AGUA SANITARIA CALIENTE (ENERGIA SOLAR TERMICA)

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ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS UNIVERSIDAD DE SEVILLA PROYECTO FIN DE CARRERA DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS. AUTOR: D. Juan Ramón de la Cuesta Corado TUTOR: D. Luis Pérez-Lombard Martín de Oliva

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ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS

UNIVERSIDAD DE SEVILLA

PROYECTO FIN DE CARRERA

DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE

AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE

VIVIENDAS.

AUTOR: D. Juan Ramón de la Cuesta Corado

TUTOR: D. Luis Pérez-Lombard Martín de Oliva

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ÍNDICE

ANTECEDENTES ……….……………………………………………………… iii

OBJETIVOS ……………….……………………………………………………. iii

ALCANCE. ……………….……………………………………………………… iii

CONTENIDO ………….……………………………………………………..…. iii

BIBLIOGRAFÍA ……………………………………………………………...… iv

PARTE I. DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA

I.1. LA ENERGÍA ……………………………………………………………….. 2

I.1.1. Introducción

I.1.2. Energías disponibles

I.2. LA ENERGÍA SOLAR ……………………………………………………… 4

I.2.1. Introducción.

I.2.2. Sistemas activos.

I.3. LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA …………….…………………………… 6

I.3.1. Introducción

I.3.2. Sistemas de baja temperatura.

I.4. LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA PARA A.C.S. ………………………… 8

I.4.1. Introducción

I.4.2. Instalaciones

I.4.3. Sistemas y Equipos

I.4.4 Captadores

I.4.5. Acumulación e intercambio

I.4.6. Sistema hidráulico

I.4.7. Regulación y control

PARTE II. METODOLOGÍA DE DISEÑO, SELECCIÓN Y CÁLCULO DE INSTALACIONES Y EQUIPOS

II.1. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO ............................................................... 19

II.1.1. Objeto del proyecto

II.1.2. Normativa aplicable

II.1.3. Esquema de principio

II.1.4. Tipo de captador

II.1.5. Volumen de acumulación

II.1.6. Superficie de captación

II.1.7. Captadores

II.1.8. Estructuras

II.1.9. Acumulador e intercambio

II.1.10. Circuito primario

II.1.11. Circuito secundario

II.1.12. Electricidad y control

II.2. ANEXO: CÁLCULO DE LA SUPERFICIE DE CAPTACIÓN ……..…….. 32

II.2.1. Introducción

II.2.2. Métodos de simulación

II.2.3. Métodos de cálculo simplificados (F-CHART)

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PARTE III. “PROYECTO DE INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA EN UN EDIFICIO DE VIVIENDAS EN GINES (SEVILLA).”

III.1. MEMORIA …………………………………………………..........……….. 37

III.1.1. Objeto del proyecto

III.1.2. Normativa aplicable

III.1.3. Esquema de principio

III.1.4. Tipo de captador

III.1.5. Volumen de acumulación

III.1.6. Superficie de captación

III.1.7. Captadores

III.1.8. Estructuras

III.1.9. Acumulador e intercambio

III.1.10. Circuito primario

III.1.11. Circuito secundario

III.1.12. Electricidad y control

III.2. PLIEGO DE CONDICIONES ……………………….........……………… 65

III.2.1. Disposiciones preliminares

III.2.2. Condiciones de materiales y equipos

III.2.3. Puesta en marcha de las instalaciones

III.3. PRESUPUESTO ………..………………………………………………… 70

III.3.1. Precios unitarios

III.3.2. Presupuesto

III.4. PLANOS ………………………………………………………………….. 75

III.4.1. Localización

III.4.2. Planta y Alzado

III.4.3. Esquema de principio

III.4.4. Esquema de detalle

III.4.5. Esquema de estructuras

III.4.6. Esquema de captación en cubierta bloque 4

III.4.7. Esquema de captación en cubierta bloque 3

III.4.8. Esquema de distribución en planta tipo

III.4.9. Esquema de distribución en planta primera

III.4.10. Esquema de distribución en planta baja

III.4.11. Esquema hidráulico de captación

III.4.12. Esquema hidráulico de distribución

III.4.13. Esquema eléctrico y de control

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ANTECEDENTES

El mercado de la energía solar irrumpió en España con fuerza en la década de los 80, sin embargo, su desarrollo no fue el esperado, pues un gran número de estaciones construidas en esa época se encuentran fuera de servicio debido a un incorrecto diseño. En estos días se ha producido un nuevo impuso de la energía solar, pero en esta ocasión parece ser que se está produciendo un desarrollo apropiado para el diseño, construcción y mantenimiento de estas instalaciones. Este proyecto surge de la necesidad de calcular de forma metódica y sencilla, instalaciones solares térmicas para la edificación.

OBJETIVOS El objeto de este Proyecto Fin de Carrera es la obtención de una guía de cálculo para este tipo de instalaciones. Esta guía viene apoyada por un ejemplo de aplicación práctica. Se prevé también el cumplimiento de nuevos códigos que han surgido o se han renovado como consecuencia de este nuevo impulso, como es el caso del Código Técnico de la Edificación y el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE).

ALCANCE

Esta guía comprende el dimensionado de instalaciones solares activas térmicas de baja temperatura para la producción de agua caliente sanitaria en viviendas multifamiliares. Así mismo, el desarrollo de esta guía sería similar para otras aplicaciones como hoteles, residencias, hospitales, escuelas, talleres, gimnasios, lavanderías, restaurantes, cafeterías, etc.

CONTENIDO El texto se divide en tres partes:

- Parte I. Tras una breve introducción al contexto tecnológico solar, se describen las instalaciones solares térmicas para agua caliente sanitaria.

- Parte II. Se tipifica una metodología a seguir para su aplicación a proyectos reales, y se

anexa un método de cálculo para la superficie de captación óptima.

- Parte III. Es un proyecto de ingeniería realista en el que se emplean los conocimientos adquiridos en el apartado anterior.

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BIBLIOGRAFÍA

Textos de referencia

[1] Energía Solar Térmica en la Edificación. Fernández, J.; Gallardo, V. AMV Ediciones

[2] Sistemas Solares Térmicos. Diseño e Instalación. F. A. Peuser; K.-H. Remmers; M.

Schnauss. Progensa - Solarpraxis

[3] Electricidad Solar Fotovoltaica - Vol. I : Sobre El Papel De La Energía En La

Historia.Lorenzo, E. Progensa - Solarpraxis.

[4] Fotovoltaica para Profesionales. F. Antony , C. Dürschner , K. Remmers, E Progensa

[5] Instalaciones Solares Térmicas : Manual para Uso de Instaladores, Fabricantes,

Proyectistas e Ingenieros, Instituciones de enseñanza y de Investigación. G. López,

Bernd-Rainer K., Bernhard Weyre-Borchert. SODEAN

[6] La Energía Solar, Aplicaciones Prácticas. CENSOLAR – PROGENSA..

[7] Curso de Instalador de Sistemas de Energía Solar Térmica. Centro de Tecnología

Educativa.

Catálogos comerciales

[8] Catálogo de Lapesa en http://www.lapesa.es/

[9] Catálogo de Wilo en http://www.wilo.es/

[10] Catálogo de Ibaiondo en http://www.ibaiondo.com/

[11] Manual Técnico de Termicol en http://www.termicol.es/

[12] Manual de Instalación de Isofotón en http://www.isofoton.com/

[13] Manual Técnico de Salvador Escoda en http://www.salvadorescoda.com/

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Proyectos fin de carrera

Todos los proyectos fin de carrera han sido obtenidos de la base de datos electrónica de la

Biblioteca de la Escuela Superior de Ingenieros de Sevilla:

http://bibpc03.us.es/BIBcgi/proyectos/busqproy.html

[14] “Diseño de Equipo Solar Térmico para Vivienda Unifamiliar.” L. Martínez

[15] “Optimización De La Deshidratación de Fangos Mediante Calentamiento Con

Energía Solar.” L. M. Oterino.

[16] “Estudio Paramétrico de Instalaciones de Energía Solar para Producción de Agua

Caliente Sanitaria.” J.D. Carrero

[17] “Estudio de Viabilidad Técnico Económico y Proyecto De Ejecución de Instalación

Centralizada de Producción y Almacenamiento de A.C.S. mediante Energía Solar

Térmica en Residencia Geriátrica en Régimen de Venta de Energía” V. Moñino

Proyectos

[18] “Proyecto Básico y Proyecto de Ejecución de 218 Viviendas.”

Promotor: Emvisesa

Autores: J.C. Cordero / C. Albalá

[19] “Instalación de Energía Solar para Proyecto de Ejecución de Residencia para

Estudiantes, Profesores y PAS en la Parcela Heliópolis de La Universidad De Sevilla,

Sevilla.”

Promotor: Viturse SL

Autores: J. Izquierdo / J. A. García / E. Murillo

Referencias Web

[20] http://www.censolar.edu/fchart.htm

[21] http://www.agenciaandaluzadelaenergia.es

[22] http://www.iea.org/

[23] http://www.codigotecnico.org/

[24] http://www.termicol.es/

[25] http://www.ez2c.de/ml/solar_land_area/

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PARTE I

DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS

PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA

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I.1. LA ENERGÍA I.1.1. INTRODUCCIÓN. La vida es un proceso continuo de conversión y transformación de energía. Los logros de la civilización se han basado en gran medida en la capacidad para acceder a diferentes tipos de energía desarrollando las técnicas para un aprovechamiento y transformación cada vez más eficientes. La energía resulta indispensable para el desarrollo de la humanidad y el crecimiento económico. La disponibilidad de energía de características adecuadas y a precios asequibles es esencial para la reubicación de la pobreza, incrementar el bienestar y elevar los niveles de vida en el mundo. Pero la producción, transformación y uso energía genera siempre subproductos y emisiones indeseables, aunque sea como mínimo en forma de disipación de calor, pues la energía sólo se transforma, no se crea ni se destruye. Además, numerosos estudios demuestran que el paradigma energético actual no es capaz de mantener un abastecimiento indefinido. Multitud de organismos internacionales trabajan para minimizar estos problemas, sobre todo desde el punto de vista de su generación. Hasta finales de siglo XVIII, el mundo vivió en la llamada “Era de la Madera”, pues ésta era la principal fuente energética utilizada. A llegar al siglo XIX, la invención de la máquina de vapor hace que el carbón sustituya a la madera como combustible y se entra en la “Era del Carbón”, que durará hasta principios del siglo XX. En este momento, una nueva fuente energética hace su aparición en escena, el petróleo, que inició una rápida carrera ascendente.

Figura 1. Evolución histórica del consumo de energía en uno de los escenarios de

evolución que supone la previsión más optimista para el medio ambiente según [22]. A mediados del siglo XX el consumo de petróleo aumentó vertiginosamente, superando al carbón y entrando la Humanidad en la “Era del Petróleo”. Toda esta situación se truncó en el año 1973, cuando los países productores de petróleo decidieron aumentar enormemente el precio del crudo. Desde entonces, el mundo empezó a pensar en otras energías alternativas provenientes de ciclos naturales, evitando el problema de depender de reservas energéticas no renovables a corto plazo. Entre ellas, la energía solar se plantea como una solución óptima. Esta nueva situación quizá sea la más propicia para que la Humanidad termine de una manera definitiva con el problema y, al fin, dar paso a la que probablemente será definida en el futuro como la “Era Solar”.

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I.1.2. ENERGÍAS DISPONIBLES. El por qué elegir este tipo de energía alternativa como principal, es debido a que, en realidad, todos los tipos de energía utilizables provienen directa o indirectamente del Sol, así que la forma más asequible de obtener su energía es captar la radiación que incide en la Tierra. De hecho, muchas de las energías conocidas hoy, tales como la biomasa, los combustible fósiles, la hidráulica y la eólica, vienen en parte derivadas de la energía radiante del Sol. Las alternativas serían:

La energía fósil es la que se obtiene de la combustión de ciertas sustancias (carbón, petróleo y gas natural) que se produjeron en el subsuelo a partir de la acumulación de grandes cantidades de residuos orgánicos, hace millones de años.

La energía nuclear se obtiene de la modificación de los núcleos de algunos átomos, transformando su masa en energía. Por tanto, no involucra combustión, pero sí produce otros subproductos agresivos para el ambiente.

La energía geotérmica consiste en extraer calor del magma incandescente de la tierra por medio de vapor. Mediante procesos térmicos es posible generar electricidad, en las plantas llamadas geotérmicas. Nótese que el aprovechamiento de la energía geotérmica no implica combustión alguna.

La energía de la biomasa es la forma más antigua de aprovechamiento de la energía solar, y proviene de la captación (bastante ineficiente) de la radiación solar como carbono fijo por medio de fotosíntesis. Principalmente, consiste en cultivar especies vegetales que pueden servir como combustible, aunque también podemos aprovechar como biomasa algunos residuos, tanto urbanos como ganaderos. Asimismo, mediante procesos biológicos, se pueden producir fermentaciones para obtener biocombustibles.

La energía hidráulica también deriva de la energía solar, pues es el Sol quien provee la fuerza impulsora al ciclo hidrológico. Se obtiene a partir de caídas de agua, artificiales o naturales. Así, si un río atraviesa un desnivel, es posible su explotación bien sea a caudal directo, bien mediante la construcción de la presa y embalse el agua. Además, estos embalses pueden servir como acumuladores de energía sobrante mediante bombeo.

La energía eólica viene derivada de la solar porque los movimientos de la atmósfera se deben, aparte del efecto de rotación y atracción lunar, al calentamiento causado por la radiación solar. La utilización racional de este tipo energía se lleva a cabo con aerogeneradores o molinos de viento.

A su vez, existen otras energías que intentan aprovechar la energía proveniente de los mares y océanos. Éstas son, la energía undimotriz (energía de las olas), la mareomotriz (energía las mareas), OTEC (diferencia temperatura oceánica) y la energía azul (diferencia de concentración salina en desembocaduras).

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I.2. LA ENERGÍA SOLAR

I.2.1. INTRODUCCIÓN. La energía solar es la fuente de energía más abundante de la Tierra. Además de renovable, disponible y gratuita, está en cantidad muy superior a las necesidades energéticas de la población mundial. Durante el año, el sol arroja sobre la tierra cuatro mil veces más energía que la que vamos a consumir. Hoy en día utilizamos solo una pequeña parte de la enorme cantidad de energía que nos llega del sol, por lo que el camino a recorrer es todavía largo para poder aprovechar la energía solar a gran escala.

Figura 2. Los puntos indican el área de captación necesaria para cubrir la demanda energética global según se argumenta en [25].

Los sistemas solares se pueden clasificar en dos grupos:

Sistemas pasivos: Aprovechan el calor y la luz del sol sin necesidad de sistemas mecánicos ni aporte externo de energía. Incluye sistemas para el calentamiento de espacios, sistemas de calentamiento de agua basados en termosifón, invernaderos, el uso de materiales para suavizar las oscilaciones de la temperatura del aire y chimeneas solares para mejorar la ventilación natural. Las tecnologías solares pasivas ofrecen importantes ahorros, sobre todo en lo que respecta a la calefacción de espacios.

Sistemas activos: Permiten la captación y acumulación de calor, así como la generación de electricidad. La captación se realiza mediante módulos que pueden ser planos o con algún sistema de concentración de radiación. La mayoría de los módulos solares suelen situarse sobre soportes fijos, pero si se le añade un sistema de seguimiento solar aumentan su rendimiento, como es el caso de las centrales térmicas solares.

Figura 3. Ejemplos de arquitectura bioclimática.

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I.2.2. SISTEMAS ACTIVOS.

Existen tres tipos de aprovechamiento de la energía solar mediantes sistemas activos:

Energía solar fototérmica: Consiste en el aprovechamiento de la energía del Sol para producir calor que puede usarse para procesos industriales (destilación, secado, agua caliente de proceso…), hornos solares, cocinar alimentos, desinfectar y desalar agua, producir agua caliente para viviendas (ya sea agua caliente sanitaria o agua para calefacción y climatización) y para producción de energía mecánica, y a partir de ella, de energía eléctrica.

Energía solar fotovoltaica: Produce electricidad mediante placas de semiconductores que se excitan con la radiación solar. El acoplamiento en serie de varios de estos semiconductores permite alimentar a pequeños dispositivos electrónicos. A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna y ser utilizada para un uso aislado o ser inyectada en la red eléctrica.

Energía solar fotoquímica: Se refiere a una serie de procesos en que es posible aprovechar la energía solar para producir una reacción química en una forma similar a la fotosíntesis en las plantas, pero sin utilizar organismos vivos. Aún son procesos experimentales, pero ya existen algunos enfoques prometedores como es dividir el agua en sus componentes para obtener hidrógeno, un vector energético en desarrollo. También es posible utilizar la luz solar para conducir las reacciones químicas industriales sin necesidad de combustibles fósiles.

