INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA PARA ACS EN HOSPITAL DE … · Se detallan los mecanismos de acción...

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)INGENIERO INDUSTRIAL

PROYECTO FIN DE CARRERA

INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA PARA ACS EN HOSPITAL DE

ARGANDA DEL REY

JAVIER GALÁN PEÑA

MADRID, Junio de 2006

Autorizada la entrega del proyecto al alumno:

Javier Galán Peña

EL DIRECTOR DEL PROYECTO

Pablo Filgueria Purriños

Fdo: Fecha:

Vº Bº del Coordinador de Proyectos

José Ignacio Linares Hurtado

Fdo: Fecha:

INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA PARA ACS EN HOSPITAL

DE ARGANDA DEL REY

Autor: Galán Peña, Javier.

Director: Purriños Filgueira, Pablo.

Entidad Colaboradora: Inventa.

RESUMEN DEL PROYECTO El proyecto consiste en el diseño y propuesta de una instalación solar térmica para

producción de agua caliente sanitaria (ACS) en el Hospital del Sureste de nueva

construcción, sito en la localidad de Arganda del Rey.

Se han estudiado las necesidades térmicas de ACS en atención a las características

constructivas y funcionales del edificio.

Conocida la demanda energética esperada, se han analizado los datos climatológicos y

de temperatura de red de agua fría propios del emplazamiento.

Con ello se ha llevado a cabo un estudio energético mediante los dos métodos de

cálculo de uso más extendido, recomendados por entidades de reconocido prestigio

(Curvas F, Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía; procedimiento

propuesto por el Centro de Estudios de la Energía Solar), atendiendo la diferencia entre

las peculiaridades de cada uno de ellos, particularizados para esta instalación.

Con los resultados arrojados por esta evaluación energética se ha propuesto un campo

de captación compuesto por colectores de placa plana. El modelo de captador ha sido

seleccionado como resultado de un estudio de las propuestas de fabricantes nacionales e

internacionales, atendiendo a los parámetros fundamentales que definen al elemento

colector. Se han estudiado asimismo la interconexión, inclinación y orientación óptima

de la superficie de captación. Las conclusiones de este estudio se presentan a modo de

documento anexo.

De la definición del campo de captación se han diseñado los distintos subsistemas que

componen la instalación: almacenamiento (volumen y temperatura óptima de

acumulación), transferencia térmica (intercambiador de placas externo, fluido calor

portante), trazado hidráulico (diseño de por sí equilibrado, control de pérdidas de carga

y niveles de ruido), regulación y control, y sistema auxiliar o convencional. Para este

último, no siendo objeto de este proyecto, se establecen recomendaciones para la

perfecta integración con la instalación propuesta.

Se detallan los mecanismos de acción preventiva frente a efectos perjudiciales para la

instalación, tales como riesgos de heladas o sobrecalentamientos, así como frente a

efectos perjudiciales para los usuarios, como riesgos de aparición de brotes de la

bacteria de la Legionella. Las medidas tomadas para el control de estos últimos

repercuten de forma negativa en la viabilidad de estas instalaciones. Se ha considerado

el impacto energético de estas medidas, necesarias en cualquier caso.

En el correcto funcionamiento de la instalación juega un papel fundamental el

subsistema de regulación. En este sentido, el proyecto propone dos posibles sistemas de

regulación (regulación personalizada mediante autómata programable, regulación con

dispositivos comerciales estándar), evaluando su repercusión económica, y las

características diferenciales de cada uno.

Se ha realizado un estudio del beneficio medioambiental que supone la instalación

proyectada, indicando el ahorro energético para el usuario, y las toneladas equivalentes

de dióxido de carbono evitadas.

El proyecto contiene un estudio básico de seguridad y salud, con las prescripciones y

recomendaciones para la correcta ejecución de las obras necesarias.

La viabilidad técnica del presente proyecto se ha cuidado en la definición de cada

componente individual, y en la integración del conjunto, con lo que dicha viabilidad

queda garantizada.

Se ha prestado especial atención a la durabilidad de los componentes, y de la instalación

completa, toda vez que la vida útil del sistema es una variable fundamental para la

idoneidad económica del proyecto. A tales efectos se ha estudiado un amplio abanico de

fabricantes, suministradores y productos, presupuestando el proyecto finalmente con los

más indicados en cada caso.

La viabilidad económica del proyecto se ha justificado mediante el pertinente estudio de

indicadores económicos como la tasa de rentabilidad o el período de retorno de la

inversión, planteando distintas posibilidades en atención a dos opciones técnicas y

varios escenarios económicos verosímiles.

THERMAL SOLAR SYSTEM FOR THE ARGANDA DEL REY

(MADRID) HOSPITAL The project consists of the design and proposal of a Thermal solar system for the

production of Domestic Hot Water (DHW) for the new Hospital in Arganda del Rey

(Madrid).

Firstly, it has been analysed the DHW thermal needs, being taken into account the assets

of the utility.

Once known the expected energy demand, climate data and the cold water circuit

temperature have been analysed.

With these statistics, an energy study has been carried out by using most known

calculation methods, which are recommended by prestigious Spanish institutions like

the “Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía” (Institution for the Energy

Diversification and Saving) ; or the “Centro de Estudios de la Energía Solar” (Solar

Energy Studies Centre), analysing the differences among them.

These data have been employed to design the optimal solar absorption surface, which is

formed by flat panel collectors. The type of collector has been selected as a result of a

study of both national and international market products, considering the most important

defining parameters for it.

Interconnections, lean and optimal position of the collector surface have been studied in

order to achieve the optimal performance of the system.

Once the collector surface has been set, the project contains the definition of the

subsystems which form the system: water storage, thermal transference, hydraulics

design, control and regulation system and auxiliary or conventional system. For this last

system, as not being part of this project, recommendations for the perfect integration in

the system object of study are set.

Preventive action mechanisms against dangerous effects for the system (over heating,

very low temperatures) or for the users (Legionelosis) are detailed.

For the correct operation of the system, it is very important the role of the regulation

subsystem. To that effect, the project suggests two possible regulation systems,

evaluating its economical impact and the different characteristics of each one.

A study about the environmental profits of the system has been carried out, showing the

benefits for the users, and the CO2 saved.

It has been taken care over the Project technical viability with regard to each individual

component and to the integration on the whole; being this viability guaranteed in this

way.

The Project economical viability has been justified by means of the appropriate study of

economical indicators such as the rate of return or the investment period of return.

Several economical scenarios have been considered in order to cover a wide range of

real possibilities.

1 MEMORIA

viii

MEMORIA DESCRIPTIVA ............................................................................2

CÁLCULOS .......................................................................................................146

ESTUDIO ECONÓMICO ................................................................................165

ESTUDIO AMBIENTAL..................................................................................182

ESTUDIO BÁSICO DE SEGURIDAD Y SALUD .........................................188

Índice ix

Índice

1 MEMORIA DESCRIPTIVA.............................................................................................................. 2

1.1 Descripción General del Proyecto.................................................................... 2

1.1.1 Objeto del Proyecto 3

1.1.2 Destino de la Instalación 4

1.1.3 Motivación del proyecto 5

1.2 Introducción a la tecnología.............................................................................. 6

1.2.1 Consideraciones iniciales sobre la tecnología solar. 7

1.2.2 Estado Actual del Arte y su Mercado 12

1.2.3 Otras consideraciones 14

1.3 Normativa y documentación .......................................................................... 15

1.3.1 Criterios de buenas prácticas 15

1.4 Principios de diseño ......................................................................................... 16

1.5 Memoria Técnica .............................................................................................. 18

1.5.1 Datos de partida 18

1.5.2 Características Constructivas del hospital 21

1.5.2.1 Instalaciones.................................................................................................................21

1.5.2.2 Sala de máquinas.........................................................................................................23

1.5.2.3 Altura entre plantas ....................................................................................................23

1.5.2.4 Edificios adyacentes....................................................................................................23

1.5.3 Hoja de carga: necesidades energéticas 24

1.5.3.1 Caracterización de la demanda .................................................................................24

1.5.4 Estudio energético de la instalación 29

1.5.5 Descripción de la Instalación Solar 36

1.5.5.1 Subconjunto de Captación .........................................................................................36

1.5.5.2 Subconjunto de Almacenamiento .............................................................................62

1.5.5.3 Subconjunto de Termotransferencia.........................................................................78

Índice x

1.5.5.4 Subconjunto de Regulación y Control....................................................................105

1.5.5.5 Subconjunto de Apoyo .............................................................................................119

1.5.5.6 Medidas de prevención de la Legionella ...............................................................123

1.5.5.7 Circuito Hidráulico ...................................................................................................130

1.5.5.8 Otros componentes del sistema...............................................................................131

1.6 Cuadro Resumen de la Instalación .............................................................. 134

1.7 Resumen del presupuesto ............................................................................. 135

1.8 Conclusiones ................................................................................................... 136

1.8.1 Método de cálculo 136

1.8.2 Propuesta técnica 136

1.9 Bibliografía ...................................................................................................... 137

1.10 Referencias Web ............................................................................................. 140

2 CÁLCULOS ..................................................................................................................................... 146

2.1 Introducción .................................................................................................... 146

2.2 Evaluación de la carga de consumo............................................................. 146

2.3 Método de Cálculo Recomendado por el CENSOLAR ............................ 147

2.3.1 Intensidad útil y rendimiento del colector 148

2.3.2 Cálculo del rendimiento del colector 148

2.3.3 Aportación solar por m2 149

2.3.4 Energía Disponible por m2 superficie colectora 150

2.3.5 Superficie Colectora 150

2.4 Método de Cálculo Recomendado por el IDAE......................................... 151

2.5 Dimensionado Elementos ............................................................................. 156

2.7 Corrección consumo unitario por temperatura ......................................... 157

2.8 Cálculos de tuberías y pérdidas de carga ................................................... 158

2.9 Caudales .......................................................................................................... 161

2.10 Volumen del Primario ................................................................................... 162

Índice xi

2.11 Vaso de Expansión ......................................................................................... 162

3 ESTUDIO ECONÓMICO ............................................................................................................. 165

3.1 Introducción .................................................................................................... 165

3.2 Consideraciones previas................................................................................ 166

3.3 Indicadores económicos empleados ............................................................ 166

3.4 Método de cálculo económico ...................................................................... 167

3.4.1 Expresiones de cálculo 168

3.4.2 Valoración de los parámetros económicos 170

3.4.2.1 Coste inicial de la inversión .....................................................................................170

3.4.2.2 Ahorro de combustible el primer año ....................................................................173

3.4.2.3 Costes de operación y mantenimiento ...................................................................174

3.4.2.4 Crecimiento esperado del precio del gas natural..................................................174

3.4.2.5 Tasa de inflación........................................................................................................176

3.4.2.6 Inversión alternativa.................................................................................................177

3.5 Resultados ....................................................................................................... 178

3.6 Conclusiones del estudio económico:.......................................................... 179

4 ESTUDIO AMBIENTAL ............................................................................................................... 182

5 ESTUDIO BÁSICO DE SEGURIDAD Y SALUD .................................................................... 188

5.1 Introducción .................................................................................................... 188

5.2 Objetivo del Estudio Básico de Seguridad y Salud ................................... 190

5.3 Consideración General de Riesgos .............................................................. 191

5.4 Consideración General de Riesgos .............................................................. 192

5.4.1 Tipos de riesgos 192

5.4.2 Medidas preventivas en la organización del trabajo 199

5.4.3 Protecciones colectivas 201

5.4.4 Protecciones personales 202

5.5 Análisis y Prevención de los Riesgos en los Medios y en las Máquinas 203

Índice xii

5.6 Análisis y Prevención de Riesgos Catastróficos......................................... 205

5.7 Cálculo de los Medios de Seguridad ........................................................... 206

5.8 Medicina Preventiva y Primeros Auxilios .................................................. 207

5.9 Descripción Particular de los Riesgos de la Obra ...................................... 208

A SOFTWARE ..................................................................................................................................... 212

A.1 MICROSOFT EXCEL 2003 ............................................................................ 212

A.2 MICROSOFT WORD 2003 ............................................................................ 212

A.3 AUTOCAD 2002 ............................................................................................. 212

A.4 CATIA V5 R15 ................................................................................................ 212

A.5 CENSOL 5.0..................................................................................................... 212

B TABLAS Y DATOS EMPLEADOS ............................................................................................. 214

C OPTIMIZACIÓN DEL SUBCONJUNTO DE CAPTACIÓN ................................................. 218

C.1 Introducción .................................................................................................... 218

C.2 Tipo de Captador............................................................................................ 218

C.3 Estudio del producto en el mercado actual ................................................ 219

C.4 Inclinación de captadores.............................................................................. 225

C.5 Número de captadores .................................................................................. 226

D CATÁLOGOS ................................................................................................................................. 231

D.1.1 Captadores 231

D.1.2 Acumuladores 236

D.1.3 Intercambiador 238

D.1.4 Vasos expansión 239

D.1.5 Fluido caloportador: 240

D.1.6 Bombas Primario 248

D.1.7 Bombas Secundario 249

Índice xiii

D.1.8 Aerotermos 250

E TERMINOLOGÍA .......................................................................................................................... 252

E.1 Introducción. ................................................................................................... 252

E.2 Términos .......................................................................................................... 252

1.1 Memoria Descriptiva

1 Memoria Descriptiva 2

1 Memoria Descriptiva

En este documento se exponen el objeto del proyecto, motivación y

contexto, ubicación y otros aspectos generales del mismo.

Por otro lado, se ponen de manifiesto los aspectos más relevantes de la

tecnología empleada y el estado actual del arte.

La parte principal del documento consiste en el análisis de los datos de

partida, y la exposición y justificación de las soluciones adoptadas.

1.1 Descripción General del Proyecto

El proyecto consiste en el diseño de un sistema térmico para producción

de agua caliente sanitaria (ACS) mediante energía solar, en el futuro Hospital

público de la Comunidad de Madrid, situado en la localidad de Arganda del

Rey.

El sistema de producción propuesto empleará tecnología solar térmica de

baja temperatura. No obstante, en previsión de la carencia de aporte solar en

los meses de menor radiación se dotará a la instalación de un sistema de

aporte auxiliar, empleando el gas natural como combustible.


1.1.1 Objeto del Proyecto

Mediante la ejecución del presente proyecto se pretende especificar el

conjunto de elementos que componen el sistema de producción térmica, así

como su interacción como partes integrantes del circuito hidráulico a definir.

Se persigue la definición de la instalación de manera que se alcance un

diseño fiable y económicamente viable, siempre en atención al marco legal

existente en el momento de la realización de este documento, y en previsión

de cambios en un futuro próximo.

Los criterios considerados, por orden de prioridad, son los siguientes:

- Seguridad ya que la instalación tratará con agua potable de consumo

humano, y que el rango de temperaturas de estas instalaciones hace que sea

necesario un especial cuidado para la prevención de la bacteria de la

Legionella.

- Óptimo rendimiento y máximas prestaciones (rendimiento en

captadores, mínimas pérdidas de calor, sistema de control adecuado…)

- Máxima rentabilidad económica de la inversión atendiendo a las

restricciones en este sentido que impone la normativa vigente.

- Ventaja ambiental.

- Correcta integración arquitectónica


1.1.2 Destino de la Instalación

La motivación inicial al proyecto y el contexto en que surge su necesidad

se especifican en este apartado:

La instalación térmica objeto de este proyecto tiene como finalidad el

abastecimiento de ACS al Hospital del Sureste, sito en la localidad de

Arganda del Rey, provincia de Madrid.

El proyecto es promovido por el SESCAM, y el cliente al que se destina la

instalación, la Concesionaria Hospital del Sureste, S.A.

Dicho hospital es uno de los ocho nuevos hospitales que el Gobierno de la

Comunidad de Madrid ha programado construir en los próximos meses,

ante la creciente demanda de servicios sanitarios en esta Comunidad

Autónoma.

El hospital, y la instalación objeto del presente proyecto en consecuencia,

estará ubicado en la localidad de Arganda del Rey (Madrid), en el polígono

49, parcela 86.

Sirva como referencia espacial el plano de la localidad representado en la

siguiente figura, en el que la que la orientación Norte Sur coincide con la

dirección ascendente de lectura. La ubicación se señala mediante el un

cuadrado. Para una referencia más precisa consultar planos.


1.1.3 Motivación del proyecto

El contexto Regulatorio actual, desde sus distintos niveles y ámbitos, es

absolutamente favorable al desarrollo de sistemas que empleen la tecnología

ST BT.

La aplicación a grandes instalaciones, en particular de carácter público

contribuyen, además, a este fin.

Las características del emplazamiento, la construcción y el tipo de

consumo son óptimas para la implantación de un sistema de producción

solar de ACS.

Figura 1 Localización en Arganda


1.2 Introducción a la tecnología

Como se ha comentado anteriormente, la fuente energética principal del

sistema será la radiación solar, y la tecnología empleada para su captación y

uso será la solar térmica.

En concreto, dado el rango de temperaturas que se requiere en sistemas de

producción de ACS, se empleará la tecnología denominada de baja

temperatura (en lo sucesivo ST BT), de la que se describe en el apartado

siguiente el sustrato físico básico.

La producción de ACS es la aplicación práctica de la energía solar que

mejor se adapta a las características de la misma teniendo en cuenta, por un

lado, el rango de temperaturas que requiere la aplicación (en torno a los 50º),

idóneo para alcanzar una alta eficacia de captación.

Por otro lado, las necesidades de ACS en la edificación han de ser

satisfechas a lo largo de todo el año, lo que favorece la rentabilidad de la

inversión en contraposición a lo que ocurre en sistemas de uso estacional

como. calefacción en invierno o calentamiento de piscinas en verano.


1.2.1 Consideraciones iniciales sobre la tecnología solar.

El Sol es una fuente inagotable de recursos para la humanidad. Toda

energía empleada por el hombre proviene de manera más o menos directa de

la radiación solar.

De hecho, en la actualidad, la investigación energética tiende en algunas

líneas de trabajo a conseguir “imitar” los procesos químico-físicos que se

originan en el núcleo solar (fisión nuclear).

La radiación solar supone una fuente de energía limpia, abundante y

disponible en la mayor parte de la superficie terrestre. Su utilización directa

puede ser, por tanto puede ser una solución a los problemas ambientales

generados por los combustibles convencionales como el petróleo, u otras

alternativas como las energía nuclear, carente de emisiones de gases de efecto

invernadero (GEI’s), pero con ciertos problemas relacionados con la

seguridad, la gestión de los residuos, y la disponibilidad futura del

combustible.

El Sol (esfera de gases a alta temperatura con 1,39·109 m de diámetro y a

una distancia media de 1,5·1011 m de la Tierra) genera su energía mediante

reacciones nucleares de fusión (dos átomos de hidrógeno que producen

helio, por ejemplo) llevadas a cabo en su núcleo. Por tanto, la pérdida de


masa del Sol es lo que se convierte en energía según la ecuación E = mc2

enunciada por Einstein.

En el núcleo solar la temperatura es del orden de

107 K y la densidad de 105 kg/m3. En la fotosfera

(superficie opaca aparente del Sol) la temperatura cae

hasta 5000 o 6000 K y la densidad a 10-5 kg/m3.

La combinación de tres factores: la distancia

Tierra-Sol, el diámetro solar y la temperatura del Sol

determinan un flujo de energía que incide sobre la Tierra. Se puede

considerar, para su aplicación al campo de la ingeniería, que la emisión de

energía es constante (el recurso energético está más sujeto a cambios

meteorológicos que solares).

Esto da lugar a la definición de constante solar (flujo de energía

proveniente del Sol que incide sobre una superficie perpendicular a la

dirección de propagación de la radiación solar ubicado a la distancia media

de la Tierra al Sol, fuera de la atmósfera) cuyo valor teórico aceptado por la

NASA (National Aeronautics Space Administration) y la ASTM (American

Society for Testing Materials) es de:

Gsc = 1353 W/m2

Figura 2 Sol


La radiación solar tiene carácter espectral (desde los rayos gamma hasta

las ondas de radio del espectro electromagnético) sin embargo, sólo es válida

para esta tecnología la radiación térmica que incluye la radiación ultravioleta,

la visible y la infrarroja.

Para alcanzar la superficie terrestre la radiación solar debe atravesar la

atmósfera donde experimenta diversos fenómenos físicos (reflexión,

absorción y difusión) que disminuyen la intensidad final. Así pues, la

radiación solar que recibe una superficie horizontal es del orden de 1000

W/m2 al mediodía, variando según la latitud del lugar, nubosidad, humedad

y otros factores.

La radiación que llega directamente del Sol es la denominada radiación

directa y la que previamente es absorbida y difundida por la atmósfera (muy

Figura 3 Carácter espectral de la radiación solar


significativa en días nublados por ejemplo) es la radiación difusa. Además, la

radiación solar, tanto directa como difusa, se refleja en todas las superficies

en las que incide dando lugar a la radiación reflejada. La suma de estos tres

tipos da lugar a la radiación solar global y es la aprovechable para su

transformación térmica.

La captación térmica de la energía solar es el procedimiento de

transformación de la energía radiante del Sol en calor. Los principios físicos

que permiten esta transformación son el llamado efecto invernadero, y los

procesos de transmisión del calor.

El efecto invernadero consistente en la capacidad de absorción de la

radiación incidente, por parte de la cubierta del captador, y la retención de la

radiación que emite el absorbedor una vez que alcanza cierta temperatura.

Este hecho se fundamenta en la diferencia de longitudes de onda entre la

radiación incidente: en su mayoría absorbida, y la reflejada desde el interior,

en su mayoría reflejada hacia el interior de nuevo.

Figura 4 Efecto Invernader en el Captador


El proyecto emplea aplicaciones de la energía solar a baja temperatura, así

llamadas cuando la energía captada se utiliza para generar temperaturas

inferiores al punto de ebullición del fluido de trabajo, y generalmente

menores de 90 ºC.

Los problemas técnicos que se plantean para el aprovechamiento de la

energía solar son la gran dispersión de la energía solar sobre la superficie de

la tierra y el carácter incontrolable y variable en el tiempo de la intensidad de

radiación solar.

En invierno, que es generalmente cuando más se necesita, dicha radiación

es menor con lo que la disponibilidad no coincide con la demanda. Por ello

es necesario un sistema de almacenamiento y contar con el apoyo de sistemas

de respaldo o fuentes suplementarias de energía.

Para descripción detallada de los parámetros y cálculos necesarios para la

evaluación solar consultar Cálculos.


1.2.2 Estado Actual del Arte y su Mercado

Acorde con el desarrollo de los sistemas de confort y el uso generalizado

de la calefacción y el agua caliente sanitaria (ACS), desde principios de los

años ochenta la energía solar térmica ha venido siendo aprovechada de

forma activa en España, mediante el empleo de captadores solares térmicos.

Los comienzos no fueron fáciles, pues la ejecución de instalaciones, en

muchos casos desafortunadas, provocó una corriente de insatisfacción que

mantuvo en una situación muy complicada al sector durante una década. En

la segunda mitad de los noventa este mercado empezó a despuntar,

contando, actualmente con una buena salud y unas muy buenas perspectivas

de futuro.

El informe Sun in Action II, publicado por la Federación Europea de la

Industria Solar Térmica (ESTIF), pone de manifiesto las grandes

posibilidades de crecimiento del sector en el viejo continente.

En España, las perspectivas de crecimiento hablan de un 35% de

crecimiento anual hasta el año 2010.

El estado de la capacidad instalada en España frente al resto de Europa es

bajo, del 5% tal y como muestra el gráfico de sectores de la Federación

Europea de Energía Solar Térmica.


Los nuevos requerimientos de las administraciones públicas por medio

del nuevo Código Técnico de la Edificación y las ordenanzas solares

municipales para la instalación de sistemas solares térmicos en edificios de

nueva construcción, hacen que se pueda ser optimista en las citadas

previsiones.

Figura 6Comparativa del sector en Europa

Figura 5Comparación con otras Renovables


Las nuevas aplicaciones permiten solventar los problemas de desfase entre

captación y producción, con las máquinas ya existentes de absorción.

Una de las principales diferencias de la ST BT frente a otros

aprovechamientos directos de la energía solar es su alto rendimiento, en

torno al 75-80% (en contraposición al techo máximo teórico de los captadores

fotovoltaicos que sitúa el máximo rendimiento por debajo del 20%)

1.2.3 Otras consideraciones

El proyecto se destina a una instalación cuya construcción se desarrolla de

manera paralela a la elaboración del mismo. Por lo tanto la proyección del

edificio se llevó a cabo de manera previa a la elaboración de este documento.

Este hecho supone restricciones de actuación en diversos puntos como la

integración arquitectónica del sistema de captación con el edificio o la

distribución espacial de los equipos.

