Instalación del sistema solar paso a paso – desde el colector hasta el acumulador de ACS

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Instalación del sistema solar paso a paso – desde el colector hasta el acumulador

El sistema solar para calentamiento de agua caliente pertenece a las inversiones que, si se instalan correctamente, se amortizan de forma segura y a largo plazo. El problema es que la mayoría de la gente ve solo el colector en el tejado y el acumulador en la caldera – y considera todo lo demás como "algún trabajo de fontanería". En realidad, la instalación de un sistema solar es una secuencia de pasos que se enlazan exactamente, y cualquier error en el orden o en los detalles puede significar un sistema no funcional o una avería grave después de algunas temporadas. Este artículo aborda todo el proceso – desde las tareas preparatorias, pasando por el montaje de los colectores, la conducción de tuberías, la instalación de la unidad de bomba, el acoplamiento del acumulador, hasta el llenado, la purga de aire y la puesta en marcha. Se basa en la práctica habitual de instalación en una vivienda unifamiliar, es decir, 2–4 colectores planos, un acumulador de 200–400 litros, un tejado de dos aguas típico.

Preparación y documentación del proyecto – qué debe estar listo antes de abrir la mochila con herramientas

La primera y más frecuentemente subestimada fase. Muchos instaladores llegan a la obra con el material, solo para descubrir que no saben exactamente por dónde pasará la tubería, cuál es en realidad la pendiente del tejado (no según el proyecto), dónde está el cuadro de distribución o dónde está el acumulador. Esto prolonga el trabajo y lleva a soluciones improvisadas que más tarde causan problemas.

Antes de encargar el material, es necesario saber:

Orientación y pendiente del tejado – lo ideal es sur ±30°, pendiente 30–50°. Las desviaciones son posibles, pero cambian el cálculo de la potencia y en algunos casos también el modo de fijación.
Carga de la estructura del tejado – un colector plano de unos 2 m² pesa 30–45 kg, a lo que hay que añadir la nieve. Las casas antiguas con estructura ligera de cumbreras a veces necesitan una evaluación estática.
Ruta de la tubería desde el colector hasta el acumulador – longitud, número de codos, traspasos por estructuras (tejado, suelo, paredes). La ruta ideal es lo más corta posible y con el menor número de codos.
Ubicación del acumulador – el acumulador debe estar más bajo que los colectores (en un sistema termosifónico al menos 0,5 m, en un sistema con bomba no es condición, pero afecta a la hidráulica).
Conexión eléctrica – la unidad de bomba necesita 230 V/50 Hz, el regulador también.
Dimensionamiento – número de colectores, volumen del acumulador, diámetro de la tubería. Si aún no ha resuelto el dimensionamiento, lea primero nuestro artículo ¿Qué potencia de colector solar necesito – cálculo según número de personas y consumo y también Dimensionamiento de la tubería solar y la unidad de bomba – cómo hacerlo.

El resultado de la preparación es un esquema sencillo – el tejado con la ubicación de los colectores, la ruta de la tubería con las longitudes de los tramos individuales y el dibujo de los traspasos, la ubicación del acumulador y la unidad de bomba en la caldera. No tiene que ser un dibujo en AutoCAD, pero sí debe estar en papel antes de comenzar el trabajo.

Instalación de los colectores en el tejado – fijación, pendiente y orientación

La instalación física comienza en el tejado. Esta fase es exigente en cuanto a seguridad (aseguramiento de la salida, cuerdas de seguridad, posiblemente andamio en el caso de un número mayor de colectores) y requiere al menos dos trabajadores – un colector de 2 m² pesa 35–45 kg y manipularlo en un tejado inclinado solo es peligroso.

Fijación de la estructura portante

Antes de cualquier fijación es necesario encontrar la posición de las cumbreras – ya sea con un detector de metales (tornillos/clavos), o visualmente desde el desván. La fijación a la cumbrera a través del teja con un gancho de tejado es la solución estándar en tejados inclinados con cubierta de ganchos (tejas de hormigón, tejas cerámicas). En tejados planos de chapa o con cubierta en onda se utilizan abrazaderas para onda o consolas adhesivas.

