido caloportador, reducen el rendimiento del intercambio térmico y pueden provocar también ruidos en la bomba. Por eso, después de llenar el circuito, siempre se comprueba cuidadosamente si por las válvulas de desaireado escapa ya solo líquido, y no aire.

¿Es necesaria una conexión eléctrica directamente en los captadores del tejado?
No, solo se alimenta eléctricamente la bomba circuladora de la unidad de bomba y la propia unidad de control, que se encuentran en la habitación técnica. Hacia el captador solo va el cableado del sensor de temperatura, no una alimentación eléctrica de potencia.

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