El estado de las obras del hospital, a la fecha de entrega de este proyecto

se encuentra en un estado avanzado, como muestra la siguiente figura.

Figura 7 Estado de las Obras y Recreación Recreación Virtual


1.3 Normativa y documentación

Uno de los aspectos metodológicos en la elaboración de este proyecto ha

sido el análisis de las recomendaciones, especificaciones y restricciones

técnicas que impone la normativa (expuesta en el pliego de condiciones

técnicas), y proponen organismos vinculados a esta tecnología energética, a

través de documentos que se denominan comúnmente “Criterios de Buenas

Prácticas”.

1.3.1 Criterios de buenas prácticas

Se mencionan en este apartado distintos criterios y recomendaciones

emitidos por varios organismos de ámbito estatal, o fabricantes del sector,

referentes a cómo realizar las instalaciones térmicas mediante energía solar,

según cálculos de optimización y la experiencia acumulada.

- “Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones de Baja Temperatura”.

Elaborado a través del convenio para el impulso tecnológico de la energía

solar entre el IDAE y el INTA. Han participado expertos independientes de

las diferentes comunidades autónomas y se han considerado opiniones de

entidades acreditadas colaboradoras del IDAE y las de CENSOLAR.

- “Texto refundido de las especificaciones técnicas de diseño y montaje de

instalaciones solares térmicas para producción de agua caliente y las


modificaciones de aplicación en el programa PROSOL”. SODEAN SA. INTA.

IAER. Junta de Andalucía.

- “Criteris de qualitat i disseny, d’instal·lacions d’Energia Solar per a

Aigua Calenta i Calefacció”. APERCA. Institut Català d’Energia, Generalitat

de Catalunya.

- Manuales Técnicos de Fabricantes y Distribuidores, como el de Salvador

Escoda.

1.4 Principios de diseño

En lo relativo a la calidad final del diseño, habrá de tenerse en cuenta que

resulta tan importante la calidad de los componentes individuales de la

instalación, como la calidad del diseño en sí.

Atendiendo a esto último, se intentará que la instalación se avenga en todo

momento a lo recomendado por el CENSOLAR, en lo que se ha venido a

llamar “Principios básicos para el óptimo aprovechamiento de la energía solar

térmica”. Éstos se resumen en cuatro normas interdependientes entre sí:

I. Captar el máximo posible de energía solar: el cumplimiento de

este criterio obliga, no sólo a dimensionar correctamente la

superficie de captación, ángulo de inclinación, etc.; sino también a

establecer unas pautas de actuación óptimas del sistema mediante

elementos de regulación automática.


II. Consumir prioritariamente la energía solar: el sistema debe incluir

los elementos necesarios para dar absoluta prioridad a la energía

calorífica que proviene de la fuente gratuita –el sol, a efectos de este

proyecto-. El papel activo del sistema de energía auxiliar quedará

reducido a los momentos en que la solar sea insuficiente.

III. Asegurar la correcta complementariedad entre energía solar y

convencional: consecuencia de la anterior; esta tercera norma se

materializa en la práctica en la exigencia de producir la energía de

apoyo en un acumulador independiente del sistema de

acumulación solar, generalmente bastante más pequeño que el

principal.

IV. No mezclar agua calentada por distintas fuentes de energía:

principio que, en la realidad, obliga a dotar al sistema de

producción solar de los mecanismos y elementos de diseño

necesarios para impedir que el agua caliente que provenga del

sistema auxiliar, invada el almacenamiento solar –aspectos

relacionados con la recirculación en el retorno, efectos

termosifónicos no deseados, etc.-


1.5 Memoria Técnica

A continuación se abordan los siguientes puntos: el análisis necesidades

energéticas a satisfacer, la disponibilidad de recurso solar y las posibilidades

tecnológicas actuales.

Así mismo se adoptan las soluciones óptimas como resultado de evaluar el

compromiso entre: calidad –fiabilidad-, coste -rentabilidad económica- y

marco legal.

1.5.1 Datos de partida

El punto de partida en un proyecto de energía solar es siempre el conjunto

de datos climatológicos, geográficos y de temperaturas de red propios del

emplazamiento. Tales son:

• Arganda del Rey (Madrid). Latitud: 40’3 º Norte. Instalaciones

ubicadas en esta localización (zona IV) quedan obligadas por el

CTE a presentar una contribución solar mínima del 70%.

Figura 8 Mapa de Zonas según Radiación


• Clima: existen numerosas bases de datos que ofrecen estadísticas

de los valores medios mensuales, especialmente para las

capitales de provincia. Se ha optado por el empleo de los datos

de CENSOLAR.

• Nubosidad: una zona con exceso de nubosidad ve reducida la

radiación recibida sobre la superficie. Este y otros factores

climatológicos del emplazamiento se han consultado con el

Excmo. Ayto. de Arganda del Rey.

• Altura: hay una diferencia menor de 200 m de altura con

respecto a Madrid (667m). Ello repercute en correcciones a las

estadísticas de la temperatura de red.

• Radiación y temperatura ambiente: datos de las bases de

CENSOLAR. Se han contrastado con otras fuentes nacionales e

internacionales (METEONORM, NASA).

• Estadísticas de temperatura de red de agua fría: actualmente se

consideran tres fuentes principales para esta información en

España: CENSOLAR, la norma UNE 94002, y el Instituto

Nacional de Estadística (INE). A efectos de cálculo en el presente

proyecto se considerarán las de la norma por ser las más

recientes.


Los datos de todas estas fuentes son referidos a las capitales de provincia.

Tanto en temperaturas ambiente y red de distribución, como en los niveles

de radiación, se considerarán las propias de la capital, por ser escasa la

variación.

Para las temperaturas de la red de agua la norma establece unas

correcciones por diferencias de altura con respecto a la capital. A efectos de

cálculo global, los resultados de esta corrección, tras ser evaluados, no se

tendrán en cuenta por ser despreciables frente a las temperaturas. (del orden

del 3%). Estas correcciones son, además, mucho menores que la propia

divergencia entre las fuentes estadísticas mencionadas.

Los datos empleados se adjuntan en el anexo Tablas.

Figura 9 Mapa de Radiación con base de Datos Meteonorm


1.5.2 Características Constructivas del hospital

1.5.2.1 Instalaciones

Para la estimación del consumo se han tenido en cuenta las siguientes

características funcionales del edificio:

• 180 camas

• Viviendas y habitaciones para guardias.

• Cafetería

• Gimnasio

• Duchas colectivas


Las cantidades consideradas se presentan en la tabla del apartado 1.3.5.1.1,

volúmenes de consumo.


1.5.2.2 Sala de máquinas

La sala seleccionada para la ubicación de acumuladores, calderas y otros

equipos se muestra en la figura anterior. Se sitúa bajo la zona concretada

para la ubicación de colectores.

1.5.2.3 Altura entre plantas

La altura entre plantas es de 4 m, con 0.5 m de forjado.

1.5.2.4 Edificios adyacentes

No se prevén construcciones en las inmediaciones del hospital.


1.5.3 Hoja de carga: necesidades energéticas

Este punto resulta de vital importancia para el correcto dimensionado de

la instalación, puesto que una mala estimación de las necesidades provocará

con toda seguridad un mal diseño de la instalación.

Se tratará por tanto de alcanzar el equilibrio idóneo entre la mayor

sustitución de energía convencional posible –atendiendo al mismo tiempo a

los indicadores de viabilidad económica- y el control de la sobreproducción

en los meses de alta irradiación, de la que podría derivarse evaporación del

fluido caloportador en el primario, y daños en algún componente del sistema

a consecuencia del incremento de presión.

1.5.3.1 Caracterización de la demanda

El conocimiento de la distribución temporal del consumo es importante

para el diseño de la instalación y el dimensionado de equipos.

1.5.3.1.1 Volúmenes de consumo

Dado que el edificio destino de la instalación es de nueva construcción, no

se dispone de información estadística de consumo real en el emplazamiento,

por lo que estimará en función de las características del hospital y datos

proporcionados por el promotor, en atención a las recomendaciones del CTE

y otros criterios de buenas prácticas consultados.


La siguiente tabla refleja los valores del consumo de ACS en el hospital. La

demanda típica en instalaciones hospitalarias está caracterizada

estadísticamente por el CTE, a una temperatura de referencia de 60º C, según

la siguiente tabla:

Como se explicará en el apartado “Subsistema de Almacenamiento”, la

acumulación, y en consecuencia el consumo en nuestro sistema se diseñará

para ser efectuados a temperaturas cercanas a los 50º C. Esto requiere la

aplicación de una corrección establecida por el propio código.

Número (ud) Consumo (l/ud-día) a

50º Suma (l/día) Camas 180 70 12600 Duchas Personal 40 19 760 Cafetería (almuerzos) 200 1,3 260 Gimnasio 40 25 1000 Viviendas 2 34 68 Administrativos 15 4 60 Dormitorios Guardias 12 34 408 TOTAL --> 15156


El origen de los consumos y las cifras de volumen total, quedan reflejados

en la tabla anterior. El tamaño relativo de cada uno de estos focos de

consumos se representa en el gráfico de sectores siguiente, en el que se

destaca que el bruto del consumo (83%) procede de los litros asignados a

cada cama.

Además de las cantidades consideradas anteriormente se tendrá en cuenta

un 5% de pérdidas energéticas típicas, debidas al circuito de retorno del

consumo (concepto que se analizará en detalle posteriormente)

Por simplicidad en los cálculos y explicaciones, se ha optado por

repercutir todo el consumo en litros por cama. De este modo, se adoptará

como variable de consumo de ACS, a la temperatura de 50º, 88 litros/cama-

día.

Procedencia del Consumo

83%

5%2%

7%

3%

CamasDuchas PersonalCafetería (almuerzos)GimnasioViviendasAdministrativosDormitorios Guardias


Estos 88 litros/cama-día suponen el consumo unitario, que multiplicado

por las 180 camas que contempla el proyecto suponen un consumo diario de

15840 litros de ACS al día.

1.5.3.1.2 Perfiles de consumo

Mediante análisis de la morfología del consumo en instalaciones similares,

se ha caracterizado la demanda de ACS hora a hora, y con ella la demanda

acumulada en cada hora. Se presentan los resultados de este estudio en las

siguientes gráficas, que tienen carácter meramente orientativo, pero que

serán de gran utilidad a la hora de tener en cuenta los requerimientos de

potencia en la instalación auxiliar, puesto que será ésta quien cubra a los

picos de consumo que se pueden producir especialmente en las primeras

horas del día y en las horas cercanas al servicio de cena, como se puede

observar en dichas figuras.

En la primera se representa el consumo hora a hora previsto, como

porcentaje del consumo total de la instalación (15840 litros de ACS, que no

incluyen el resto de demanda de agua fría, que proviene directamente de la

red).


Perfil de consumo

0,0%1,0%2,0%3,0%4,0%5,0%6,0%7,0%8,0%

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

hora

%/h

La segunda muestra la evolución del consumo acumulado cada hora.

Perfil de consumo acumulado

0,0%10,0%20,0%30,0%40,0%50,0%60,0%70,0%80,0%90,0%

100,0%

1 4 7 10 13 16 19 22

hora

%/h


1.5.4 Estudio energético de la instalación

Para la evaluación energética se han empleado en paralelo los dos

métodos de cálculo más extensamente empleados en el campo de la ST BT.

Uno de ellos es el recomendado por el PCT del IDAE, denominado “método

de las curvas F” o “F-Chart”. El segundo es el empleado por el CENSOLAR.

El primero de ellos se fundamenta en correlaciones basadas en parámetros

adimensionales, que acaban arrojando un valor de aprovechamiento de la

energía solar mes a mes, y con ello se obtiene la cobertura solar anual.

El segundo simplifica los cálculos de evaluación de irradiación solar sobre

superficie inclinada; y toma como hipótesis que la energía bruta generada

por la superficie de captación sea igual a la energía total demandada al año.

Obviamente, la forma de las curvas que determinan estas variables

energéticas no coincidirán en la mayoría de los meses (la aportación solar

será inferior a la demanda en invierno, y superior en verano). Pero la

experimentación ha demostrado que este método es eficiente.

El hecho de haber empleado dos métodos se debe a la utilidad que ello

tiene en la toma de decisiones técnicas. Uno de los métodos –CENSOLAR- es

más conservador, y genera unas curvas energéticas anuales más desiguales

entre sí (la demanda energética difiere de la producción). El otro, F-chart,

proporciona unas curvas que describen un mayor aprovechamiento solar.


A efectos de la producción energética de la instalación tomaremos los

resultados arrojados por el método recomendado por el IDAE, ya que se

tiene intención de solicitar ayudas de la línea de financiación del Instituto de

Crédito Oficial, en coordinación con el IDAE para este tipo de proyectos, y

para ello es necesario ajustarse lo máximo posible a las especificaciones del

PCT de este Instituto.

Sin embargo, analizaremos a la vez los resultados obtenidos por el método

del CENSOLAR, para tomar cuenta de posibles amenazas al buen

funcionamiento de la instalación; tales como picos de sobreproducción, muy

bajos rendimientos en los meses de invierno, etc.

Ambos métodos tienen en común que toman como dato la geometría

solar, las variables climatológicas y de temperatura de red. También ambos

métodos proporcionan el valor de Cobertura Solar de la instalación, que

representa el porcentaje de energía anual que cubre la instalación solar,

frente a la demanda total.

Si bien la diferencia básica reside en el algoritmo de cálculo, a efectos

prácticos, la mayor diferenciación se encuentra en la salida proporcionada: el

método de curvas F toma la superficie colectora como dato, y calcula para

ella el factor de cobertura solar; el método de CENSOLAR arroja una

superficie indicativa, y el usuario ha de introducir el número de paneles a


instalar, con lo que se produce una nueva iteración en el cálculo. Ese número

de paneles introducido proporciona un valor de cobertura solar.

Una explicación detallada de los algoritmos de cada uno de los métodos

mencionados se expone en el documento 2 dedicado a Cálculos

A continuación se presentan los resultados obtenidos con ambos métodos

para un número de 108 colectores, modelo SOL 25 PLUS del fabricante

alemán STIEBEN ELTRON, comercializados en España por Salvador Escoda,

S.A., cuya elección se justifica en el Anexo: Optimización del subconjunto de

captación.

. El número de colectores es el resultado varias iteraciones, considerando

el cumplimiento de la normativa, la máxima captación solar, y el máximo

beneficio económico.

Una justificación extensa de este proceso de optimización se hace en el

anexo: Optimización del campo de colectores.

El de CENSOLAR se ha empleado como entrada de datos común para

ambos métodos.


.:: CÁLCULOS SOLARES MÉTODO CENSOLAR0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

DATOS DE PARTIDA MESdias / mes %ocup

consumo mensual en

m^3

Tº red (tabla)

Salto térmico

Necesidad energética mensual en

termias

Necesidad energética mensual en

MJ

Necesidad energética diaria en MJ

H [MJ] (tablas)

H (corregida)

k (alfa, Latitud) E (MJ)

nº hrs Sol útiles

(tablas)I (W/m2)

Latitud 40,3 ENE 31 100% 491,0 8 40 19641,6 82180,5 2651,0 6,7 6,70 1,41 8,88 8 308,3Inclinación 50 FEB 28 100% 443,5 8 40 17740,8 74227,5 2651,0 10,6 10,60 1,28 12,75 9 393,6

Corrección H 1 MAR 31 100% 491,0 10 38 18659,5 78071,4 2518,4 13,6 13,60 1,13 14,45 9 445,9Número camas 180 ABR 30 100% 475,2 12 36 17107,2 71576,5 2385,9 18,8 18,80 0,98 17,32 9,5 506,4

Litros/día usuario 88 MAY 31 100% 491,0 14 34 16695,4 69853,4 2253,3 20,9 20,90 0,87 17,09 9,5 499,8Área Colector 2,5 JUN 30 100% 475,2 17 31 14731,2 61635,3 2054,5 23,5 23,50 0,83 18,33 9,5 536,1

b 0,78 JUL 31 100% 491,0 20 28 13749,1 57526,3 1855,7 26 26,00 0,87 21,26 9,5 621,7m 3,135 AGO 31 100% 491,0 19 29 14240,2 59580,8 1922,0 23,1 23,10 0,99 21,50 9,5 628,6tm 48 SEP 30 100% 475,2 17 31 14731,2 61635,3 2054,5 16,9 16,90 1,18 18,75 9 578,6

OCT 31 100% 491,0 13 35 17186,4 71907,9 2319,6 11,4 11,40 1,39 14,90 9 459,7NOV 30 100% 475,2 10 38 18057,6 75553,0 2518,4 7,5 7,50 1,54 10,86 8 377,0DIC 31 100% 491,0 8 40 19641,6 82180,5 2651,0 5,9 5,90 1,52 8,43 7,5 312,2

suma anual--> 845928,5 MJ234980,1 kWh

14 15 16 17 18 19 20 21 22

tºamb (tablas)

100*m(45-tºamb)/I eta(%)

Aportac solar por m2 (MJ)

Energía neta

disponible el día por m2

(MJ)

Energía neta disponible al mes por m2

(MJ)

Energía Solar total (MJ)

Energía Solar Útil (MJ)

% de generación

solar

Fracción Solar

Déficit energético

(MJ)

6 42,70 30,62 2,72 2,31 71,6 19343,3 19343,3 23,54% 23,54% 62837,28 31,86 41,46 5,29 4,49 125,9 33982,1 33982,1 45,78% 45,78% 40245,411 26,02 47,30 6,83 5,81 180,1 48617,0 48617,0 62,27% 62,27% 29454,413 21,67 51,65 8,95 7,60 228,1 61588,9 61588,9 86,05% 86,05% 9987,618 18,82 54,50 9,32 7,92 245,5 66274,1 66274,1 94,88% 94,88% 3579,323 14,62 58,70 10,76 9,15 274,4 74100,3 61635,3 120,22% 100,00% 0,028 10,08 63,24 13,45 11,43 354,3 95658,3 57526,3 166,29% 100,00% 0,026 10,97 62,35 13,40 11,39 353,2 95353,7 59580,8 160,04% 100,00% 0,021 14,63 58,69 11,00 9,35 280,5 75746,6 61635,3 122,89% 100,00% 0,015 22,50 50,82 7,57 6,43 199,4 53851,4 53851,4 74,89% 74,89% 18056,511 30,77 42,55 4,62 3,93 117,8 31806,6 31806,6 42,10% 42,10% 43746,47 41,17 32,15 2,71 2,30 71,4 19282,9 19282,9 23,46% 23,46% 62897,5

2502,24 675605,3 575124,2 aporte solar= 68,0% 270804,3con f-chart= 74,6%

m2 superf colect 338,07num colec 135,23colec R 108,00m2 s R 270,00


.:: CÁLCULOS SOLARES con método F-CHART

DATOS DE PARTIDA MES dias / mes %ocupconsumo

mensual en m^3

Tº red (tabla)

Salto térmico

Carga Caloríf ica Mensual [J]

H [MJ] (tablas)

H (corregida)

k (alfa, Latitud) E (MJ) R1 (kJ/m2)

Energía mensual absorbida por el

captador (J)Latitud 40,3 ENE 31 100% 491,0 8 40 82.239.379.200,00 6,7 6,70 1,41 8,88 8880,2 52873330551

Inclinación 50 FEB 28 100% 443,5 8 40 74.280.729.600,00 10,6 10,60 1,28 12,75 12753,9 68589071696Corrección H 1 MAR 31 100% 491,0 10 38 78.127.410.240,00 13,6 13,60 1,13 14,45 14445,9 86012209581

Número camas 180 ABR 30 100% 475,2 12 36 71.627.846.400,00 18,8 18,80 0,98 17,32 17318,6 99789819817Litros/día usuario 88 MAY 31 100% 491,0 14 34 69.903.472.320,00 20,9 20,90 0,87 17,09 17092,0 1,01767E+11

Área Colector 2,5 JUN 30 100% 475,2 17 31 61.679.534.400,00 23,5 23,50 0,83 18,33 18334,7 1,05645E+11b 0,78 JUL 31 100% 491,0 20 28 57.567.565.440,00 26 26,00 0,87 21,26 21262,8 1,266E+11m 3,135 AGO 31 100% 491,0 19 29 59.623.549.920,00 23,1 23,10 0,99 21,50 21496,9 1,27994E+11tm 48 SEP 30 100% 475,2 17 31 61.679.534.400,00 16,9 16,90 1,18 18,75 18745,5 1,08012E+11

OCT 31 100% 491,0 13 35 71.959.456.800,00 11,4 11,40 1,39 14,90 14895,2 88687498244NOV 30 100% 475,2 10 38 75.607.171.200,00 7,5 7,50 1,54 10,86 10857,0 62558207712DIC 31 100% 491,0 8 40 82.239.379.200,00 5,9 5,90 1,52 8,43 8429,9 50192445049

846535029120,0

D1 tºamb (tablas) K1 K2 Energía mensual perdida

por el captador D2 f util f total Energía útil captada cada mes [J]

Energía total captada cada mes [J]

Radiación Incidente MJ

0,64 6 1,0372 0,9064 190.320.991.003,18 2,31 0,425 0,425 34.970.117.092,00 34.970.117.092,00 79071,40,92 8 1,0372 0,8757 162.540.986.288,83 2,19 0,625 0,625 46.393.820.267,09 46.393.820.267,09 102574,11,10 11 1,0372 0,9137 181.653.790.943,41 2,33 0,723 0,723 56.500.955.073,03 56.500.955.073,03 128630,21,39 13 1,0372 0,9701 182.452.199.462,39 2,55 0,862 0,862 61.764.150.011,57 61.764.150.011,57 149234,41,46 18 1,0372 0,9820 179.866.739.384,70 2,57 0,890 0,890 62.199.486.261,33 62.199.486.261,33 152191,71,71 23 1,0372 1,0455 174.021.351.382,97 2,82 0,983 0,983 60.611.961.694,81 60.611.961.694,81 157990,52,20 28 1,0372 1,1178 179.777.386.806,76 3,12 1,000 1,121 57.567.565.440,00 64.549.249.614,63 189329,42,15 26 1,0372 1,0981 181.519.762.076,51 3,04 1,000 1,111 59.623.549.920,00 66.265.897.924,03 191413,51,75 21 1,0372 1,0777 184.051.898.841,56 2,98 0,988 0,988 60.949.593.178,08 60.949.593.178,08 161530,21,23 15 1,0372 0,9838 186.791.564.174,72 2,60 0,780 0,780 56.107.561.145,78 56.107.561.145,78 132631,00,83 11 1,0372 0,9137 175.793.991.235,56 2,33 0,554 0,554 41.920.783.843,48 41.920.783.843,48 93555,00,61 7 1,0372 0,8912 185.138.541.482,91 2,25 0,404 0,404 33.260.995.011,90 33.260.995.011,90 75062,2

631.870.538.939,08 645.494.571.117,74 1.613.213,55

Cobertura Solar Anual 74,64% Rendimiento anual 39,17%


Gráficamente, el comportamiento energético mes a mes de la instalación

se presenta a continuación para ambos métodos:

Curva obtenida mediante método CENSOLAR:

Curva obtenida con F-Chart:

0,0

20000,0

40000,0

60000,0

80000,0

100000,0

120000,0

EN

E

FEB

MA

R

AB

R

MA

Y

JUN

JUL

AG

O

SE

P

OC

T

NO

V

DIC

MJNecesidad energéticamensual en MJ

Energía Solar total(MJ)

0,0E+001,0E+102,0E+10

3,0E+104,0E+105,0E+106,0E+10

7,0E+108,0E+109,0E+10

ENE

FEB

MA

R

ABR

MA

Y

JUN

JUL

AG

O

SEP

OC

T

NO

V

DIC

J

Necesidadesenergéticas JAporte Solar J


Nótese que los valores de demanda térmica son iguales aunque las

unidades empleadas por cada método sean MJ y J respectivamente.

El perfil de aporte solar de cada gráfica corrobora lo comentado

anteriormente acerca de cada método: el método de las curvas F considera

una curva de aporte más favorable a la energía ST BT en la medida que se

ajusta más al perfil de consumo –colas más altas en invierno, bajos excesos de

producción en verano-; mientras que el método de cálculo propuesto por

CENSOLAR predice peor aporte en invierno y una mayor sobreproducción

en verano.

Se tendrán en cuenta los problemas que arroja el método de CENSOLAR,

y se considerará el aporte proporcionado por F-Chart, puesto que es el

método aconsejado por el organismo encargado de conceder o denegar

ayudas a la instalación.


1.5.5 Descripción de la Instalación Solar

En los apartados siguientes se pretende definir el sistema propuesto,

partiendo del análisis energético anterior, analizando las opciones

disponibles y justificando las soluciones adoptadas.