Los ganchos de tejado se colocan siempre directamente en la cumbrera, no en la propia madera de forro. La profundidad mínima de introducción del tornillo en la cumbrera es de 50 mm, se recomienda 70–80 mm. Los ganchos deben estar alineados verticalmente (de arriba hacia abajo), no desplazados lateralmente – de lo contrario, no será posible colocar uniformemente la guía.

Las guías (perfiles de aluminio o acero) se fijan a los ganchos y forman la base a la que se fija el colector con abrazaderas. La longitud de la guía depende del número y ancho de los colectores. En el caso de 2 colectores de 1,23 m de ancho colocados horizontalmente uno al lado del otro, se necesita una guía de al menos 2,6 m, para que el sobresaliente en cada lado sea al menos de 5–10 cm. Los colectores están conectados hidráulicamente en serie o en paralelo – en el caso de más de dos unidades, la conexión en paralelo es mejor para una circulación equilibrada. Más información sobre este tema en el artículo Cómo colocar y fijar correctamente los colectores solares en el tejado.

Conexión de los captadores entre sí

Los captadores planos modernos, como el captador solar plano de marco IVAR.SOLAR 210 M5 (1230×1696×86 mm, superficie 2,09 m²), tienen conexiones en los lados laterales del marco con rosca exterior, normalmente de ¾". En estas conexiones se monta un acople con junta resistente al glicol y a temperaturas de hasta 200 °C – esta es la condición, las juntas de goma estándar no son adecuadas aquí.

En una conexión en serie de dos captadores, la salida del primero se conecta con la entrada del segundo mediante una conexión corta (normalmente parte del kit de instalación del captador). La entrada y salida de todo el campo de captadores permanecen abiertas – estos son los puntos donde se conecta la tubería solar que baja hacia la caldera.

Tubería solar – selección, aislamiento y trazado

La tubería solar no es una tubería de fontanería común. El circuito primario trabaja con temperaturas que, bajo radiación solar intensa y en caso de estancamiento (bomba parada), pueden superar los 150–180 °C. Las tuberías de cobre blandas o tuberías plásticas (PEX, PPR) estándar no están diseñadas para estas condiciones. Se utilizan normalmente:

Cobre duro R220 (Ø 15 mm o 18 mm) unido mediante soldadura (no mediante compresión, o solo con accesorios certificados para glicol y altas temperaturas)
Tubería ondulada de acero inoxidable – flexible, resistente a altas temperaturas, más fácil de instalar en espacios limitados
Tubería doble preaislada – ideal para trayectos largos al aire libre o a través de espacios no calefactados

Para la instalación solar es muy práctico el tubo de acero inoxidable con aislamiento de caucho doble con cable (2× Ø 16, 10 m). Esta solución combina ambos circuitos primarios (salida + retorno) en un solo paquete con aislamiento de caucho resistente a la radiación UV y, al mismo tiempo, incluye el cable para el sensor de temperatura del captador. Esto simplifica enormemente la instalación y elimina la necesidad de resolver por separado la protección del cable del sensor en la trayectoria desde el tejado.

Aislamiento de la tubería – por qué y cómo

La tubería solar en el exterior debe tener un aislamiento resistente a la radiación UV, temperaturas mínimas de 150 °C y fatiga mecánica. El aislamiento de caucho (por ejemplo, Armaflex HT, Aeroflex) cumple estas condiciones – el aislamiento de PE estándar no es adecuado para tuberías solares en el exterior, ya que se agrieta con la radiación solar prolongada. El espesor mínimo del aislamiento es de 19 mm para tuberías de hasta Ø 18 mm, en zonas más frías recomiendo 25 mm.

La tubería en el interior (desde la entrada al edificio hasta la unidad de bomba y el depósito) puede estar aislada con aislamiento EPDM estándar, pero la resistencia térmica debe ser al menos de 100 °C. Las juntas, el pegamento para el aislamiento y la cinta – todo debe estar certificado para este rango de temperaturas.

Traspasos a través del tejado y paredes

Cada traspaso a través del forjado del tejado es un lugar potencial de entrada de agua. En el mercado hay juntas de goma – llamadas comúnmente „kelmáks“ o traspasos solares – que se colocan sobre la tubería antes de la instalación real y sellan el lugar del traspaso. El anclaje del traspaso debe ser hermético y resistente a largo plazo. Nunca sellar el traspaso solo con masilla o silicona – estos materiales no envejecen bien bajo choques térmicos.