Energía solar híbrida: Que combina las anteriores con la combustión de biomasa y combustibles fósiles, la energía eólica o cualquier otra energía alternativa.

Figura 4. Usos de la energía solar: a) Paneles fotovoltaicos y fototérmicos; b) Aeronave Helios, propulsada por energía solar; c) Cocina solar; d) Reactor solar.

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I.3. LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

I.3.1. INTRODUCCIÓN. Una clasificación de este tipo de sistemas solares activos, puede ser en función del nivel de temperaturas de funcionamiento:

Sistemas de alta temperatura: Con temperaturas superiores a los 800ºC, mediante sistemas de receptor central (centrales de torre) y discos parabólicos, son utilizados en centrales termosolares. Las centrales de torre se caracterizan porque el sistema colector está compuesto por un grupo de concentradores individuales llamados helióstatos que dirigen la radiación solar concentrada hacia un receptor central, normalmente situado a una cierta altura en una torre. Los discos parabólicos se componen de un reflector con forma de paraboloide de revolución, un receptor situado en el foco de dicho paraboloide y un sistema de generación eléctrica compacto (motor o turbina más alternador), que suele formar un solo bloque con el receptor. La radiación solar concentrada por el paraboloide incide sobre el receptor, donde se convierte en energía térmica que permite generar electricidad en el sistema generador.

Figura 5: Central de torre y colectores de disco.

Sistemas de media temperatura: En este tipo de sistemas, el rango de temperatura máximo está cercano a los 300ºC. Están asociados a procesos industriales y se utilizan cilindros parabólicos, que están compuestos de un espejo cilindro-parabólico que refleja la radiación solar directa concentrándola sobre un tubo receptor colocado en la línea focal de la parábola. La radiación solar concentrada produce el calentamiento del fluido que circula por el interior del tubo receptor.

Sistemas de baja temperatura: El rango de temperatura de funcionamiento, se encuentra por debajo de los 90ºC. Este tipo de instalaciones utilizan colectores planos y se localizan en edificios de viviendas y del sector terciario, como hoteles y oficinas.

Figura 6: Colectores cilindro-parabólicos y colectores planos.

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I.3.2. SISTEMAS DE BAJA TEMPERATURA. Las aplicaciones más comunes de los sistemas solares activos térmicos de baja temperatura son:

Agua caliente sanitaria (ACS). Es el uso más extendido y se trata de calentar el agua que utilizamos para el uso doméstico: ducharnos, bañarnos, grifos de fregaderos, etc.

Agua de proceso para industria. Se utiliza para precalentar el agua a la entrada de calderas con combustibles fósiles. Es válido para muchos procesos industriales como generación de vapor, lavado, secado, destilación, esterilización, pasteurización, etc. Las industrias más adecuadas son la papelera, la alimentaria, la textil y la química.

Calefacción. Se puede utilizar el agua calentada para que circule por el sistema de calefacción o bien ceda calor a una piscina. Normalmente las instalaciones son mixtas, es decir, producen ACS y apoyo a la calefacción. Puede ser utilizado para la calefacción por suelo radiante, radiadores o fan-coils, dotando de un gran ahorro en el gasto de combustible de la vivienda.

Climatización. Tanto el sistema de refrigeración por compresión como el de absorción pueden ser adaptados para que funcionan con energía solar, pero el segundo no implica conversiones de un tipo de energía a otra así que se presenta como la solución más económica y eficiente. Esta aplicación es una de las más interesantes debido a que las demandas de refrigeración más altas del año coinciden con el momento de mayor insolación, justo al revés que la calefacción.

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I.4. ENERGÍA SOLAR TÉRMICA PARA A.C.S.

I.4.1. INTRODUCCIÓN. La instalación tradicional para generar el agua caliente sanitaria se basaba únicamente en hacer pasar el agua fría por un sistema tradicional de calentamiento (termo eléctrico, caldera, calentador modulante a gas…). Al incorporar el sistema de energía solar térmica, hacemos que una parte de la energía necesaria para el calentamiento sea la energía solar, convirtiendo el sistema tradicional de calentamiento en la energía de apoyo que garantiza la temperatura final del agua en caso de no contar con suficiente radiación solar.

Figura 7: Comparativa entre instalación tradicional e instalación solar

I.4.2. INSTALACIONES. En general, las instalaciones pueden ser clasificadas según el sistema de circulación (forzada y termosifón) y la configuración básica (centralizada y distribuida). Según el sistema de circulación, las instalaciones pueden ser clasificadas como:

Sistemas naturales (termosifón). La circulación en el circuito primario solar se efectúa

por convección natural. El fluido en el captador asciende a medida que se calienta a consecuencia de la radicación solar y, al alcanzar el acumulador colocado por encima del captador, transfiere su calor y vuelve enfriado hacia el captador. Funcionan sin bombas o controles, por ello, requieren un diseño y montaje muy cuidadoso que minimice las pérdidas de carga. Se tratan de sistemas prefabricados que suelen suministrar en una unidad completa que consta de uno o dos captadores, un acumulador y los accesorios correspondientes, con lo cual tienen un coste menor que otros equipos. Ellos directamente se regulan, en función de la radiación incidente, así que son equipos automáticos que no precisan de energía exterior.

Sistemas forzados. En estos sistemas, una bomba impulsa el agua a través de los captadores. Las bombas se activan en función de la temperatura que dispongamos en los acumuladores, con lo cual estos sistemas llevan un sistema de regulación, que hace que tengamos un control preciso del sistema. En función de la temperatura del depósito y de los captadores, el sistema de bombas entrará en funcionamiento. Debido a que no es necesario tener ubicados los acumuladores muy próximos a los captadores, se tiene una mejor integración arquitectónica del sistema. Por el contrario, este tipo de instalaciones tiene un mayor coste de montaje, funcionamiento y de mantenimiento. Hoy en día existen equipos integrados en los que el acumulador incorpora un sistema de impulsión-regulación, con lo que se ahorra espacio.

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Figura 8: Sistema forzado integrado y sistema natural por efecto termosifón Por su configuración podemos distinguir dos tipos principalmente:

Acumulación centralizada: En esta configuración, existe un campo solar, que calienta el fluido caloportador. Posteriormente, se transfiere la energía a un acumulador central mediante los intercambiadores. Desde este depósito central se distribuye a cada una de las viviendas mediante una red de distribución que se encuentra circulando en permanentemente en circuito de recirculación a fin de lograr que la temperatura disponible a la entrada de cada vivienda sea la máxima posible. En cada una de las viviendas, se dispone de un sistema de apoyo convencional. Al diseñar el circuito de distribución se han de tener en cuenta los coeficientes de simultaneidad de los consumos en las viviendas. El caudal de recirculación debe ser tal que la energía aportada a la red de distribución sea suficiente para compensar las pérdidas térmicas de la misma.

Acumulación distribuida: La variante consiste en disponer de un acumulador individual en cada vivienda. Este tipo de configuración se elige cuando se presentan problemas de espacio para ubicar un acumulador central o cuando se entienda que el usuario final va a valorar favorablemente el tener un acumulador en su propia vivienda. El calor generado por el campo de captadores se transfiere mediante un intercambiador al circuito de distribución, por el cual llega hasta los interacumuladores en cada vivienda. Este tipo de configuración resulta algo más cara que las descritas anteriormente, debido a que en los acumuladores individuales, las pérdidas resultan más elevadas, aunque esta configuración ofrece una seguridad frente a la legionelosis y bastante facilidad de manteniendo.

Figura 9: Acumulación centralizada y acumulación distribuida

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I.4.3. SISTEMAS Y EQUIPOS. Se puede considerar que, mediante una serie de sistemas que componen la instalación, se produce un juego de diferentes tipos de energía para conseguir que la energía del Sol se transforme en agua caliente.

El sistema de captación, compuesto de captadores solares, recibe la energía radiante y la transmite al fluido caloportador en forma de energía térmica, que es transportada hasta los elementos de intercambio y acumulación.

El sistema de acumulación es necesario debido a la existencia de un desfase horario entre la producción y el consumo de energía, con lo que dispondremos de un depósito encargado de acumular la energía térmica.

El sistema de circulación transforma la energía eléctrica en energía mecánica para

transportar el fluido de los captadores al acumulador a través de tuberías y accesorios mediante una bomba.

El sistema auxiliar conecta el depósito acumulador con el consumo y le aporta la

energía térmica necesaria para alcanzar la demanda energética deseada. Si se realiza mediante una caldera de gas, se hace mediante energía química y si se utiliza un termo eléctrico se utiliza energía eléctrica .

El sistema de control es el encargado de dosificar todas estas energías mediante

sondas, termostatos y relés.

Figura 10: Flujo de energía entre los sistemas y equipos de una instalación solar.

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I.4.4. CAPTADORES. El captador representa la fuerza motriz de la instalación. Todos los diseños tienen el objetivo común de convertir con el mayor rendimiento posible la radiación solar en calor, para después suministrar eficientemente éste al consumo. Los diseños de los captadores varían considerablemente en cuanto a calidad, rendimiento, construcción y coste. Características Las características generales que debe reunir un captador solar térmico son:

Resistente a las condiciones exteriores

Resistencia a temperaturas altas y bajas

Estable y duradero

Fácil de montar

Eficiente conversión de energía

Componentes

Un captador solar térmico, está formado por los siguientes elementos:

Placa absorbedora., Donde se produce la conversión de la radiación en energía interna del fluido en el interior de la placa absorbedora. Normalmente construida de metal cubierta de pintura o tratamiento negro que tenga una alta absortividad a la radiación solar. Si tiene una superficie selectiva, al mismo tiempo, posee una baja emisividad en longitudes de onda larga.

Cubierta transparente. Es donde se produce el efecto invernadero sobre la placa absorbedora, dejando pasar en su mayor parte (alta transmitancia) la radiación solar incidente e impidiendo la salida (baja transmitancia) de la radiación infrarroja.

Aislamiento térmico. Sirve para disminuir las pérdidas térmicas por la cara posterior y los laterales del captador.

Carcasa. Es la caja que contiene a todos los elementos del captador y sirve para protegerlo del exterior. Existe una gran variedad de tipos y materiales.

Junta de estanqueidad. Es un material elástico cuya función principal es mantener la estanqueidad del captador impidiendo la entrada de agua cuando hay lluvia.

Se diferencia los siguientes términos relativos a la superficie del captador:

Área total: es el área máxima proyectada por el captador completo.

Área de apertura: área proyectada máxima a través de la cual penetra la radiación.

Área del absorbedor: área máxima de la proyección del absorbedor (área útil).

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Tipos

Hay dos tipos de captadores principalmente:

Captador plano estándar. Es el tipo de captador más extendido porque tiene una estructura robusta y sencilla y una relación favorable entre el precio y el rendimiento.

Captador de tubos de vacío. Este tipo de captador está diseñado para reducir las pérdidas térmicas por conducción y convección entre el absorbedor y la cubierta de vidrio, eliminando en el aire. Son capaces de alcanzar temperaturas considerablemente superiores a las de los captadores planos y sus pérdidas térmicas son reducidas, pero tienen un coste superior.

Figura 11: Captador plano estándar y captador de tubos de vacío

Curva de rendimiento El principal parámetro que caracteriza la eficiencia de cualquier captador solar es la curva de rendimiento. En general, se define el rendimiento de un captador (η) como la relación entre el flujo energético que le llega (es decir, la radiación solar) y la energía útil que se transmite al fluido. Así, el rendimiento instantáneo de un captador varía en función de la insolación, la temperatura del agua que entra al captador, la temperatura ambiente, la temperatura de la placa y los materiales utilizados en la fabricación del captador. Por este motivo, se facilitan las curvas de rendimiento que permiten evaluar la variación de la eficiencia de cada captador en función de las condiciones anteriormente nombradas. A medida que crece la temperatura media o baja la temperatura ambiente, el rendimiento disminuye, ya que se emite más energía por parte del captador.

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I.4.5. ACUMULACIÓN E INTERCAMBIO. Los acumuladores cumplen la función de una batería que permite independizar el suministro de calor solar del consumo, puesto que el perfil temporal de la entrada de energía no sólo corresponderse con el consumo energético. El periodo el tiempo de acumulación varía entre unas pocas horas, días un caso del acumulador estacional, hasta meses, y depende en gran parte de la aplicación, y además, de la fracción solar deseada. Características Los requisitos que se le exige a un acumulador son los siguientes:

Alto poder específico del medio de acumulación

Pérdidas térmicas bajas

Buena estratificación de temperaturas

Vida útil mayor de 20 años

Bajos costes

Buenas propiedades higiénicas

Resistencia a la presión Tipos Hay varios tipos de acumuladores en el mercado:

Acumuladores de inercia. Se utilizan en grandes sistemas solares destinados al calentamiento de agua sanitaria o apoyo calefacción. Como requieren grandes volúmenes de acumulación, se suelen separar del medio de acumulación de agua sanitaria, por motivos de higiene. Tienen un coste reducido debido a que la presión de diseño es mucho menor y a que no necesitan revestimientos sanitarios.

Acumuladores de agua caliente sanitaria. Deben cumplir las normas de higiene exigidas por las normativas vigentes y debe ser resistente a la corrosión, dada la presencia de oxígeno en el agua potable

Figura 12: Acumuladores de ACS y acumulador de inercia

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Intercambio Los intercambiadores de calor sirven para transferir la energía térmica entre diferentes fluidos, sin contacto directo entre los mismos. Se utilizan en instalaciones donde se debe transferir el calor de la mezcla de agua y anticongelante del circuito primario al agua caliente sanitaria o al agua proveniente del acumulador de inercia. Los intercambiadores de calor pueden ser interiores y exteriores. Los intercambiadores interiores, se encuentran dentro del depósito de acumulación en forma de serpentín.

Figura 13: Intercambiador interior tipo serpentín y tipos de intercambiadores exteriores.

Legionelosis Los requisitos relativos a una mayor higiene con el agua sanitaria se cumplen mejor si se logra almacenar la menor cantidad de agua posible para evitar largos tiempos de retención. En caso de que se almacene agua sanitaria a temperaturas de 30° a 50 °C durante periodos de tiempo de mayor duración de un día, se deberá prestar especial atención a la higiene del agua, en vista de que los más altos índices de reproducción de las bacterias tiene lugar en ese rango de temperaturas como puede ser el caso de la legionella. La legionella pneumophilla es una bacteria que está presente en pequeñas cantidades por todo el agua y que podría reproducirse velozmente en el agua caliente si se dieran temperaturas favorables de unos 35°. Aunque esta bacteria no constituye ningún riesgo para los seres humanos en el sistema gastrointestinal, pueden introducirse en los pulmones a quedarse en forma de gotas diminutas, por ejemplo durante la ducha, y suelen provocar síntomas clínicos parecidos a la pulmonía, o incluso puede ser letal. Por lo tanto, las instalaciones de agua caliente sanitaria deben cumplir unos requisitos mínimos con el fin de prevenir la proliferación de esta bacteria. En el acumulador final, antes de la distribución hacia el consumo, se ha de asegurar que se alcance la temperatura de 60 grados.

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I.4.6. SISTEMA HIDRÁULICO.

El circuito hidráulico de una instalación solar está constituido por el conjunto de tuberías, bombas, válvulas y accesorios que se encargan de conectar los principales componentes de la instalación solar entre sí. El circuito primario de captación es el que trasporta el fluido de trabajo desde los captadores solares hasta la transferencia al acumulador. El circuito secundario de distribución es el que transporta agua sanitaria a la vivienda. Sus componentes son: Tuberías Para la selección del material utilizado en las tuberías se han de considerar los siguientes aspectos:

Compatibilidad con el tipo de fluido empleado

Comportamiento dentro de los rangos de presiones

Temperaturas de trabajos

Resistencia frente a la corrosión

Estabilidad respecto a tensiones mecánicas y térmicas

Facilidad de instalación

Durabilidad

Las tuberías que contienen agua caliente destinada al consumo humano han de ser de cobre, de acero inoxidable o de material plástico de calidad alimentaria. En caso de transportar otros fluidos utilizados en las instalaciones solares se emplea normalmente cobre, acero inoxidable o acero negro. Aislamiento Las tuberías se han de aislar adecuadamente para reducir las pérdidas térmicas a través de las mismas. Entre las propiedades que se han de solicitar al aislante seleccionado destacan:

Bajo coeficiente de conductividad térmica

Adecuado comportamiento frente al fuego

Buena resistencia al envejecimiento, putrefacción y otros materiales

Estar constituido por materiales libres de elementos nocivos para el medioambiente

Bajo coste Los materiales habitualmente empelados son las espumas elastoméricas. Bomba Una bomba de circulación es el dispositivo electromecánico encargado de hacer circular el fluido de trabajo a través del circuito hidráulico. Es uno de los componentes principales del circuito hidráulico de una instalación solar de circulación forzada. Los parámetros fundamentales a considerar en el proceso de selección de la bomba a emplear en una instalación son el caudal de circulación y la diferencia de presiones que ha de superar.