A efectos descriptivos, el sistema queda dividido en: un subconjunto de

captación, que comprende el campo de colectores; un subconjunto de

termotransferencia, en el que se incluyen el trazado de conductos, el grupo

de presión, el fluido caloportador y el intercambiador, además de otros

accesorios; un subconjunto de almacenamiento consistente en un grupo de

acumuladores; un subconjunto de regulación, que controla las actuaciones de

válvulas y bombas del circuito; y el subconjunto de apoyo que define el

grupo de energía auxiliar.

1.5.5.1 Subconjunto de Captación

Compuesto por el campo de colectores y sus estructuras soporte, es un

aspecto clave en la definición del sistema completo toda vez que supone el

nexo entre el foco térmico del sistema –Sol- y el efecto deseado –ACS-. Su

diseño óptimo es uno de los aspectos de mayor relevancia en el proyecto,

tanto a efectos energéticos como económicos. Por ello la descripción de este

subconjunto será realizada a mayor grado de detalle que la del resto de

elementos de la instalación.


1.5.5.1.1 Campo de Colectores

El mercado actual ofrece una gran variedad de tecnologías de captación

térmica, dentro de las cuales existen innumerables fabricantes y modelos,

cada uno de ellos recomendable para determinados tipos de configuración. A

continuación se mencionan esas alternativas y se justifican las elecciones

tomadas en este proyecto.

1.5.5.1.1.1 Tipo

El colector es el componente de la instalación expuesto al sol. Por tanto es

el que recibe el flujo energético en forma de radiación, que gracias al efecto

invernadero y los procesos de transmisión de calor –conducción, convección

y radiación- es transformada de manera eficiente en energía calorífica en un

fluido. Pero este proceso conlleva inevitablemente unas pérdidas térmicas.

Las distintas formas de gestionar tecnológicamente esas pérdidas y

priorizarlas en función de la finalidad energética del sistema, conducen a las

distintas tecnologías de captación.

Así, encontramos en el mercado dos tipologías básicas de colectores:

- Colectores de placa plana: consisten básicamente en un

paralelepípedo cuyo espesor es mucho menor que las otras dos

dimensiones. Consta de una placa metálica expuesta a la radiación,

encargada de convertir la energía electromagnética en térmica, con


unos conductos embebidos en ella por donde circulará el fluido

caloportador; material aislante; y dependiendo del uso, una

cubierta transparente, dos, o ninguna. Diversas configuraciones y

soluciones técnicas son llevadas a cabo por fabricantes a fin de

reducir las pérdidas térmicas – evacuación de aire entre vidrio y

absorbedor, nuevos materiales, tubos de vacío, etc. -

- Colectores de vacío: sin entrar en las distintas opciones dentro de

este tipo de captador, -de flujo directo o con tubo de calor- éstos

colectores se caracterizan por ser tecnológicamente más avanzados.

Se componen de tubos de vidrio en los que se ha practicado el

vacío, lo que contribuye de manera excepcional a la reducción de

pérdidas térmicas, mejorando el rendimiento aún en condiciones

desfavorables en las que sólo se dispone de radiación difusa. Su

mayor inconveniente es el elevado coste, justificado cuando las

Figura 10 Captador Placa Plana


condiciones climatológicas son desfavorables y los requerimientos

térmicos elevados.

El presente proyecto se llevará a cabo empleando la primera de las formas

de captación mencionadas, puesto que las necesidades térmicas de la

instalación no justifican el uso de colectores de vacío.

El motivo de esta decisión se entiende si analizamos los comportamientos

de las tecnologías descritas en función de las condiciones climatológicas a las

que van a estar expuestas en el emplazamiento del proyecto:

En la figura 11 se apercia cómo el rendimiento de los distintos modelos de

colectores – en ordenadas - cae a medida que crece el valor de abscisas, que

en la expresión del rendimiento del colector es el cociente entre el salto

Figura 11 Rendimientos para distintas tecnologías de captación


térmico entre colector y ambiente, esto es, la diferencia entre la temperatura

característica del colector (en Europa, normalmente representada por la

temperatura media del fluido en el captador: (te + ts)/2) y la temperatura

media mensual de ambiente.

La aplicación a que se destinan los captadores en este proyecto tiende –por

la climatología de la ubicación- a las zonas bajas del eje de abscisas, donde la

ventaja de la tecnología de vacío es menos evidente.

Por otro lado, la justificación económica de esta decisión se apoya en el

estudio realizado en el Anexo C, en el que se evalúa el coste del campo de

colectores, para distintos modelos de colector evaluados, entre los que se han

considerado ambas tecnologías. Se recomienda la lectura de dicho estudio

previa al análisis de los siguientes puntos.

Por todo ello, los captadores empleados en este proyecto serán planos con

una sóla cubierta.

1.5.5.1.1.2 Modelo

Una buena elección del modelo de captador es esencial para el máximo

aprovechamiento de la energía solar en la instalación, que es lo que se

pretende. Para ello se ha llevado a cabo un estudio del producto en el

mercado actual analizando varios fabricantes y una cantidad total de treinta

y cuatro propuestas diferentes.


Se han evaluado las prestaciones anuales de un campo de colectores que

proporcionase un volumen energético anual igual al total de la demanda del

Hospital. La calidad de cada modelo favorece que esa distribución anual se

ajuste en mayor medida a la curva de demanda, por lo que se aumenta la

Cobertura Solar de la instalación. Por ello se ha tomado en cuenta este

parámetro (CS en %) para caracterizar las prestaciones.

Por otro lado se incluye el coste total (en €) del campo de colectores

necesario para cumplir el punto anterior, y la superficie total que supone,

puesto que los modelos difieren entre sí en superficie útil de captación (Su en

m2).

Los resultados y conclusiones de tal estudio se presentan en el dicho

Anexo C.

En base a las conclusiones del estudio se ha optado por el modelo de

captador SOL 25 plus, con superficie selectiva que le proporciona un elevado

rendimiento. Está fabricado por la firma STIEBEN ELTRON, y es

comercializado en España por Salvador Escoda, S.A.

Su contraseña de homologación por el ministerio de industria es la NPS-

6604, y habiéndose realizado los ensayos de certificación en los laboratorios

del CENER, única entidad acreditada en España junto con el INTA.


Todos los captadores han de ser exactamente iguales dentro de un mismo

trazado hidráulico.

Las características básicas de este modelo se presentan en la tabla de la

página siguiente,, proporcionada por el distribuidor. Se ha de prestar

especial atención a los parámetros de la curva de rendimiento de este

colector, con un elevado rendimiento óptico (78%) y un coeficiente de

pérdidas excelente en comparación con el resto de captadores planos del

mercado (3,135 W/m2K).


Una descripción más detallada se da en el Anexo D (Catálogos).

1.5.5.1.1.3


1.5.5.1.1.4 Orientación, Inclinación, Sombreamientos yPérdidas

La orientación del campo de colectores –azimut o α- ha de ser lo más

cercana a los 0º Sur como permitan las características arquitectónicas de la

instalación. En ese sentido no existe limitación en escoger una orientación de

–3º sur, bastante cercana al Sur teórico, que supone una variación

prácticamente nula con respecto al mismo. <ver anexo: ... optimización de la

captación>

Se podría configurar el campo con una orientación nula exacta –esto es,

perfectamente orientada al Sur geométrico, que difiere del magnético en 3º-

pero se prefiere trazar el diseño de las baterías y conducciones de forma

paralela a las líneas principales de la edificación, en aras de una mejora en lo

que a integración arquitectónica se refiere.

La inclinación de la superficie de captación será 50º, es decir,

prácticamente 10º por encima de la latitud del emplazamiento –40,3º- que es

Figura 12 Azimut e Inclinación


lo recomendado por fabricantes y criterios de buenas prácticas para

favorecer la captación en el invierno. Se realiza un estudio más detallado del

impacto de la inclinación en la captación en el Anexo C.

En la figura 13 representamos un ábaco de pérdidas en función de la

inclinación escogida y la orientación al sur –ángulo azimut- de los paneles. A

simple vista se percibe cómo la captación en ST BT es poco sensible a

modificaciones en estos parámetros dentro de un determinado rango de

máxima captación –zona amarilla.

El diseño arquitectónico del edificio nos permite elegir una ubicación del

campo de baterías de colectores tal que no se acuse ningún tipo de pérdidas

por sombreamientos a causa de otras edificaciones anexas, árboles de altura

elevada u otros elementos arquitectónicos propios al Hospital. De este modo

Figura 13Evaluación de pérdidas por Inclinación y Orientación


un perfil de pérdidas por sombreamiento como el representado en la figura

14, llevado a cabo con el contorno del hospital arroja un 0% de pérdidas de

este tipo.

Por otro lado, las filas de colectores se dispondrán de manera que las

primeras no proyecten sombras sobre las siguientes al mediodía solar el día

más desfavorable del año. Este día es el 21 de Diciembre. La altura solar

(ángulo que forma el rayo de sol con el horizonte) a las 12 horas solares ese

día, se calcula mediante la siguiente expresión:

ho = 90º-latitud(lugar) -declinación(día)

que en el caso de la presente instalación resulta ser 26,2º. Tomaremos 26

para el cálculo de separación entre filas, que consistirá en hacer cumplir el

criterio antes enunciado mediante la expresión:

Figura 14 Evaluación de pérdidas por sombreamientos


( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=+= αα cos

tan·21

ohsenlddd

siendo d la separación entre filas, y el resto de variables las representadas

en la figura 15.

Realizando estos cálculos obtenemos una separación mínima necesaria de

3.6 m entre el final de una estructura y el principio de la siguiente (d1), o lo

que es igual, 5 metros de separación entre filas (d).

Todas estas consideraciones relativas al emplazamiento y la disposición de

las baterías de colectores, hacen que las pérdidas con respecto a la mejor

configuración posible sean prácticamente nulas, y las existentes, se den por

inclinación como efecto deseado, para mitigar la sobreproducción de los

meses estivales, que puede ser perjudicial para el sistema.

1.5.5.1.1.5 Número, disposición e interconexionado.

Figura 15 Separación entre filas


A través de los métodos de cálculo antes expuestos, y el estudio llevado

acabo en el Anexo C se opta por la instalación de 108 captadores.

Dicho estudio toma en cuenta la influencia del número de colectores en el

compromiso entre ahorro energético e idoneidad económica de la instalación.

Además en esta decisión entra en juego el marco legal, en lo que al CTE se

refiere, además de la atención que prestaremos a ordenanzas solares, PCT del

IDAE, y otros criterios de buenas prácticas.

Una peculiaridad del modelo escogido es que sólo dispone de dos

conexiones: entrada y salida del fluido. Dado que se quiere alcanzar una

temperatura cercana a los 50º, y asegurar que la acumulación no sea menor

que esa temperatura por prevención de la Legionelosis, optamos por una

configuración del campo en serie-paralelo, o semiparalelo.

Figura 17 Baterías de 3 Colectores, Interconexión en serie Paralelo

Figura 16 Detalle de conexión en serie para el modelo seleccionado


Esta configuración, en colectores de 4 tomas podría llevarnos a grandes

aumentos de temperatura. Sin embargo, las características técnicas del SOL

25 plus hacen que esta configuración sea la idónea, según recomendaciones

específicas del distribuidor para esta instalación. La figura siguiente

representa un campo de 6 colectores SOL 25 plus(1), formado por 3 grupos

en paralelo de dos colectores en serie cada una. En trazo continuo las

conducciones calientes, y discontinuo de trazos largos la entrada de agua

fría.

La batería de colectores de la instalación objeto de este proyecto, estará

compuesta por 36 grupos de 3 colectores en serie interconectados entre sí en

paralelo, en 4 filas de 9 baterías cada una (27 colectores por fila).

Se ha de asumir un ligero decremento en el rendimiento con respecto

colectores individuales en paralelo, puesto que la entrada del fluido en el

segundo y tercer captador se efectúa a mayor temperatura que la propia de la

red.

Sin embargo, esta configuración se hace necesaria para el empleo de este

modelo de captador, ya que otra de sus características es el bajo volumen de

caloportador que contienen (1,35 litros /captador) , lo que provoca que el

volumen total e fluido en el campo de colectores sea menor que el contenido

en las conducciones del primario. Según recomendaciones del fabricante y

otros pliegos de especificaciones técnicas, es aconsejable la unión en serie de


varios elementos para compensar este efecto, no generado con el uso de otros

modelos de captador.

De esta manera la configuración del campo de colectores queda

representada por la figura 18.

Ha de prestarse especial atención al trazado hidráulico de conexión de los

colectores. Una mala conexión podría generar desequilibrios hidráulicos,

afectando negativamente al rendimiento de la instalación. Para evitarlo, se ha

tenido en cuenta una disposición idéntica de captadores y grupos por filas, y

se ha diseñado el trazado de conducciones de acuerdo al principio de retorno

invertido. Este concepto, ejemplificado en la figura 19, permite diseñar el

trazado hidráulico de manera que haya igualdad de pérdidas de carga por

Figura 18 Esquema superficie de captación


cada una de las filas, y por extensión por cada grupo de colectores, evitando

la existencia de vías preferentes para el flujo.

Por otro lado, este modelo simplifica las conexiones y permite reducir

espacio puesto que los captadores se pueden colocar juntos.

1.5.5.1.2 Actuaciones esperadas del campo de colectores

Con lo anteriormente expuesto, las condiciones de trabajo a que estará

sometida la superficie colectora son conocidas.

Se muestra a continuación el comportamiento esperado para la superficie

colectora.

1.5.5.1.2.1 Consideraciones sobre el rendimiento de captación

El mapa de rendimientos del colector se representa en la figura 20.

Ha sido obtenido a partir de la expresión del rendimiento empleada por

los laboratorios de certificación, con los parámetros de comportamiento del

Figura 19 Concepto de retorno invertido


0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 100500

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

Ren

dim

ient

o

Salto térmico ºCW/m2

Mapa de Rendimiento del Colector SOL 25 plus para el emplazamiento

70,00%-80,00%

60,00%-70,00%

50,00%-60,00%

40,00%-50,00%

30,00%-40,00%

20,00%-30,00%

10,00%-20,00%

0,00%-10,00%

colector, homologados por el Ministerio de Industria a través de dichos

laboratorios. Esta expresión es:

( )Itt

kI

ttk amam

ocolector

2

21−

−−

−= ηη

Donde ηo es el rendimiento óptico, y k 1 y 2 dos factores que modelan las

pérdidas térmicas del captador. I representa el nivel de radiación (W/m2), tm

la temperatura media de colectores (se asume idéntica a la de acumulación

tal y como ha determinado la experimentación), y ta la del ambiente en valor

medio mensual. La diferencia de ambas es el salto térmico de la figura.

Figura 20 Mapa de Rendimiento del Colector


Con este comportamiento frente a irradiación y temperatura, la evolución

del rendimiento de captador para los datos del proyecto se muestra en la

figura 21.

Se ha tenido en cuenta un rendimiento nulo de captación cuando éste

resulta menor del 10%, a fin de reflejar un efecto radiación umbral, desde un

punto de vista conservador.

Además, se ha penalizado dicho rendimiento mediante otros factores

correctores que se detallan en el apartado de cálculos.

Así y todo, la figura muestra cómo, exceptuando Enero y Diciembre, en

los que el rendimiento de la captación será bajo (aunque no nulo), el resto del

Rendimiento del colector a lo largo del año

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

mes

rend

%

Figura 21 Rendimiento estacional


año el aprovechamiento de la captación supera el 30%, alcanzado un 60% en

verano.

1.5.5.1.2.2 Consideraciones sobre temperaturas

Por otro lado, se ha considerado relevante analizar el mapa de

temperaturas del fluido caloportador a su paso por el colector elegido.

A tales efectos, se presenta en la fig. 23 la temperatura teórica de salida del

fluido frente a la temperatura de entrada, considerando distintos niveles de

radiación y temperatura.

Para el cálculo del mapa se han asumido como hipótesis:

- un comportamiento parejo entre radiación y temperatura. Esto no

es cierto en general. Sin embargo esta hipótesis se cumple para los

valores de cálculo empleados en este proyecto, es decir, valores

medios mensuales.

La relación empleada se representa en el gráfico siguiente:

Comportamiento I vs T

0,0

500,0

1000,0

1500,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

meses

W/m

2 y

ºC·5

0

I (W/m2) t(ºC)·50

Figura 22 Intensidad y Temperatura mes a mes


- Dado que el coeficiente de pérdidas cuadráticas k2 es bajo, se asume

a efectos de este cálculo una expresión lineal del rendimiento con

k2=0. Esta asumpción simplifica el cálculo, pero sobrestima los

resultados.

Este mapa representa la relación de temperaturas de entrada a colectores

con la salida, en régimen estacionario, para unas condiciones teóricas, sin

tener en cuenta el efecto de disipador del equipo aerotermo.

La cota máxima eventual esperada para la instalación será el nivel de 600

W/m2 con un valor medio de temperatura ambiente de 25 grados

(estadísticamente no serán más altas).

Ts vs Te (colector)I [W/m2] T=t ambiente [ºC]

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

30,0 40,0 50,0 60,0 70,0

te ºC

ts ºC I=200 T=4I=300 T=6I=400 T=8I=500 T=20I=600 T=25

Figura 23 Comportamiento teórico de las temperaturas


Ante tales condiciones se prevé que el sistema se encuentre a pleno

funcionamiento, por lo que la entrada en colectores será siempre menor de

50ºC. Sin embargo, disminuciones de consumo podrían hacer que esto no se

cumpliera.

Así y todo, en esta situación será necesaria la actuación del equipo de

disipación (aerotermos), y si fuera necesario, la actuación de válvulas de

seguridad, disminuyendo las condiciones de temperatura y presión, evitando

así la formación de vapor en el circuito primario.

El fluido caloportador escogido alcanza su punto de ebullición a los

105ºC, por lo que resultan necesarias las medidas de seguridad propuestas en

este proyecto, tal y como pone de manifiesto el mapa teórico de

temperaturas.

1.5.5.1.3 Estructura Soporte y anclajes.

La estructura de soporte y el sistema de anclaje del campo de colectores

constituyen un aspecto importante en una instalación de energía solar,

particularmente su montaje en obra.

Cada grupo de 3 colectores tendrá su propia estructura. Dicha estructura

será elaborada en taller y transportada posteriormente a la cubierta del

hospital.


Los perfiles con que se construirá la estructura serán L40x4 de acero tipo

A42.

Como medida de prevención de corrosión para la estructura, se tratará,

una vez finalizada en taller, con pintura de minio y posterior pintura de

acabado. La tornillería empleada para las uniones articuladas será de acero

inoxidable, o cualquier otro material resistente a la corrosión.

Se ha considerado en el diseño, y así habrá de hacerse en el montaje, que

las dilataciones térmicas producidas en el captador no provoquen que la

estructura transmita cargas al mismo, afectando así a su integridad.

Se ha considerado que los topes de sujeción de los captadores y la propia

estructura no arroje sobra sobre éstos.

Figura 24 Estructura para tres paneles


A fin de no traspasar con el anclaje la cubierta del edificio, porque podría

originar infiltraciones de agua, se construirán muretes o zapatas de

hormigón armado que garanticen la total sujeción de la batería, aun en el

caso extremo de vientos fuertes. Se construirán dos muretes para cada

estructura y serán paralelos al trazado de las tuberías.

Las dimensiones del murete de hormigón (armado con varilla metálica)

serán de 20x20 cm. Los últimos anclajes del murete se situarán como

mínimo a 25 cm del extremo del mismo. Por cada murete, se abrirán en la

parte inferior de contacto con la cubierta dos pasos para desagüe cuya

finalidad será evitar posibles estancamientos de agua.

1.5.5.1.4 Accesorios del Campo de Colectores

1.5.5.1.4.1 Eliminación de gases

Con objeto de eliminar los gases contenidos en el fluido caloportador, se

dispondrá al sistema de un purgador cada grupo de tres colectores (punto

más elevado de la instalación).

Ha de tenerse en cuenta que el conexionado provisto por el fabricante para

este modelo de captadores consta de una purga manual en cada una de las

conexiones según indica la figura 25.

Para asegurar en cualquier caso que los gases disueltos en el líquido son

evacuados al exterior por un purgador, dispondremos en cada fila, antes de


la conexión de las salidas de colectores al ramal que baja al intercambiador,

de un desaireador, el cual, por medio de fuerzas inerciales separa el líquido

del gas y facilita la evacuación de éste por parte del purgador.

Por otro lado, el trazado hidráulico del campo de colectores constará con

la valvulería pertinente. En concreto, se dotará a cada grupo de colectores de

un par de válvulas de esfera, de manera que en caso de avería se pueda aislar

ese grupo cerrando sus llaves de entrada y salida, de manera que se

garantiza la facilidad de operación y la continuidad del suministro energético

aun en tareas de mantenimiento.

Figura 25 detalle de interconexión de colectores

Figura 26 Desaireador y purgador


1.5.5.1.4.2 Prevención de riesgos por excesos de producción

En el apartado de análisis energéticos se vio que el método de cálculo

recomendado por CENSOLAR arrojaba unas curvas cuyo perfil simplificado

era como se muestra en la fig. 27.

En ella se aprecia con claridad el problema de la sobreproducción en los

meses centrales del año, que estima este método (el resultado para el

segundo proceso de cálculo, F-Chart , apenas contemplaba excesos).

En previsión de los daños que este efecto pudiera ocasionar

excepcionalmente, se han analizado las soluciones comerciales destinadas a

solventarlo.

Principalmente, se dota a estas instalaciones de dos soluciones técnicas,

disipadores individuales, para cada colector, o aerotermos.

Necesidad energéticamensual en MJ

Energía Solar total (MJ)

Figura 27curva de consumo frente a aporte mensual


Los individuales, son pequeños intercambiadores de calor que entran en

funcionamiento por una válvula de by pass, que hace circular el flujo a través

de ellos y disipa calor por convección natura.

Los aerotermos son equipos eléctricos que evacuan el calor gracias a un

flujo de aire forzado por un ventilador eléctrico. La ventaja de estos equipos

es que facilita la instalación, y no requieren montaje individualizado para

cada colector.

El método de cálculo de CENSOLAR, que se explicaba en apartados

anteriores, arroja unos datos de sobreproducción elevada, en torno al 60% en

los meses estivales. Se comentaba que éste método presenta como

inconveniente sobreestimar el comportamiento de la instalación en verano y

reducirlo en invierno. Además, la sobreproducción es asumible, y hasta

cierto punto deseable como forma natural de elevar la temperatura del

sistema de acumulación, lo que supone un tratamiento antilegionella sin uso

de energía adicional.

Por ello, se instalará un equipo de una potencia del 30% la instalada, esto

es, 60kW, suministrado por la empresa Salvador Escoda.

Figura 28 Disipadore y Aerotermos


1.5.5.2 Subconjunto de Almacenamiento

Las tecnologías asociadas a las energías renovables, en general,

encuentran un obstáculo en la intermitencia del suministro, y la no

coincidencia en el tiempo de la producción (determinista en realidad, pero

considerada como aleatoria por la complejidad de modelar los fenómenos

climatológicos) con el consumo real.

Este obstáculo se salva en ST BT dotando a la instalación de un sistema de

almacenamiento que posibilite la disponibilidad energética aún en momentos

de ausencia de producción.

Estos sistemas de almacenamiento de energía consisten normalmente en

elevar la temperatura de sustancias inertes como agua o piedras, o en

reacciones químicas reversibles, como la deshidratación de algunos

hidróxidos.

Los siguientes puntos presentan y justifican la opción escogida.

1.5.5.2.1 Tipo y material.

En el presente proyecto, y por regla general en todos aquellos de ST, el

almacenamiento se realiza de manera incuestionable mediante depósitos

acumuladores de agua. Este tipo de almacenamiento presenta como ventajas:

su facilidad de manejo, el bajo coste del fluido portador de la energía, su alta


capacidad calorífica, y sobretodo su condición de ser a la vez el elemento de

consumo –específicamente para proyectos de ACS.

De entre la variedad de materiales que se emplean para la construcción de

estos depósitos –acero galvanizado, con recubrimiento anticorrosión,

vitrificado o galvanizado, acero inoxidable, fibra de vidrio- se opta por los de

acero con revestimiento epoxídico, de calidad alimentaria. Esta opción

cumple las especificaciones de durabilidad del equipo y protección frente a la

corrosión, a la vez que suponen un coste moderado frente a la opción del

acero inoxidable, de más alta calidad, aunque también de precio.

1.5.5.2.2 Características la acumulación

Dada la disminución de densidad que experimenta el agua al aumentar su

temperatura, el fluido se estratificará térmicamente dentro del depósito, de

modo que los mayores niveles térmicos se encontrarán en la parte más

elevada del depósito. Este fenómeno se vería agudizado a medida que el

depósito fuera más alto. La fig. 29 refleja esquemáticamente este

comportamiento.

