Existem dois grupos de sistemas solares térmicos para aquecimento de águas sanitárias:

•                 Termossifão, em que o depósito é instalado no exterior acima dos coletores solares;
•                 Circulação forçada, em que o depósito fica afastado e normalmente num nível inferior ao dos coletores;

Os sistemas termossifão são muito simples, sendo vendidos na sua maioria como um conjunto pronto a instalar. Os que funcionam em circulação forçada também podem ser vendidos em kit pré-definido mas um bom instalador prefere comprar os componentes individuais e adaptar o conjunto às necessidades do consumidor que o irá utilizar.

Uma instalação solar térmica em circulação forçada é constituída por:

• Coletores solares térmicos: captam a energia do sol e transferem-na para o fluido intermédio que irá aquecer a água no depósito. Os mais utilizados para usos domésticos são os coletores solares planos, com tratamento seletivo do absorsor, mas existem também os coletores de tubos de vácuo. Devem ser instalados orientados a sul e com uma inclinação ajustada à altura do ano em que mais necessitam de captar energia. Se necessitar de mais energia no verão, poderá instalá-lo num ângulo mais baixo, mas se necessitar de mais energia no inverno, deverá ficar mais na vertical. Se necessitar de energia durante todo o ano, ficará com uma inclinação próxima à da latitude do local.

• Estrutura de suporte: quer sejam instalados num telhado, num terraço ou no chão, os coletores necessitam de uma estrutura rígida e resistente não só ao peso dos coletores mas essencialmente às cargas que se irão produzir em dias de vento. Se ficar instalada numa zona costeira, o material deverá ser resistente à corrosão.

• Acumulador: a energia captada pelos coletores não é usada de imediato, devendo ser guardada para posterior utilização. É no acumulador (depósito) que a água será mantida quente até ser necessária. O acumulador deve ser alto e estreito para fomentar a estratificação de temperaturas e deve ser bem isolado termicamente para evitar perdas de energia. Podem ser utilizados apenas para guardar a água aquecida pelo sol ou podem ser usados para combinar o aquecimento solar com o sistema de apoio como seja uma resistência elétrica ou uma caldeira ou bomba de calor. Existem ainda acumuladores combinados, que permitem retirar energia também para o aquecimento central.

• Grupo de circulação: composto por bomba de circulação, regulador de caudal, termómetros, válvulas de corte, separador de ar, válvula de segurança com manómetro e ligação para o vaso de expansão. Na figura temos um grupo de circulação de duas linhas, com separador de ar no retorno. Existem grupos de circulação de apenas uma linha, mas recomendamos a existência de um separador de ar.

• Vaso de expansão: vai absorver as dilatações da água e compensar a contração da mesma durante a noite. Deve ser dimensionado de maneira a que tenha capacidade de absorver não só a dilatação causada pelo aumento de temperatura mas também a vaporização que poderá existir nos coletores. A sua pressão deverá ser verificada e corrigida durante as operações de manutenção regulares.

• Controlador diferencial: irá medir constantemente a diferença de temperaturas entre os coletores e o acumulador. Sempre que essa diferença o justificar, irá colocar a bomba circuladora em funcionamento para transferir a energia dos coletores para o depósito. Pode ainda controlar o sistema de apoio, temperaturas máximas e de segurança, arrefecimento noturno e modo de férias, entre outros.

• Fluido solar: é uma mistura entre um fluido anti-congelante não tóxico e água. A proporção de anti-congelante diluído na água é variável consoante as temperaturas mínimas exteriores na região da instalação. É sensível a temperaturas elevadas, pelo que deverá ser monitorizado anualmente e substituído sempre que a sua acidez o justifique.

• Tubagem: metálica, em cobre ou inox no caso do primário (entre os coletores e o acumulador). As tubagens plásticas ou multi-camada não são adequadas devido às temperaturas elevadas que podem existir nestas instalações. Os coletores solares térmicos já têm temperaturas de estagnação superiores a 200ºC! Para circuito de fornecimento de água sanitária, a tubagem deverá ser adequada para fins sanitários e resistir a temperaturas até 70ºC à pressão de fornecimento da rede pública.

• Isolamento térmico: a tubagem irá percorrer vários metros entre os coletores e o acumulador, transportando um fluido quente. Para evitar perdas de temperatura (energia), todo o percurso da tubagem, incluindo acessórios, deverá ser isolado termicamente. O isolamento deverá ser adequado para as temperaturas que irão existir no circuito e, no exterior, deverá possuir proteção UV para evitar a sua deterioração pelos raios solares. O isolamento da figura anexa não é indicado para instalação no exterior.

• Misturadora termostática: para evitar queimaduras e para permitir uma melhor gestão da água quente, à saída do acumulador deverá ser instalada uma válvula misturadora termostática. Estas válvulas recebem água quente e água fria, misturando-as para dar uma temperatura estável e controlada.

• Purgador de ar: deve ser instalado na parte mais elevada do circuito para permitir a saída do ar da instalação. Após o arranque da instalação irá ficar fechado ou será mesmo retirado, sendo colocado apenas durante as operações de manutenção. Caso fique aberto, existe o risco de sair vapor de água pelo purgador (não distingue ar de vapor de água) e baixar a pressão no circuito primário.