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Vaso de expansión El vaso de expansión se utiliza para absorber las dilataciones y contracción que experimente el fluido contenido en un circuito cerrado con las variaciones de temperatura. Mediante la utilización de este elemento se evita la pérdida de fluido que tendría lugar al activarse la válvula de seguridad al alcanzarse presiones elevadas en el circuito durante los periodos de alta radiación solar. Consisten en depósitos metálicos dividíos en el interior en dos partes a través de una membrana elástica impermeable. Cada una de las parte contiene un fluido diferente: aire o gas inerte a la presión de trabajo, situado por debajo de la membrana y el fluido de trabajo o líquido caloportador térmico, situado por encima de la membrana, que penetra en el vaso de expansión al aumentar su temperatura y presión.

Sistema de purga, llenado y vaciado En una instalación solar es el dispositivo o conjunto de elementos que se encarga de extraer el aire contenido en el circuito solar tanto durante el proceso e llenado como durante el funcionamiento habitual de la instalación. Los sistemas de purga deben ser resistentes a temperaturas elevadas ya que en los puntos más altos de la instalación pueden llegar a estar expuestos a temperaturas en torno a 150º C. también han de trabajar correctamente con fluidos anticongelantes recomendándose el empleo de componentes metálicos que se comporten adecuadamente y tengan mayor durabilidad. Cualquier circuito de una instalación ha de incorporar un sistema de llenado que permita la entrada del fluido de trabajo y mantener presurizado el circuito en caso de que se produzcan fugas de fluido. El sistema de llenado de una instalación puede ser manual o automático. Para facilitar la salida al exterior del posible aire acumulado se recomienda realizar el llenado del circuito por la parte inferior del mismo. Para facilitar el vaciado total o parcial de una instalación solar normalmente se instalan en los puntos más bajos tuberías de drenaje a través de las cuales se puede realizar el vaciado mediante la apretura de una válvula de corte colocada en esta tubería.

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I.4.7. REGULACIÓN Y CONTROL. Elementos Existen diversos elementos para realizar estas funciones:

Sensores. Consisten en sondas que detectan la temperatura del fluido.

Controladores. Su misión es mantener o controlar una temperatura o una diferencia de temperaturas prefijadas. El control parte de la información que le da el sensor y activará o desactivará un relé, contactor o cualquier otro dispositivo que haga funcionar una bomba, resistencia eléctrica, válvula, etc.

Actuadores. Accionan dispositivos de potencia elevada (bombas, resistencias eléctricas y válvulas), o sirven de intermediarios entre el regulador electrónico y los dispositivos que éste controla. Los más usados son los relés y los contactores.

Esquemas Los esquemas típicos de control son:

Distribuido. En cada circuito, el control se realiza por un sistema distinto.

Centralizado. Todos los sensores están conectados a una centralita de control que rastrea todos los sensores digitalizando su señal, ejecuta el programa de actuación y convierte la señal en analógica distribuyéndola entre los diferentes elementos actuadores.

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PARTE II

METODOLOGÍA DE DISEÑO, SELECCIÓN Y CÁLCULO DE INSTALACIONES Y EQUIPOS

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II.1. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO Se describirán a continuación los pasos a seguir para la realización de un proyecto de energía solar térmica para agua caliente sanitaria. Se recomienda ir contrastando estos apartados con su homólogo en la parte III del documento.

Diseño de la instalación 1. Objeto del proyecto. 2. Normativa aplicable 3. Esquema de principio 4. Tipo de captador 5. Volumen de acumulación 6. Superficie de captación

Diseño de los equipos 7. Captadores 8. Estructuras 9. Circuito primario 10. Circuito secundario 11. Acumulador e intercambio 12. Electricidad y control

II.1.1. OBJETO DEL PROYECTO

Se definen los límites del proyecto y se detallan, al menos, ciertos datos de partida que describan aspectos sobre:

El emplazamiento de la instalación: su latitud, la localidad, y su orientación.

Los planos mínimos necesarios serán las plantas, la cubierta, y sombras de edificios.

Información sobre las viviendas: número y disposición por plantas, cantidad de dormitorios por vivienda, porcentaje de ocupación (que será del 100% si es una residencia de uso permanente).

II.1.2. NORMATIVA APLICABLE

- Código técnico de la edificación (CTE). HE-4 ”Contribución solar mínima de ACS” (ver [23]).

“En los edificios, con previsión de demanda de agua caliente sanitaria o de climatización de

piscina cubierta, en los que así se establezca en este CTE, una parte de las necesidades energéticas térmicas derivadas de esa demanda se cubrirá mediante la incorporación en los mismos de sistemas de captación, almacenamiento y utilización de energía solar de baja temperatura, adecuada a la radiación solar global de su emplazamiento y a la demanda de

agua caliente del edificio.”

- Reglamento de instalaciones térmicas en los edificios (RITE). “Los edificios dispondrán de instalaciones térmicas apropiadas destinadas a proporcionar el bienestar térmico de sus ocupantes, regulando el rendimiento de las mismas y de sus equipos. Esta exigencia se desarrolla actualmente en el vigente Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios, RITE, y su aplicación quedará definida en el proyecto del edificio.” - Ordenanzas solares municipales. En todas las ordenanzas se disponen obligaciones añadidas para cubrir una fracción solar determinada, calcular la demanda con un número de personas establecido incluir un actor de simultaneidad, entre otros detalles.

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II.1.3. ESQUEMA DE PRINCIPIO Existen muchos tipos de configuraciones posibles, pero normalmente se elegirá entre dos esquemas de principio: el centralizado y el distribuido. En el centralizado necesitamos menos depósitos de (es más económico) y la acumulación está centralizada en un único punto del edificio, pero son necesarios contadores de agua caliente para conocer el consumo de cada usuario. En el distribuido los depósitos de acumulación son más pequeños, pero es necesario encontrar espacio para el depósito dentro de la vivienda y hay un mayor coste en depósitos y tuberías.

Figura 14: Acumulación solar centralizada con energía auxiliar distribuida (FUENTE: [11]).

Figura 15: Acumulación solar distribuida con intercambio intermedio (FUENTE: [11]).

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II.1. 4. TIPO DE CAPTADOR Se selecciona el tipo de captador a utilizar. Se tomarán los datos necesarios posteriormente, que serán:

Dimensiones: superficie de apertura, largo, ancho, capacidad…

Rendimiento: rendimiento óptico, factor de pérdidas lineal, factor de pérdidas cuadrático

Otros: Pérdida de carga, capacidad volumétrica…

II.1.5. VOLUMEN DE ACUMULACIÓN Este apartado está tomado de la página “HE4-4” del Código Técnico de la Edificación. A partir de un criterio de demanda, según el tipo de instalación en “litros/usuario·día”, y sabiendo el número de usuarios de la instalación, podremos calcular el consumo diario y así elegir el volumen de acumulación más conveniente. Los pasos para calcularlo son:

Criterio de demanda. (D60ºC en litros/usuario·día) Para valorar las demandas se tomarán los valores unitarios que aparecen en la siguiente tabla:

Criterio de demanda Litros ACS/día a 60ºC

Viviendas Unifamiliares 30 por persona

Viviendas Multifamiliares 22 por persona

Hospitales y Clínicas 55 por cama

Hotel **** 70 por cama

Hotel *** 55 por cama

Hotel/Hostal** 40 por cama

Camping 40 por emplazamiento

Hostal/Pensión* 35 por cama

Residencia (ancianos,estudiantes,etc) 55 por cama

Vestuarios/Duchas colectivas 15 por servicio

Escuelas 3 por alumno

Cuarteles 20 por persona

Fábricas y talleres 15 por persona

Administrativos 3 por persona

Gimnasios 20 a 25 por usuario

Lavanderías 3 a 5 por kilo de ropa

Restaurantes 5 a10 por comida

Cafeterías 1 por almuerzo

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Consumo unitario (D en litros/usuario·día). Para el caso de que se elija una temperatura en el acumulador final diferente de 60ºC, se deberá alcanzar la contribución solar mínima correspondiente a la demanda obtenida con las demandas de referencia a 60 ºC. No obstante, la demanda a considerar a efectos de cálculo, según la temperatura elegida, será la que se obtenga a partir de la siguiente expresión:

siendo:

D (T) Demanda de ACS anual a la temperatura T elegida Di (T) Demanda de ACS para el mes i a la temperatura T elegida Di 60ºC) Demanda de ACS para el mes i a la temperatura de 60 ºC T Temperatura del acumulador final Ti Temperatura media del agua fría en el mes i

Número de usuarios (P). En caso de desconocerse, en las viviendas de uso residencial, el cálculo de número de personas por vivienda deberá hacerse utilizando los valores que se relacionan a continuación:

Nº de dormitorios 1 2 3 4 5 6 7 más de 7

Nº de personas 1,5 3 4 6 7 8 9 Nº de dormitorios

Factor de simultaneidad (fs). Aunque en algunas ordenanzas solares su uso es

obligatorio, en general no será así, pero es muy conveniente para reducir el volumen de acumulación si éste es alto:

f s= 1 si n < 10 viviendas f s=1.2 – (0.02 · n) si 10 < n < 25 viviendas f s= 0.7 si n > 25 viviendas

Consumo diario (M en litros/día). Se calculará como el consumo unitario por el factor de simultaneidad y por el número de usuarios:

M = D ·fs· P

Volumen de acumulación (V en litros). Por lo general, se suele recomendar, al menos,

un volumen que se aproxime al consumo de un día:

V ≈ M

)()(12

1

TDTD i

i

iii

TT

TCDTD

60)º60()(

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II.1.6. SUPERFICIE DE CAPTACIÓN Este apartado está basado en las páginas “HE4-2” en adelante, del Código Técnico de la Edificación.

Se escogerá un número de captadores, de forma que se cumplan ciertos requisitos:

la fracción solar está acotada inferiormente

se deben respetar los excesos máximos permitidos

el rendimiento solar deberá superar un mínimo permitido

la relación V/A debe esta acotada entre dos valores Este procedimiento puede hacerse mediante programas especializados o manualmente. En el anejo II.2., este tema se describe con mayor detenimiento. Los pasos para calcular la superficie son:

Zona climática. Las zonas se definen teniendo en cuenta la Radiación Solar Global media diaria anual sobre superficie horizontal, tomando los intervalos que se relacionan para cada una de las zonas. En el CTE existe una lista de donde podremos conocer la zona climática (numeradas de I a V) escogiendo la localidad más cercana a la nuestra.

Energía de apoyo. Se contemplan dos casos diferenciados:

o Caso general: la fuente energética de apoyo es gasóleo, propano, gas natural, u otras. Por lo general suelen ser calderas o calentadores modulantes.

o Efecto Joule: la fuente energética de apoyo es electricidad mediante efecto Joule, es decir, el uso de termos eléctricos.

Demanda de referencia (Mref en litros/día). Se calculará como el consumo unitario por el número de usuarios:

Mref = D60ºC · P

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Fracción solar mínima (FSmin). Con la demanda de referencia, el tipo de energía de apoyo y la zona climática, averiguamos la contribución solar mínima:

Contribución solar mínima en %. Caso general Contribución solar mínima en %. Caso apoyo eléctrico

Demanda total de ACS del edificio (l/d)

I II III IV V Demanda total de

ACS del edificio (l/d) I II III IV V

50-5,000 30 30 50 60 70 50-1,000 50 60 70 70 70 5,000-6,000 30 30 50 65 70 1,000-2,000 50 63 70 70 70 6,000-7,000 30 35 61 70 70 2,000-3,000 50 66 70 70 70 7,000-8,000 30 45 63 70 70 3,000-4,000 51 69 70 70 70 8,000-9,000 30 52 65 70 70 4,000-5,000 58 70 70 70 70

9,000-10,000 30 55 70 70 70 5,000-6,000 62 70 70 70 70 10,000-12,500 30 65 70 70 70 >6,000 70 70 70 70 70 12,500-15,000 30 70 70 70 70 15,000-17,500 35 70 70 70 70 17,500-20,000 45 70 70 70 70

>20,000 52 70 70 70 70

Orientación e inclinación ( y ). Se considera la dirección Sur ( =0) como orientación óptima y la mejor orientación (β=βOPTIMA) como la latitud en caso de viviendas permanentes.

Número de captadores (N). Se escogerá un número de captadores realista y lo

utilizaremos como primera aproximación en un proceso de prueba y error que tratará de cumplir ciertos requisitos expuestos anteriormente.

Superficie de captación (A). Será calculada como el número de captadores por su área unidad.

A = N · Ai

Fracción solar (FS). Mediante el método del F-Chart (ver el anexo II.2.), calcularemos la cobertura solar del área de captación. Para la automatización de este procedimiento, existen multitud de programas de cálculo (y entre ellos existe uno online en [20]).

Excesos (FSi). El dimensionado básico de la instalación deberá realizarse de forma que en ningún mes del año la energía producida por la instalación solar supere el 110 % de la demanda de consumo y no más de tres meses seguidos el 100 %.

Rendimiento (R). Se deberá cumplir que el rendimiento medio dentro del periodo al año

en el que se utilice la instalación, deberá ser mayor que el 20 %. Éste se calcula según la siguiente fórmula (la nomenclatura puede consultarse en el anejo II.2.):

R= 100 L i / HT Nd A

Relación (V/A). Siendo V el volumen de acumulación y A el área de captación, se cumplirá la condición:

180 > V/A > 50 (litros/m²)

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II.1.7. CAPTADORES Situación en cubierta Se recomienda que los captadores que integren la instalación sean del mismo modelo, tanto por criterios energéticos como por criterios constructivos. Los captadores se dispondrán en filas constituidas, preferentemente, por el mismo número de elementos. Las filas de captadores se pueden conectar entre sí en paralelo o en serie:

El acoplamiento en serie de los colectores tiene como consecuencia un aumento de la temperatura del agua, a costa de disminuir el rendimiento de la instalación, debido que al ir pasando el fluido de un colector a otro la temperatura de entrada en cada uno va aumentando y por lo tanto disminuyendo la eficacia global de sistema.

Lo más habitual es disponer los colectores acoplados en paralelo, o en caso de disponerse en varias filas colocarse éstas también en paralelo, de cualquier forma éstas deberán tener el mismo número de unidades y estar colocadas paralelas, horizontales y bien alineados entre sí.

Conexión en serie Conexión en paralelo

Perdidas por sombras, orientación e inclinación Este apartado está basado en las páginas “HE4-19” en adelante, del Código Técnico de la Edificación. Se han de cumplir tres condiciones: pérdidas por orientación e inclinación, pérdidas por sombreado y pérdidas totales inferiores a los límites estipulados respecto a los valores obtenidos con orientación e inclinación óptimos y sin sombra alguna. La orientación e inclinación del sistema generador y las posibles sombras sobre el mismo serán tales que las pérdidas sean inferiores a los límites de la tabla:

Se considera que existe integración arquitectónica cuando los módulos cumplen una doble función energética y arquitectónica. Se considera que existe superposición arquitectónica cuando la colocación de los captadores se realiza paralela a la envolvente del edificio.

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Las pérdidas por orientación e inclinación se calcularán en función de:

ángulo de inclinación, β definido como el ángulo que forma la superficie de los módulos

con el plano horizontal. Su valor es 0 para módulos horizontales y 90º para verticales.

ángulo de acimut, α definido como el ángulo entre la proyección sobre el plano horizontal de la normal a la superficie del módulo y el meridiano del lugar. Valores típicos son 0º para módulos orientados al sur, -90º para módulos orientados al este y +90º para módulos orientados al oeste.

Se considera la dirección sur como orientación óptima (αopt=0) y la mejor inclinación como la

latitud geográfica (βopt= ). Si no se pudieran seguir estos ángulos, las pérdidas se calcularían con el siguiente gráfico:

o con la siguiente fórmula:

15° < β < 90° Pérdidas (%) = 100·[1,2·10−4·(β − βopt)2 + 3,5·10−5 ·α

2]

15° > β Pérdidas (%) = 100·[1,2·10−4·(β − βopt)

2]

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Las pérdidas por sombras pueden venir de dos tipos de obstáculos: de elementos que obstruyen el horizonte (montañas, edificios,...) y entre captadores del mismo campo. El Código Técnico proporciona un método para calcular las pérdidas por obstáculos remotos y fija la distancia mínima entre filas de captadores para reducir las sombras propias del campo.