Figura 29 Estratificación en el almacenamiento


En la figura 30 se observa a través de un análisis termográfico realizado

por un fabricante, cómo se produciría el proceso de carga, en las tres

primeras imágenes –se entiende que la carga es térmica, estando el depósito

lleno de agua en todo momento - y de descarga, en las tres finales. Los

valores que aparecen al pie de las imágenes son meramente representativos.

1.5.5.2.3 Dimensionado de la acumulación.

El sistema de acumulación en una instalación de este tipo es

absolutamente crítico. Sin embargo es uno de los aspectos con más

incertidumbre de cara al diseño. Algunos proyectistas justifican sus

decisiones en este sentido apoyándose en herramientas de simulación.

Algunas de ellas, pese a ser muy complejas, no reflejan la totalidad de

parámetros que se ponen en juego en este proceso. Por tanto, se

fundamentarán las soluciones técnicas tomadas en este sentido en base a la

Figura 30 Análisis termográfico: estratificación en la acumulación


experimentación recogida por fabricantes y entidades especializadas en ST

BT como CENSOLAR.

El volumen de acumulación elegido depende en esencia de tres factores:

− la superficie de captación,

− la demanda,

− la temperatura de utilización.

El criterio adecuado para el primer factor establece un volumen óptimo de

acumulación en torno a los 70 litros por cada m2 de captador, tal y como

muestra la figura 31 que se muestra la relación entre el aprovechamiento de

energía solar con el volumen por metro cuadrado de captador plano.

El Pliego de Condiciones Técnicas (en lo sucesivo PCT) del IDAE, y el CTE

acotan el volumen de acumulación recomendado. En concreto, el primero

habla de un volumen de acumulación próximo al volumen total del consumo

diario – en este caso 15840 l/día – y el segundo establece un mínimo de 50 y

un máximo de 180 l/m2 de captadores.

Sin embargo, atender al segundo factor –demanda- restringe estos

intervalos. Esto pasa por el análisis del desfase entre la captación y el

consumo. En la instalación hospitalaria los desfases entre ambos no serán

superiores a 24 horas puesto que el perfil de demanda es uniforme todos los


días del año. Sin embargo no hay coincidencia exacta entre el intervalo de

captación y el de consumo, porque los mayores picos de demanda se

producen a horas tempranas y finales del día, en que la captación es

prácticamente nula – salvo algunos días en verano. Para estos casos el

volumen específico de acumulación estará comprendido entre los 60 y 90

l/m2.

Entidades especializadas en ST BT y fabricantes, marcan referencias como

ratios experimentales entre el volumen de acumulación, el volumen diario de

consumo y la superficie de captación.

Por último, el que se venido a llamar tercer factor es el de la temperatura

de utilización, y por tanto de acumulación, toda vez que el consumo se podrá

efectuar directamente desde la acumulación solar siempre que haya un nivel

térmico suficiente.

Figura 31 Influencia del volumen en el aprovechamiento solar


Resulta evidente que para obtener agua a más temperatura hay que

utilizar un menor almacenamiento (menos pérdidas por estratificación y

menos cantidad de agua a calentar).

La elección de la temperatura de acumulación es un factor crítico en un

proyecto de energía ST BT, puesto que la demanda energética es

directamente proporcional al salto térmico entre dicha temperatura –la

deseada- y la propia de la red de distribución.

Una temperatura bastante empleada a lo largo de la trayectoria de esta

tecnología han sido los 45º, que es la temperatura a la que se suele realizar el

consumo de ACS –previo mezclado con agua fría de la red. Sin embargo la

normativa al respecto de la bacteria de la Legionella, y las recomendaciones

de fabricantes en este sentido apuntan como tendencia creciente una

elevación de la temperatura de acumulación, en torno a los 50º, incluso más.

Esto se debe a que en torno a esta temperatura la bacteria va muriendo

lentamente, y lo hace más rápido en la medida que el nivel térmico es mayor.

Así, a los 70º muere instantáneamente. Se hablará específicamente de las

soluciones tomadas al respecto en apartados posteriores. De cara a la elección

del modelo de depósito habrá de tenerse en cuenta que soporte temperaturas

mayores a los 70º debido al tratamiento térmico periódico al que se someterá

todo el circuito de agua a fin de eliminar posibles brotes bacterianos, tal y

como apunta el RD 865/2003 de prevención y control de la Legionelosis.


El figura 32 establece que para una temperatura de utilización de 50º C, el

volumen de acumulación debe ser cercano a 62 litros por m2 de captador.

La solución final adoptada será una acumulación de 17500 litros,

distribuida en 4 depósitos de 4000 litros, y un depósito auxiliar de 1500 litros.

Esto supone una relación acumulación-captación de 65 l/m2, que según el

gráfico experimental anterior se corresponde con una temperatura de

acumulación ligeramente menor a 50º C.

Hay que tener en cuenta que estas correlaciones gráficas son fruto de la

experimentación, y por tanto tienen carácter orientativo. No obstante, se

considerarán finalmente 48º C como temperatura de acumulación, aunque en

algunos momentos del año la temperatura será superior a estos 48º. Esta cifra

supone un beneficio en el cálculo, frente a 50º, al disminuir el salto térmico a

cubrir. Sin embargo, puesto que la norma establece una temperatura mínima

de acumulación de 50º, de manera proactiva se opta como medida preventiva

Figura 32 Impacto del volumen en la temperatura de acumulación


y compensatoria una mayor periodicidad en los tratamientos térmicos a la

acumulación.

La razón de la diferencia de tamaño entre los depósitos acumuladores de

energía solar y el llamado auxiliar reside en los principios de dimensionado

mencionados en al inicio de esta memoria. La dificultad de encontrar

depósitos comerciales separados hidráulicamente en dos, de manera que se

aísle la parte calentada con energía auxiliar, hace que se elija un depósito de

características similares a los otros, pero de menor tamaño. Si bien es cierto

que en determinados momentos se quebrantará uno de aquellos principios,

se consigue mitigar el efecto negativo reduciendo el tamaño del depósito.

Se ha estudiado la influencia del volumen en la captación, gracias a la

correlación que incorpora el volumen en el método de cálculo de las curvas

“F”. El resultado obtenido se muestra en la siguiente figura, que demuestra

cómo mayores acumulaciones permiten obtener un aumento de producción

especialmente en los meses fríos, donde resulta más conveniente, pero el

incremento conseguido implica grandes aumentos de volumen.

Atendiendo a los costes se rechaza la posibilidad de elevar el volumen

tanto como se desee. Se observa en la figura 33 que el volumen elegido en

este proyecto alcanza buenas cotas de producción frente a otros volúmenes

menores, y está ligeramente por debajo de mayores acumulaciones.


Impacto de volumen acumulación en la producción útil solarsegún método de cálculo F-Chart

80009000

10000110001200013000140001500016000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

mes

term

ias

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

1.5.5.2.4 Conexión de los depósitos.

Un número creciente de fabricantes y entidades expertas en ST BT

recomiendan la reducción de la estratificación en el depósito como actuación

en beneficio del rendimiento de la instalación. A estos efectos, la solución que

se toma en este proyecto es el conexionado en serie de los depósitos,

estableciendo prioridades de carga y descarga en función del nivel térmico.

Esto significa que la carga se realizará con prioridad al primer acumulador

del circuito; una vez que éste haya alcanzado la temperatura fijada, se dará

paso a la carga del siguiente acumulador por orden de conexionado,

sucesivamente.

Figura 33 Sensibilidad de la producción solar al volúmen de acumulación


La gestión de estas prioridades se realizará mediante válvulas de tres vías

accionadas por un servomotor, controlado a su vez por el circuito de

regulación del que se hablará en el apartado que define dicho subsistema.

De esta manera existe una estratificación térmica inevitable, pero reducida

en cada depósito. Visto de otra manera, la estratificación se lleva a cabo

mediante depósitos a distintos niveles térmicos, y no mediante distintos

niveles térmicos dentro del propio depósito. Esto se daría si se optara por la

carga y descarga de los acumuladores conectados en paralelo, con el

incremento de dificultad en el trazado hidráulico al tener que aplicar el

concepto de retorno invertido a las conexiones entre acumuladores.

En la figura 34 se muestra un fragmento del esquema de principio

simplificado de la instalación. En concreto se representa el circuito

secundario y el aporte al circuito de consumo. En azul se simbolizan los

tramos de agua de fría de red. En naranja, el agua calentado con energía

solar, y las salidas a los puntos de consumo. Por último, en rojo, el circuito

auxiliar, una conexión que llamaremos “circuito antilegionella” (del cual se

hablará posteriormente), y el circuito de retorno con los aportes a las válvulas

termostáticas previas al consumo.

Con objeto de aprovechar al máximo la energía captada y evitar pérdidas

de estratificación por mezcla de volúmenes a distintas temperaturas, la


situación de las tomas para las diferentes conexiones serán las establecidas de

acuerdo a las siguientes recomendaciones:

- La conexión de entrada de agua caliente procedente del

intercambiador o de los captadores al acumulador se

realizará, preferentemente, a una altura comprendida entre

el 50% y el 75% de la altura total del mismo.

- La conexión de salida de agua fría del acumulador hacia el

intercambiador o los captadores se realizará por la parte

inferior de éste.

- La conexión de salida de agua caliente hacia el consumo, o

hacia el depósito auxiliar se realizará en la parte más alta del

colector.

Figura 34 Ejemplo de esquema de principio con varios acumuladores


- La alimentación de agua de retorno de consumo al depósito

se realizará a una altura comprendida entre el 50% y el 25%

de la propia altura del depósito. Se recomienda que las

entradas de agua de retorno de consumo estén equipada con

placa deflectoras en la parte inferior, a fin de que la

velocidad residual no destruya la posible estratificación en el

acumulador.

1.5.5.2.5 Circuito de retorno

También llamado de recirculación, se trata de un ramal de conducción

cuya función es hacer circular constantemente el ACS, desde, el punto de

servicio más alejado, hasta el tanque de almacenamiento.

El motivo de esta recirculación es mantener el agua de la tubería de

distribución caliente, de manera que al abrir un grifo se pueda obtener

instantáneamente el agua a la temperatura adecuada, sin tener que esperar a

que llegue desde el acumulador, con la pérdida de agua y de tiempo que eso

supone.

Sin embargo este diseño implica unas pérdidas de calor por conducción y

convección en las tuberías, al mantener agua caliente en ellas. Tales pérdidas

se contemplan en el dimensionado del sistema solar como un incremento del

5% del consumo, dada la longitud total del circuito de ACS en el hospital.


A efectos de este proyecto se llevará el conducto retorno al acumulador

auxiliar, y, en condiciones de radiación muy baja, al primer acumulador

solar, o acumulador prioritario. Esto segundo, exclusivamente en aquellos

momentos en que el sistema solar realice un aporte energético prácticamente

nulo, y la entrada del agua menos caliente del retorno al acumulador auxiliar

generaría pérdidas al romper la estratificación.

El control del destino del agua de retorno se realizará mediante una

válvula de tres vías accionada por un servomotor, y controlada por

regulación diferencial desde el centro de control.

1.5.5.2.6 Aislamiento en depósitos

Al igual que todos los elementos que se hallan a temperaturas superiores a

los 40 ºC, el acumulador debe estar dotado de un aislamiento mínimo

equivalente a 50 mm de conductividad λ=0,040 W/(m·K) a 20º C, según

Apéndice 03.1 del RITE.

1.5.5.2.7 Elección de modelos

Se ha consultado el catálogo de un amplio abanico de fabricantes (Anexo,

Optimización de la superficie colectora). Finalmente se ha optado por el

modelo MV-4000-RB de la línea MASTER EUROPA, para los 4 acumuladores

de 4000 litros. Como acumulador auxiliar se opta por el MV-1500-RB. Ambos


modelos son fabricados por la empresa zaragozana Lapesa. Las

características en detalle se presentan en el anexo de catálogos.

Todos ellos son depósitos para la acumulación de ACS, construidos en

acero, con revestimiento epoxídico de calidad alimentaria.

Ambos modelos están aislados térmicamente con espuma rígida de

poliuretano inyectado en molde, libre de CFC., además de lo cual, se

aumentará el aislamiento con un forro de polipropileno acolchado, a fin de

cumplir las especificaciones de aislamiento de la normativa vigente, evitando

así pérdidas térmicas.

El sistema de intercambio térmico no va incorporado dentro del propio

acumulador, puesto que se trata de una instalación de potencia elevada, y los

Figura 35 Acumulador escogido


intercambiadores internos a los acumuladores (interacumuladores)

presentan menor potencia de intercambio. Además esta opción redunda en

seguridad y comodidad en la instalación, toda vez que el intercambiador

externo será un elemento aislado, que en caso de avería se puede reparar o

sustituir sin mayores implicaciones.

Se dotará al sistema de acumulación de ánodos permanentes de Titanio,

del mismo fabricante, de cara a evitar la corrosión del material.

Su presión máxima de trabajo es de 8 bar, por encima de los 6 máximo

para colectores. La temperatura máxima en continuo será fijada por el

sistema de regulación en 90º, si bien se podrían asumir picos de hasta 110º

por todos los componentes de la instalación.

Cercana a al depósito, se instalará en cada conducción de entrada o salida

una válvula esférica a fin de poder aislar el elemento para posibles

reparaciones, inspecciones o trabajos de mantenimiento.

Cada uno de los acumuladores deberá venir equipado de fábrica de los

siguientes elementos como mínimo:

- Manguitos roscados para la entrada de agua fría y la salida

de agua caliente


- Registro embridado para inspección del interior del

acumulador, (todos ellos constan de boca de registro lateral

DN 400)

- Manguitos roscados para la entrada y salida del fluido

primario.

- Manguitos roscados para accesorios como termómetro y

termostato.

- Manguito para el vaciado.


1.5.5.3 Subconjunto de Termotransferencia

El subconjunto de termotransferencia consiste en aquellos elementos de la

instalación encargados de transferir la energía captada en los colectores hasta

la acumulación. El elemento principal es el intercambiador de calor. Además

se considerarán las conducciones, los fluidos portadores del calor

(caloportadores), la valvulería, depósitos de expansión y los grupos de

presión, o electrocirculadores (bombas).

Las instalaciones de energía ST BT se dividen en dos vertientes atendiendo

a la forma de su conjunto de termotransferencia, pudiendo ser ésta directa o

indirecta. En los casos en que el ACS pasa por los colectores, se dirá que son

de tipo directo.

A efectos de este proyecto se considerará transferencia indirecta (el ACS

no toma contacto en ningún momento con el fluido que atraviesa el campo

de colectores), por motivos de prevención de riesgos de congelación y

ebullición; y de durabilidad de la instalación, teniendo en cuenta las

propiedades menos corrosivas de la mezcla del agua y congelante, que el

agua solo.

Atendiendo a si la circulación se realiza por efecto termosifón (variación

de la densidad del agua con la temperatura) o mediante circulación forzada,

los sistemas de ST BT podrán ser termosifónicos, o de circulación forzada.


En este proyecto se trabajarán con grupos de presión para forzar la

circulación, puesto que los termosifónicos son válidos exclusivamente para

sistemas en aplicaciones unifamiliares, con bajo consumo.

1.5.5.3.1 Fluido Caloportador

Es aquel que pasa a través del absorbedor y transfiere la energía térmica a

la acumulación, mediante el intercambiador de placas.

Este tipo de instalaciones pueden presentar problemas generados por la

ebullición o la congelación del fluido. El primer fenómeno aparecerá si la

producción térmica de los captadores es muy superior al consumo, lo que

provoca que vaya aumentando la temperatura del agua y no entre en el

circuito agua fría de la red. El segundo fenómeno tendrá lugar especialmente

en noches frías, en que la instalación está parada y las temperaturas son

bajas.

Ambos problemas pueden ser evitados mediante el uso de anticongelante

en el circuito primario.

Se han estudiando varios fluidos calor portantes existentes en el mercado.

Se optará por el recomendado por el fabricante de los colectores: H-30L,

consistente en una mezcla de 1’2-propilenglicol inhibido (45,3 %-vol) y agua,

que se comercializa premezclado. Sus características se detallan en el Anexo

D.


Se ha comprobado que dicho fluido será capaz de soportar las condiciones

climatológicas propias del emplazamiento. La temperatura mínima histórica

de Madrid, (se como válida para Arganda) son –16ºC. Aplicando un factor de

seguridad de –5º, se ha observado en la gráfica 36 cuál es la proporción de

anticongelante mínima necesaria para asegurar la no congelación del fluido.

Se observa que la mezcla de agua y propilenglicol ha de contener un

mínimo del 40% en peso (aproximadamente 40% en volumen). Por tanto, el

fluido calor portante escogido cumple las características requeridas.

Es importante resaltar que no hay efectos perjudiciales derivados de la

ingestión de este fluido, si se diera el caso de avería en el intercambiador.

Figura 36 Porcentaje de Anticongelante te en agua


1.5.5.3.2 Trazado Hidráulico: Conductos

Se exponen a continuación las consideraciones relativas a las conducciones

de fluidos.

1.5.5.3.2.1 Material

El material empleado para las conducciones será el cobre, ampliamente

utilizado en instalaciones de todo tipo, y el más aconsejable para

instalaciones de energía solar, por ser técnicamente idóneo y

económicamente competitivo.

Por otro lado, hay estudios que demuestran que el cobre, en contacto con

el agua, tiene un efecto bacteriostático. Esto será importante de cara a la

prevención de la bacteria de la Legionella, como se verá posteriormente.

Se evitarán los materiales como aceros galvanizados para este tipo de

aplicaciones, en particular cuando existe certeza de que la instalación va a

estar sometida a temperaturas mayores de 65 ºC.

Se prestará especial atención a las soldaduras entre uniones de tuberías de

cobre, que se realizarán con aleación de plata. Una vez colocados todos los

elementos de ambos circuitos se realizará una prueba de presión controlada

y posteriormente se procederá a forrar las conducciones con las coquillas de

aislamiento, y señalizar los elementos para que el funcionamiento sea

accesible al personal que se encargue de su funcionamiento.


Experiencias de otras instalaciones con tuberías plásticas no han resultado

satisfactorias, según instaladores consultados. Si bien estos materiales son

baratos, se considera que han de evolucionar en la curva de aprendizaje para

ofrecer la garantía del cobre.

1.5.5.3.2.2 Compensación de la dilatación

Las dilataciones a que están sometidas las tuberías al aumentar la

temperatura del fluido se deben compensar a fin de evitar roturas en los

puntos más débiles, donde se concentran los esfuerzos de dilatación y

contracción, que suelen ser las uniones entre tuberías y equipos.

En los tramos donde son frecuentes los cambios de dirección, sala de

máquinas, ramal de alimentación de colectores, etc. son las propias curvas,

en las que se habrá evitado la utilización de fijaciones, las que absorberán las

dilataciones existentes.

Sin embargo el circuito primario presenta varios tramos de gran longitud,

que realizan las funciones de distribuidores entre las diferentes filas de

captadores y recolectores del fluido caliente. Ello exige el uso de

compensadores de dilatación.

En concreto, para un salto térmico esperado de 70ºC máximo (90º-20º) y

una longitud de 16m en el tramo más desfavorable, es previsible una

dilatación lineal máxima, según la expresión:


TLL o Δ=Δ ··α

donde 6º20 10·17 −=CCuα ºC-1, de 19mm.

Por ello, en este tramo de la conducción se instalará un compensador de

dilatación de fuelle axial, que debe tener una carrera de +20/-20mm con un

diámetro de 2”, a soldar mediante reductor al cobre de la conducción. Será

instalado en los tramos largos de conducción paralelos a él, posicionándose a

una altura media del recorrido, asegurando que los soportes a ambos

extremos de la conducción en ese tramo presentan un grado de liberta

longitudinal.

En la figura 37 podemos se aprecia el efecto de la variación de longitud del

cobre con respecto a la temperatura, en tramos menores que el máximo

calculado anteriormente.

1.5.5.3.2.3 Caudal

Figura 37 Dilatación del Cobre


Siguiendo las especificaciones del fabricante, se optará por un flujo bajo, si

lo comparamos con los recomendados por los documentos de referencia

consultados.

En estas instalaciones se suele tomar como referencia para el caudal la

superficie colectora. Así, numerosas referencias hablan de 60 l/h/m2 de

colector o 50, dependiendo de la fuente consultada [CENS98], [IDAE02].

Actualmente las referencias tienden a disminuir este ratio hasta los 40

l/h/m2 de captador. [SODE04]

En este sentido, el RITE establece prioridad para las recomendaciones del

fabricante. Atendiendo a lo especificado por éste, fijaremos un ratio

caudal/superfice colectora cercano a los 30 l/h por metro cuadrado de

captación.

Otros fabricantes como Wagner, han llevado a cabo estudios sobre la

importancia del bajo flujo en instalaciones de ST BT. Si bien es cierto que el

rendimiento de captación es menor, el rendimiento global de la instalación se

ve compensado por el menor efecto negativo de la entrada del flujo en

colectores.

Por otro lado, este bajo flujo redunda en unas menores pérdidas de carga

en los absorbedores de cada colector.

Los valores de caudal para esta instalación serán:


- Primario: 8000 l/h (2,22·10-3 m3/s)

- Secundario: 8000 l/h (2,22·10-3 m3/s)

Años atrás se tendía a incrementar el flujo en el secundario a fin de

provocar una mayor presión en éste que la existente en el primario, para

evitar fugas del anticongelante al circuito de ACS en caso de avería del

intercambiador.

El incremento del 20% sobre el flujo del secundario es una práctica que no

recomiendan los fabricantes de los intercambiadores de placas, pues provoca

una pérdida de eficiencia.

Actualmente las técnicas de soldadura de las placas (placas

termosoldadas) o las de compactación de las juntas hacen que la avería antes

comentada sea bastante improbable. No obstante se empleará un

anticongelante no tóxico.

1.5.5.3.2.4 Dimensiones de los conductos

Se ha determinado el diámetro mínimo (y por tanto el más económico) de

las tuberías atendiendo a que la pérdida de carga no supere un límite de 30

mmca por cada metro de conducción. Mayores valores de pérdida de carga

lineal (H) redundarían en una mayor potencia necesaria para los

electrocirculadores, evitable en cualquier caso.


mmcaH 30≤

Por otro lado, la velocidad del fluido ha de estar comprendida entre unos

valores orientativos impuestos por la norma y recomendados por fabricantes.

El objeto de esta restricción es limitar el nivel de ruido provocado por el paso

de flujo a través de conducciones, a la vez que se garantiza efectividad en el

intercambio energético en colectores e intercambiador. Así:

smv /5.16.0 ≤≤ ,

si bien la norma fija un intervalo mayor ( smv /2max ≈ ).

Para una primera selección de diámetros de conductos, se empleará como

aproximación estimativa la siguiente correlación experimental:

35.0·CjD =

donde:

D = diámetro en cm

C = caudal en m3/h

J = 2.2 para tuberías metálicas (2,4 para plásticas)

Esta estimación inicial se representa en la columna 5 de la tabla de la

página siguiente.


Los datos han sido verificados haciendo uso del ábaco de pérdida de carga

propio del fluido caloportador elegido, proporcionado por el fabricante

(figura 38).

En el ábaco aparecen la pérdida de carga lineal en hPa

(1hPa=10’198mmca), el caudal en l/h (1 l/h = 2’778·10-6 m3/s), la velocidad

del fluido (m/s) y el diámetros nominales de tuberías de cobre (representan

el diámetro exterior).

Figura 38 Pérdidas de carga del fluido caloportador seleccionado


Los resultados obtenidos se muestran en la tabla siguiente, en la que se

disponen los resultados por tramos. Dichos tramos corresponden a

segmentos del trazado hidráulico sometidos a los mismos caudales

volumétricos (se muestra detalle en el planos).

Esos serán los diámetros elegidos (columna 6), siempre y cuando el

análisis en detalle de las pérdidas de carga globales (necesario para el cálculo

del grupo de presión), no eleve demasiado los valores de pérdida de carga

lineal, una vez se incluyan las pérdidas secundarias.

.:: CAUDAL POR TRAMOS pérdida de carga lineal según diagrama0 1 2 3 4

TRAMO Grupos Col facción Q/Qtotal Q [L/h] Q [m3/s]1 36 100,0% 8000 0,00222222 18 50,0% 4000 0,00111113 9 25,0% 2.000 0,00055564 8 22,2% 1.778 0,00049385 7 19,4% 1.556 0,00043216 6 16,7% 1.333 0,00037047 5 13,9% 1.111 0,00030868 4 11,1% 889 0,00024699 3 8,3% 667 0,000185210 2 5,6% 444 0,000123511 1 2,8% 222 0,0000617

5 6 7 8 9 10

Dmin (Cu) mm Dr mm D int v(graf) v (m/s) mm ca45,6 54 51 1,1 1,09 3035,7 42 39,6 0,9 0,90 3028,0 35 32,6 0,68 0,67 22,526,9 35 32,6 0,56 0,59 1525,7 28 26 0,75 0,81 3624,3 28 26 0,68 0,70 3022,8 28 26 0,58 0,58 2321,1 28 26 0,48 0,47 1619,1 22 20 0,48 0,59 2816,6 22 20 0,37 0,39 1413,0 18 13,5 0,29 0,43 12


1.5.5.3.3 Grupos de Presión

Puesto que se ha optado por un sistema indirecto, con circulación forzada,

se han de determinar las características de las bombas empleadas para ello.