El traspaso a través de la pared hacia la caldera se sella con lana mineral y masilla elástica permanente (no acrílica). En el lugar del traspaso, la tubería no debe estar fijada de manera rígida – debe tener posibilidad de dilatación térmica (aproximadamente 1,2 mm/m de tubería para Δt = 100 °C en cobre).

Instalación de la unidad de bomba y del vaso de expansión

La unidad de bomba es el corazón del sistema. Incluye una bomba circuladora, regulador de flujo (medidor de flujo), válvula de seguridad, válvulas de bola para el servicio, desaireador y conexión para el vaso de expansión. En las unidades modernas, el regulador está integrado directamente en el cuerpo.

Un buen ejemplo de la práctica es la unidad solar de bomba IVAR.SOLAR K con regulación IVAR.SOLAR IMTDC. Se trata de una unidad compacta con regulación diferencial integrada, que controla la bomba en función de la diferencia de temperatura entre el captador y el depósito. El regulador IMTDC permite configurar los valores ΔT de encendido (típicamente 6–10 °C) y ΔT de apagado (típicamente 3–4 °C), lo que es la base del funcionamiento correcto del sistema.

Ubicación de la unidad de bomba

La unidad de bomba se coloca:

Siempre en la línea de retorno (lado frío desde la perspectiva del colector, lado caliente desde la perspectiva del acumulador) – de esta manera, la bomba no trabaja con las temperaturas más altas y tiene una mayor vida útil
Lo más cerca posible del acumulador, para que el circuito de retorno sea corto
En una posición fácilmente accesible para el servicio técnico – no detrás del acumulador, ni bajo el techo sin escalera
El eje de la bomba siempre en posición horizontal (las bombas de la serie con rotor mojado no están diseñadas para funcionar con eje vertical)

Vaso de expansión

El vaso de expansión es un elemento de seguridad – atrapa el volumen de líquido que se genera por la dilatación térmica de la mezcla de glicol-agua al calentarse. El volumen del vaso de expansión se calcula a partir del volumen del líquido del sistema (volumen de tuberías + volumen del intercambiador en el acumulador + volumen del colector) y la presión máxima de trabajo. Para un sistema habitual de 2 colectores con ~15–20 m de tuberías, el vaso de expansión suele ser de 8–12 litros.

La presión de precarga del nitrógeno en el vaso de expansión (se ajusta antes de llenar el sistema!) debe corresponder con la presión hidrostática de la columna de líquido desde el lugar de instalación del vaso hasta el punto más alto del sistema (colectores). Cálculo sencillo: altura h [m] × 0,1 = presión [bar]. Si la altura desde el vaso hasta el colector es de 8 m, la presión de precarga es 0,8 bar. En la práctica se redondea hacia arriba a 1,0 bar y se añade una reserva de seguridad de 0,2–0,3 bar, por lo tanto, la presión de precarga = 1,0–1,1 bar.

Conexión al acumulador – intercambiador solar y circuito secundario

El acumulador para un sistema solar se diferencia de un termo habitual en que tiene un segundo intercambiador de calor (serpentina o intercambiador de carcasa) en la parte inferior del depósito. Este intercambiador establece la conexión entre el circuito primario solar (glicol) y el circuito secundario (agua potable). Ambos circuitos están hidráulicamente separados – el glicol nunca se mezcla con el agua potable.

El montaje es sencillo, pero el orden de las conexiones es importante:

La salida (medio caliente del colector) va al entrada inferior del intercambiador del acumulador – es decir, el medio caliente entra por abajo hacia arriba y calienta el agua del acumulador desde abajo
El retorno (medio enfriado) sale del salida superior del intercambiador de vuelta a la unidad de bomba (línea de retorno)

Este principio de contracorriente (medio caliente por abajo, medio frío por arriba) maximiza la eficacia del intercambio térmico.