Las pérdidas por obstáculos remotos se calculan comparando el perfil de obstáculos que afecta a la superficie de estudio con el diagrama de trayectorias del sol. Se localizan los principales obstáculos que afectan a la superficie de captación, en términos de sus coordenadas de posición acimut (ángulo de desviación con respecto a la dirección sur) y elevación (ángulo de inclinación con respecto al plano horizontal), y se representa su perfil en el diagrama siguiente:

En unas tablas contenidas en los anejos del CTE podremos convertir pada porción oculta por el perfil, por un porcentaje de pérdida y se han de sumar todas las contribuciones para hallar la pérdida total por sombras.

Las pérdidas por sombras entre elementos interiores del edificio, se ha de respetar una distancia mínima, que se calcula multiplicando la altura del obstáculo por un coeficiente “k” que depende de la latitud geográfica.

d = k · h

Latitud k

29 1,600

36 2,165

37 2,246

38 2,361

40 2,611

41 2,747

43 3,078

44 3,152

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II.1.8. ESTRUCTURAS Las principales características de la estructura son:

El diseño y construcción de la estructura y el sistema de fijación de los captadores permitirá las necesarias dilataciones térmicas sin transmitir cargas que puedan afectar a la integridad de los captadores o el circuito hidráulico.

La estructura se protegerá superficialmente contra la acción de los agentes ambientales. Las estructuras de acero podrán protegerse mediante galvanizado por inmersión, pinturas orgánicas de zinc o tratamientos anticorrosivos equivalentes

El diseño de la estructura tendrá en cuenta el ángulo de inclinación especificado para el captador, su orientación y la facilidad de montaje, desmontaje y acceso de los captadores.

La estructura se diseñará y construirá de forma que los apoyos de sujeción del captador sean suficientes en número y tengan el área de apoyo y posición relativa adecuada de forma que no se produzcan flexiones del captador superior a las permitidas por el fabricante.

El conjunto de la estructura se diseñará para que su peso por m2 de superficie proyectada en el plano horizontal no supere 100 Kg./m2.

La realización de taladros en la estructura se llevará a cabo antes de proceder al galvanizado o protección de la estructura.

Los topes de sujeción de los captadores y la propia estructura no arrojarán sombra sobre los captadores de filas traseras.

II.1.9. ACUMULADOR E INTERCAMBIO Las principales características del acumulador son:

Preferentemente, los acumuladores serán de configuración vertical y se ubicarán en

zonas interiores. Para aplicaciones combinadas con acumulación centralizada es obligatoria la configuración vertical del depósito, debiéndose además cumplir que la relación altura/diámetro del mismo sea mayor de dos.

El sistema deberá ser capaz de elevar la temperatura del acumulador a 60º C y hasta 70º C con objeto de prevenir la Legionelosis. Si el sistema de energía auxiliar no está incorporado en el acumulador solar, es necesario realizar un conexionado entre el sistema auxiliar y el solar de forma que se pueda calentar este último con el auxiliar, para poder cumplir con las medidas de prevención de la Legionella.

Cuando sea necesario que el sistema de acumulación solar esté formado por más de un depósito, éstos se conectarán en serie invertida en el circuito de consumo, o en paralelo con los circuitos primarios y secundarios equilibrados.

La conexión de los acumuladores permitirá la desconexión individual de los mismos sin interrumpir el funcionamiento de la instalación.

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Dependiendo de cómo se realice el intercambio tendremos que:

El intercambiador independiente será de placas de acero inoxidable o cobre y deberá soportar las temperaturas y presiones máximas de trabajo de la instalación. La potencia mínima de diseño del intercambiador independiente P, en W, en función del área de captadores A, en m

2, cumplirá la condición:

P ≥ 500 A

El intercambiador por incorporado al acumulador solar estará situado en la parte inferior de este último y podrá ser de tipo sumergido o de doble envolvente. El intercambiador sumergido podrá ser de serpentín o de haz tubular. La relación entre la superficie útil de intercambio del intercambiador incorporado y la superficie total de captación cumplirá la condición:

S ≥ 0,15 · A

II.1.10. CIRCUITO PRIMARIO

Esquema hidráulico La colocación del campo de colectores debe asegurar que el recorrido hidráulico sea el mismo para todos los colectores, de no ser así, los saltos térmicos de los colectores serían diferentes de unos a otros, reduciendo sea el rendimiento global del instalación. A fin de garantizar el equilibrio hidráulico es necesario disponer las conexiones de los colectores entre sí de forma que se realice el llamado retorno invertido.

Figura 16: Esquema de conexionado conocido como retorno invertido

La longitud del circuito debe ser la más reducida posible para paliar las posibles pérdidas hidráulicas y de calor en el mismo, además de intentar disminuir las pérdidas de calor e hidráulicas en todos los accesorios añadidos al circuito. El caudal de circulación en el circuito primario se determinará en función de la superficie de captadores instalados. Para aplicaciones de ACS se aconseja un parámetro de diseño de 40 l/h por cada m

2 de captador.

Los caudales de circulación en los circuitos primario y secundario han de ser del mismo orden para asegurar una buena transmisión de calor. La velocidad de circulación del fluido será en todo caso inferior a 2 m/s. Las pérdidas de carga por metro de tubería han de ser en todos los tramos menores que 40 mmca/m. Debe concebirse en fase de diseño un circuito hidráulico de por sí equilibrado. Si no fuera posible, el flujo debe ser controlado por válvulas de equilibrado.

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Tuberías Con objeto de evitar pérdidas térmicas, la longitud de tuberías del sistema deberá ser tan corta como sea posible, evitando al máximo los codos y pérdidas de carga en general. Las tuberías y accesorios se aislarán y protegerán con materiales adecuados para ello. El cálculo de su diámetro puede ser obtenido mediante aplicaciones de cálculo de pérdidas hidráulicas (buscar en [21]). Fluido caloportador El fluido se seleccionará de acuerdo con las especificaciones del fabricante de los captadores. Pueden utilizarse como fluidos en el circuito primario agua de la red, agua desmineralizada o agua con aditivos, según las características climatológicas del lugar de instalación y de la calidad del agua empleada. En caso de utilización de otros fluidos térmicos se incluirán en el proyecto su composición y su calor especifico. Bombas Siempre que sea posible, las bombas en línea se montarán en las zonas más frías del circuito, teniendo en cuenta que no se produzca ningún tipo de cavitación y siempre con el eje de rotación en posición horizontal. Las bombas se seleccionarán de forma que el caudal y la pérdida de carga de diseño se encuentren dentro de la zona de rendimiento óptimo especificada por el fabricante. En instalaciones con superficies de captación superiores a 50 m

2 se montarán dos bombas

idénticas en paralelo, dejando una de reserva, tanto en el circuito primario como en el secundario. En este caso se establecerá el funcionamiento alternativo de las mismas, de forma manual o automática. Vasos de expansión El diseño de la instalación deberá prever un sistema que absorba la dilatación del fluido y asegure un valor mínimo de la presión en el circuito. Los vasos de expansión preferentemente se conectarán en la aspiración de la bomba. El cálculo del volumen de expansión puede ser obtenido mediante aplicaciones de cálculo de expansiones volumétricas en circuitos hidráulicos (buscar en [21]). La tubería de conexión del vaso de expansión cerrado no se aislará térmicamente y tendrá volumen suficiente para enfriar el fluido antes de alcanzar el vaso. Accesorios Para evitar la circulación inversa se colocarán válvulas antirretorno en los circuitos primario y secundario, así como en la entrada de agua fría del acumulador solar. Se montarán válvulas de corte para facilitar la sustitución o reparación de componentes sin necesidad de realizar el vaciado completo de la instalación. En este sentido, se procurará aislar hidráulicamente los sistemas de captación (baterías de captadores), circulación (bomba), intercambio y acumulación.

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II.1.11. CIRCUITO SECUNDARIO

Se procede de la misma manera en que se hizo para el circuito primario.

II.1..12. ELECTRICIDAD Y CONTROL

Sistema de control

El diseño del sistema de control asegurará el correcto funcionamiento de las instalaciones, procurando obtener un buen aprovechamiento de la energía solar captada y asegurando un uso adecuado de la energía auxiliar. El sistema de regulación y control comprende los siguientes sistemas:

Control de funcionamiento del circuito primario y secundario (si existe)

Sistemas de protección y seguridad contra sobrecalentamientos, heladas, etc. El sistema de control asegurará que en ningún caso se alcancen temperaturas superiores a las máximas soportadas por los materiales, componentes y tratamientos de los circuitos. De la misma manera, asegurará que en ningún punto la temperatura del fluido de trabajo descienda por debajo de una temperatura tres grados superior a la de congelación del fluido. Con independencia de que realice otras funciones, el sistema de control se realizará por control diferencial de temperaturas, mediante un dispositivo electrónico que ha de tener como mínimo:

Dos sondas de temperatura. Una colocada en la parte superior de los captadores y otra en la zona inferior del depósito de acumulación.

Una salida de relé, hacia la bomba (o bombas) de circulación.

Sistema de potencia

La instalación eléctrica debe dar servicio a todos los elementos del sistema que lo necesiten, es decir a las válvulas motorizadas, las bombas de circulación, la centralita de control, los termostatos diferenciales y las protecciones catódicas. Además en el sistema auxiliar deberá dar alimentación a los circuitos electrónicos de la caldera, o bien, a la resistencia eléctrica sumergida en el acumulador auxiliar. Todos los elementos que necesiten la energía eléctrica para su funcionamiento dispondrán de una línea de alimentación debidamente dimensionada y protegida, con sus correspondientes protecciones magnetotérmicas y diferenciales que se situarán en el cuadro eléctrico correspondiente.

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II.2. ANEXO: CÁLCULO DE LA SUPERFICIE DE CAPTACIÓN

II.2.1. INTRODUCCIÓN. El cálculo más importante del diseño de una instalación solar reside en hallar la superficie de captación solar necesaria para que la instalación funcione correctamente. Un buen indicador de la eficacia de la instalación es la fracción solar (FS), que es la cantidad de energía solar obtenida dividida por el total de la energía requerida. Si se quisiera determinar el área que necesita nuestra instalación, deberíamos obtener la fracción solar que obtenemos mediante diferentes áreas de colector, y una vez calculadas, se representarían gráficamente para obtener el máximo de esa curva.

Se puede observar que la función no tiene un máximo, pues se sigue la ley de rendimientos decrecientes, es decir, los primeros metros cuadrados de colector provocan un incremento considerable del rendimiento, pero a medida que seguimos aumentando la superficie, el beneficio que se obtiene es cada vez menor. Así, sería técnicamente posible seguir aumentando el área del colector hasta conseguir una instalación que no se necesitase una fuente de energía auxiliar, pues toda la energía podría ser producida por la instalación solar, aunque este sistema estaría diseñado para ser capaz de suministrar toda la energía demandada para el mes más frío, es decir, un sistema sobredimensionado para el resto de los meses del año, lo que produciría un gran despilfarro económico puesto que los captadores solares son caros, y además, se sometería la instalación a sobrecalentamientos innecesarios que disminuirían su vida útil. El problema del proyectista es seleccionar la superficie que satisfaga las necesidades totales de energía al menor coste. Actualmente existe una gran variedad de programas comerciales que permiten dimensionar instalaciones solares. La gran mayoría de los programas de cálculo no requieren un gran conocimiento de las instalaciones por parte del usuario y aportan resultados aproximados usando métodos simplificados. Cuando se necesitan resultados más detallados se emplean programas de simulación que normalmente requieren mayor cantidad de datos de entrada y un nivel notable de conocimientos técnicos por parte del usuario.

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II.2.2. PROGRAMAS DE SIMULACIÓN

Los sistemas solares se caracterizan por la transitoriedad de algunos fenómenos físicos determinantes, como son la radiación solar, la temperatura o el consumo. Debido a esto, un cálculo que no contemple la influencia de la variabilidad de estos fenómenos sobre el funcionamiento del sistema, generará siempre un error. La simulación dinámica contempla esta fenomenología, pero requieren una preparación y conocimiento en la materia, que no son necesarios en los métodos de cálculo simplificado. Se distinguen programas como el TRNSYS, que simulan el comportamiento de una instalación a partir de los modelos matemáticos establecidos para cada componente. Los programas de simulación permiten realizar evaluaciones en diferentes periodos de tiempo mediante la resolución de las ecuaciones características de los distintos componentes de una instalación.

Figura 17: Programa de simulación ACSOL basado en TRNSYS (puede ser obtenido en [21]).

II.2.3. MÉTODOS DE CÁLCULOS SIMPLIFICADOS (F-CHART)

Son programas simples que consideran condiciones estacionarias. A partir del tipo de captador solar, de la inclinación, orientación y superficie de captación , del volumen de acumulación y del consumo de agua caliente, se calculan las producciones medias mensuales energéticas de la instalación.

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Figura 18: Programa de cálculo SOLTERMIA basado en F-CHART(puede ser obtenido en [24]). El método F-CHART es un programa muy extendido y usado en instalaciones solares térmicas destinadas a la producción de agua caliente sanitaria y calefacción. Está basado en correlaciones obtenidas de múltiples datos experimentales. Se suele usar para aplicaciones residenciales de configuraciones de baja complejidad. El resultado de la correlación será “f”, la fracción solar mensual. Este factor se obtendrá como función de dos parámetros adimensionales. Uno relaciona las pérdidas de energía (X) y el otro relaciona las ganancias de energía (Y). A continuación se muestra un ábaco para la obtención de la fracción solar a partir de los parámetros:

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La relación que se presenta en forma gráfica puede también expresar en forma de ecuación:

f = 1,029Y - 0,065X - 0.245Y2 + 0,0018X2 + 0,0215Y3 (para 0<Y<3 y 0<X<18)

y para un mes determinado, la fracción solar se obtiene multiplicando fracción f por la demanda mensual para cada mes. Así, la fracción solar anual se calcula de la forma:

FS= f i L i / Li

siendo la demanda mensual:

L= Mac · ρ · Cp · (Tac- Taf) · N

y los dos grupos adimensionales:

X = A · F R ' ·UL · (Tref –Ta · t / L

Y = A · F R ' · τα n · HT · Nd / L

siempre dentro de los rangos:

0,6 < (τα) n < 0,9

5 < F’ R A < 120 m2

2,1 < UL < 8,3W/m2K

donde:

A : Área del colector (m²).

F R ' : Factor eficiencia colector- intercambiador e calor.

UL : Coeficiente de perdidas total (W/m²·ºC).

t : Número de segundos en un mes (s).

Ta : Temperatura media mensual (ºC).

Tref : Temperatura de referencia experimental (fijada en 100 ºC).

L : Demanda mensual total (J).

HT : Media mensual de radiación incidente sobre el colector por unidad de área (J/m²).

Nd : Días del mes (día).

τα n : Media mensual del producto transmitancia - absortancia. M

ac : Consumo de agua caliente (litros/día)

ρ : Densidad del agua (1 kg/litro)

Cp : Calor específico del agua (4.190 J/kg ºC) T

ac : Temperatura del agua caliente (ºC)

Taf

: Temperatura del agua fría (ºC)

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PARTE III

PROYECTO DE INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA EN UN EDIFICIO DE VIVIENDAS EN GINES

(SEVILLA)

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III.1. MEMORIA

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III.1.1. OBJETO DEL PROYECTO.

El objeto de este Proyecto es el diseño y cálculo de un sistema de producción de agua caliente sanitaria para dos edificios de viviendas mediante una instalación solar térmica de baja temperatura. La climatización y calefacción de las viviendas se realiza con una preinstalación de aire acondicionado, aunque podría darse la posibilidad de funcionar con energía solar aumentando el número de captadores. Así mismo, la piscina existente en el complejo queda excluida del estudio, aunque se podría ser climatizada en caso de existir energía solar sobrante durante los meses de verano.

Las viviendas serán construidas en la localidad de Gines, en Sevilla (latitud 37,38ºN). Forman parte del conjunto residencial “El Cortijuelo” que, en la primera fase, consta de 214 viviendas repartidas en dos bloques idénticos, el Bloque 3 (B3 en adelante) y el Bloque 4 (B4 en adelante). Se recomienda consultar el plano número 1 “Localización”.

Cada edificio posee 3 plantas y está distribuido en 2 portales. El portal Escalera Izquierda (PI en adelante) de cada bloque contiene 53 viviendas, todas de 2 dormitorios, y el portal Escalera Derecha (PD en adelante) de cada bloque tendrá 54 (48 de 2 dormitorios y 6 de 3 dormitorios). Se recomienda consultar el plano número 2 “Planta y Alzado”.

Viviendas Portal Izquierdo (PI) Portal Derecho (PD)

Por Bloque Total 2 dormitorios 3 dormitorios 2 dormitorios 3 dormitorios

Bloque 3 (B3) 53 0 48 6 107 214

Bloque 4 (B4) 53 0 48 6 107

Por Portal 53 54

Cada uno de los 4 portales dispondrá de una instalación independiente de captación, acumulación y distribución de ACS. Los dos bloques son iguales excepto por su orientación, con lo que el sistema de distribución de cada portal será válido para los dos bloques pero el sistema de captación se calculará para cada bloque. La inexistencia de elementos vecinos de mayor altura hace que no se aprecien sombras debidas a elementos exteriores al edificio. El porcentaje de ocupación será considerado del 100% debido a que se trata de una residencia de uso permanente.