Se emplearán bombas centrífugas, montadas en línea (intercaladas

directamente en la tubería) y con el eje horizontal, para garantizar el correcto

trabajo de los cojinetes. Se cuidará que la caja de bornas no quede por debajo

del mismo, para evitar que los goteos afecten a la conexión eléctrica.

En sistemas de más de 50 m2 de superficie colectora se ha de disponer a la

instalación de dos bombas, dispuestas en paralelo, y con funcionamiento

alternativo regulado por el circuito de control.

Esta redundancia de equipos garantiza la continuidad de funcionamiento

del sistema, aun cuando se dieran averías de uno de los dos

electrocirculadores.

Esta medida se hará extensiva a los grupos de bombas de primario,

secundario, retorno, circuito auxiliar y consumo.

En un análisis más detallado se han obtenido, en paralelo a los calculados

como se ha explicado en el apartado anterior, valores de la pérdida de carga

lineal mediante correlaciones experimentales de mecánica de fluidos.


La determinación de las pérdidas secundarias se ha efectuado reduciendo

las singularidades a longitud equivalente de tubería. Para ello se ha realizado

una contabilidad de todas estas singularidades propias de la instalación.

Idéntico proceso de cálculo se ha llevado a cabo para el circuito primario y

el secundario a fin de dimensionar los grupos de bombas de ambos circuitos.

Los resultados obtenidos para la pérdida de carga son los siguientes:

El origen de las pérdidas en la instalación, por tanto, proviene de los

elementos anteriores en la cantidad relativa que expresan los gráficos

siguientes:

primario secundario Intercambiador (1) 0,71 0,82 primarias conducciones (2) 12,44 1,19 secundarias conducciones(3) 7,00 2,11 Colectores(4) 24,07

H 1ario 44,22 H 2ario 4,12

Causas de las pérdidas de Carga en el Primario

1,6%

28,1%

15,8%

54,4%

1 2

3 4

Causas de las pérdidas de Carga en el Secundario

19,8%

29,0%

51,2%

1

2

3


Las referencias utilizadas para el cálculo de la pérdida de carga en los

captadores, y en el intercambiador han sido las proporcionadas por los

fabricantes, y el método de cálculo propuesto por [CENS98].

Longitud equivalente Singularidades V bola, marip 1

V retención 10 Codo 90 r alto 0,8 Codo 90 r peq 1,5

Curva 45 0,7 T 2,2

Ensan 3/4 0,5 Reducc 3/4 0,5 a Depósito 1,5

V3vías 1,8

En el caso concreto del colector, el fabricante proporciona dos valores de

referencia, a partir de los cuales se ha determinado la gráfica siguiente, con

objeto de poder deducir la caída de presión propia de esta instalación.

A partir de los datos de pérdida de carga, y de los caudales seleccionados

se ha realizado la selección de bombas a instalar.

Pérdida carga Colector Sol 25 Plus

H[mbar] = 0,0003Q[l/h] 2 + 0,0317Q[l/h]

01020304050

0 100 200 300 Q [l/h]

H [m

bar]


1.5.5.3.3.1 Bombas circuito primario

El circuito primario es cerrado, y por tanto la altura a vencer por los

electrocirculadores será la suma de las pérdidas primarias y secundarias

propias de las conducciones (independientemente de la altura manométrica,

que no afecta al ser un circuito cerrado).

Con ello se ha consultado el catálogo de varios fabricantes, optando

finalmente por productos de la firma Sedical.

En concreto, las bombas del primario serán dos bombas dispuestas en

paralelo, aunque con funcionamiento alternativo regulado por el sistema de

control, de tipo normalizado, de rotor seco, conexión trifásica y 2900 rpm.

Figura 39 Detalle de las bombas del primario


Su conexionado hidráulico se realizará con codos de 45º, tal y como se

representa esquemáticamente en el esquema de principio en planos.

El punto de trabajo óptimo para la bomba se dará para las 2900 rpm de

diseño. Sin embargo, a modo de previsión de eventualidades en el

funcionamiento se ha escogido un modelo que puede adaptar un variador de

velocidad independiente de la bomba.

El comportamiento de una bomba será el mostrado en la figura 40.

Obsérvese que el punto de funcionamiento está lejano del peligro de la

zona de cavitación (curva verde, NPSH), y que la potencia de

funcionamiento es de 3.3 kW.

Esta potencia absorbida es asumible, frente a los 190kW instalados de la

instalación. No obstante, uno de los motivos por los que se impide el

Figura 40 Comportamiento de las bombas del primario


funcionamiento del sistema a rendimientos de colectores menores del 10%, es

porque la potencia consumida por los equipos electrocirculadores (además

de equipo de control y servomotores de accionamiento a válvulas) sería

similar a la aportada por el sistema.

Se ha sobredimensionado la bomba en previsión de la pérdida de

rendimiento que sufrirá previsiblemente en su vida útil, que se prevé sea el

de la instalación.

1.5.5.3.3.2 Bombas circuito secundario

Ha sido dimensionada en función de las pérdidas primarias y singulares

del circuito secundario, desde el intercambiador hasta los depósitos.

El modelo, las especificaciones técnicas y las curvas de comportamiento se

presentan en el Anexo Catálogos.

1.5.5.3.3.3 Bomba circuito antilegionella

Tal y como se detalla en el apartado de medidas de prevención contra la

Legionella, se ha incorporado al diseño del a instalación una conducción

desde la salida del acumulador auxiliar a la toma fría del último acumulador

de la serie.


La circulación de ese circuito de funcionamiento eventual (bajo

programación) se efectuará mediante una única bomba idéntica a las

empleadas en el secundario.

1.5.5.3.3.4 Accesorios bombas

Todos los pares de bombas del sistema, con funcionamiento alternativo

irán provistos con un conjunto de accesorios estándar para los tres grupos,

tal y como representa la figura 41:

El grupo se podrá aislar hidráulicamente mediante válvulas de corte de

tipo esfera, a fin de poder efectuar operaciones de mantenimiento o

reparación.

Se dispondrá una válvula de retención, no por causa del grupo de presión,

sino para evitar la circulación en sentido inverso, por efectos termosifónicos

durante la noche. Las válvulas de retención, o anti-retorno, no serán de tipo

Figura 41 Accesorios del grupo de presión


clapeta en los diámetros mayores de 40mm (como es el caso), dado que se

podrán producir golpes de ariete en la puesta en marcha de la bomba.

En paralelo al grupo de bombas se instalará, como elemento de medida

del salto de presión un manómetro, aislable mediante válvulas de esfera.

A efectos prácticos, en la puesta en marcha y operación de la instalación

será cómo disponer de caudalímetros en la aspiración de las bombas. Así, se

decide dotar a cada par de bombas de uno de estos medidores.

1.5.5.3.4 Aislamientos

Resulta de importancia crítica el aislamiento de todos los elementos que

puedan originar pérdidas caloríficas. En concreto, esta medida será

importante en tres lugares de la instalación, tal y como recomienda

[CENS98]:

- El primero será la parte posterior del colector. El fabricante

incluye esta consideración en su diseño, y el presente

proyecto así lo contempla.

- El segundo son los depósitos de acumulación, para lo cual se

propone la adquisición de fundas térmicas de PP,

suministradas por el fabricante de los acumuladores

seleccionados, además del propio aislamiento con que se

dota al elemento en la fabricación.


- El tercero y último son las conducciones y elementos

singulares de la instalación.

Para éstas últimas se ha optado por cubrir toda la instalación de material

aislante de 30mm de espesor en el caso de tramos exteriores, y de 20mm si

las conducciones se encuentran dentro de la sala de máquinas.

En concreto, el material será espuma elastomérica a base de caucho

sintético flexible, de estructura celular cerrada. El fabricante que proveerá

este material será Armacell, y el producto, Armaflex AF, con una

conductividad térmica μ=0.04 W/m2-K a 40º.

Lo propuesto cumple con lo expuesto en la Tabla 5.6 del RITE, Apéndice

03.1 “Espesores mínimos de aislamiento térmico”

Un aislamiento cuidadoso en montaje es esencial para el funcionamiento

óptimo de la instalación.

Figura 42 Aislamiento Espuma Elastomérica


Aunque el material escogido presenta una cierta resistencia a la acción de

agentes atmosféricos, debe ser protegido en los tramos de circulación

exterior. Esta protección se podrá realizar con revestimiento metálico, o con

emulsión asfáltica.

Dado que las emulsiones asfálticas necesitan ser renovadas de manera

periódica cada tres años, y la vida útil de la instalación será mucho mayor, se

propone como protección exterior el empleo de una cubierta metálica en

forma de chapa de acero galvanizado y preformado, recubriendo el

aislamiento del primario en todo el recorrido por la cubierta del hospital.

Para la aplicación del aislante sobre los conductos se empleará el adhesivo

Armaflex HT 525.

1.5.5.3.5 Depósitos de Expansión

Las fluctuaciones térmicas a que se verá sometido el fluido de trabajo del

circuito primario en la instalación, provocarán variaciones de volumen

debidas a la variación de su densidad con respecto la temperatura (tal y

como muestran las gráficas del fluido caloportador, presentadas en

catálogos).

Si dichas variaciones de volumen no son controladas, provocarán

incrementos de presión no deseados en el sistema, y la actuación periódica


de las válvulas de seguridad del sistema, con la consecuente pérdida de

fluido.

A tales efectos, se dotará al circuito primario de un vaso de expansión,

cerrado en nuestro caso, al ser el circuito primario un circuito cerrado. Esta

elección supone ciertas ventajas, tal y como apunta (CENSO98): fácil montaje

y ubicación indistinta (aunque con preferencia, antes de la entrada a bombas

según [SODE04]).

El vaso de expansión seleccionado para el primario consiste en un

recipiente cerrado formado por dos semicuerpos soldados entre sí, separados

por una membrana interior que separa aire y líquido.

En atención a los resultados en el cálculo (que se exponen en el apartado

de cálculos), se ha elegido un vaso de expansión de 80 litros, volumen

normalizado inmediatamente superior al calculado, en el catálogo del

suministrador Salvador Escoda. Este volumen supone un margen de

seguridad con respecto a lo máximo esperable.

Figura 43Vaso de expansión cerrado


En instalaciones pequeñas la presión máxima de trabajo del vaso de

expansión supone un factor condicionante para la presión de todo el circuito.

A efectos de la presente instalación, el elemento que fija la presión será el

captador (Pmax=6bar) puesto que el vaso de expansión elegido soporta 10bar.

El circuito secundario presenta una situación distinta, puesto que no se

trata de un circuito cerrado: el agua provendrá de la toma de agua fría

general del hospital, y saldrá dirigido a los puntos de consumo. No obstante,

se manejan volúmenes muy elevados de fluido, por lo que en aras de la

seguridad de la instalación se ha optado por dotar al circuito secundario de

un vaso de expansión de 25 litros del mismo fabricante, a fin de evitar

continuos accionamientos de las válvulas de seguridad ante fluctuaciones de

presión por causa de variaciones de densidad en el agua. Esta medida

resultará efectiva esencialmente en verano, y pretende ser un dispositivo de

seguridad redundante, de alguna manera, con las actuaciones previstas de

válvulas de seguridad, y aerotermos en el campo de colectores.

1.5.5.3.6 Intercambiador de Calor

Se habla en todo momento de circuito primario y secundario, puesto que

los fluidos portadores del calor en ambos circuitos han de ser distintos.

En el circuito primario se llevará a cabo la captación de energía en

colectores, y como medida de protección efectiva ante congelación y

ebullición se ha optado por la mezcla de agua y propilenglicol.


En el secundario, el almacenamiento y la distribución se realizan con el

fluido de consumo: agua. Esta separación de fluidos, y de circuitos por tanto,

se hace efectiva en el intercambiador de calor, que serán de tipo líquido-

líquido, con flujo a contracorriente, y sin mezcla.

El correcto dimensionado del intercambiador es, una vez más, un

elemento crítico en el sistema: intercambiadores demasiado grandes o

demasiado pequeños resultan una fuente de pérdidas (CENSO98).

Para instalaciones que incorporen acumuladores de circuito abierto o

volúmenes de acumulación superior a 1000 litros se recomienda la utilización

de intercambiadores externos (SODE98) y (PCT01) (ubicado fuera de los

depósitos o recipientes de acumulación), puesto que los parámetros

característicos del intercambio serán mejores, y porque la inversión necesaria

en estos elementos externos (y los elementos accesorios que necesariamente

requiere) es asumible para tales dimensiones. Tal es el caso de la presente

Figura 44Esquema de funcionamiento de un Intercambiador de placas


instalación.

La solución técnica propuesta en este proyecto es un intercambiador de

placas de la marca ALFA LAVAL, de reconocido prestigio en este sector. El

circuito de placas aumenta la relación superficie /volumen, y los parámetros

característicos del intercambio térmico (rendimiento y eficiencia) son

satisfactorios (superiores 0.95 y 0.79 respectivamente).

La selección se ha efectuado atendiendo a las recomendaciones de los PCT

y Criterios de buenas prácticas mencionados, cumpliendo lo establecido en el

RITE a tales efectos. Estas consideraciones son:

- Potencia de intercambio en W superior a 500 veces la

superficie de captación en m2.

- Superficie de intercambio mínima comprendida entre ¼ y

1/3 de la superficie de captación.

Estas dos sencillas reglas experimentales han presentado buenos

resultados (CENS98).

Además se han empleado unas tablas de cálculo para intercambiadores

elaboradas de manera conjunta por VIESSMAN y ALFA LAVAL en España.

En concreto, la referencia en estas tablas (que se presentan en el apartado de

cálculos) es el modelo de colector VITOSOL 100 2.5, de características muy


similares a las del captador escogido en este proyecto, por lo que su empleo

como guía de selección es oportuno.

De este modo, se ha elegido el Intercambiador CB 200-64H que consta de

64 placas, garantiza el rango de potencias de trabajo requerido, y cuyo

funcionamiento resulta óptimo para valores de caudal como los aquí

propuestos.

El material de fabricación es acero inoxidable, garante de durabilidad y

excelente comportamiento frente a corrosión.

Las pérdidas de carga tanto de primario como de secundario, generadas

en el interior del intercambiador serán de 7000 Pa aproximadamente.

Ante la eventualidad de necesidad de ampliar la potencia de intercambio,

se pueden incluir placas adicionales suministradas por el mismo fabricante.

Figura 45 Intercambiador de Calor. Temperaturas medias


El programa de temperaturas a que se verá sometida la actuación del

intercambiador será variable con respecto al momento del día, y el período

del año. Como referencia a las temperaturas de funcionamiento se presentan

(en ºC), en atención a las tablas proporcionadas por el fabricante, las de la

figura 45.

No obstante, se dotará a ambos intercambiadores con dos pares de

termómetros para tomar los valores de sus entradas y salidas.

1.5.5.3.7 Intercambiador Depósito Auxiliar – Calderas

Por motivos idénticos a los expuestos en el apartado anterior, se

considerará un intercambiador de placas externo para el aporte del sistema

de calderas al depósito denominado auxiliar.

El modelo finalmente seleccionado será similar al propuesto en el

apartado anterior, pero con una potencia de intercambio adecuada a los

fluidos de trabajo, y suficiente para satisfacer posibles picos de demanda

previstos.


1.5.5.4 Subconjunto de Regulación y Control

La instalación necesita de unos protocolos de actuación perfectamente

establecidos que regulen los flujos de energía entre el captador, el sistema de

acumulación y el consumo, para poder trabajar a un nivel óptimo de

eficiencia, y garantizar el máximo aprovechamiento de la energía solar.

Estas actuaciones, que denominaremos “estrategias de funcionamiento”

vendrán definidas por el subconjunto de regulación. Dicho sistema

coordinará tanto la acción sobre la fuente de energía (solar con prioridad),

como sobre los elementos del sistema de termo transferencia; tanto en

circuito primario como en el secundario.

En las instalaciones como la aquí diseñada se presentan básicamente dos

acciones de control claramente diferenciadas:

1) Control a la carga, que persigue alcanzar una óptima transformación de

la radiación solar en calor, y su posterior transferencia al sistema de

almacenamiento. Regula los estados de arranque y parada de la instalación

solar, y establece las prioridades de actuación del flujo.

2) Control a la descarga, para garantizar una adecuada descarga de calor

desde el sistema de almacenamiento hasta el de consumo.


Especial relevancia tiene la definición del sistema de control a la carga,

puesto que es específico de la tecnología solar. El sistema de control a la

descarga es común a los sistemas de preparación de ACS, con independencia

de la fuente energética empleada.

El sistema de control propio de la instalación solar ha de perseguir que la

temperatura de entrada del agua fría a los captadores solares sea lo más baja

posible, y lo más elevada la de salida, de manera que el captador trabaje

siempre en condiciones óptimas.

El control de la instalación solar ha de estar integrado con el de la

instalación convencional. Es necesario que ambos se adapten, dirigiendo la

prioridad de funcionamiento hacia el sistema solar siempre.

Su complejidad ha de ser lo menor posible, siempre que permita cumplir

las especificaciones establecidas, y además, los elementos de la instalación se

han de poder operar también en modo manual.

La regulación se hará por diferencia de temperaturas entre distintos

puntos del sistema, lo que se denomina comúnmente como regulación

diferencial. Para que el funcionamiento de los equipos así controlados sea

óptimo, y no dependa en exceso de variaciones en las calibraciones de los

equipos de medida, se respetarán unos márgenes mínimos de temperatura,

previa la actuación del equipo de regulación.


Así, las bombas estarán paradas para saltos de temperatura menores de 2.

Por la misma razón estarán funcionando siempre que el salto térmico sea de

6º.

La detección de temperaturas se realizará mediante sondas térmicas de

inmersión dispuestas en los puntos que describe el esquema de principio en

planos, dispuestas en acumuladores, conducciones, y captadores.

El montaje de dichas sondas en el captador atendrá al siguiente croquis:

Figura 46 Sonda sumergible de temperatura

Figura 47 Montaje de la sonda y vaina


1.5.5.4.1 El control de carga

El sistema de control de carga regulará, principalmente, dos estados:

A) arranque y parada de las bombas del primario y del secundario de la

instalación solar.

B) El control del intercambio de calor en el subsistema de almacenamiento,

mediante el paso de flujo por el camino oportuno, regulado con válvulas de

tres vías actuadas por servomotor.

Para el funcionamiento de las bombas del primario, pueden realizarse dos

tipos de control: en función de la temperatura diferencial entre la salida del

campo de captadores y la zona más fría del sistema de acumulación, o en

función de una sonda de radiación y la diferencia de temperatura entre el

Figura 48 Válvulas de tres vías


fluido caloportador a la entrada del intercambiador y la temperatura en la

zona más fría del sistema de acumulación.

Se ha escogido la opción de regulación por temperatura diferencial, por su

mayor sencillez y durabilidad. En concreto, la regulación del circuito

primario será de tipo diferencial y válvula de by-pass para garantizar una

temperatura mínima cuando se comienza a realizar la carga.

Esta configuración consiste en la actuación de las bombas cuando la

diferencia de temperaturas entre la salida del fluido de colectores, y la

temperatura más baja de acumulación sean superiores a una temperatura de

tarado.

Para darle mayor estabilidad al control y evitar un posible régimen de

arranques y paradas intermitentes, es conveniente establecer un período de

funcionamiento mínimo de la bomba, una vez se haya conectado (unos 5

minutos).

Al emplear un intercambiador de calor externo es necesario regular el

aporte de calor al circuito secundario mediante la ordenación de los estados

de arranque y parada de la bomba del secundario. Así, deben estar

coordinadas las bombas del primario y del secundario.

El proceso de carga se hará de manera que se establezcan prioridades

entre los niveles de temperaturas como se explicó en la descripción del


susbsistema de almacenamiento: se cargarán térmicamente primero aquellos

depósitos que se encuentra primero el fluido en la serie de depósitos.

1.5.5.4.2 Proceso de descarga

De la misma manera, la descarga se efectuará de forma que sean los

acumuladores cuyo nivel de temperatura sea el mínimo necesario los que se

descargarán en primer lugar, economizando así la energía acumulada en los

de mayor nivel térmico.

Estos comportamientos quedan reflejados en el protocolo de

funcionamiento expuesto en el apartado siguiente.


1.5.5.4.3 Estrategias de funcionamiento en la instalación

En la siguiente tabla se resumen las variables de medida (sensores) y las

de actuación (mando) o señales a relés, actuadores y contactores.

VARIABLES

ENTRADAS SALIDAS Tcol Temperatura alta colector B11 Bomba 1 del 1º TE1 Temperatura previa by pass 1º B12 Bomba 2 del 1º TS2 Temperatura salida interc 2º B21 Bomba 1 del 2º

TC1 T circ previa Acum 1 B22 Bomba 2 del 2º TC2 T circ previa Acum 2 V1 Válvula By Pass 1º TC3 T circ previa Acum 3 VC1 Válvula Carga 1 TC4 T circ previa Acum 4 VC2 Válvula Carga 2

VC3 Válvula Carga 3 TA1S T parte superior Acum 1 VD2 Válvula Descarga 2 TA1I T parte inferior Acum 1 VD3 Válvula Descarga 3 TA2S T parte superior Acum 2 VD4 Válvula Descarga 4 TA2I T parte inferior Acum 2 VX Válvula sobre Auxiliar TA3S T parte superior Acum 3 BX1 Bomba 1 Auxiliar TA3I T parte inferior Acum 3 BX2 Bomba 2 Auxiliar TA4S T parte superior Acum 4 C Señal al caldera TA4I T parte inferior Acum 4 BC1 Bomba de Consumo TXS T parte superior Acum Aux BC2 Bomba de consumo 2 TXI T parte inferior Acum Aux TA T salida acumulación solar BL Bomba AntiLegionella PC Presión Circuito Consumo VA Válvula Aerotermo

La actuación de los equipos, representada por las variables anteriores,

vendrá regida por la estrategia de funcionamiento sintetizada en la tabla

siguiente. La simbología empleada atiende a:

- On / off: entrada en funcionamiento, o funcionamiento de

un equipo / apagado, o permanencia apagado de un equipo.


- (on) u (off): el funcionamiento de este equipo puede verse

alternado con uno duplicado (caso de bombas).

- Reset: el temporizador vuelve a 0 y comienza a contar.

- 1: el temporizador alcanza su valor fijado.