Sensores de temperatura – el posicionamiento correcto es la base de la regulación

La regulación solar compara la temperatura en el colector (T1) con la temperatura en el acumulador (T2). Sin un sensor correctamente posicionado y funcional, el sistema no sabe cuándo encender o apagar la bomba. El sensor del colector (T1) se coloca normalmente en un pozo soldado al absorbedor del colector – esta posición es específica para cada tipo de colector y está determinada por el fabricante.

El sensor del acumulador (T2) se coloca en un pozo del acumulador. La altura correcta es la tercera parte inferior del acumulador, para que la regulación reaccione a la temperatura real del agua fría (no a la capa caliente de arriba). Para este fin son adecuados, por ejemplo, sensor de temperatura para pozo 180 °C; cable 2 m o para aplicaciones menos exigentes sensor para pozo – cable PVC 4 m; 95 °C. Al elegir el sensor del acumulador, prestar atención: un sensor con temperatura máxima de 95 °C es adecuado solo para el acumulador, no para el colector (en el colector, las temperaturas en situación de estancamiento superan los 150 °C).

El cable del sensor T1 (colector) sigue la misma trayectoria que la tubería solar – al utilizar tubería doble aislada con cable integrado, el cable del sensor está integrado y protegido por el aislamiento. El cable del sensor T2 (acumulador) es corto y va directamente al regulador en la unidad de bomba.

Abastecimiento, purga de aire y prueba de presión

Esta es la fase en la que se suele detectar la mayoría de los problemas – y si se realiza incorrectamente, los problemas aparecerán incluso una temporada más tarde. El procedimiento es el siguiente:

Preparación de la mezcla de glicol

El circuito primario se llena con una mezcla de glicol de propileno y agua (nunca de etilenglicol, que es tóxico y no es adecuado para sistemas solares con posibilidad de mezclarse con agua potable). La proporción depende del grado de protección contra el frío que se desee:

40 % glicol / 60 % agua → protección hasta -25 °C (invierno típico en Eslovaquia)
50 % glicol / 50 % agua → protección hasta -35 °C (zonas montañosas)

La mezcla se prepara con anterioridad en un recipiente. Nunca se llena el sistema con agua pura – en caso de una estancamiento no planificado, el agua se evaporaría y el sistema de tuberías estaría expuesto a temperaturas que el agua no soportaría.

Dispositivo de abastecimiento

Para llenar el sistema solar se utiliza una bomba de presión de membrana (manual o eléctrica) con manómetro. Procedimiento:

Cerrar todos los válvulas de purga y grifos de drenaje
Conectar la bomba al grifo de llenado (normalmente en la parte inferior de la unidad de la bomba)
Abrir la válvula de bola en la salida de la unidad de la bomba hacia el colector
Bombea lentamente – se llena el sistema desde abajo hacia arriba para que el aire pueda salir hasta el punto más alto (el colector)
En el punto más alto (normalmente en el colector o en la válvula de purga cerca del colector) abrir progresivamente la purga – hasta que salga líquido sin burbujas
Prueba de presión: inflar el sistema a 1,5× la presión de trabajo (por ejemplo, si la presión de trabajo es 3 bar, la prueba es a 4,5 bar), dejar pasar 30 minutos – la presión no debe caer
Reducir la presión a la presión de trabajo (normalmente 2,5–3 bar a frío)

El aire en el sistema es la causa más frecuente de un flujo débil o desigual tras el arranque. Si tras el llenado la bomba funciona, pero el flujo es bajo o nulo, con gran probabilidad se trata de un bolsillo de aire en el sistema. Más información al respecto en el artículo Bomba solar atascada o con flujo débil – causas y soluciones.