III.1.2. NORMATIVA APLICABLE

CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN. HE-4 ”CONTRIBUCIÓN SOLAR MÍNIMA DE A.C.S.”

Esta normativa será de aplicación debido a que es un edificio de nueva construcción en el que existe una demanda de agua caliente sanitaria (art.1 del HE4-1).

REGLAMENTO DE INSTALACIONES TÉRMICAS EN LOS EDIFICIOS PARTE II. “INSTRUCCIONES TÉCNICAS”

Según el RITE, el tipo de documentación técnica requerida depende de la potencia de la instalación, que debe ser calculada estimando el área de captación:

P = 0,7 kW/ m2 · área de captación = 0,7 · 288 m

2 = 201 kW

Como la potencia es superior a 70 kW, se requiere la realización de un proyecto (art.15).

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ORDENANZAS MUNICIPALES. Al no estar dentro del marco de las competencias del Excmo. Ayuntamiento de Sevilla, no se contemplan competencias de la Ordenanza Solar de Sevilla.

III.1.3. ESQUEMA DE PRINCIPIO

La producción de agua caliente se hace mediante sistema acumulación mixta, formada por colectores solares ubicados en la cubierta del edificio, con dos redes de distribución en circuito cerrado. Una entre colectores y depósito acumulador centralizado, y otra entre éste último y los depósitos acumuladores individuales por vivienda. Dentro de la vivienda, el agua que viene del contador de consumo pasa por el acumulador individual, precalentándose antes de pasar por el calentador de gas (que será modulante), que le dará la temperatura adecuada para el uso de la misma. Todo el sistema estará controlado por central de regulación electrónica, que mediante sondas de temperatura y válvulas de tres vías en las conexiones a cada acumulador se encargara de regular y equilibrar la distribución de agua caliente del circuito solar en las viviendas. Se aconseja consultar el plano número 3 “Esquema de principio” :

el circuito de captación (primario) estará formado por los ramales de tuberías que conexionan los captadores con el acumulador.

el circuito de distribución (secundario) estará formado por ramales que conexionan el acumulador y los interacumuladores de cada vivienda.

el circuito de consumo (terciario) será el circuito de la vivienda, donde se dispondrá un interacumulador y , tras él, un calentador modulante a gas que actuará a modo de energía auxiliar.

III.1.4. TIPO DE CAPTADOR Se optó por un captador modelo T25S de la marca Termicol, con las siguientes características:

Absorbedor formado por un emparrillado de tubos de cobre (10 canales y un colector) con aletas de cobre soldadas por ultrasonidos y soldados a dos tubos colectores superior e inferior. El tratamiento superficial que se aplica es del tipo selectivo Bluetec.

La unión entre tubos está realizada por soldadura fuerte por capilaridad con aportación de material de alto punto de fusión. La unión de las aletas y los tubos está realizada mediante soldadura por ultrasonidos.

La cubierta transparente es de vidrio templado extraclaro de 3,2 mm. de espesor, con bajo contenido en hierro y transmisividad superior al 90%.

La carcasa está formada por un cofre de aluminio, con pliegues en los bordes y esquineras de cierre. El aislamiento se realiza mediante lana de roca semirígida de 40 mm. de espesor.

La unión entre captadores se realiza mediante un enlace cónico de 3 piezas, incorporado al panel y preparado para unirse sin juntas ni teflón.

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A continuación se muestran la ficha técnica de nuestro colector (ver [11]):

Dimensiones (mm) 2105 x 1180 x 82

Área útil (m2) 2,4

Área de apertura (m2) 2,31

Peso en vacío (kg) 42,9

Pérdida de carga (mmca) 10

Capacidad de fluido (litros) 1,27

Rendimiento óptico h0 (%) 0.770

Coef. lineal de perdidas a1 (W/m2K) 3,663

Coef. cuadrático perdidas a2 (W/m2K2) 0,016

III.1.5. VOLUMEN DE ACUMULACIÓN Demanda de ACS

Siguiendo la página HE4-4 del CTE, el criterio de “Viviendas Multifamiliares” impone un consumo de referencia a 60ºC de 22 litros por persona y día . Si elegimos 45º C como temperatura del acumulador final y 12º C como temperatura de la red, el consumo unitario es de 32 litros por persona y día

Di = Di (60ºC)·(60-Ti)/(T-Ti) = 22·(60-12)/(45-12) = 32 litros/día·pers. Número de usuarios

Se recomienda para su diseño que el número de personas en viviendas de 2 dormitorios será de 3 y en viviendas de 3 dormitorios será de 4. Volumen de acumulación central De esta forma, las instalaciones se dimensionarán con los siguientes consumos:

Portal Izquierdo: PPI = 53 viv. · 3 pers./ viv. = 159 pers.

MPI = 159 pers. · 32 litros/día·pers. = 5.088 litros/día

Portal Derecho: PPD = (48 viv. · 3 pers./ viv.) + (6 viv. · 4 pers./ viv.) = 168 pers. MPD = 168 pers. · 32 litros/día·pers. = 5.376 litros/día Tomando un periodo de acumulación de un día, y ajustándonos a los volúmenes de acumulación disponibles comercialmente, optaremos por disponer acumuladores de 5.000 litros de capacidad por portal:

Portal Izquierdo: VPI = 5000 litros

Portal Derecho: VPD = 5000 litros

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Volumen de acumulación por viviendas En cuanto a los acumuladores de cada vivienda, se diseñarán con el mismo criterio:

Vivienda de 2 dormitorios: M2d = 3 pers. · 32 litros/día·pers. = 96 litros/día

Vivienda de 3 dormitorios: M3d = 4 pers. · 32 litros/día·pers. = 128 litros/día El haber dispuesto un acumulador de inercia centralizado nos permite reducir el volumen de los acumuladores en vivienda. Así pues, se dispondrán acumuladores de 110 litros, para acercarnos en lo posible a la acumulación del agua caliente para un día.

Vivienda de 2 dormitorios: V2d = 110 litros

Vivienda de 3 dormitorios: V3d = 110 litros

III.1.6. SUPERFICIE DE CAPTACIÓN

Demanda de ACS

Se tomarán las viviendas de un bloque entero (ambos portales) porque se toman como perteneciente a un único edificio la suma de demandas de diversos edificios ejecutados dentro de un mismo recinto (Página HE4 -3 Artículo 7).

Mref = (101 viv. · 3 pers./ viv. + 6 viv. · 4 pers./ viv.) ·22 litros/día·pers. = 7194 litros/día

Zona climática

No se contempla la localidad de Gines, pero sí la provincia de Sevilla, así que la tomamos como zona V.

Fracción solar mínima

Dado que utilizamos gas como energía auxiliar (caso general), nuestro consumo de referencia es de 7194 litros por día y nuestra zona es la V, la contribución solar mínima que deberemos cubrir será del 70%.

Superficie de captación

Usando el programa de cálculo SOLTERMIA ACS (que puede ser obtenido en [24]), diseñaremos el área del campo solar, calculada para obtener una fracción solar adecuada, un buen rendimiento y cumplir con la acotación de la relación V/A que impone el CTE. Así, se tendrá un el campo solar de 64,68 m2 en las instalaciones del bloque 3 y 73,92 m2 en las instalaciones del bloque 4, según los resultados anuales obtenidos:

Bloque Portal N capt. A (m2) V (m

3) V/A (m) FS (%) R

B3 PI 28 64,68 5000 77,3 79,29 0,58

PD 28 64,68 5000 77,3 76,80 0,61

B4 PI 32 73,92 5000 67,6 82,88 0,52

PD 32 73,92 5000 67,6 80,47 0,55

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Relación V/A, Rendimiento, Fracción Solar y Excesos

El V/A se encuentra siempre dentro del rango 50 a 180, el rendimiento es superior a 0,2 y la fracción solar supera el 70%. Si observamos los resultados mensuales (ver más adelante) comprobamos que en ningún mes del año la energía producida por la instalación solar supera el 110 % de la demanda de consumo ni hay más de tres meses en que se supere el 100%. Al no haber excesos importantes, no deberemos tomar medidas al respecto. Estos son los resultados mensuales obtenidos con el programa de cálculo:

B3 PI

Ocupación

(%) Radiación (MJ/m2día)

Demanda (GJ/mes)

Aporte Solar

(GJ/mes)

Fracción solar (%)

Rendimiento

ENE 100% 11,6 21,78 11,53 53% 0,50

FEB 100% 15,9 18,96 13,75 73% 0,48

MAR 100% 18,0 20,19 16,68 83% 0,46

ABR 100% 19,3 18,78 16,80 89% 0,45

MAY 100% 19,6 18,61 17,26 93% 0,44

JUN 100% 19,4 17,24 16,49 96% 0,44

JUL 100% 19,9 17,03 17,04 100% 0,43

AGO 100% 20,4 17,82 17,92 101% 0,44

SEP 100% 19,8 18,01 17,24 96% 0,45

OCT 100% 14,1 19,40 13,64 70% 0,48

NOV 100% 12,6 19,54 11,84 61% 0,49

DIC 100% 11,2 20,99 10,86 52% 0,49

TOTAL - 201,69 228,34 181,04 79,29% 0,58

B3 PD

Ocupación

(%) Radiación (MJ/m2día)

Demanda (GJ/mes)

Aporte Solar

(GJ/mes)

Fracción solar (%)

Rendimiento

ENE 100% 11,6 23,01 11,72 51% 0,50

FEB 100% 15,9 20,03 14,02 70% 0,49

MAR 100% 18,0 21,34 17,06 80% 0,47

ABR 100% 19,3 19,84 17,22 87% 0,46

MAY 100% 19,6 19,66 17,71 90% 0,45

JUN 100% 19,4 18,22 16,93 93% 0,45

JUL 100% 19,9 17,99 17,53 97% 0,44

AGO 100% 20,4 18,83 18,42 98% 0,45

SEP 100% 19,8 19,03 17,69 93% 0,46

OCT 100% 14,1 20,50 13,90 68% 0,49

NOV 100% 12,6 20,65 12,05 58% 0,49

DIC 100% 11,2 22,17 11,04 50% 0,49

TOTAL - 201,69 241,27 185,30 76,80% 0,61

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B4 PI

Ocupación

(%) Radiación (MJ/m2día)

Demanda (GJ/mes)

Aporte Solar

(GJ/mes)

Fracción solar (%)

Rendimiento

ENE 100% 11,3 21,78 12,16 56% 0,47

FEB 100% 15,4 18,96 14,45 76% 0,45

MAR 100% 17,5 20,19 17,46 86% 0,44

ABR 100% 18,8 18,78 17,53 93% 0,42

MAY 100% 19,1 18,61 17,96 96% 0,41

JUN 100% 18,9 17,24 17,15 99% 0,41

JUL 100% 19,4 17,03 17,67 104% 0,40

AGO 100% 19,9 17,82 18,63 105% 0,41

SEP 100% 19,2 18,01 17,98 100% 0,42

OCT 100% 13,7 19,40 14,35 74% 0,46

NOV 100% 12,2 19,54 12,47 64% 0,46

DIC 100% 10,8 20,99 11,43 54% 0,46

TOTAL - 196,16 228,34 189,24 82,88% 0,52

B4 PD

Ocupación

(%) Radiación (MJ/m2día)

Demanda (GJ/mes)

Aporte Solar

(GJ/mes)

Fracción solar (%)

Rendimiento

ENE 100% 11,3 23,01 12,38 54% 0,48

FEB 100% 15,4 20,03 14,77 74% 0,46

MAR 100% 17,5 21,34 17,90 84% 0,45

ABR 100% 18,8 19,84 18,01 91% 0,43

MAY 100% 19,1 19,66 18,48 94% 0,42

JUN 100% 18,9 18,22 17,66 97% 0,42

JUL 100% 19,4 17,99 18,23 101% 0,41

AGO 100% 19,9 18,83 19,21 102% 0,42

SEP 100% 19,2 19,03 18,50 97% 0,43

OCT 100% 13,7 20,50 14,66 71% 0,47

NOV 100% 12,2 20,65 12,71 62% 0,47

DIC 100% 10,8 22,17 11,63 52% 0,47

TOTAL - 196,16 241,27 194,14 80,47% 0,55

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III.1.7. CAPTADORES. Se recomienda consultar los planos nº 6 “ Esquema de captación en Cubierta Bloque 4” y nº 7 “Esquema de captación en Cubierta Bloque 3”. Situación en cubierta Tenemos un campo solar de 28 captadores en las instalaciones del B3 y 32 captadores en el B4. Se dispondrán en paralelo, para asegurarnos de que todos los colectores funcionen de la misma forma. Para la disposición de captadores se ha procurado maximizar el espacio disponible en cubierta y minimizar las sombras que se pudieran producir. Debido a la falta de espacio por la existencia de elementos de ventilación, se han dispuesto baterías de 4 captadores en el B3 y baterías des de doble altura (ocho captadores) en el B4:

B3 28 captadores / 4 captadores/batería = 7 baterías

B4 32 captadores / 8 captadores/batería = 4 baterías Perdidas por sombras, orientación e inclinación No ha sido posible orientar al sur los captadores del B4, por falta de espacio. Así pues, se dispusieron los captadores de la siguiente forma:

B3 Orientación (α): 0º Inclinación (β): 45º.

B4 Orientación (α): 28º Inclinación (β): 45º. Puesto que no se han escogido los óptimos (αopt=0º y βopt=37,38º), calcularemos las pérdidas producidas por orientación e inclinación:

B3 Pérdidas = 0,72% .

B4 Pérdidas = 3,42%. Consideramos el caso “General” que, según el CTE, admite unas pérdidas inferiores al 10%, con lo que verificamos que estamos dentro del requisito. Las pérdidas por sombras serán nulas debido a que no se considera ningún elemento exterior al edificio de altura superior. Sin embargo, a parte de una distancia mínima a elementos de cubierta (pretiles y chimeneas), se ha calculado la separación mínima entre filas baterías:

B3 d = k · h = 2,24 · 1,5 = 3,5 m

B4 d = k · h = 2,24 · 1,6 = 3,7 m

En los casos en que no se disponía de espacio, se calculó la elevación de los captadores una altura suficiente para evitar este efecto (ver los esquemas de captación en cubierta).

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45

III.1.8. ESTRUCTURA SOPORTE La estructura de apoyo de captadores se obtuvo de [11] y está formada por perfiles de acero normalizados, cortados, taladrados y posteriormente galvanizados en caliente para resistir los efectos de la intemperie. La unión entre las distintas barras que componen la estructura se realiza mediante tornillería de seguridad de acero inoxidable. El peso de cada panel se transmite a un triángulo soporte formado por 3 barras atornilladas entre sí. Los captadores se fijan a la estructura a través de garras de sujeción realizadas a medida (4 por panel). Se recomienda consultar el plano nº 5 “Esquema de estructuras”.

III.1.9. ACUMULADOR E INTERCAMBIO Para ajustarnos a volúmenes de acumulación disponibles comercialmente, optaremos por disponer de acumuladores de 5.000 litros de capacidad por portal, con lo que las relaciones entre el volumen de acumulación y el consumo sea lo más aproximado posible. En cada vivienda se dispondrán interacumuladores de 110 litros. La relación entre la superficie útil de intercambio del intercambiador incorporado y la superficie total de captación no será inferior a 0.15, es decir,

S ≥ 0,15 · A

siendo

S(m2) = superficie útil de intercambio del intercambiador

A(m2) = área total de captación no será inferior

En el B3 tenemos 64,68 m

2 por portal, así que necesitamos un área de serpentines mayor de

9,7 m2 y en el B4 tenemos 73,92 m

2 por portal, así que necesitamos un área de serpentines

mayor de 11,1 m2.

Si el área unitaria de serpentín es de 0,47 m

2, en el PI (53 viviendas) se tendrán 24,9 m

2 y en

el PD (54 viviendas) tenemos 25,38 m2, que son mayores, respectivamente, de las áreas

mínimas anteriormente calculadas. Por lo tanto, se cumple la condición según norma. Los acumuladores elegidos según [8] son los modelos CV110M1S y MV5000I de la marca Lapesa, cuyas fichas técnicas se adjuntan:

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CIRCUITO PRIMARIO

Esquema hidráulico Se ha dispuesto un sistema de retorno invertido para asegurar igual recorrido hidráulico en todas las baterías de captadores. En los ramales no simétricos del B3, donde esta técnica no es posible, se han añadido válvulas de equilibrado. Se recomienda consultar los planos nº 6 “Esquema de captación en Cubierta Bloque 4” y nº 7 “Esquema de captación en Cubierta Bloque 3”. Tuberías El caudal de circulación en el circuito primario se calculó en función de un parámetro de diseño de 40 l/h por cada m

2 de captador, teniendo en cuenta que la velocidad de circulación del fluido

sea en todo caso inferior a 2 m/s y las pérdidas de carga por metro de tubería han de ser en todos los tramos menores que 40 mmca/m.