Operación Condición Lógica B11 B12 B21 B22 V1 VC1 VC2 VC3 VD2 VD3Arranque Bomba 1ario Tcol-TA4I > 6º on (off) off offParada Bomba 1ario Tcol-TA4I < 2º y tmin b=1 off (off) off off

B11 o B12 talterna B1 (off) onBy Pass en el 1ario TC1-TE1 < 2º, + los estados siguientes on (off) off off a colector

By Pass cerrado=Carga TC1-TE1 > 6º, + los estados siguientes on (off) a acumArranque Bomba 2ario V1=1 (a acum) on (off) on (off) a depósitParada Bomba 2ario V1=0 (a colector) a acum

B21 o B22 talterna B2 (off) onCarga Dep 1 TC1-TA1I > 6º, los estados siguientes on (off) on (off) a acum AC1 a AC2 AC2 a AC3 AC3 a AC4Carga Dep 2 TC1-TA1I < 2º & TC2-TA2I > 6º on (off) on (off) a acum by pass AC2 a AC3 AC3 a AC4Carga Dep 3 TC2-TA2I < 2º & TC3-TA3I > 6º on (off) on (off) a acum by pass by pass AC3 a AC4Carga Dep 4 TC3-TA3I < 2º & TC4-TA4I > 6º on (off) on (off) a acum by pass by pass by pass

Descarga Dep 4 TA4S - TA > 6º AC2 a AC1 AC3 a AC2Descarga Dep 3 TA4S - TA < 2º & TA3S - TA > 6º AC2 a AC1 a descargaDescarga Dep 2 TA3S - TA < 2º & TA2S - TA > 6º a descarga AC3 a AC2Descarga Dep 1 TA2S - TA < 2º & TA1S - TA > 6º AC2 a AC1 AC3 a AC2

Carga solar al Auxiliar TA < 47Aporte solar a consumo TA > 51Funcionamiento Caldera TA < 47 & TXS < 47

Bomba Antilegionella tantileg = 1Parada Antilegionella BL=on & TA1S=72º

Bombas Consumo PC > o < taradoArranque Aerogenerad TA1S o TA2S o TA3S o TA4S > 85º on (off) off (off) a colector

ESTRATEGIAS DE ACTUACIÓN

Operación Condición LógicaArranque Bomba 1ario Tcol-TA4I > 6ºParada Bomba 1ario Tcol-TA4I < 2º y tmin b=1

B11 o B12 talterna B1By Pass en el 1ario TC1-TE1 < 2º, + los estados siguientes

By Pass cerrado=Carga TC1-TE1 > 6º, + los estados siguientesArranque Bomba 2ario V1=1 (a acum)Parada Bomba 2ario V1=0 (a colector)

B21 o B22 talterna B2Carga Dep 1 TC1-TA1I > 6º, los estados siguientesCarga Dep 2 TC1-TA1I < 2º & TC2-TA2I > 6ºCarga Dep 3 TC2-TA2I < 2º & TC3-TA3I > 6ºCarga Dep 4 TC3-TA3I < 2º & TC4-TA4I > 6º

Descarga Dep 4 TA4S - TA > 6ºDescarga Dep 3 TA4S - TA < 2º & TA3S - TA > 6ºDescarga Dep 2 TA3S - TA < 2º & TA2S - TA > 6ºDescarga Dep 1 TA2S - TA < 2º & TA1S - TA > 6º

Carga solar al Auxiliar TA < 47Aporte solar a consumo TA > 51Funcionamiento Caldera TA < 47 & TXS < 47

Bomba Antilegionella tantileg = 1Parada Antilegionella BL=on & TA1S=72º

Bombas Consumo PC > o < taradoArranque Aerogenerad TA1S o TA2S o TA3S o TA4S > 85º

VD2 VD3 VD4 VX BX1 BX2 C BC1 (BC2) BL VA A tmín bombas(3) talterna B1 talterna B2on on

resetreset

on onreset

reset

AC2 a AC1 AC3 a AC2 a descarga (on)AC2 a AC1 a descarga AC4 a AC2 (on)a descarga AC3 a AC2 AC4 a AC2 (on)AC2 a AC1 AC3 a AC2 AC4 a AC2 (on)

auxil a Cons (on)solar a Cons (on)auxil a Cons on (off) on (on)

on (off) on onoff

(on) / (off) on / reseta Aerog on


1.5.5.4.4 Equipos de regulación y control

La regulación automática en los sistemas solares convencionales, y en

algunas de las grandes instalaciones se lleva a cabo mediante dispositivos

electrónicos de pequeño tamaño, diseñados explícitamente para esta tarea.

Suelen tener pocas entradas (típicamente 3 máximo, aunque hay equipos

mayores) y pocas salidas.

Estos dispositivos presentan una pantalla LCD, y los más complejos

permiten seleccionar las variables a ser monitorizadas, así como variar las

temperaturas de tarado.

La implantación de varios de estos equipos dispersos en una instalación

prolija en número de entradas y salidas sería ineficiente, por el gran número

de dispositivos de control local que habrían de disponerse, y la dificultad de

operación que ello conllevaría.

Figura 49Dispositivo de Regulación diferencial estándar


Por todo ello, este proyecto propone la implantación de un sistema de

regulación centralizada. Ello se puede llevar acabo mediante un autómata

programable (PLC en lo que sigue) que permite integrar el control y mando

de todas las variables en un único equipo o un dispositivo comercial de la

marca especializada en regulación Steca, con 7 entradas y cuatro salidas,

ampliable, mediante adición de módulos independientes a 23 entradas y 16

salidas.

1.5.5.4.4.1 Regulación con PLC

Estos dispositivos son caros, y a su precio hay que añadir el importe de la

programación concreta para esta instalación.

Además se incorporará un PC básico, controlado al autómata, desde el

que se podrá modificar el código programado, y lo que es más importante,

monitorizar todas las variables que se deseen; el sistema es capaz de

Figura 50 Esquema conceptual funcionamiento PLC


transferir las temperaturas a hojas de cálculo, facilitando el registro y el

cumplimiento de lo establecido en las normativas aplicables, en cuanto a

programa de mantenimiento.

Ésta última característica es especialmente útil en este tipo de

instalaciones, en que el seguimiento de la operación es esencial para el

correcto mantenimiento de la instalación, y la propuesta de acciones

correctivas, caso de ser necesarias. Una de las salidas generadas por el

sistema se presenta en la siguiente gráfica, que permite evaluar con facilidad

el tiempo que las distintas partes de un acumulador (superior, media e

inferior) han estado por encima de los 50º.

Figura 51 Evolución de la temperatura a distintos niveles del acumulador


La implantación de este equipo eleva el coste del subsistema de regulación

(ver estudio económico y presupuesto); no obstante, el tamaño de la

instalación permite que este coste sea asumible, y la implantación del equipo

muy recomendable.

Además facilitará la tarea de programación de las medidas de prevención

de la Legionella que se especifican en apartados posteriores.

1.5.5.4.4.2 Regulación con equipos electrónicos comerciales.

La alternativa a esta regulación programada, cuya personalización eleva el

coste de la instalación, es la implantación de equipos comerciales. Los

existentes en el mercado van más encaminados al control de instalaciones

pequeñas, y por tanto tienen un menor número de entradas y salidas.

Se ha optado por un modelo de la marca Steca, que ofrece la posibilidad

de ampliar el número de variables controladas mediante dispositivos

independientes, que se pueden integrar al principal.

Figura 52 Ampliación al equipo principal de control


El sistema de transmisión de datos queda representado en el siguiente

gráfico, proporcionado por el fabricante. Se hace especial hincapié en la

facilidad para comunicar el sistema con un ordenador portátil, donde se

realizaría el registro de datos necesario para el mantenimiento de la

instalación.

Además se ha considerado un equipo auxiliar específico para el control de

la Legionella propuesto, que incluye temporizador, y señal a bomba.

(Modelo Legionelus, distribuidor Salvador Escoda).

Figura 53Esquema conceptual transmisión de datos con regulación con dispositivos estándar

Figura 54 Legionelus


1.5.5.5 Subconjunto de Apoyo

El sistema solar que se ha propuesto en lo que precede no cubre toda la

demanda de energía térmica para ACS de la instalación hospitalaria.

Esto obliga a no poder prescindir del sistema de calderas convencional.

Ha de tenerse en cuenta que la producción agregada anual del sistema

solar estará en torno al 75% de la demanda. Ello no significa que el sistema

auxiliar deba dimensionarse para aportar el 27% restante; más bien al

contrario, habrá que prever que el comportamiento medio mensual que se ha

empleado para el cálculo, no será la constante durante todo el mes. Así,

habrá días de Diciembre, por ejemplo, en los que el aporte solar será nulo.

Satisfacer la demanda térmica esos días supone disponer de un sistema capaz

de hacerlo sin aporte solar alguno.

1.5.5.5.1 Tecnología empleada en el sistema auxiliar

Puesto que la instalación dispone de servicio de gas natural, se elegirá este

combustible, por lo adecuado, técnica y económicamente, de las calderas que

emplean este gas.

El gas natural es un combustible barato, su el suministro es continuo y está

garantizado. El hecho de que el combustible que sustituirá el aporte solar


tenga un bajo coste, repercute en los valores de rentabilidad y tasa de retorno

de la instalación.

No obstante, en el estudio económico se justifica la inversión, toda vez que

se cumple además con el Código Técnico de la Edificación.

Por otra parte, los niveles de emisión de CO2 y otros GEI’s de este

combustible son bajos, dados su alto poder calorífico y el elevado

rendimiento de la combustión en las calderas (en torno al 95%).

1.5.5.5.2 Potencia de la instalación convencional

El dimensionado de las calderas a instalar depende de la integración en el

proyecto global. Probablemente la potencia de caldera se calcule teniendo en

cuenta la cobertura a los sistemas de ACS y calefacción.

Se propone una potencia mínima necesaria de 160kW, exclusivos para el

sistema de ACS, que se justifican en el siguiente razonamiento:

Un día muy desfavorable se tomará el agua de la red a 8º C. El perfil de

consumo presentado en las gráficas del apartado 1.5.3.5.2 indica que entre las

8 y las 11:00 horas podría ser consumido el 50% del volumen de ACS diario,

en un día de consumo pico. Ese consumo por día se ha fijado, con cierto

margen de seguridad en 15840 l/día de ACS a 50º.

Luego:


Consumo constante en 3 horas = 15840·0.5=7920 litros a 50º C

Energía térmica = 7920·4180·(50-8) = 1390 MJ necesarios

Al ser en tres horas:

Pcalderas = ≈3600·3

10·1390 6

130kWth

Luego serían necesarios unos 130 kW térmicos [kWth según la AIE] para

esa situación desfavorable. Por tanto, se fija esa potencia como mínima para

el sistema de ACS, y 160 kW como valor recomendado, dejando un margen

de seguridad necesario, para posibles situaciones de elevación de la

demanda, como posibles duplicados de las habitaciones individuales para

aumentar la capacidad hospitalaria.

Figura 55 Caldera de Gas


Ha de tenerse en cuenta que la potencia instalada por el sistema solar será

de unos 190kW, según el factor de conversión propuesto por la Agencia

Internacional de la Energía (AIE), que establece el cambio de superficie de

captador plano en potencia sin más que multiplicar los metros cuadrados por

0.7, para obtener kW térmicos.

Considérese por otra parte, que el sistema auxiliar debe ser capaz de

asumir todo el consumo en caso de operaciones de mantenimiento de la

instalación, o en días de muy baja irradiación. Además, ha ser capaz de

suministrar la energía suficiente en un espacio relativamente corto de

tiempo, para los tratamientos térmicos de prevención de la Legionella, que se

detallan en el apartado siguiente.


1.5.5.6 Medidas de prevención de la Legionella

1.5.5.6.1 La Legionella

La Legionelosis es una enfermedad bacteriana de origen ambiental, que

suele presentar dos formas clínicas diferenciadas: la infección pulmonar o

“enfermedad del legionario” y la forma no neumónica conocida como “fiebre

de Pontiac”, de pronostico leve.

La enfermedad tiene un periodo de incubación de 2 a 10 días y se

manifiesta con síntomas de cuadro gripal con fiebre, malestar, dolores

musculares, acompañado por tos, dificultad para respirar y en algunos casos

con vómitos, diarreas, náuseas y dolor abdominal. Una vez superada la

enfermedad no suele dejar secuelas, sin embargo este tipo de neumonías

presenta una elevada mortalidad, tal y como muestran las tablas siguiente,

obtenidas del instituto del frío del CSIC.


El contagio se realiza por vía respiratoria. Son raros los contagios por la

vía digestiva. En instalaciones de ACS se dan las condiciones para el contagio

en cabezas pulverizadoras (duchas y grifos) o a través del vapor de agua.

Figura 56 Comportamiento de la bacteria frente a temperaturas


Especial cuidado se ha de prestar a los rangos de temperaturas de trabajo,

tal y como muestra el gráfico anterior, en el que se presenta el estado

bacteriano frente a la temperatura.

1.5.5.6.2 Normativa de aplicación

La reglamentación especifica para la prevención de la Legionelosis en las

instalaciones es:

- Criterios Higiénico-Sanitarios para la prevención y control

de la Legionelosis. Real Decreto 909/2.001 de 27 de julio.

- UNE 100.030/01 Guía para la prevención y control de la

proliferación de la Legionella en instalaciones.

1.5.5.6.3 Mecanismos de prevención propuestos

En el diseño de la instalación que presenta este proyecto, se ha tomado en

consideración en todo momento la importancia de las actuaciones

preventivas de la Legionelosis.

Tales son:

- Fijación de la temperatura de acumulación en torno a 50º,

aun siendo ésta la variable que más influye en los cálculos

energéticos. Ello ha supuesto, por ejemplo, un incremento en


el número de paneles próximo a 10 unidades, para los

criterios de cálculo que se han seguido.

- Elección del cobre como material de las conducciones. Entre

otras características que le confieren como idóneo para estas

instalaciones, existen estudios que prueban las características

bacteriostáticas del cobre en contacto con el agua. Los índices

de reproducción tanto de las bacterias Coli como de

Legionella son claramente inferiores en las tuberías de cobre

que en las de otros materiales.

- Accesibilidad para la inspección y posible desinfección de

los equipos: bocas de registro en los acumuladores, circuito

de desagüe, vaciado de colectores, inclinación en el trazado

hidráulico, etc.

Además de estas consideraciones, se propone la ejecución programada

(mediante el equipo de regulación actuado por el PLC) de un tratamiento

térmico con carácter periódico.

Tal tratamiento consistirá en la elevación de todo el sistema a 70º

(temperatura a la que la bacteria muere instantáneamente), durante horas

comprendidas entre las 1:00 y las 6:00 de la mañana, especialmente en los


meses de invierno, en que la temperatura del sistema de acumulación no

alcanzará altos valores por ser baja la irradiación incidente.

En concreto, se propone la realización de un tratamiento térmico

bimensual, comenzando en Enero, exceptuando los meses de Mayo, Junio,

Julio y Agosto.

Esto es, atendiendo al siguiente calendario:

E F Mz Ab My Jn Jl Ag S O N D

x x x x

Lo que supone un total de 4 tratamientos térmcos anuales.

1.5.5.6.4 Circuito Antilegionella

A tales efectos se ha dotado a la instalación de un ramal hidráulico desde

la salida del acumulador auxiliar, hasta el punto frío (parte inferior) del

cuarto acumulador, es decir, el de entrada del agua de red.

La impulsión del circuito en dicha conducción se efectuará mediante una

bomba individual, similar a las del grupo de presión del circuito secundario.

1.5.5.6.5 Coste energético de los tratamientos térmicos.

Resulta necesaria la comparación del aporte energético demandado por

este tratamiento, con el acumulado anual del sistema solar, puesto que de ser


desmesurado el requerimiento de dicho tratamiento, sería inviable

energéticamente (y económicamente) la instalación objeto de este proyecto.

Para ello emplearemos la expresión de la energía aportada a una masa

fluida que sufre un incremento de temperatura.

TcmE p Δ= ··

donde m representa la masa total de fluido, cp el calor específico del agua,

a presión constante, y ΔT el salto térmico provocado.

Se tomará como temperatura de acumulación 25º, pese a que en el

momento de inicio de algún tratamiento ésta sea mayor.

El voluem total de fluido sometido al tratamiento es aproximadamente el

de los acumuladores (además de las conducciónes y elementos singulares), es

decir, 17500 litros de agua.

La temperatura a la que se llevará al fluido serán los 70º fijados

anteriormente. Por tanto:

E = 17500·4180·(70-25) = 3300 MJ será el coste de cada tratamiento térmico,

y el de los cuatro:

Et= 3300·4 ≈ 13000 MJ


El sistema solar aporta al año unos 630000MJ, de manera que el coste

energético del tratamiento comporta un 2% del aporte solar anual. Este

volúmen energético no es despreciable, pero es perfectamente asumible por

el sistema.

El tiempo empleado para ello serán unas 5h en cada tratamiento, contando

con una potencia instalada en calderas de 160kW.


1.5.5.7 Circuito Hidráulico

La integración de los elementos descritos en el presente documento se

materializa en el esquema de principio de la instalación. Se muestra detalle

en el apartado de planos.

Las consideraciones que se han tenido en cuenta para su elaboración, son

las expuestas de manera individual en los apartados antecedentes. Todas

ellas han sido integradas, en atención a los principios de diseño mencionados

en apartados iniciales, el seguimiento de las recomendaciones de los criterios

de buenas prácticas mencionados, y las prescripciones establecidas por la

normativa.


1.5.5.8 Otros componentes del sistema

1.5.5.8.1 Valvulería

Se dotará al sistema de válvulas de corte de tipo esfera en todos los

elementos de la instalación, a fin de poder realizar operaciones de

mantenimiento, reparación o sustitución con comodidad.

A fin de evitar efectos termosifónicos perjudiciales (pérdidas energéticas

durante la noche) se dispondrá de válvulas antirretorno en determinados

puntos de la instalación. Dichas válvulas no serán de tipo clapeta en

conducciones de diámetro 54 mm, puesto que con su uso aumentan los

efectos perjudiciales de golpes de ariete en arranque del grupo de presión.

Las válvulas de tres vías que conducen el fluido en el sistema serán

reguladas por un servomotor y control del tipo todo nada.

Figura 57Válvulas antirretorno de bola y de seguridad


Un inconveniente del empleo de cobre en instalaciones grandes es el

elevado coste de los accesorios cuando el diámetro es superior a 54mm. En

este caso, no se supera ese diámetro.

El aporte al circuito de consumo se hará a través de válvulas termostáticas,

que limiten la temperatura de preparación del agua, a la máxima permitida

para consumo (50º)

Se incorporará un sistema de llenado automático, para el que se dispondrá

una válvula multiuso, que permita el vaciado manual, en el punto más bajo

de la instalación, cerca del depósito de reposición.

1.5.5.8.2 Circuito de llenado automático

Se dotará al sistema con un depósito de 100l con fluido caloportador de

reposición para suplir las pérdidas que se pudieran ocasionar en las válvulas

de seguridad, u otras pérdidas imprevistas.

Dicho sistema cuenta con un pequeño grupo de bombeo, y una válvula de

nivel en el depósito, con actuación sobre la bomba.

Figura 58 Vávula mezcladora, y multiuso para llenado


Figura 59 Esquema del circuito de llenado


1.6 Cuadro Resumen de la Instalación

Las principales cifras del proyecto se presentan en la siguiente tabla:

Número de Colectores 108b 0,78 -

k1 3,135 W/m^2·Kk2 0,024 W/(m·K)^2

Superficie de Captación 270 m^2

Inclinación 50 º

Consumo ACS 15840 l/díaT consumo 48 º

V acum 17500 litrosT acum 48 º C

Potencia Instalada 189 kWDemanda energética anual 845928 MJ

234980 kWhProducción energética anual 643617 MJ

Caudal Primario 8000 l/hCaudal Secundario 8000 l/h

Cobertura SolarFchart 76%

CENSOLAR 70%

Energía Auxiliar Gas Natural

Ahorro CO2 36,0 tCO2-año

Presupuesto 244267,34 €Período de Retorno Inversión 12 años

Rentabilidad de la Inversión 19%

Coste del kW instalado 1.292,4 €

.:: LAS CIFRAS DE LAS INSTALACIÓN


1.7 Resumen del presupuesto

El presupuesto de este proyecto asciende a 244.267,34 €

DOSCIENTOS CUARENTA Y CUATRO MIL DOSCIENTOS SESENTA Y

SIETE EUROS, CON TREINTA Y CUATRO CÉNTIMOS.


1.8 Conclusiones

1.8.1 Método de cálculo

Existen divergencias entre los métodos de cálculo más extendidos en el

campo de la energía ST BT. Esas diferencias se reducen cuando el

dimensionado es para una instalación grande; en instalaciones pequeñas las

diferencias pueden ser cruciales para su correcto funcionamiento.

1.8.2 Propuesta técnica

El mercado está madurando rápido en este sector, de manera que se

pueden adquirir productos de alta calidad con precios descendentes.

Los elementos escogidos atienden a las más altas especificaciones de

calidad existentes en dicho mercado.

La integración de dichos elementos ha sido cuidada para que el consumo

de solar sea siempre preferente.

Se han tomado medidas de seguridad de suministro, funcionamiento y

prolongación de la vida útil, tales como redundancia en los grupos de

presión, correcto dimensionado de sistema solar y auxiliar, trazado

hidráulico equilibrado y consideraciones sobre corrosión en los elementos.


1.9 Bibliografía

[PRIE98] PRIETO, J.I., Fundamentos y Aplicaciones de la Energía Solar Térmica

con ejercicios explicados. Servicio de publicaciones de la Universidad de

Oviedo. 2ª edición, 1998.

[CENS92] Centro de estudios de la energía solar. Instalaciones de energía

solar. Sistemas de aprovechamiento térmico (Tomos I, II, III y IV). Sevilla, Editorial

PROGENSA. 3ª edición, 1992.

[GARC05] García Casals, Xavier. Apuntes de la asignatura Energías

Renovables, Circulación interna, 2005

[IDAE02] I.D.A.E., Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones de Baja

Temperatura, Revisión 2002

[CTE06] Ministerio de Vivienda, Código Técnico de la edificación, Sección HE-

4, 2006

[CARR05] Carratalá Fuentes, Juan; Roca Suárez, Manuel; Solis Robaina,

Javier. Instalaciones convencionales de Agua Caliente, Departamento de

construcción arquitectónica de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura

de las Palmas de Gran Canaria, 2005

[GARC02] García San José, Ricardo, Criterios higiénico sanitarios para la

prevención y control de la Legionelosis, Ingeniería Factor 4, Bilbao, 2002.


[BOSQ05] Bosqued, Roberto; Heras, Mª Rosario, Criterios para la

integración de la energía solar en los edificios, Revista Técnica el Instalador, abril

2005

[CEBA01] Ceballos Amandi, José Ángel, La prevención de los Riesgos

Laborales. Trabajos con otras Empresas y Profesionales, Revista Anales de

Mecánica y Electricidad, ene-feb 2001

[TECN06] Varios autores, Varios artículos, Revista Técnica Industrial, núm

261, volumen especial sobre control de la legionella, enero 2006.

[AYTO03] Departamento Central de Medio Ambiente, Ayto. de Madrid,

Ordenanza Sobre Captación de Energía Solar para Usos Térmicos, BOCM núm 15,

18 Energo de 2003

[SODE04] Sociedad para el Desarrollo Energético de Andalucía

(SODEAN, SA), Texto refundido de las especificaciones técnicas de diseño y

montaje de instalaciones solares térmicas para producción de agua caliente y las

modificaciones de aplicación en el programa Prosol, SODEAN, INTA, Junta

Andalucía, Julio 2004

[SALV05] Salvador Escoda, SA, Manual Técnico de Energía solar Térmica,

Salvador Escoda, Marzo 05


[APER00] Generalidad de Catauña y Asociación de Productores de

Energías Renovables de Cataluña, Criteris de Qualitat i Disseny, d’Instal·

lacions d’energia Solar per a Aigua Calenta i Calefacció, APERCA, 2000

[PER05] Plan de Energías Renovables

Otra normativa de aplicación y consulta.

Otros proyectos de contenido relacionado.


1.10 Referencias Web

ENTIDADES RELACIONADAS CON LA ENERGÍA SOLAR

CENSOLAR

http://www.censolar.es/menu8.htm

IDAE, aspectos básicos de la energía, simulador de cálculo, documentos

sobre ayudas y Pliego de Condiciones Técnicas

http://www.idae.es/index.asp?i=es

SODEAN,

http://213.227.43.173/monitorizacion/secc.asp?rtu=RTU002

MADRID SOLAR

http://www.madrid.org/cs/Satellite?pagename=CAEEM/Page/HomeC

AEEM

LABORATORIOS DE HOMOLOGACIÓN PANELES

www.inta.es

http://www.cener.com/index221f.html

ASOCIACIÓNES DE PRODUCTORES


www.asit-solar.com

http://www.aperca.org/bibliografia.htm

EMPRESAS INSTALADORAS

http://www.aiguasol.com/index.php?page=392

http://www.soliclima.com/

http://www.caloryfrio.com/dossiers/saberhacer-solar-

mapa.htm?jsessionid=2143131141138235187

FABRICANTES Y PROVEEDORES

http://www.wagner-solartechnik.de/ES/start.html

http://www.viessmann.co.uk/products/technical-documents.php

http://www.salvadorescoda.com/

www.termicol.com

http://www.ibersolar.com/

http://www.lapesa.es/

http://www.wilo.es/w3a/

http://www.grundfos.com/web/homees.nsf


http://www.promasol.com/descargas/descargas.html

http://www.chromagen.biz/SiteFiles/1/75/727.asp

http://www.frigicoll.es/frigicoll/esp/divisiones/aire/productos/marco

s.asp

www.energiadisol.com

www.saclima.com

http://www.inelsacontrols.com/

http://www.rayosol.es/

http://www.vaillant.es/

http://www.thisaonline.com/proveedores.shtml

http://www.factor4.es/asp/lstArtTecnicos.asp?idTema=10

http://www.asetub.es/empresas/asetub/

http://www.pikasoingenieria.com/

http://www.dunphycombustion.com/administracio/pdf/energia%20sol

ar%20termica.pdf

www.ibersolar.com


http://www.tyfo.de/index_english.html

CODIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN

http://www.codigotecnico.org/espa/preley.htm

APUNTES DE ENERGÍAS RENOVABLES EN LA ESCUELA TÉCNICA

SUPERIOR DE INDUSTRIALES DE LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE

MADRID

http://www.euitt.upm.es/departamentos/ef/ficheros%20ing%20energia

%20renovable/Tema4.pdf

REFERENCIAS ESTADOUNIDENSES

http://www.seia.org/

http://www.solarroofs.com/

http://www.itdg.org/docs/technical_information_service/solar_water_h

eating.pdf

http://www.backwoodshome.com/articles/hackleman65.html

BASE DE DATOS SOLAR DE LA NASA

http://eosweb.larc.nasa.gov/cgi-bin/sse/[email protected]

REFERENCIA CANADIENDSE: bases de datos y software de cálculo


http://www.retscreen.net/

BUSCADOR DE COORDENADAS

http://www.astrored.org/efemerides/longitud_y_latitud/

CONVERTIDOR DE UNIDADES:

http://www.iea.org/dbtw-wpd/Textbase/stats/unit.asp

PÁGINAS DE NOTICIAS Y ARTÍCULOS RELACIONADOS CON LA ST BT

www.energias-renovables.com

http://www.docrenewableenergy.info/es_path-

es%5cenergias+renovables%5csolar+t%c3%a9rmica~action-~url-

1.2 Cálculos

2 Cálculos 146

2 Cálculos

2.1 Introducción

A continuación se exponen los métodos y expresiones de cálculo

empleados en el dimensionado de la instalación.