Primer arranque y configuración del regulador

Tras el llenado y la prueba de presión sigue el primer arranque. Es el momento en el que se comprueba si todo funciona correctamente:

Encienda manualmente la unidad de la bomba (bypass del regulador) y observe el flujo en el medidor de flujo – con una dimensión correcta, debería ser de 60–120 l/hora para un sistema de 2 colectores
Regule el flujo con la válvula de estrangulamiento en la unidad de la bomba – un flujo demasiado alto reduce la temperatura de salida, un flujo demasiado bajo aumenta la temperatura, pero reduce la cantidad de calor cedido
Configure los parámetros del regulador: ΔT de arranque 6–8 °C, ΔT de parada 3–4 °C, temperatura máxima del depósito 60–65 °C (para prevenir legionella, es necesario calentar al menos una vez al mes a 65 °C)
Compruebe todas las uniones en busca de fugas – tras el calentamiento del sistema el primer día soleado, las uniones pueden moverse ligeramente

Conexión eléctrica del regulador y sensores

La conexión eléctrica debe realizarse según las instrucciones del fabricante del regulador. Normas básicas:

El regulador se alimenta con 230 V/50 Hz – fase, neutro, conductor de protección (PE)
La bomba está conectada a través del relé del regulador – nunca directamente a la red
Los cables de los sensores son de baja tensión (normalmente termistor NTC, resistencia 10 kΩ a 25 °C) – se deben separar de los cables de alta tensión, la longitud máxima del cable del sensor suele ser de 30 m sin amplificador
El cable del sensor del colector no debe ir en la misma canalización que las tuberías de alta tensión – el calor de las tuberías podría dañar el cable
Todas las conexiones en el entorno exterior deben tener un grado de protección mínimo IP54

Errores típicos en la práctica – de qué evitar

Tras años de instalaciones, ciertos errores se repiten con frecuencia. Estos son los más comunes:

Válvula de seguridad orientada incorrectamente – la válvula de seguridad en el circuito primario debe ser capaz de evacuar el líquido. Si el tubo de salida de la válvula de seguridad está dirigido hacia abajo y tapado, al abrirse podría ocurrir una expulsión peligrosa de glicol caliente.
Sensor del depósito colocado demasiado alto – el sensor mide la temperatura de la capa superior caliente y el regulador "piensa" que el depósito está caliente, aunque la mayor parte del agua aún esté fría. El sistema se apaga casi inmediatamente y el rendimiento energético es bajo.
Presión de prellenado incorrecta en el vaso de expansión – si la presión de prellenado es demasiado baja, la membrana en el vaso está constantemente comprimida y el vaso cumple su función solo parcialmente. Durante la expansión térmica, la válvula de seguridad se abre antes de lo debido y el sistema pierde líquido.
Aislamiento de tuberías cortado en los tramos – en los puntos donde las tuberías atraviesan estructuras, el aislamiento se corta o se comprime con frecuencia. En estos puntos se condensa la humedad y se produce corrosión.
Conexión en serie de 3 o más colectores – al conectar en serie tres o más colectores, la diferencia de temperatura entre el primer y el último colector es demasiado grande, lo que reduce el rendimiento general. Se recomienda un máximo de 2 colectores por serie.
Depósito sin ánodo magnético – el depósito solar trabaja a temperaturas más altas que un termo eléctrico normal. Sin un ánodo funcional, su vida útil se reduce drásticamente. El ánodo debe revisarse cada 2 años.

Comprobación final y entrega del sistema

Antes de entregar el sistema al cliente, rellene un protocolo de entrega, en el que anote:

Presión del sistema a frío (por ejemplo, 2,5 bar)
Presión de prellenado del vaso de expansión (por ejemplo, 1,1 bar)
Tipo y concentración de la mezcla antifriz (por ejemplo, glicol de propileno 40 %, protección hasta -25 °C)
Configuración del regulador (ΔT de arranque, ΔT de parada, temperatura máxima del depósito)
Flujo ajustado (l/hora)
Números de serie de la unidad de la bomba, del depósito y de los colectores
Fecha de instalación y fecha de la primera revisión planificada

El cliente debe ser informado sobre cómo funciona el sistema, cómo distinguir entre un estado normal y una avería, y cuándo llamar al servicio técnico. Una lectura complementaria útil para el cliente es el artículo Mantenimiento y servicio técnico del sistema solar – qué revisar cada año.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Necesito permiso de construcción para instalar un sistema solar?

En la mayoría de los casos no. La instalación de colectores solares en una casa unifamiliar, según la ley de construcción eslovaca (ley número 50/1976 Zb. en la versión actualizada), se considera una construcción notificada o incluso no requiere notificación, siempre que los colectores no superen el área del tejado, no modifiquen su forma y estén colocados de acuerdo con el plan urbanístico. Las condiciones concretas pueden variar según el municipio y la ubicación (zona protegida). Antes de comenzar la instalación, siempre consulte con la oficina municipal de construcción.