El cálculo de la red de tuberías del edificio que se está estudiando, se empleará un sistema basado en un programa de ordenador y el cual trabaja en base a parámetros que le vamos indicando respecto a las distintas características del mismo. El principio de cálculo es el siguiente:

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III.1.10. CIRCUITO PRIMARIO

Esquema hidráulico Se ha dispuesto un sistema de retorno invertido para asegurar igual recorrido hidráulico en todas las baterías de captadores. En los ramales no simétricos del B3, donde esta técnica no es posible, se han añadido válvulas de equilibrado. Se recomienda consultar los planos nº 6 “Esquema de captación en Cubierta Bloque 4” y nº 7 “Esquema de captación en Cubierta Bloque 3”. Tuberías El caudal de circulación en el circuito primario se calculó en función de un parámetro de diseño de 40 l/h por cada m

2 de captador, teniendo en cuenta que la velocidad de circulación del fluido

sea en todo caso inferior a 2 m/s y las pérdidas de carga por metro de tubería han de ser en todos los tramos menores que 40 mmca/m.

Determinación del caudal de cada tramo, de final a origen, en función de los aparatos a los que alimenta (40 l/h por cada m

2 de captador).

Para el cálculo de las pérdidas de carga en las tuberías se ha tenido en cuenta la fórmula de Prandtl-Colebrook.

donde: J = Pérdida de carga, en mca/m; D = Diámetro interior de la tubería, en m; V = Velocidad media del agua, en m/s; Qr = Caudal por la rama en m³/s; ka = Rugosidad uniforme equivalente, en m.; ν = Viscosidad cinemática del fluido, (1’31x10-6 m²/s); g = Aceleración de la gravedad (9’8 m/s²);

Determinación de los diámetros de tubería en base a admitir una pérdida de carga máxima por unidad de longitud de tubería igual a 40 mmca/m procurando que la velocidad de circulación del fluido sea inferior a 2 m/s .

Se tienen en cuenta las longitudes equivalentes a tubería recta de igual diámetro en los accesorios (tes, codos... ) y válvulas conectados entre tuberías, para calcular las pérdidas de carga que producen.

Debido a que en el Bloque 4 se utilizó la distribución serie-paralelo, el caudal total debe ser dividido por la mitad. A continuación se adjuntan las fichas de cálculo hidráulico para cada bloque. Éstas se obtuvieron de una aplicación para el cálculo de pérdidas hidráulicas de TERMICOL (ver [24]). Para la nomenclatura de los tramos, revisar el plano nº 11 “Esquema hidráulico de captación”.

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BLOQUE 3 HOJA DE PÉRDIDAS DE CARGA DEL CIRCUITO HIDRÁULICO

Área unitaria de captación 2,4 m2 Nº captadores 28

Área total de captación 67,2 m2

Caudal unitario 40 l/h*m2

Caudal total 2688 m2

Diámetro general 35 mm.

A) Tramos de tuberías

CIRCUITO 1º

Long. Caudal Caudal Dext Dext Dint Veloc. Hr/m Hr

(m) (l/h) (m3/s) (mm) (") (mm) (m/s) (m.c.a.) (m.c.a.)

Ac-I 28 5 2688 0,00075 35 33 0,8729874 0,03 0,14

1 2 20 40 1920 0,00053 35 33 0,6235624 0,02 0,61

2 3 16 8 1536 0,00043 28 26 0,8036207 0,03 0,26

3 4 12 8 1152 0,00032 28 26 0,6027155 0,02 0,15

4 5 8 8 768 0,00021 22 20 0,6790595 0,03 0,25

5 6 4 8 384 0,00011 22 20 0,3395298 0,01 0,07

13 16 20 8 1920 0,00053 35 33 0,6235624 0,02 0,12

16-Ac 28 5 2688 0,00075 35 33 0,8729874 0,03 0,14

0 0 0 0 0,00000 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0,00000 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0,00000 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0,00000 0 0 0 0,00 0,00

TOTAL 1,74

B) Accesorios

CIRCUITO 1º

Válvulas Válvulas Codo Codo L eq Hr

esféricas retención 90º 45º (m) (m.c.a.)

Ac-I 35 5 1 5 3 16,06 0,45

1 2 35 2 0 5 1 7,44 0,11

2 3 28 2 0 5 1 5,65 0,18

3 4 28 2 0 5 1 5,65 0,11

4 5 22 2 0 5 1 4,49 0,14

5 6 22 2 0 5 1 4,49 0,04

13 16 35 2 0 5 1 7,44 0,11

16-Ac 35 5 1 5 3 16,06 0,45

0 0 0 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0 0 0,00 0,00

TOTAL 1,60

Hr total en el cto. 1º 3,42 m.c.a.

Hr total en el cto. 2º 0,00 m.c.a.

2688 l/h

Tramo Captads.

TramoDiámetro

(mm)

CAUDAL TOTAL

PÉRDIDAS TOTALES

T 1/1

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BLOQUE 4

HOJA DE PÉRDIDAS DE CARGA DEL CIRCUITO HIDRÁULICO

Área unitaria de captación 2,4 m2 Nº captadores 32

Área total de captación 76,8 m2

Caudal unitario 40 l/h*m2

Caudal total 1536 m2

Diámetro general 28 mm.

A) Tramos de tuberías

CIRCUITO 1º

Long. Caudal Caudal Dext Dext Dint Veloc. Hr/m Hr

(m) (l/h) (m3/s) (mm) (") (mm) (m/s) (m.c.a.) (m.c.a.)

Ac-I 16 5 1536 0,00043 28 26 0,8036207 0,03 0,16

1 2 8 40 768 0,00021 22 20 0,6790595 0,03 1,27

2 3 4 8 384 0,00011 22 20 0,3395298 0,01 0,07

7 10 8 8 768 0,00021 22 20 0,6790595 0,03 0,25

10-Ac 16 8 1536 0,00043 28 26 0,8036207 0,03 0,26

0 0 0 0 0,00000 22 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0,00000 35 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0,00000 35 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0,00000 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0,00000 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0,00000 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0,00000 0 0 0 0,00 0,00

TOTAL 2,01

B) Accesorios

CIRCUITO 1º

Válvulas Válvulas Codo Codo L eq Hr

esféricas retención 90º 45º (m) (m.c.a.)

Ac-I 28 5 1 5 3 12,35 0,39

1 2 22 2 0 5 1 4,49 0,14

2 3 22 2 0 5 1 4,49 0,04

7 10 22 2 0 5 1 4,49 0,14

10-Ac 28 5 1 5 3 12,35 0,39

0 22 0 0 0 0 0,00 0,00

0 35 0 0 0 0 0,00 0,00

0 35 0 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0 0 0,00 0,00

0 0 0 0 0 0 0,00 0,00

TOTAL 1,11

Hr total en el cto. 1º 3,34 m.c.a.

Hr total en el cto. 2º 0,00 m.c.a.

1536 l/h

Tramo Captads.

TramoDiámetro

(mm)

CAUDAL TOTAL

PÉRDIDAS TOTALES

T 1/1

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Aislamiento Según el RITE, el aislamiento de acumuladores cuya superficie sea inferior a 2 m

2 tendrá un

espesor mínimo de 30 mm. Para volúmenes superiores el espesor mínimo será de 50 mm. Los espesores de aislamiento (expresados en mm.) de tuberías y accesorios situados al interior no serán inferiores a los valores de la tabla siguiente:

Fluido interior caliente

Diámetro exterior Temperatura del fluido (ºC) (**)

(mm) (*) 40 a 65 66 a 100 101 a 150 151 a 200

D ≤ 35 20 20 30 40

35 < D ≤ 60 20 30 40 40

60 < D ≤ 90 30 30 40 50

90 < D ≤ 140 30 40 50 50

140 < D 30 40 50 60

(*) Diámetro exterior de la tubería sin aislar

(**) Se escoge la temperatura máxima de red

Para tuberías y accesorios situados al exterior, los valores de la tabla anterior se incrementarán en 10 mm. como mínimo. Para materiales con conductividad térmica λ, en W/(m*K), distinta de 0.04, el espesor mínimo e (en mm.) que debe usarse se determinará, en función del espesor de referencia eREF (en mm.) de la tabla anterior, aplicando las siguientes fórmulas:

Aislamiento de superficies planas:

Aislamiento de superficies cilíndricas:

donde e es el espesor del aislamiento buscado, eREF es el espesor de referencia, Di es el diámetro interior de la sección circular, y λ y λREF son las conductividades térmicas. λREF = 0.04.

El material aislante se sujetará con medios adecuados de forma que no pueda desprenderse

de las tuberías o accesorios.

Cuando el material aislante de tubería y accesorios sea de fibra de vidrio deberá cubrirse con

una protección no inferior a la proporcionada por un recubrimiento de venda y escayola. En los

tramos que discurran por el exterior será terminada con pintura asfáltica.

El aislamiento no dejará zonas visibles de tuberías o accesorios, quedando únicamente al

exterior los elementos que sean necesarios para el buen funcionamiento y operación de los

componentes.

12

lnexp2 i

REFi

REF

i

D

eDDe

REFREFee *

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Fluido caloportador Se utilizara un fluido anticongelante de marca FLUIDOSOL específicamente indicado para instalaciones de energía solar térmica. Es un líquido fisiológicamente inofensivo y teñido de verde basado en una solución acuosa de propilenglicol y glicoles de cadena más larga, diseñado específicamente para soportar las condiciones de estancamiento de los captadores solares térmicos. La concentración de éste en agua será del 30%.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Apariencia color verde

Densidad a 20ºC (DIN 51757) g/cm³ ~ 1.065

Índice de refracción Nd a 20ºC (DIN 51423) ~ 1.396

pH (DIN 51369) ~ 8

Reserva de alcalinidad (ASTM D 1121) ml c (HC) 0.1 m ~ 3

Punto de ebullición a 1013 mbar (ASTM D 1120) ºC ~ 105

Pour point (DIN 51583) ºC -34

Frost resistance (ASTM D 1177) ºC ~ -27

Viscosidad cinemática (DIN 51562) a 20ºC mm²/s x ~ 7

Calor específico a 20ºC Kj/kgK ~ 3.4

Conductividad térmica a 20ºC W/mK ~ 0.39

Conductividad eléctrica específica a 20ºC μS/m ~ 1200

Bombas Como la instalación contará con más de 10 m

2 de superficie de captación, utilizaremos

circulación forzada. Como la superficie de captación supera los 50 m2, dispondremos dos

bombas de circulación, dejando una de reserva. Siempre que sea posible, las bombas en línea se montarán en las zonas más frías del circuito, teniendo en cuenta que no se produzca ningún tipo de cavitación y siempre con el eje de rotación en posición horizontal. Las bombas se seleccionarán de forma que el caudal y la pérdida de carga de diseño se encuentren dentro de la zona de rendimiento óptimo especificada por el fabricante. Se instalara una doble bomba para cada portal que, en el caso del bloque 3, será de la marca y modelo WILO TOP-S 25/7 EM y en el caso del bloque 4 será de la marca y modelo WILO STAR-ST 25/7 EM (ver [9]). A continuación se adjuntan las fichas de diseño para cada bloque.

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BLOQUE 3

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BLOQUE 4

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55

Vasos de expansión

Se adjuntan la fichas técnicas del cálculo de la expansión obtenidas con una aplicación para el

cálculo del volumen de expansión de TERMICOL (ver [24]). Según éstas, necesitamos vasos

de 500 litros. Los depósitos de expansión elegidos según [10] serán del modelo 500 AMR-OS

de la marca IBAIONDO.

BLOQUE 3

VOLUMEN DEL CIRCUITO HIDRÁULICO

A) Colectores C) Tuberías

Modelo de colector T25S Diámetro Longitud Vol unit. Vol total

Volumen unitario (l) 1,27 (mm) (m) (l) (l)

Nº colectores 28 18 150 0,2544696 38,17

Volumen total (l) 35,56 22 200 0,311 62,20

28 200 0,531 106,2

B) Intercambiador 35 50 0,809 40,45

42 20 1,15 23

Modelo de intercamb. serpentín

Volumen total (l) 72 270,02

B) Acumulador de inercia

Vol. total acumulador 5000,00

Vol. total cto. 1º 5.377,6

Presión mínima 1,50

Pválvula seguridad (bar) 6,00

Dif. Cota entre el pto. Sup y el vaso (m) 3

Factor de presión 1,67

Vnominal del vaso > FpVu 385,4

Vaso de expansión cerrado 500,0 litros

TOTAL

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BLOQUE 4

VOLUMEN DEL CIRCUITO HIDRÁULICO

A) Colectores C) Tuberías

Modelo de colector T25S Diámetro Longitud Vol unit. Vol total

Volumen unitario (l) 1,27 (mm) (m) (l) (l)

Nº colectores 32 18 150 0,2544696 38,17

Volumen total (l) 40,64 22 200 0,311 62,20

28 200 0,531 106,2

B) Intercambiador 35 10 0,809 8,09

42 5 1,15 5,75

Modelo de intercamb. serpentín

Volumen total (l) 72 220,41

B) Acumulador de inercia

Vol. total acumulador 5000,00

Vol. total cto. 1º 5.333,1

Presión mínima 1,50

Pválvula seguridad (bar) 6,00

Dif. Cota entre el pto. Sup y el vaso (m) 3

Factor de presión 1,67

Vnominal del vaso > FpVu 382,2

Vaso de expansión cerrado 500,0 litros

TOTAL

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Accesorios

Se recomienda consultar el plano nº4 “Esquema de detalle”.

Purga de aire

En los puntos altos de la salida de baterías de captadores y en todos aquellos puntos de la

instalación donde pueda quedar aire acumulado, se colocarán sistemas de purga constituidos

por botellines de desaireación y purgador manual o automático. El volumen útil del botellín será

al menos de 15 cm3 por cada m

2 de batería.

Drenaje

Los circuitos primario y secundario irán provistos de válvulas de seguridad taradas a una

presión que garantice que en cualquier punto del circuito no se superará la presión máxima de

trabajo de cada uno de los componentes. La descarga de las válvulas de seguridad se realizará

mediante escape conducido a desagüe.

Valvulería

La elección de las válvulas se realiza atendiendo a la función que desempeñan y a las

condiciones extremas de funcionamiento (presión y temperatura). Los criterios elegidos son los

siguientes:

Para aislamiento: válvulas de esfera.

Para equilibrado de circuitos: válvulas de asiento.

Para vaciado: válvulas de esfera o de macho.

Para llenado: válvulas de esfera.

Para purga de aire: válvulas de esfera o de macho.

Para seguridad: válvula de resorte.

Para retención: válvulas de disco de doble compuerta, o de clapeta.

A los efectos de estas especificaciones no se usarán de válvulas de compuerta.

Los diámetros libres en los asientos de las válvulas tienen que ser correspondientes con los

diámetros nominales de las mismas y en ningún caso inferiores a 12 mm.

Las válvulas de seguridad, por su importante función, deben ser capaces de derivar la potencia

máxima del captador o grupo de captadores, incluso en forma de vapor, de manera que en

ningún caso sobrepase la máxima presión de trabajo del captador o del sistema.

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III.1.11. CIRCUITO SECUNDARIO

Esquema hidráulico Se ha dispuesto un sistema de retorno invertido para asegurar igual recorrido hidráulico en todas las baterías de captadores. Como los ramales no son simétricos, se han añadido válvulas de equilibrado. Se recomienda consultar los planos nº8 “Esquema de distribución en Planta Tipo”, nº9 “Esquema de distribución en Planta Primera” y nº10 “Esquema de distribución en Planta Baja”. Aislamiento Los espesores de aislamiento se calculan de la misma manera en que se hizo para el circuito primario. Valvulería Se procede de la misma manera en que se hizo para el circuito primario. Tuberías El caudal de circulación en el circuito secundario se calculó de la misma forma que el primario. A continuación se adjuntan las fichas de cálculo hidráulico para cada portal. Para la nomenclatura de los tramos, se recomienda consultar el plano nº12 “Esquema hidráulico de distribución.”

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PORTAL IZQUIERDO

HOJA DE PÉRDIDAS DE CARGA DEL CIRCUITO HIDRÁULICO (53 viviendas)

Caudal unitario serpentín 80 l/h

Caudal total 4240 m2

Diámetro general 42 mm.

A) Tramos de tuberías

CIRCUITO 2º

Long. Caudal Caudal Dext Dext Dint Veloc. Hr/m Hr

(m) (l/h) (m3/s) (mm) (") (mm) (m/s) (m.c.a.) (m.c.a.)