Primeramente se detallan el procedimiento de estimación de la carga

energética demandada por la instalación sanitaria.

Posteriormente, los métodos de aproximación a la superficie de captación

necesaria.

Por último se detallan los criterios técnicos (analíticos y experimentales)

que se han tenido en cuenta para la definición de los componentes del

circuito hidráulico.

2.2 Evaluación de la carga de consumo

Partiendo de las temperaturas del agua de red, se ha evaluado mes a mes

la energía necesaria para obtener la cantidad de agua caliente requerida, a la

temperatura deseada (48ºC a efectos de cálculo), mediante la expresión:

TmcQ e Δ=

2 Cálculos 147

donde Q representa el consumo energético, m la masa de ACS consumida, ce

es el calor específico del agua a presión constante, y el salto térmico, la

diferencia entre la temperatura de consumo y la de red.

Se han tenido en cuenta los orígenes de consumo, la estimación prevista

en función de los criterios de consumo establecidos por I.D.A.E. y CTE, y el

grado de ocupación previsto en el centro hospitalario (que es del 100%).

2.3 Método de Cálculo Recomendado por el CENSOLAR

Búsqueda del valor de H (irradiación horizontal media) [MJ/m2] (y

corrección si procede por ser un emplazamiento favorecido o desfavorecido

por orografía, nubosidad, etc.).

Corrección por inclinación, coeficiente k tabulado como función de

inclinación de colector y latitud.

Corrección por intensidad umbral (200 W/m2): empíricamente se cifra en

un 6% la energía desaprovechada diaria por incidir la radiación al principio y

al final del día de manera que no se aprovecha.

cHkE ··94.0=

2 Cálculos 148

2.3.1 Intensidad útil y rendimiento del colector

La intensidad incidente sobre la superficie de los colectores irá variando

conforme transcurra el día. Se trabaja a efectos prácticos con una intensidad

media y un tiempo útil del día. Este tiempo ha sido determinado

empíricamente para cada mes, distintas latitudes.

La intensidad útil será por tanto

I=E/t

2.3.2 Cálculo del rendimiento del colector

Debe analizarse, como el resto de variables, mes a mes. Su expresión:

[ ]IttFUF amN /)()( −−= ταη

donde:

η es el rendimiento

F un factor corrector por sustituir la temperatura media de la placa (de la

que viene en origen la expresión) por la temperatura media del fluido, más

cómoda.

(τα)N el producto de la transmitancia de la cubierta trasparente y la

absortancia de la placa absorbedora, evaluado para una radiación directa de

dirección coincidente con la normal

2 Cálculos 149

U es el coeficiente global de pérdidas (W/m2·ºC)

Tm la temperatura media del fluido, que empíricamente es similar a la

temperatura media en la acumulación. Ésta es por otra parte muy similar a la

de consumo, por tanto, estas tres temperaturas distintas en origen, son en la

práctica similares.

Ta es la temperatura ambiente.

Se tiene en cuenta una corrección de 0.97 (experimental) puesto que la

suposición de (τα)N introduce un error, ya que la radiación no incide de

forma perpendicular al colector a lo largo del día.

El efecto de la suciedad y el envejecimiento de la cubierta transparente

hace que τ disminuya por término medio en un factor igual a 0.97.

Los meses en que el rendimiento resulte menor que el 10%, se tomará

como nulo.

2.3.3 Aportación solar por m2

Una vez conocidos la energía neta incidente E y el rendimiento del

colector, la energía aportada por cada metro cuadrado de colector en cada

mes viene dada por su producto ηE.

2 Cálculos 150

2.3.4 Energía Disponible por m2 superficie colectora

La energía calculada en el apartado anterior no estará disponible por

completo, puesto que se producirán pérdidas de calor en función del grado y

calidad del aislamiento térmico, pérdidas en el intercambiador, etc.

Además se tendrá en cuenta el grado de desfase entre captación y

consumo.

Según (CENS98), para la instalación de este proyecto esas pérdidas se

pueden estimar en un 15%.

2.3.5 Superficie Colectora

La hipótesis de cálculo de este método es que la superficie disponible

óptima surge de igualar el volumen energético anual consumido, con el

volumen energético anual aportado, aunque exista desfase entre ambos

(sobreproducción en verano, falta en invierno).

Por tanto, la superficie colectora surge de dividir las necesidades

energéticas totales entre la energía neta disponible.

EQS

··85.0 η=

2 Cálculos 151

2.4 Método de Cálculo Recomendado por el IDAE

Para el dimensionado de las instalaciones de energía solar térmica el IDAE

sugiere el método de las curvas f (F-Chart), que permite realizar el cálculo de

la cobertura de un sistema solar, es decir, de su contribución a la aportación

de calor total necesario para cubrir las cargas térmicas, y de su rendimiento

medio en un largo período de tiempo.

Este método está ampliamente aceptado como un proceso de cálculo

suficientemente exacto para largas estimaciones; no obstante, no ha de

aplicarse para estimaciones de tipo semanal o diario.

Para desarrollarlo se utilizan datos mensuales medios meteorológicos, y es

perfectamente válido para determinar el rendimiento o factor de cobertura

solar en instalaciones de calentamiento, en todo tipo de edificios, mediante

captadores solares planos.

Su aplicación sistemática consiste en identificar las variables

adimensionales del sistema de calentamiento solar y utilizar la simulación de

funcionamiento mediante ordenador, para dimensionar las correlaciones

entre estas variables y el rendimiento medio del sistema para un dilatado

período de tiempo.

La ecuación utilizada en este método puede apreciarse en la siguiente

fórmula:

2 Cálculos 152

f = 1,029 D1 - 0,065 D2 - 0,245 D1 2 + 0,0018 D22 + 0,0215 D13

La secuencia que suele seguirse en el cálculo es la siguiente:

1. Valoración de las cargas caloríficas para el calentamiento de agua

destinada a la producción de A.C.S. o calefacción.

2. Valoración de la radiación solar incidente en la superficie inclinada del

captador o captadores.

3. Cálculo del parámetro D1.

4. Cálculo del parámetro D2.

5. Determinación de la gráfica f.

6. Valoración de la cobertura solar mensual.

7. Valoración de la cobertura solar anual y formación de tablas.

Las cargas caloríficas determinan la cantidad de calor necesaria mensual

para calentar el agua destinada al consumo doméstico, calculándose

mediante la siguiente expresión:

Qa = Ce C N (tac – tr)

donde:

Qa = Carga calorífica mensual de calentamiento de A.C.S. (J/mes)

2 Cálculos 153

Ce = Calor específico. Para agua: 4187 J/(kgA°C)

C = Consumo diario de A.C.S. (l/día)

tac = Temperatura del agua caliente de acumulación (°C)

tr = Temperatura del agua de red (°C)

N = Número de días del mes

El parámetro D1 expresa la relación entre la energía absorbida por la placa

del captador plano y la carga calorífica total de calentamiento durante un

mes:

D1 = Energía absorbida por el captador / Carga calorífica mensual

La energía absorbida por el captador viene dada por la siguiente

expresión:

2 Cálculos 154

2 Cálculos 155

Las tablas que resultan de la aplicación de ambos métodos, y gráficas

comparativas de los resultados obtenidos se muestran a lo largo de la

Memoria Descriptiva.

2 Cálculos 156

2.5 Dimensionado Elementos

2.6 .:: ELEMENTOS DE LA INSTALACIÓN

SUP CAPTACIÓN 270 m2

Volumen [L] [m3]recomendación pct I.DAE aprox M 15840 15,84 M=carga de consumo litros/díarecomendación SODEAN V/M [L/L]

min 0,81,10 sí

max 1,2Volumen ELEGIDO 17500 1500 auxiliar

recomendación pct I.DAE V/A [L/m2]mismos valores CTE min 50

64,8 símax 180 120 Para SODEAN

recomendación SODEAN M/A [L/m2]min 60

58,7 nomax 100

RITE A/M 100*[m2/L]min 1,25

1,70 símax 2

INTERCAMBIADORES Potencia [kW] [kCal/h]min 135 116159,0max 180,00 154878,7

S_interc [m2]min 67,50max 90,00

CAUDALESSEGÚN CENSOLAR Caudal 1ario [l/h-m2col] con anticong* [l/h]

min 50 55 14850recom 60 66 17820 Q1/S --> 29,6máx 75 82,5 22275 Q2/S --> 29,6

Caudal 2ario [l/h-m2col] [l/h] [m3/s] Q1 --> 8000min 50 13500 0,00375 Q2 --> 8000

recom 60 16200 0,0045máx 75 20250 0,005625

Incremento de Q 2ario 20% + q1 35,56 para que el secundario tenga mayor presión

SEGÚN WAGNER Caudal 1ario [l/h-m2col] [l/h-m2col] [l/h] [m3/s]min 20 22 5940 0,00165máx 30 33 8910 0,002475

RITE Caudal 1ario [l/h-m2col]min 43,2máx 57,6 no

CTE Seguir recomendaciones de fabricanterecomendación SODEAN

min 42 min 4229,63 no 29,63 no

max 60 max 60

CONDUCCIONES Aproximación

regla sencilla CENSOLAR Dmin [mm] 45,55velocidades máximas

1,3 Dmin [mm] 46,651,5 Dmin [mm] 43,43 máxima velocidad para CENSOLAR

1ario 2ario

DEFINITIVOS

2 Cálculos 157

En esta tabla se recogen las especificaciones de algunos fabricantes e

instituciones, así como de normativa. Se ha empleado para interrelacionar las

distintas variables de la instalación, a fin de conseguir el cumplimiento de la

normatia en la medida de lo posible (en ocasiones dos reglamentos distintos

plantean situaciones contradictorias) a la vez que la consecución de la mejor

definición posible del sistema.

2.7 Corrección consumo unitario por temperatura

El CTE ofrece consumos de referencia que se han de emplear en ausencia

de históricos de consumo para nuevos proyectos. La referencia se hace a una

temperatura de consumo de 60º. Caso de ser distinta la de la aplicación en

concreto se han de corregir dichos consumos en atención al siguiente

procedimiento:

BOMBAS 1º Caudal 8000 l/hPmax 1,89 kW Según CTE 1% Pot Instalación

Pérdida Carga 44,22a vencer

VASO EXPANSIÓNa 20º a 90º

Volumen total 1º 0,798 [m3] densidad kg/m3 1040 995Aproximación mala 0,222 [m3]

Cálculo CENSOLAR barVu 0,0359 según aprox IDAE 4,5% pf 7

0,0361 igualando masas a temperaturas extremas pi 1,8ku 0,743

V--> 0,049 [m3]ELEGIDO --> 80 [L]

2 Cálculos 158

2.8 Cálculos de tuberías y pérdidas de carga

2.8.1.1.1.1 Pérdidas de carga primarias:

Son las originadas por la propia circulación de un fluido por el interior de

un tubo recto. La presión de éste disminuye linealmente a lo largo del

mismo.

Serán obtenidas analíticamente mediante la expresión

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=Δ

gv

DLdH R 2

2

λ

donde

HΔ representa la caída de presión como altura de columna de agua

2 Cálculos 159

λ coeficiente de rozamiento, el cual depende de la rugosidad de la

tubería y de las características de la corriente fluida.

Rd densidad relativa del líquido caloportador

y L es la longitud de la conducción, D su diámetro interior, v la velocidad

del fluido y g la constante gravitatoria.

La determinación del parámetro λ se hará mediante correlaciones

experimentales con el número adimensional de Reynolds, expresado:

μρ vDRe =

con ρ la densidad del fluido calor portante (1020 kg/m3 para 40º),

y μ la viscosidad absoluta del fluido (0.0025 kg·m-1s-1para 40º)

De la evaluación de este parámetro adimensional en cada tramo

deducimos si el régimen es laminar o turbulento, y con ello empleamos

correlaciones aproximadas para la determinación del coeficiente de

rozamiento.

Si el régimen es laminar (Re<2400) emplearemos la expresión:

eR/64=λ

2 Cálculos 160

y cuando sea turbulento (Re>300) esta otra. (En ST BT se trabaja muy

comúnmente en régimen moderadamente turbulento)

25.0/32.0 eR=λ

La determinación de este parámetro propio del régimen en la conducción

es difícil, y por tanto se emplearán esas expresiones aproximadas. El cálculo

sería más preciso con un Diagrama de Moody propio del fluido de trabajo,

sin embargo el fabricante no proporciona esta información.

2.8.1.1.1.2 Pérdidas de carga segundarias o locales

El paso de la corriente a través de obstáculos en el trazado hidráulico, tales

como válvulas, estrechamientos, codos, cambios de dirección, derivaciones

de flujo, etc., provoca pérdidas de carga locales, a consecuencia de la

disipación de energía que en ellos se produce.

Figura 60Diagrama de Moody Agua

2 Cálculos 161

Estas pérdidas de carga son función directa del cuadrado de la velocidad

del fluido, lo cual supone otro motivo para mantener la velocidad por debajo

de la cota antes establecida.

2.9 Caudales

El cálculo de caudales en función del diámetro, que se fija en atención a las

restricciones de pérdida de carga unitaria, y cotas máximas de velocidad (por

efectos del ruido causado), se representa en la siguiente tabla:

.:: CAUDAL POR TRAMOS pérdida de carga lineal según diagrama0 1 2 3 4

TRAMO Grupos Col facción Q/Qtotal Q [L/h] Q [m3/s]1 36 100,0% 8000 0,00222222 18 50,0% 4000 0,00111113 9 25,0% 2.000 0,00055564 8 22,2% 1.778 0,00049385 7 19,4% 1.556 0,00043216 6 16,7% 1.333 0,00037047 5 13,9% 1.111 0,00030868 4 11,1% 889 0,00024699 3 8,3% 667 0,000185210 2 5,6% 444 0,000123511 1 2,8% 222 0,0000617

5 6 7 8 9 10Dmin (Cu) mm Dr mm D int v(graf) v (m/s) mm ca

45,6 54 51 1,1 1,09 3035,7 42 39,6 0,9 0,90 3028,0 35 32,6 0,68 0,67 22,526,9 35 32,6 0,56 0,59 1525,7 28 26 0,75 0,81 3624,3 28 26 0,68 0,70 3022,8 28 26 0,58 0,58 2321,1 28 26 0,48 0,47 1619,1 22 20 0,48 0,59 2816,6 22 20 0,37 0,39 1413,0 18 13,5 0,29 0,43 12

2 Cálculos 162

2.10 Volumen del Primario

2.11 Vaso de Expansión

La capacidad o volumen útil del depósito Vu debe ser igual, como mínimo

al aumento total de volumen por la dilatación del fluido caloportador de la

instalación, a la temperatura total que se considere.

Además, interviene un número adimensional denominado coeficiente de

utilización Ku que relaciona el volumen total del depósito con su volumen

útil, y que depende de la altura manométrica de la instalación, y de la

presión máxima de trabajo.

fifu pppK /)( −=

donde pf es la presión absoluta máxima de trabajo,

pi es la presión absoluta de la altura manométrica (presión mínima en el

vaso de expansión)

Tramo Baterías Q [l/h] Q [m3/s] Longitud [m] Dext [mm] Dint [mm] Dint [m] V [m3]1 36 8000,0 0,00222 34 54 51 0,051 0,0692 18 4000,0 0,00111 106 42 39,6 0,0396 0,1313 9 2000,0 0,00056 20 35 32,6 0,0326 0,0174 8 1777,8 0,00049 34 35 32,6 0,0326 0,0285 7 1555,6 0,00043 34 28 26 0,026 0,0186 6 1333,3 0,00037 34 28 26 0,026 0,0187 5 1111,1 0,00031 34 28 26 0,026 0,0188 4 888,9 0,00025 34 28 26 0,026 0,0189 3 666,7 0,00019 34 22 20 0,02 0,01110 2 444,4 0,00012 34 22 20 0,02 0,01111 1 222,2 0,00006 95 18 13,5 0,0135 0,014

Intercambiador 60 canales 0,005 litros/canal 0,300Colectores 108 1,35 litros/colector 0,146

TOTAL= 0,798 m3

2 Cálculos 163

ku el coeficiente de utilización

vu el volumen de expansión (capacidad útil del depósito).

1.3 Estudio económico

3 Estudio económico 165

3 Estudio económico

3.1 Introducción

Un proyecto de ingeniería surge para satisfacer una necesidad. En este

sentido los proyectos de energía solar térmica, y en concreto el descrito en

este documento, cumplen esta máxima en un triple ámbito:

- Lograr la autosuficiencia del usuario al evitar la dependencia

de fuentes energéticas convencionales, lo que redunda en

una mayor comodidad.

- Contribuir de manera notable a frenar los efectos derivados

del efecto invernadero, mediante la no emisión de producto

de combustión alguno.

- Y por último, llegar a alcanzar un beneficio económico

mediante el aprovechamiento de una energía que llega

directa y gratuitamente al emplazamiento.

Los dos primeros puntos se justifican en el estudio energético y en el de

impacto ambiental. Es este tercer aspecto económico el discutido en este

punto.


3.2 Consideraciones previas

En todo momento ha de diferenciarse la inversión necesaria para la

instalación solar, y la correspondiente a la convencional. Puesto que se

cuenta con la posibilidad de días de aporte solar nulo, la instalación de apoyo

ha de ser dimensionada como si la solar no existiese, a fin de garantizar el

suministro.

Si la instalación solar no fuese llevada a cabo, la inversión en la

convencional sería prácticamente idéntica. Por estas razones, en la evaluación

económica de una instalación de ST BT se tiene en cuenta lo que se

denominará la “inversión diferencial” (CENS98), consistente en la

correspondiente a la instalación solar, excluyendo los elementos que de otra

forma hubieran existido igualmente.

3.3 Indicadores económicos empleados

Se argumenta la idoneidad económica de la instalación mediante el uso de

los siguientes conceptos económicos:

PERÍODO DE RETORNO DEL CAPITAL INVERTIDO: indicador del

tiempo transcurrido desde la realización de la inversión hasta que el ahorro

que ésta produce halla amortizado el desembolso realizado.


TASA DE RENTABILIDAD INTERNA: consiste en el tipo de interés que

tendría que existir para que la inversión en la instalación solar, una vez

llegado el final de su vida útil, hubiera producido el mismo beneficio que

una capitalización con dicho tipo de interés.

3.4 Método de cálculo económico

Para evaluar y comparar con ajuste a la realidad las cantidades que

intervienen en el estudio de la rentabilidad de una instalación, es preciso

considerar que dichas cantidades (coste combustible, mantenimiento, ahorro

anual, etc. ) variarán normalmente al alza a consecuencia de la inflación.

Por ello todas las cantidades serán referidas al valor del dinero en el

momento de realizar la inversión.

Dado que los factores económicos como el interés del dinero, la tasa de

inflación, el incremento del coste de los combustibles, etc. no se pueden

establecer con certeza de antemano, se estimarán de acuerdo a las

previsiones económicas, preferiblemente con carácter conservador.

Por el mismo motivo anterior, se valoran en este proyecto distintos

escenarios económicos a fin de configurar un abanico amplio de

posibilidades.


Tales escenarios atienden a la peor opción razonable, y la mejor en cuanto

a los parámetros económicos.

Por otro lado se valora la posibilidad de obtener ayudas del I.D.A.E., y que

estas no sean concedidas.

Además se contemplan las dos opciones de regulación propuestas

anteriormente.

3.4.1 Expresiones de cálculo

El ahorro bruto en un período de t años viene dado por la expresión:

∑=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

++tn n

ecA

1 11

El coste total de mantenimiento en ese período de t años, comparado con

el valor del dinero en el momento inicial es:

∑=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

++tn n

eiM

1 11

Expresiones en las que

- A: ahorro previsto anualmente

- M: coste de mantenimiento durante el primer año de la

instalación


- e: representa la tasa de interés de una posible inversión

alternativa

- i: es el valor de la inflación anual, que repercutirá en la

factura del mantenimiento

- n: representa el año de cálculo

- t: el período en años de vida útil que se estima para la

instalación proyectada.

La diferencia de ambas expresiones representa el ahorro anual. Si a esa

cantidad se le descuenta el coste de la inversión inicial (C), se obtiene el

beneficio neto para el año de cálculo (Bº). Obviamente tal beneficio no

existirá en los primeros años, apareciendo una vez pasado el período de

retorno.

CeiM

ecAB

tn ntn n

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

++

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

++

= ∑∑==

11 11

11º

Para cada n esta expresión permite calcular el valor actual neto de la

instalación (VAN).

La resolución de la ecuación:

VAN(n)=0, define el período de retorno n (en años).


Por otro lado, del cálculo:

VAN(i)=0, resulta la tasa interna de rentabilidad i (valor porcentual).

3.4.2 Valoración de los parámetros económicos

A continuación se justifican los valores considerados en el estudio.

3.4.2.1 Coste inicial de la inversión

Es la cantidad real desembolsada por el destinatario de la instalación.

Depende del precio presupuestado (con IVA). Se valorarán dos opciones

propuestas, que incluyen la posibilidad de regulación con PLC programado,

o regulación mediante dispositivos comerciales estándar.

- Opción con PLC: 274.648€

- Opción dispositivos comerciales: 241.887€

Se considerará una reducción del 30% sobre esta cantidad en calidad de

ayudas de la línea de financiación del Instituto de Crédito Oficial (I.C.O.)

conjuntamente con el I.D.A.E. Existen otras posibles fuentes de financiación

en regiones asistidas como la Comunidad de Madrid, sin embargo, como

escenario verosímil no se tendrán en cuenta, dada la relativa complejidad de

obtener dicha bonificación.


La intensidad de tales ayudas asciende a un máximo de 30% sobre costes

de referencia.

El coste de referencia para proyectos de energía ST BT por elementos

(catalogados como S.6., dentro del convenio de financiación mencionado), se

cifra en 1.015€/kW instalado (para aplicaciones de más de 14kW). La

potencia instalada se hallará a tales efectos, tal y como recomienda la

Agencia Internacional de la Energía, en 0.7kW por metro cuadrado de

superficie útil, para colectores de placa plana.

La aplicación al presente proyecto resulta:

Sútil total = 108 colectores x 2.5m2 = 270 m2

Pinstalada = 0.7 x 270 m2 = 189 kW

Coste máximo financiable = 1015x189=191.835€

Dado que ambos presupuestos superan esa cantidad, el máximo obtenible

será el 30% de la misma:

30% Coste Máximo financiable = 57.550,5€

Se plantea también la no obtención de dichas ayudas.

No se ha contemplado la posibilidad e obtener financiación puesto que la

experiencia indica que rara vez son compatibles en la práctica subvención y


financiación en proyectos de este tipo. No obstante, se plantearía un

escenario más favorable aún que los que se presentan a continuación.

A la cantidad considerada, de una u otra propuesta presupuestada, y de la

obtención o no de las ayudas, se le sustraerá el 10% deducible en impuestos a

aquellas actividades económicas que emprenden este tipo de proyectos.

Estas cantidades, pera la opción de regulación con dispositivos estándar:

TOTAL prespuest

241.887,02 €

ayuda I.D.A.E.

57.550,50 €

TOTAL 184.336,52 € SIN LAS AYUDAS

descontando deducción

de impuestos

10%

165.902,86 €

217.698,31 €

Estas cantidades, pera la opción de regulación con PLC:

TOTAL presupuesto

274.648,01 €

ayuda I.D.A.E.