¿Cuánto tiempo dura la instalación de un sistema solar en una casa unifamiliar?

Una pareja experimentada de instaladores puede instalar un sistema de 2 colectores con un depósito sencillo en 1–2 días laborales. Primer día: fijación de los colectores, instalación de tuberías, colocación del depósito y unidad de la bomba. Segundo día: conexión eléctrica, llenado, prueba de presión, ajuste y arranque. Rutas de tuberías más complejas, mayor número de colectores o reconstrucción de una caldera existente pueden prolongar el tiempo.

¿Qué ocurre con el sistema solar en invierno, cuando hay heladas?

Un sistema correctamente dimensionado y llenado con una mezcla de glicol de propileno y agua (mínimo 40 % de glicol) soporta sin problemas los inviernos típicos en Eslovaquia. Los colectores no son sensibles al frío – su cubierta de vidrio resiste los esfuerzos mecánicos. Solo hay problemas si el sistema pierde líquido (por ejemplo, por una fuga) y queda solo aire y restos de agua. Por eso es importante revisar anualmente la presión y la concentración del glicol.

¿Puedo conectar el sistema solar también al calefacción, no solo al agua caliente?

Sí, pero es una instalación mucho más compleja. Un sistema solar para apoyo de calefacción requiere un mayor número de colectores (mínimo 6–10 m²), un depósito combinado grande (tanque de almacenamiento 500–1 000 l), una conexión hidráulica adecuada con la fuente de calor (caldera, bomba de calor) y un regulador más inteligente. Esta aplicación tiene sentido principalmente en casas bien aisladas con calefacción por suelo radiante (baja temperatura de entrega del calor). Más información en el artículo Cómo elegir un sistema solar para agua caliente en una casa unifamiliar.

¿Cuánto tiempo dura la mezcla antifriz en el sistema solar?

El glicol de propileno se degrada debido a altas temperaturas y a la oxidación. En los sistemas solares, donde las temperaturas en caso de estancamiento alcanzan los 150–180 °C, la mezcla debería ser controlada cada 2 años y sustituida cada 4–6 años, o antes si el pH baja por debajo de 7 (la mezcla se vuelve ácida y comienza a corroer las piezas metálicas). El control se realiza con un refractómetro (medición de concentración = resistencia al frío) y una prueba de pH con papel de tornasol. Más información sobre este tema en el artículo Mantenimiento y servicio técnico del sistema solar – qué controlar cada año.

¿Hay diferencia entre el colector plano y el colector tubular en cuanto a la instalación?

Sí. Los colectores planos se instalan como un todo compacto – son más pesados y voluminosos, pero más sencillos de conectar hidráulicamente (conexión en los lados laterales). Los colectores tubulares de vacío se instalan por tubos – el marco es relativamente ligero, los tubos se insertan por separado, lo que facilita la manipulación en el tejado, pero la conexión en sí puede ser más compleja. En el caso de un colector plano como el IVAR.SOLAR 210 M5, el procedimiento de instalación está estandarizado y la mayoría de los instaladores tiene más experiencia con él. Una comparación de ambos tipos la encontrarás en el artículo Colector solar plano vs. tubular – comparación de tipos para condiciones eslovacas.

Conclusión

La instalación de un sistema solar es una tarea técnicamente exigente que requiere preparación, materiales adecuados y el cumplimiento de un procedimiento preciso. Cada fase – desde el anclaje de los colectores en el tejado, pasando por el tendido de tuberías aisladas, la instalación de la unidad de bomba, el posicionamiento correcto de los sensores, hasta el llenado y ajuste del regulador – tiene sus propias normas y errores frecuentes. Una buena noticia es que si el sistema está bien diseñado e instalado, funcionará de forma fiable durante décadas con mínimos requisitos de mantenimiento. El primer control anual tras la temporada te mostrará si todo está en orden – y desde ese momento los colectores solares trabajarán en silencio y de forma fiable, haciendo exactamente lo que deben: transformar la radiación solar en agua caliente.

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