SAL-x 0 15 4240 0,00118 42 40 0,9372436 0,03 0,39

x-A 0 25 2160 0,00060 35 33 0,7015078 0,02 0,47

A-B 0 4 2160 0,00060 35 33 0,7015078 0,02 0,08

B-C 0 4 1840 0,00051 35 33 0,5975807 0,01 0,06

C-D 0 4 1520 0,00042 28 26 0,7952497 0,03 0,13

D-E 0 5 1040 0,00029 28 26 0,5441182 0,02 0,08

E-KB 0 10 1040 0,00029 28 26 0,5441182 0,02 0,16

KB-LB 0 50 80 0,00002 15 13 0,167421 0,00 0,20

LB-I 0 10 1040 0,00029 28 26 0,5441182 0,02 0,16

I-J 0 20 2160 0,00060 35 33 0,7015078 0,02 0,38

J-ENT 0 10 4320 0,00120 42 40 0,9549274 0,03 0,27

0 0 30 0 0,00000 35 0 0 0,00 0,00

TOTAL 2,34

B) Accesorios

CIRCUITO 2º

Válvulas Válvulas Codo Codo L eq Hr

esféricas retención 90º 45º (m) (m.c.a.)

SAL-x 42 2 1 2 2 11,78 0,30

x-A 35 2 0 3 2 6,96 0,13

A-B 35 2 0 3 2 6,96 0,13

B-C 35 2 0 3 2 6,96 0,10

C-D 28 2 0 3 2 5,17 0,16

D-E 28 2 0 3 2 5,17 0,08

E-KB 28 2 0 4 2 5,96 0,09

KB-LB 15 2 0 5 0 2,46 0,01

LB-I 28 2 0 4 2 5,96 0,09

I-J 35 2 0 3 2 6,96 0,13

J-ENT 42 2 1 2 2 11,78 0,31

0 35 0 0 0 0 0,00 0,00

TOTAL 1,54

C) Acumulador

Q Hr (1º)

(l/h) (m.c.a.)

121,874 300

Hr total en el cto. 1º 4,19 m.c.a.

Hr total en el cto. 2º 0,00 m.c.a.

4240 l/h

serpentín

CAUDAL TOTAL

PÉRDIDAS TOTALES

T 1/1

Modelo

Tramo Captads.

TramoDiámetro

(mm)

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DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

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PORTAL DERECHO

HOJA DE PÉRDIDAS DE CARGA DEL CIRCUITO HIDRÁULICO (54 viviendas)

Caudal unitario serpentín 80 l/h

Caudal total 4320 m2

Diámetro general 42 mm.

A) Tramos de tuberías

CIRCUITO 2º

Long. Caudal Caudal Dext Dext Dint Veloc. Hr/m Hr

(m) (l/h) (m3/s) (mm) (") (mm) (m/s) (m.c.a.) (m.c.a.)

SAL-x 0 15 4320 0,00120 42 40 0,9549274 0,03 0,40

x-A 0 25 2160 0,00060 35 33 0,7015078 0,02 0,47

A-B 0 4 2160 0,00060 35 33 0,7015078 0,02 0,08

B-C 0 4 1840 0,00051 35 33 0,5975807 0,01 0,06

C-D 0 4 1520 0,00042 28 26 0,7952497 0,03 0,13

D-E 0 5 1040 0,00029 28 26 0,5441182 0,02 0,08

E-KB 0 10 1040 0,00029 28 26 0,5441182 0,02 0,16

KB-LB 0 50 80 0,00002 15 13 0,167421 0,00 0,20

LB-I 0 10 1040 0,00029 28 26 0,5441182 0,02 0,16

I-J 0 20 2160 0,00060 35 33 0,7015078 0,02 0,38

J-ENT 0 10 4320 0,00120 42 40 0,9549274 0,03 0,27

0 0 30 0 0,00000 35 0 0 0,00 0,00

TOTAL 2,35

B) Accesorios

CIRCUITO 2º

Válvulas Válvulas Codo Codo L eq Hr

esféricas retención 90º 45º (m) (m.c.a.)

SAL-x 42 2 1 2 2 11,78 0,31

x-A 35 2 0 3 2 6,96 0,13

A-B 35 2 0 3 2 6,96 0,13

B-C 35 2 0 3 2 6,96 0,10

C-D 28 2 0 3 2 5,17 0,16

D-E 28 2 0 3 2 5,17 0,08

E-KB 28 2 0 4 2 5,96 0,09

KB-LB 15 2 0 5 0 2,46 0,01

LB-I 28 2 0 4 2 5,96 0,09

I-J 35 2 0 3 2 6,96 0,13

J-ENT 42 2 1 2 2 11,78 0,31

0 35 0 0 0 0 0,00 0,00

TOTAL 1,55

C) Acumulador

Q Hr (1º)

(l/h) (m.c.a.)

121,874 300

Hr total en el cto. 1º 4,22 m.c.a.

Hr total en el cto. 2º 0,00 m.c.a.

4320 l/h

Tramo Captads.

TramoDiámetro

(mm)

serpentín

CAUDAL TOTAL

PÉRDIDAS TOTALES

T 1/1

Modelo

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DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

61

Bombas De nuevo, dispondremos dos bombas de circulación, dejando una de reserva. Se instalara una doble bomba para cada portal que será el modelo WILO TOP-S 30/10 EM (ver [9]). A continuación se adjuntan las fichas de diseño para cada bloque:

PORTAL IZQUIERDO

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DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

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PORTAL DERECHO

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DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

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III.1.12. ELECTRICIDAD Y CONTROL Se recomienda consultar el plano nº13 “Esquema Eléctrico y de Control”. La instalación eléctrica da servicio a todos los elementos del sistema que lo necesitan: válvulas motorizadas, las bombas de circulación y la centralita de control. Todos los elementos disponen de una línea de alimentación debidamente dimensionada y protegida, con sus correspondientes protecciones magnetotérmicas y diferenciales que se situarán en el cuadro eléctrico. El sistema de control se realizará por control mixto (centralizado en circuitos generales y distribuido en ramales de viviendas):

El 1º control se ocupará del circuito primario y tendrá: Dos sondas de temperatura, una

colocada en la parte superior de los captadores (T1) y otra en la parte baja del

acumulador (T2). Una salida de relé, hacia la bomba de circulación del circuito

primario.

El 2º control se ocupará del circuito secundario y tendrá: Dos sondas de temperatura,

una colocada en la parte alta del acumulador (T3) y otra en el retorno de la tubería de

distribución hacia de los interacumuladores (T4). Una salida de relé, hacia la bomba de

circulación del circuito secundario.

El 3º control se ocupará de la transferencia de calor. Se colocará a la entrada de cada

acumulador individual una electroválvula de 3 vías (V1 a Vn) comandada por un

termostato diferencial con una sonda situada en el interacumulador (T5 a Tn). Si esta

sonda detecta que se alcanza la temperatura de servicio (45ºC), las válvulas cortarán

el intercambio cerrando el flujo del serpentín.

Los dos primeros controles se llevarán a cabo por una centralita de control que comprenderá

los siguientes sistemas:

Control de funcionamiento del circuito primario y secundario. Compara la temperatura

superior (T1 o T3) con la inferior (T2 o T4) y da la orden de marcha a la bomba si la

diferencia entre ambas temperaturas es superior a 7 ºC. Análogamente, cuando la

diferencia entre ambos valores es inferior a 2ºC, la bomba se para.

Sistemas de protección y seguridad. El sistema de control dispone además de

Protección antihielo (cuando T1 alcanza 3ºC la bomba se pone en funcionamiento

durante 5 minutos) y protección del captador (cuando T1 alcanza 120ºC se activa la

bomba hasta que la temperatura de los captadores se reduce en 10 ºC).

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DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

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La centralita de control será marca y modelo Termicol Energy, cuya ficha técnica (obtenida en

[11]) se adjunta a continuación:

L

Fase -

Red T1

Sonda

Captador

N

Neutro -

Red T2

Sonda

Acumulador

A1

Fase -

Relé 1 T3

Sonda

Acumulador

N

Neutro -

Relé 1 T4 Sonda Retorno

A2

Fase -

Relé 2

PE

Puesta a tierra

N Neutro -

Relé 2 WMM -

Valores eléctricos Alimentación CA 230 Volt, 50 Hz, -10...+15%

Apagado de seguridad interno Fusible baja intensidad 5 x 20mm, 2A/ lento

Grado de radiointerferencia N según VDE 0875

Sección max. Cable conex. 230V 2,5 mm² de hilo fino/unifilar

PTF6 - 25°C - 200°C

PT1000, 1,000 k Ω con 0°C Tensión de prueba 4 kV 1 min según VDE 0631

Tensión de conexión 230V Potencia para cada Relé 1A / aprox. 230VA para cos Φ = 0,7-1,0 Apagado de seguridad Fusible baja intensidad 5 x 20mm, 2A/T (2 amperios, lento)

Otros Calorímetro recomendado PVM 1,5/90 1500l/h, Tmax >=90°C, 10l/Impulso

Temperatura de funcionamiento 0 ... +50°C

Temperatura de almacenaje -10 ... +65°C

Sonda termométrica / Rango de temperatura

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DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

65

III.2. PLIEGO DE CONDICIONES

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DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

66

III.2.1. DISPOSICIONES PRELIMINARES

A parte de la normativa ya especificada previamente, la legislación que deberemos de tener

como punto de referencia para la realización del proyecto es la siguiente:

Orden del 28 Julio 1980, por la que se aprueban las normas e instrucciones técnicas

complementarias para la homologación de los paneles solares (BOE 18 de agosto de

1980)

Orden del 9 de abril de 1981, por la que se especifican las exigencias técnicas que

deben cumplir los sistemas solares para agua caliente y climatización, a efectos de la

concesión de subvenciones a los propietarios, en el desarrollo del artículo 13 de la ley

82/1980, del 30 de diciembre, sobre conservación de la energía (BOE 25 de Abril de

1981)

Pliego de condiciones técnicas de las instalaciones de energía solar térmica del IDAE

Resolución del 5 de Noviembre de 2001, de la consejería de industria, comercio y

turismo, por la que se aprueban las bases que han de regir la convocatorias pública de

subvenciones para programas de ahorro energético y uso de energías renovables en el

año 2002.

Reglamento de recipientes a presión

Reglamento electrotécnico de baja tensión y sus instrucciones técnicas

complementarias.

Ley 31/1995 del 8 de Noviembre sobre la prevención de riesgos laborales (BOE nº 269

del 10 de Noviembre)

Real Decreto 1627/97, de 24 de Octubre de 1997 por el que se establecen

disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción

También se seguirá en todo lo posible otras normas como las UNE de la asociación

española de normalización y certificación (AENOR), normas NTE del ministerio de

obras públicas y urbanismos, y otras de organismos internacionales como las CEN o

ISO, como las siguientes:

o UNE-EN 12975-1 Sistemas solares térmicos y componentes—Captadores Solares —

Parte 1: Requisitos Generales.

o UNE-EN 12975-2 Sistemas solares térmicos y componentes—Captadores Solares —

Parte 2: Métodos de Ensayo.

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DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

67

o UNE-EN 12976-1. Sistemas solares térmicos y componentes—Sistemas solares

prefabricados— Parte 1: Requisitos Generales

o UNE-EN 12976-2 Sistemas solares térmicos y componentes— Sistemas solares

prefabricados — Parte 2: Métodos de Ensayo.

o UNE-EN 12977-1. Sistemas solares térmicos y componentes—Sistemas solares a

medida— Parte 1: Requisitos Generales

o UNE-EN 12977-2 Sistemas solares térmicos y componentes— Sistemas solares a

medida — Parte 2: Métodos de Ensayo.

o prEN 806-1, Specifications for installations inside buildings conveying water for

human consumption — Part 1: General.

o prEN 1717, Protection against pollution of potable water in drinking water

installations and general requirements of devices to prevent pollution by back flow.

o ENV 1991-2-3, Eurocode 1 — Basis of design and actions on structures — Part 2 - 3:

Action on structures; snow loads.

o ENV 1991-2-4, Eurocode 1 — Basis of design and actions on structures — Part 2 - 4:

Action on structures; wind loads.

o EN 60335-1:1995, Safety of household and similar electrical appliances — Part 1:

General requirements (IEC 335-1:1991 modified).

o EN 60335-2-21, Safety of household and similar electrical appliances — Part 2:

Particular requirements for storage water heaters (IEC 335-2-21:1989 + Amendments

1:1990 and 2:1990, modified).

o ENV 61024-1 Protection of structures against lightning — Part 1: General principles

(IEC 1024-1:1990, modified).

Se considerará la edición más reciente de las normas antes mencionadas, con las últimas

modificaciones oficialmente aprobadas.

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DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

68

III.2.2. CONDICIONES DE MATERIALES Y EQUIPOS

Las características principales que han de cumplir los materiales, así como sus protecciones,

en las instalaciones de A.C.S. son:

En las tuberías del circuito primario podrán utilizarse como materiales el hierro negro, el

cobre y el acero inoxidable, con uniones roscadas, soldadas o embridadas y protección

exterior con pintura anticorrosiva.

En sistemas directos sólo podrá utilizarse cobre o acero inoxidable en el circuito

primario.

Cuando sea imprescindible utilizar materiales diferentes en el mismo circuito,

especialmente cobre y acero, en ningún caso estarán en contacto debiendo situar entre

ambos juntas o manguitos dieléctricos.

En todos los casos es aconsejable prever la protección catódica del acero.

Cuando se utilice aluminio en tuberías o accesorios, la velocidad del fluido será inferior

a 1,5 m/s. y su pH estará comprendido entre 5 y 7. No se permitirá el uso de aluminio

en sistemas abiertos o sistemas sin protección catódica.

Cuando se utilice cobre en tuberías y accesorios la velocidad del fluido será inferior a 3

m/s en sistemas cerrados y 1,5 m/s en sistemas abiertos.

Cuando se utilice acero en tuberías o accesorios la velocidad del fluido será inferior a 3

m/s en sistemas cerrados y el pH del fluido de trabajo estará comprendido entre 5 y 12.

Cuando se utilice acero galvanizado en contacto con el fluido de trabajo se evitará que

la temperatura del fluido sobrepase 65 ºC en periodos prolongados.

La tornillería y piezas auxiliares estarán protegidas por galvanizado o zincado, o bien

serán de acero inoxidable.

Los materiales situados en intemperie se protegerán contra los agentes ambientales,

en particular contra el efecto de la radiación solar y la humedad.

Para la protección del material aislante situado en intemperie se podrá utilizar una

cubierta o revestimiento de escayola protegido con pinturas asfálticas, poliésteres

reforzados con fibra de vidrio o chapa de aluminio. En el caso de depósitos o

cambiadores de calor situados en intemperie, podrán utilizarse forros de telas plásticas.

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DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

69

III.2.3. PUESTA EN MARCHA DE LAS INSTALACIONES

La recepción y pruebas finales de la instalación se harán conforme a las siguientes pautas:

El instalador se responsabilizará de la ejecución de las pruebas funcionales, del buen

funcionamiento de la instalación y del estado de la misma en el momento de su entrega

a la propiedad.

El instalador, salvo orden expresa, entregará la instalación llena y en funcionamiento.

Con el fin de probar su estanqueidad, todas las redes de tuberías deben ser probadas

hidrostáticamente antes de quedar ocultas por obras de albañilería o por el material

aislante.

Las pruebas se realizarán de acuerdo con UNE 100.151 "Pruebas de Estanqueidad en

Redes de Tuberías".

De igual forma, se probarán hidrostáticamente los equipos y el circuito de energía

auxiliar cuando corresponda.

Se comprobará que las válvulas de seguridad funcionan y que las tuberías de descarga

de las mismas no están obturadas y en conexión con la atmósfera. La prueba se

realizará incrementando hasta un valor de 1,1 veces el de tarado y comprobando que

se produce la apertura de la válvula.

Se comprobará la correcta actuación de las válvulas de corte, llenado, vaciado y purga

de la instalación.

Al objeto de la recepción de la instalación se entenderá que el funcionamiento de la

misma sea correcto, cuando la instalación satisfaga las pruebas parciales incluidas en

el presente capítulo.

Se comprobará que alimentando (eléctricamente) las bombas del circuito, entran en

funcionamiento y los incrementos de presión indicados con los manómetros se

corresponden en la curva con el caudal del diseño del circuito.

Se comprobará la actuación del sistema de control y el comportamiento global de la

instalación realizando una prueba de funcionamiento diario, consistente en verificar,

que en un día claro, las bombas arrancan por la mañana, en un tiempo prudencial, y

paran al atardecer, detectándose en el depósito saltos de temperatura significativos.

Page 77: AGUA SANITARIA CALIENTE (ENERGIA SOLAR TERMICA)

DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

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III.3. PRESUPUESTO

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DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

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CÓDIGO RESUMEN UDS LONGITUD ANCHURA ALTURA PARCIALES CANTIDAD PRECIO IMPORTE

CAPÍTULO 13 INST. ENERGIA SOLAR SUBCAPÍTULO 13.01 ENERGIA SOLAR TERMICA. PRODUCCION DE A.C.S.S. 13.01.01 u COLECTOR SOLAR PLANO

COLECTOR SOLAR PLANO HOMOLOGADO CON CIRCUITO ABSORBEDOR DE COBRE CON TRATAMIENTO SELECTIVO Y CUBIERTA DE CRISTAL CON SUPERFICIE ÚTIL DE CAPTACIÓN DE 2,40 M2, DE LA MARCA/MODELO TERMICOL T25S O EQUIVALENTE ACEPTADO POR LA DIRECCION FACULTATIVA. INCLUSO INTERCONEXION ENTRE ELLOS Y/O CONEXION A TUBERIAS DE IMPULSION/RETORNO DE COBRE, CON JUEGO DE ACCESORIOS, TAPONES TERMINALES DE CERRADO Y FIJACION A SOPORTES DE SUSTENTACION.MEDIDA LA UNIDAD EJECUTADA. BLOQUE 3 56 56,00

BLOQUE 4 64 64,00

120,00 450,66 54.079,22 13.01.02 u ESTRUCTURA METÁLICA DE SOPORTE PARA BATERIA 4 COLECTORES SOLARES

ESTRUCTURA METÁLICA DE SOPORTE DE BATERIA 4 COLECTORES SOLARES MODELO TERMICOL T25S, CONSTRUIDA CON PERFIL DE ACERO NORMALIZADO CON GALVANIZADO POSTERIOR, INCLUSO PLACAS DE ANCLAJE Y ELEMENTOS PARA SUSTENTACION DE COLECTORES. MEDIDA LA UNIDAD EJECUTADA.

14,00 402,52 5.635,28

13.01.03 u ESTRUCTURA METÁLICA DE SOPORTE PARA BATERIA 8 COLECTORES SOLARES

ESTRUCTURA METÁLICA DE SOPORTE DE BATERIA 8 COLECTORES SOLARES MODELO TERMICOL T-25S, CONSTRUIDA CON PERFIL DE ACERO NORMALIZADO CON GALVANIZADO POSTERIOR, INCLUSO PLACAS DE ANCLAJE Y ELEMENTOS PARA SUSTENTACION DE COLECTORES. MEDIDA LA UNIDAD EJECUTADA.

8,00 1300,11 10.400,88

13.01.04 u DEPOSITO CERRADO DE EXPANSION DE 500 LITROS DE CAPACIDAD

DEPOSITO CERRADO DE EXPANSION DE 500 LITROS DE CAPACIDAD EN ACERO PINTADO EXTERIORMENTE Y PROVISTO DE MEMBRANA ELASTICA ESPECIAL (NO RECAMBIABLE) PARA LIQUIDOS ANTICONGELANTES HASTA EL 50% , CON CAMARA DE GAS CONTENIENDO NITROGENO A PRESION. INCLUSO AYUDAS DE ALBAÑILERIA. MEDIDA LA UNIDAD EJECUTADA. MARCA/MODELO: IBAIONDO 500 AMR-SO O SIMILAR. BLOQUE 3 2 2,00 BLOQUE 4 2 2,00

4,00 1200,53 4.802,24

13.01.05 u DEPÓSITO ACUMULADOR DE INERCIA DE 5000 LITROS

DEPÓSITO ACUMULADOR VERTICAL DE A.C.S. DE 5000 LITROS DE CAPACIDAD, DEPÓSITO DE INERCIA MARCA Y MODELO TERMICOL AGT5000 I, VERTICAL, PARA INTERIOR, FABRICADO EN ACERO ST. 37.2, AISLADO TÉRMICAMENTE INCLUSO AYUDAS DE ALBAÑILERIA. MEDIDA LA UNIDAD EJECUTADA. MARCA/MODELO: LAPESA MV5000I, O EQUIVALENTE BLOQUE 3 2 2,00 BLOQUE 4 2 2,00

4,00 4.551,00 18.204,00

Page 79: AGUA SANITARIA CALIENTE (ENERGIA SOLAR TERMICA)

DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

72

CÓDIGO RESUMEN UDS LONGITUD ANCHURA ALTURA PARCIALES CANTIDAD PRECIO IMPORTE

13.01.06 u DEPÓSITO INTERACUMULADOR VERTICAL DOBLE PARED DE A.C.S. DE 110 LITROS

DEPÓSITO INTERACUMULADOR VERTICAL DE DOBLE PARED DE 110 LITROS DE CAPACIDAD, CONSTRUIDO EN ACERO INOXIDABLE, CALORIFUGADO CON POLIURETANO RÍGIDO INYECTADO EN MOLDE, LIBRE DE CFC Y CON FORRO EXTERIOR DE POLIPROPILENO ACOLCHADO DESMONTABLE. SE SUMINISTRARA CON LOS SIGUIENTES ELEMENTOS DE CONTROL Y SEGURIDAD: TERMOMETRO Y ENTRADA PARA SONDA DE TEMPERATURA ACTIVA.INCLUSO AYUDAS DE ALBAÑILERIA. MEDIDA LA UNIDAD EJECUTADA. MARCA/MODELO: LAPESA CV110M1S O EQUIVALENTE BLOQUE 3 107 107,00 BLOQUE 4 107 107,00

214,00 466,20 99.766,8

13.01.07 u BOMBA CIRCULADORA SENCILLA WILO TOPS 25/7 EM O EQUIVALENTE

BOMBAS CIRCULADORA CENTRIFUGA SIMPLE MONOFASICA PARA MONTAJE CON BRIDAS, CON ASPIRACION Y DESCARGA EN LINEA Y TEMPERATURA DE LIQUIDO +2ºC A +110ºC, CON JUEGO DE ACCESORIOS DE CONEXION Y KIT DE AISLAMIENTO TERMICO Y MODULO RELÉ PARA PROTECCION, COMUNICACIÓN Y ALTERNACIA DE ARRANQUE. CARACTERISTICAS: 2,6 M3/H - 3,42 M.C.A. MEDIDA LA UNIDAD EJECUTADA. MARCA/MODELO: WILO TOPS 25/7 EM O EQUIVALENTE

4,00 540,39 2.161,56

13.01.08 u BOMBA CIRCULADORA SENCILLA WILO STARST 25/7 O EQUIVALENTE

BOMBAS CIRCULADORA CENTRIFUGA SIMPLE MONOFASICA PARA MONTAJE CON BRIDAS, CON ASPIRACION Y DESCARGA EN LINEA Y TEMPERATURA DE LIQUIDO +2ºC A +110ºC, CON JUEGO DE ACCESORIOS DE CONEXION, KIT DE AISLAMIENTO TERMICO Y MODULO RELÉ PARA PROTECCION, COMUNICACIÓN Y ALTERNACIA DE ARRANQUE. CARACTERISTICAS: 1,53 M3/H – 3,34 M.C.A. MEDIDA LA UNIDAD EJECUTADA. MARCA/MODELO: WILO STARST 25/7 EM O EQUIVALENTE

4,00 604,51 2.408,54 13.01.09 u BOMBA CIRCULADORA SENCILLA WILO TOPS 30/10 EM O EQUIVALENTE

BOMBAS CIRCULADORA CENTRIFUGA SIMPLE MONOFASICA PARA MONTAJE CON BRIDAS, CON ASPIRACION Y DESCARGA EN LINEA Y TEMPERATURA DE LIQUIDO +2ºC A +110ºC, CON JUEGO DE ACCESORIOS DE CONEXION Y KIT DE AISLAMIENTO TERMICO Y MODULO RELÉ PARA PROTECCION, COMUNICACIÓN Y ALTERNACIA DE ARRANQUE. CARACTERISTICAS: 2,24 M3/H - 4,19 M.C.A. MEDIDA LA UNIDAD EJECUTADA. MARCA/MODELO: WILO TOPS 30/10 EM O EQUIVALENTE BLOQUE 3 4 4,00 BLOQUE 4 4 4,00

8,00 577,80 4.622,40

13.01.10 u REGULADOR DIGITAL CON MICROPROCESADOR PROGRAMABLE

REGULADOR DIGITAL CON MICROPROCESADOR PROGRAMABLE, DOTADOS DE TRANSFORMADOR 220/24V Y MODULOS/CONVERTIDORES PARA ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES PROPORCIONALES 0-10V PARA OBTENER 35 ENTRADAS ANALÓGICAS Y 38 SALIDAS DIGITALES, CON POSIBILIDAD DE CONEXION A BUS LONWORK DE COMUNICACIONES, INCLUSO LOS PUENTES DE CABLEADO Y DE ALIMENTACION. MEDIDA LA UNIDAD COMPLETAMENTE INSTALADA, MONTADA Y PROGRAMADA EN ARMARIO PRINCIPAL DE CONTROL Y GESTION. MARCA/MODELO REGULADOR DIGITAL: TERMICOL ENERGY O EQUIVALENTE. BLOQUE 3 2 2,00 BLOQUE 4 2 2,00

4,00 4.093,40 16.373,60

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DISEÑO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA. APLICACIÓN A UN EDIFICIO DE VIVIENDAS.

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CÓDIGO RESUMEN UDS LONGITUD ANCHURA ALTURA PARCIALES CANTIDAD PRECIO IMPORTE 13.01.11 u PURGADOR AUTOMÁTICO DE AIRE PARA MONTAJE ROSCADO

PURGADOR AUTOMÁTICO DE AIRE PARA MONTAJE ROSCADO Y JUEGO DE ACCESORIOS. TOTALMENTE INSTALADO Y COMPROBADO. INCLUSO PEQUEÑO MATERIAL AUXILIAR NECESARIO. MEDIDA LA UNIDAD INSTALADA MARCA/MODELO: SEDICAL/SPIROTOP O EQUIVALENTE

68,00 26,78 1.821,04

13.01.14 u VALVULA DE SEGURIDAD TARADA 6 BAR DE LATON PARA MONTAJE ROSCADO

VALVULA DE SEGURIDAD TARADA 6 BAR DE LATON PARA MONTAJE ROSCADO CON JUEGO DE ACCESORIOS Y MANOMETRO 0-10 KG/CM2. MEDIDA LA UNIDAD EJECUTADA. MARCA/MODELO: S.ESCODA O EQUIVALENTE

242,00 19,19 4.643,98

13.01.15 u VALVULA DE 3 VIAS DE LATON FORJADO DN32 CON SERVO A 220V

VALVULA DE 3 VIAS DE LATON FORJADO DN32 PN16 ROSCADA CON KV 16,00, PARA CONTROL TEMPERATURA INTERACUMULADOR DE A.C.S., CON JUEGO DE ACCESORIOS Y ACTUADOR ELECTROTERMICO.MEDIDA LA UNIDAD EJECUTADA. MARCA/MODELO: SEDICAL/V5833A2100 - M8450A1009 O EQUIVALENTE

214,00 114,84 24.57576

13.01.16 u VALVULA DE EQUILIBRADO DN40 (1.1/2")

VALVULA DE EQUILIBRADO DN40 (1.1/2"). FABRICADA EN METAL, CON DISPOSITIVO DE VACIADO, PREAJUSTE DE CAUDAL Y TOMAS DE PRESION Y FUNCION DE CORTE. INCLUSO AISLAMIENTO (EL SUMUNISTRADO POR LA MARCA),JUEGO DE ACCESORIOS, RACORES DE LATON DE UNION MECANICA CON SALIDA ROSCADA Y MANO DE OBRA. MEDIDA LA UNIDAD EJECUTADA, EQUILIBRADA Y COMPROBADA. MARCA/MODELO: SEDICAL/HIDROCONTROL DN40 O EQUIVALENTE

16,00 65,33 1.045,28

13.01.17 u VALVULA RETENCION 1" (22/25 MM.) DE DIAM

DE VALVULA DE RETENCION COLOCADA EN CANALIZACION DE 1" (22/25 mm.) DE DIAMETRO, INCLUSO PEQUEÑO MATERIAL; CONSTRUIDA SEGUN NTE/IFF-26. MEDIDA LA UNIDAD INSTALADA.

218,00 9,46 2.062,28

13.01.18 u VALVULA DE ESFERA DIAM. 4" (100 MM)

DE VALVULA DE ESFERA COLOCADA EN CANALIZACION DE 4" (100 mm) DE DIAMETRO, PARA ROSCAR, INCLUSO PEQUEÑO MATERIAL, CONSTRUIDA SEG+N NTE/IFF. MEDIDA LA UNIDAD INSTALADA.

233,00 19,36 4.510,88

13.01.19 m CANALIZACION COBRE,SUPERFICIAL

DE CANALIZACION DE COBRE, EN MONTAJE SUPERFICIAL, INCLUSO P.P.DE UNIONES, PIEZAS ESPECIALES,PASAMUROS, ELEMENTOS DE SUJECCION Y PEQUEÑO MATERIAL. MEDIDA. LA LONGITUD EJECUTADA. PRIMARIO 1 143,70 143,70 SECUNDARIO 8 10,00 80,00

223,70 4,60 1.029,02

13.01.20 m AISLAMIENTO COQUILLA ESPUMA ELASTOMERICA 30 MM ESPESOR.

AISLAMIENTO PARA TUBERIAS A BASE DE COQUILLA DE ESPUMA ELASTOMERICA DE CONDUCTIVIDAD TERMICA MENOR QUE 0,040 W/(M.K) A 20ºC (SEGUN APENDICE 03.1 RITE) Y DE 30 MM DE ESPESOR O ESPESOR EQUIVALENTE, CON BARRERA DE VAPOR, INCLUYENDO P.P. DE CORTES, COLOCACION, ACCESORIOS Y VALVULAS. COMPLETAMENTE INSTALADO Y SEÑALIZADO SEGUN NORMAS DIN. MEDIDA LA LONGITUD EJECUTADA. MARCA/MODELO: K-FLEX ST O EQUIVALENTE. PRIMARIO 1 143,70 143,70 SECUNDARIO 8 10,00 80,00

223,70 3,79 847,82

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CÓDIGO RESUMEN UDS LONGITUD ANCHURA ALTURA PARCIALES CANTIDAD PRECIO IMPORTE 13.01.21 u CONEXIONADO Y CABLEADO DE TODOS LOS ELEMENTOS DE CAMPO Y ARMARIO

CONEXIONADO Y CABLEADO DE: - ELEMENTOS DE CAMPO (SONDAS, TERMOSTATOS, ETC) CON EL REGULADOR DIGITAL - CIRCUITOS DE ALIMENTACION DE EQUIPOS (BOMBAS, MEZCLADORES, ETC) LOS CABLEADOS SE REALIZARÁN MEDIANTE CONDUCTOR DE COBRE APANTALLADO DE 1 MM2 O 1,5 MM2 DE SECCION (SEGUN SE INDIQUE EN PLANO DE ESQUEMA DE PRINCIPIO) SEGUN UNE H05VV-F BAJO BANDEJA O TUBO DE PVC FLEXIBLE/ RIGIDO DE PROTECCION 7 O 9 (SE INCLUIRA LA P.P. DE TUBO O BANDEJA). LOS CIRCUITOS DE ALIMENTACION A EQUIPOS SE REALIZARÁN CON CONDUCTORES DE COBRE DE 1,5 MM2, 2,5 MM2 O 6 MM2 SEGÚN SE INDIQUE EN ESQUEMA UNIFILAR BAJO TUBO DE PVC EN MONTAJE SUPERFICIAL. MEDIDA LA UNIDAD COMPLETAMENTE PROGRAMADA Y FUNCIONANDO.

8,00 478,45 3.827,60

13.01.22 u PUESTA EN MARCHA

PUESTA EN MARCHA DE TODA LA INSTALACION CON CHEQUEO DEL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE TODOS LOS ELEMENTOS. MEDIDA LA UNIDAD COMPLETAMENTE PROGRAMADA Y FUNCIONANDO.

8,00 243,98 1.951,84

TOTAL SUBCAPÍTULO 13.01 ENERGIA SOLAR TERMICA. PRODUCCION DE ACS ……… 593.079,70 TOTAL CAPÍTULO 13 INST. ENERGIA SOLAR......................................................................... 593.079,70

RESUMEN GENERAL DEL PRESUPUESTO Obra 593.079,70 € Seguridad y Salud en la Obra 84.544,34 € TOTAL 677.624,04 € (7% IVA) 47.433,68 € PRESUPUESTO GENERAL DE LA OBRA 725.057,72 € Asciende el presupuesto general a la expresada cantidad de SETECIENTOS VEINTICINCO MIL CINCUENTA Y SIETE EUROS con SETENTA Y DOS CENTIMOS.

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III.4. PLANOS

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