57.550,50 €

TOTAL 217.097,51 € SIN LAS AYUDAS

descontando deducción

de impuestos

10%

195.387,76 €

247.183,21 €


3.4.2.2 Ahorro de combustible el primer año

Atendiendo al sistema tarifario que queda establecido en la Orden

ITC/3321/2005, para la tarifa aplicable y el volumen que sería consumido,

caso de no existir el sistema solar (>100.000 kWh/año) se tiene un coste fijo

mensual de 59,25€/mes y uno variable de 0.028871 €/kWh.

El consumo energético total de la instalación se ha estimado en 845928 MJ,

que suponen 234980 kWh/año. El aporte conseguido con el sistema solar

propuesto es cercano al 75%. Ello supone un ahorro de gas natural de 176235

kWh anuales.

AHORRO

0%

20%

40%

60%

80%

100%

MES

apor

te s

olar

El coste de ese volumen energético, con el sistema de precios mencionado

es de 6730 €/año.


3.4.2.3 Costes de operación y mantenimiento

Mediante consulta al I.D.A.E., ha sido recomendado un coste aproximado

de 700 €/anuales en calidad de operaciones de mantenimiento e importe

correspondiente del personal encargado.

Para el sistema regulado con PLC tomaremos este valor, puesto que el

objetivo de la implantación de dicho sistema de regulación es precisamente

reducir los costes de operación, sobretodo en lo relativo a control de

temperaturas, actuaciones, protecciones, etc.

Sin embargo, se estima un coste de 1000 €/anuales en calidad e operación

y mantenimiento para la elección del sistema de regulación comercial

propuesto. Ello se debe a la necesidad de cubrir las actuaciones que

ejecutarían automáticamente con el uso del autómata, y que de esta manera

habrá que hacer manualmente.

3.4.2.4 Crecimiento esperado del precio del gas natural

El escenario energético actual incorpora más incertidumbres aún a los

modelos económicos, de por sí fluctuantes. Se espera que los precios de la

energía se eleven en los próximos años, y en particular el de los combustibles

fósiles, dada la tasa de demanda creciente, y la distribución geopolítica de los

recursos.


Se atiende a la figura siguiente, elaborada mediante datos de la empresa

francesa elaboradora de estadísticas de energía, ENERDATA, y obtenida de

www.energyshop.com.

El crecimiento esperado será superior al 20% a la vista del

comportamiento histórico. Tomaremos 15% como valor más bajo posible, y

un 20% como escenario probable.

Figura 61 Evolución de los precios del Gas


3.4.2.5 Tasa de inflación

El índice de inflación actual ha sido consultado en el Instituto Nacional de

Estadística. Su evolución viene reflejada en la siguiente tabla:

Periodo

Incremento Relativo %

Mayo 2004 a Mayo 2005 3,1

Junio 2004 a Junio 2005 3,1 Julio 2004 a Julio 2005 3,3

Agosto 2004 a Agosto 2005 3,3 Septiembre 2004 a Septiembre 2005 3,7

Octubre 2004 a Octubre 2005 3,5

Noviembre 2004 a Noviembre 2005 3,4

Diciembre 2004 a Diciembre 2005 3,7

Enero 2005 a Enero 2006 4,2 Febrero 2005 a Febrero 2006 4,0 Marzo 2005 a Marzo 2006 3,9 Abril 2005 a Abril 2006 3,9

(©) INE. Actualizado el 12 de mayo de 2006

Se tomará como valor probable un 4%, siendo más realista evaluar este

tipo de proyectos con un 6% (2 o 3 puntos porcentuales sobre los valores

reales, para reflejar la ascensión real de precios en los cantidades que se

evalúan).


3.4.2.6 Inversión alternativa

Habitualmente son consideradas tasas de rentabilidad del 8% para estos

proyectos, 10% en caso de una buena alternativa. Ambas serán consideradas.


3.5 Resultados

La siguiente tabla sintetiza los escenarios contemplados en el cálculo.

POSIBLES ESCENARIOS: ESTUDIO ECONÓMICO REGULACIÓN DIFERENCIAL REGULACIÓN CON PLC

CON AYUDAS I.D.A.E PESIMISTA, OPCIÓN

REGULADORES n r% PESIMISTA, OPCIÓN PLC n r% INVERSIÓN 168045 INVERSIÓN 197530,0513 AHORRO 6727 AHORRO 6727 MANTENIM 1000 MANTENIM 700 g 15 g 15 i 6 i 6 e 10 e 10

1

años útil 20

17 11 3

años útil 20

19 10

OPTIMISTA, OPCIÓN REGULADORES n r% OPTIMISTA, OPCIÓN PLC n r%

INVERSIÓN 168045 INVERSIÓN 197530 AHORRO 6727 AHORRO 6727 MANTENIM 1000 MANTENIM 700 g 20 g 20 i 4 i 4 e 8 e 8

2

años útil 25

12 19 4

años útil 25

13 18

SIN AYUDAS I.D.A.E PESIMISTA, OPCIÓN

REGULADORES n r% PESIMISTA, OPCIÓN PLC n r% INVERSIÓN 219841 INVERSIÓN 249325,5013 AHORRO 6727 AHORRO 6727 MANTENIM 1000 MANTENIM 700 g 15 g 15 i 6 i 6 e 10 e 10

5

años útil 20

21 9 7

años útil 20

22 8

OPTIMISTA, OPCIÓN REGULADORES n r% OPTIMISTA, OPCIÓN PLC n r%

INVERSIÓN 219841 INVERSIÓN 249325,5013 AHORRO 6727 AHORRO 6727 MANTENIM 1000 MANTENIM 700 g 20 g 20 i 4 i 4 e 8 e 8

6

años útil 25

14 17 8

años útil 25

15 16


Donde se presentan los 8 casos evaluados resultantes de combinar las

siguientes opciones:

- Concesión o denegación de las ayudas.

- Escenario económico favorable a la instalación (baja escalada

de precios, alto índice de inflación, duración menor de lo

esperada, alternativa de inversión más atractiva) o

desfavorable. El escenario favorable planteado es lo

esperado con mayor probabilidad, luego es el más verosímil.

- Opciones de regulación centralizada mediante equipos

estandarizados, o personalización mediante autómata

programable.

3.6 Conclusiones del estudio económico:

Salvo que se concedan subvenciones de mayor cuantía que las aquí

evaluadas, la opción de regulación con PLC eleva considerablemente el coste

de la instalación, resultando menos interesante que la opción alternativa,

siempre y cuando se realicen unas operaciones de mantenimiento rigurosas.

La inversión no será amortizada en menos de 11 años, en ninguno de los

casos.


El proyecto presenta una rentabilidad mínima de 8% en el peor de los

casos. Ello hace que se deba elegir cuidadosamente la opción tecnológica,

optar a las ayudas posibles, y mantener el un buen mantenimiento de la

instalación.

La opción más interesante es la de los reguladores comerciales Steca, que

en el marco económico favorable (pero verosímil) planteado supone, si se

cuenta con ayudas, una rentabilidad de 19 puntos, recuperando la inversión

en 12 años. Dada la cuantía de la inversión, esta opción resulta

económicamente viable y atractiva. Esta opción se representa en la figura 51.

En caso de ausencia de gratificaciones por parte de las Administraciones,

el escenario plantea una rentabilidad del 17%, siendo amortizada la inversión

en 14 años. Esta opción es menos interesante que la anterior, pero asumible,

viable en cualquier caso.

El proyecto es viable económicamente.

Benefio anual €

-500000,0

0,0

500000,0

1000000,0

1500000,0

2000000,0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

año

€

Figura 62 Evolución del Beneficio Neto

1.4

Estudio Ambiental

4 Estudio Ambiental 182

4 Estudio Ambiental

La energía solar térmica de baja temperatura es una de las tecnologías

energéticas más respetuosas con el medio ambiente.

El presente proyecto muestra consonancia con esta afirmación. Las

siguientes consideraciones dejan constancia de ello:

− La elección de gas natural como energía convencional –energía de

apoyo- supone en sí una reducción de cuatro veces las emisiones de

GEI’s imputables a una fuente energética de tipo eléctrico.

− Asimismo, la combustión de gas natural produce un volumen de

emisiones sensiblemente menor que gasóleos, gas butano o

propano, frecuentemente empleados en instalaciones de ACS.

− La energía se genera en los puntos de consumo, lo que se traduce

en dos claros beneficios:

No se requiere trasporte ni creación de infraestructuras

Al estar ubicado en entorno urbano, en el cual las

emisiones de contaminantes de los combustibles fósiles

tienen una mayor incidencia sobre la actividad humana,

se consigue una sensible disminución in situ de las


emisiones gaseosas originadas por los sistemas

convencionales de calentamiento de agua sanitaria.

− La firma del Protocolo de Kyoto es reflejo del compromiso

contraído por las autoridades españolas en lo referido a la

reducción de emisiones de GEI’s, particularmente CO2. En este

sentido, el Plan de Energías Renovables (PER) establece la

referencia:

0,17 t_equivalentesCO2/m2 de captador en aplicaciones que

sustituyan gas natural. Esto supondría un ahorro de 46 tCO2

anuales.

Un análisis detallado para la instalación objeto de este proyecto

arroja, sin embargo, datos de ahorro de emisión sensiblemente

menores. Si se tiene en cuenta que se ha escogido una temperatura

de acumulación elevada (50º) con respecto a la que viene siendo

habitual en este tipo de instalaciones (40-45º), la producción

energética se verá reducida a causa del menor rendimiento de

colectores.

La demanda energética total se verá satisfecha en un 75% por la

instalación solar, tal y como muestra el siguiente gráfico:


Esos 644,6 GJ anuales equivalen a 15,4 tep –se ahorran 15,4

toneladas equivalentes de petróleo anualmente.

Considerando exclusivamente, desde una perspectiva más

conservadora, el volumen energético que procedería de la

combustión del gas natural (15,4 tep), y atendiendo al factor de

emisión para usos térmicos, correspondiente a esta fuente

energética, que refleja el PER (2,337 tCO2/tep):

2,337 tCO2/tep x 15,4 tep = 36 tCO2/año ahorradas.

Es decir, se evitan 36 tCO2 anuales, y considerando una vida

útil de la instalación de 25 años, 900 toneladas de dióxido de

carbono estarían dejando de ser emitidas a la atmósfera. Eso

supone la no contribución de esa cantidad al efecto invernadero, y

MJ Solar[1] y Gas[2]

643.617,0

202.311,512


por tanto al calentamiento global del planeta, ambos relacionados

ya de manera clara según un número creciente de expertos.

− Se ha de considerar, por otro lado, la ventaja específica de esta

tecnología incluso frente a otras de origen renovable:

Los índices de contaminación atribuibles a la fabricación

de los componentes son bajos, en contraposición a los

imputables a la manufactura de paneles fotovoltaicos.

El aprovechamiento del recurso solar es elevado, hecho

demostrado por el rendimiento energético medio

cercano al 40%, comparable al obtenido a través de otros

procesos de conversión energética.

− No existen efectos significativos sobre flora fauna.

− El único impacto sobre el medio físico es el visual, mitigado en

buena medida al estar situado en la cubierta, a cierta distancia de la

fachada, con lo que se dificulta su visión desde el nivel del suelo.

Las líneas del campo de colectores son paralelas a las de la

edificación, de modo que un posible impacto negativo queda

reducido.


− La instalación de un circuito de retorno que mantenga el agua

caliente en todos los puntos de consumo evita gasto innecesario de

agua en espera de la temperatura deseada.

Por último se ha de considerar que el carácter público de la instalación, y

la fecha en que se prevé el comienzo de su operatividad, hacen que esta

instalación sirva de “escaparate tecnológico”, contribuyendo por un lado, a la

concienciación social necesaria para su consolidación en el mercado, y por

otro a alcanzar los objetivos marcados en el PER, reforzados por la entrada

en vigor del CTE. La presencia de este tipo de instalaciones proporciona una

imagen de respeto con el medio ambiente, cuidado al entorno y calidad de

vida.

1.5 Estudio básico de

Seguridad y Salud

5 Estudio básico de Seguridad y Salud 188

5 Estudio básico de Seguridad y Salud

5.1 Introducción

La publicación del 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, viene a completar lo dispuesto en la Ley de Prevención de

Riesgos Laborales en este sector.

Esta directiva se fundamenta en que la integración de la Seguridad y

Salud antes y durante el proceso constructivo, requiere ser planificada en la

fase de proyecto y de ejecución. Esto se debe al hecho de que muchos de los

accidentes están producidos por una falta de planificación ya en la fase de

proyecto, a lo que se une en la mayoría de los casos la dificultad de coordinar

en la fase de ejecución el trabajo a realizar por las diferentes empresas de

manera simultánea. Por ello en esta directiva se pretende integrar la

seguridad en el proceso constructivo de una forma natural y lógica durante

las dos fases que lo integran.

El R.D. 1627/97 define las responsabilidades de los agentes

intervinientes en el proceso constructivo.


El promotor estará obligado a que en la fase de redacción del proyecto

se elabore un estudio de seguridad y salud en los proyectos de obras que esté

en alguno de los siguientes supuestos:

− Presupuesto de ejecución por contrata incluido en el proyecto

sea igual o superior a 75 millones de pesetas.

− Duración estimada superior a 30 días laborales, empleándose en

algún momento a más de 20 trabajadores, simultáneamente.

− Volumen de mano de obra estimada superior a 500, entendiendo

por tal la suma de los días de trabajo total de los trabajadores en

la obra.

− Realización de túneles, galerías, conducciones subterráneas y

presas.

En todos los proyectos de obra no incluidos en ninguno de los

supuestos previos en el apartado anterior, el promotor estará obligado a que

en fase de redacción del proyecto se elabore un estudio básico de seguridad

y salud, el cual será elaborado por el técnico competente designado por el

promotor.

En aplicación del estudio de seguridad y salud o, en este caso, del

estudio básico de seguridad y salud, cada contratista elaborará un plan de


seguridad en el trabajo en el que se analicen, estudien, desarrollen y

complementen las previsiones contenidas en el estudio o estudio básico, en

función de su propio sistema de ejecución de la obra.

En dicho plan se incluirán, en su caso, las propuestas de medidas

alternativas de prevención que le contratista proponga con la

correspondiente justificación técnica, que no podrá implicar disminuciones

de los niveles de protección previstos en el estudio o estudio básico. Además

deberá ser aprobado, antes del inicio de la obra, por el coordinador en

materia de seguridad y salud durante la ejecución del la obra.

En este Estudio Básico se contemplarán también las previsiones y las

informaciones útiles para efectuar en su día, en las debidas condiciones de

seguridad y salud, los previsibles trabajos posteriores, siempre dentro del

marco de la Ley 31/1.995 de prevención de Riesgos Laborales.

5.2 Objetivo del Estudio Básico de Seguridad y Salud

Conforme se especifica en el apartado 2 del Artículo 6 del R.D.

1627/1.997, el Estudio Básico deberá precisar:

• Las normas de seguridad y salud aplicables en la obra.

• La identificación de los riesgos laborales que puedan ser evitados,

indicando las medidas técnicas necesarias.


• Relación de los riesgos laborales que no pueden eliminarse conforme a

lo señalado anteriormente especificando las medidas preventivas y

protecciones técnicas tendentes a controlar y reducir riesgos

valorando su eficacia, en especial cuando se propongan medidas

alternativas (en su caso, se tendrá en cuenta cualquier tipo de

actividad que se lleve a cabo en la misma y contendrá medidas

específicas relativas a los trabajos incluidos en uno o varios de los

apartados del Anexo II del Real Decreto.)

• Previsiones e informaciones útiles para efectuar en su día, en las

debidas condiciones de seguridad y salud, los previsibles trabajos

posteriores.

5.3 Consideración General de Riesgos

Por la situación del edificio y su entorno no se generan riesgos

adicionales a los propios de la construcción propia de esta instalación.

No está previsto el empleo de materiales peligrosos, ni tampoco

elementos o piezas constructivas de peligrosidad desconocida en su puesta

en obra. Además, los materiales componentes del edificio sobre el que se

construirá la instalación son conocidos y no suponen riesgo adicional ni por

su composición ni por sus dimensiones.


5.4 Consideración General de Riesgos

Se va a exponer en primer lugar los procedimientos y equipos técnicos

a utilizar y, a continuación, la deducción de riesgos en estos trabajos, las

medidas preventivas adecuadas, las protecciones colectivas necesarias y las

protecciones personales exigidas para los trabajadores.

5.4.1 Tipos de riesgos

Un paso preliminar a la evaluación de riesgos es la preparación de una

lista de actividades de trabajo, agrupándolas en forma racional y manejable.

Una posible forma de clasificar las actividades de trabajo es la siguiente:

a. Áreas externas a las instalaciones de la empresa.

b. Etapas en el proceso de producción o en el suministro de un servicio.

c. Trabajos planificados y de mantenimiento.

d. Tareas definidas, como por ejemplo la de los conductores de carretillas

elevadoras.

Para cada actividad de trabajo puede ser preciso obtener información,

sobre los siguientes aspectos:

a. Tareas a realizar. Su duración y frecuencia.

b. Lugares donde se realiza el trabajo.


c. Quien realiza el trabajo, tanto permanente como ocasional.

d. Otras personas que puedan ser afectadas por las actividades de

trabajo (por ejemplo: visitantes, subcontratistas, público).

e. Formación que han recibido los trabajadores sobre la ejecución de sus

tareas.

f. Procedimientos escritos de trabajo, y/o permisos de trabajo.

g. Instalaciones, maquinaria y equipos utilizados.

h. Herramientas manuales.

i. Instrucciones de fabricantes y suministradores para el funcionamiento

y mantenimiento de planta, maquinaria y equipos.

j. Tamaño, forma, carácter de la superficie y peso de los materiales a

manejar.

k. Distancia y altura a las que han de moverse de forma manual los

materiales.

l. Tecnologías utilizadas (por ejemplo: aire comprimido).

m. Sustancias y productos utilizados y generados en el trabajo.


n. Estado físico de las sustancias utilizadas (humos, gases, vapores,

líquidos, polvo, sólidos).

o. Contenido y recomendaciones del etiquetado de las sustancias

utilizadas.

p. Requisitos de la legislación vigente sobre la forma de hacer el trabajo,

instalaciones, maquinaria y sustancias utilizadas.

q. Medidas de control existentes.

r. Datos relativos a la actuación en prevención de riesgos laborales:

incidentes, accidentes, enfermedades laborales derivadas de la

actividad que se desarrolla, de los equipos y de las sustancias

utilizadas. Debe buscarse información dentro y fuera de la

organización.

s. Datos de evaluaciones de riesgos existentes, relativos a la actividad

desarrollada.

t. Organización del trabajo.

La tabla expuesta a continuación ofrece un método simple para estimar

los niveles de riesgo de acuerdo a su probabilidad estimada y a sus

consecuencias esperadas.


Tabla de Niveles de riesgo

Los niveles de riesgos indicados en el cuadro anterior forman la base

para decidir si se requiere mejorar los controles existentes o implantar unos

nuevos, así como la temporización de las acciones.

En la tabla que se muestra a continuación expone un criterio sugerido

como punto de partida para la toma de decisión. La tabla también indica que

los esfuerzos precisos para el control de los riesgos y la urgencia con la que

deben adoptarse las medidas de control deben ser proporcionales al riesgo.

Riesgo Acción y temporización Trivial (T) No se requiere acción específica.

Consecuencias

Ligeramente Dañino

LD

Dañino

D

Extremadamente Dañino

ED

Riesgo trivial

T

Riesgo tolerable TO

Riesgo moderado MO

Riesgo tolerable TO

Riesgo moderado MO

Riesgo importante I

Riesgo moderado MO

Riesgo importante I

Riesgo intolerable IN

Baja B

Media M

Probabilidad

Alta A


Tolerables (TO)

No se necesita mejorar la acción preventiva. Sin embargo se deben considerar soluciones más rentables o mejoras que no supongan una carga económica importante. Se requieren comprobaciones periódicas para asegurar que se mantiene la eficacia de las medidas de control.

Moderado (M)

Se deben hacer esfuerzos para reducir el riesgo, determinando las inversiones precisas. Las medidas para reducir el riesgo deben implantarse en un período determinado. Cuando el riesgo moderado está asociado con consecuencias extremadamente dañinas, se precisará una acción posterior para establecer, con más precisión, la probabilidad de daño como base para determinar la necesidad de mejora de las medidas de control.

Importante (I)

No debe comenzarse el trabajo hasta que se haya reducido el riesgo. Puede que se precisen recursos considerables para controlar el riesgo. Cuando el riesgo corresponda a un trabajo que se está realizando, debe remediarse el problema en un tiempo inferior al de los riesgos moderados.

Intolerable (IN)

No debe comenzar ni continuar el trabajo hasta que se reduzca el riesgo. Si no es posible reducir el riesgo, incluso con recursos ilimitados, debe prohibirse el trabajo.

Con el fin de ayudar en el proceso de identificación de peligros, es útil

categorizarlos en distintas formas, por ejemplo, por temas: mecánicos,

eléctricos, radiaciones, sustancias, incendios, explosiones, etc. En cada caso

habrá que desarrollar una lista propia, teniendo en cuenta el carácter de sus

actividades de trabajo y los lugares en los que se desarrollan.

Se van a analizar los distintos riesgos que hay en función de la tarea

que realiza el trabajador. La obra requerida para este proyecto, de

dimensiones relativamente pequeñas, será efectuada posiblemente por un


número de operarios comprendido entre 2 y 4, que generalmente acometen

distintas tareas y funciones; por lo que se lleva a cabo a continuación un

estudio global para un trabajador participante en la obra:

Localización: Polígono 49, 86, Arganda del Rey Puesto de trabajo: Montador, fontanero y electricista Nº de trabajadores: 2 a 4 trabajadores

Fecha evaluación: Junio 2006

Probabilidad Severidad Estimación del Riesgo

Peligro Identificativo

Medidas de protección

B M A L D D E

D T T O M I IN

1.-Caída de personas a distinto nivel. Usar andamios estables, con dos barandillas, rodapiés y escaleras interiores o cestas hidráulicas. Usar arnés de seguridad y anclarlo a un punto fijo. Usar redes de seguridad.

X

X

X

2.-Caída de objetos de cotas superiores. Usar casco, calzado de seguridad y marquesinas de protección en las zonas de paso. Limpiar de objetos las zonas superiores.

X X X

3.-Pisadas sobre objetos, caídas al mismo nivel. Limpiar la zona de trabajo, iluminar correctamente la zona de trabajo.

X X

X

6.-Cortes por objetos y herramientas. Usar guantes y ropa que cubra brazos y piernas. Usar las herramientas en buen estado de uso.

X X X


7.-Golpes con objetos o herramientas. Usar casco, proteger y señalizar las zonas de choque y reconocer el espacio útil antes de comenzar el trabajo.

X X X X

8.-Caída de objetos izados. Respetar las tablas de carga, acotar la zona de izado, no colocarse en la vertical de la pieza. Inspeccionar previamente la zona de izado para eliminar los posibles obstáculos. Únicamente izará el personal adiestrado.

X X

X

X

X

X

X

X

X

X

9.-Contactos eléctricos. Toda la instalación eléctrica estará puesta a tierra. Las herramientas con doble aislamiento no se conectarán a tierra. Los cuadros eléctricos irán protegidos con un relé diferencial. Los cuadros eléctricos tendrán un interruptor de corte exterior. Los cables y herramientas eléctricas serán reparados sólo por personal experto.

X X X

11.-Proyecciones de partículas en ojos. Usar gafas de seguridad. Para trabajos intensivos con la radial usar pantallas de protección facial. Impartir formación de cómo quitarse las gafas y lavarse.

X X X

12.-Sobreesfuerzos. Coger las cargas con la espalda recta y posicionar el cuerpo en posturas estables. Usar medios de izado o la ayuda de otro compañero para mover cargas pesadas.

X X X

14.-Quemaduras. Usar guantes y ropa que cubra los brazos y piernas, no tocar las

X X X


partes recién cortadas o soldadas y no dirigir el chorro de chispas hacia el cuerpo. 15.-Exposición a ruidos. Uso recomendado de tapones en ambientes ruidosos.

X X X

16.-Incendio de la zona de trabajo. Limpiar la zona de trabajo y proteger los materiales combustibles. Conocer la situación de los medios de extinción.

X X X

17.-Explosión e incendio de botellas de gases comprimidos. Mantener las botellas siempre en posición vertical. Para los sopletes usar válvulas anti- retroceso a la salida de las botellas y entrada a la caña.

X X X

21.-Contactos con sustancias cáusticas y/o corrosivas. Usar ropa, guantes y botas resistentes a dicha sustancias.

X X X

23.-Trabajo en condiciones de estrés término. X X X

Establecer turnos de trabajo y descanso en función del WBGT. No permitir que un trabajador permanezca sólo en el área de trabajo.

5.4.2 Medidas preventivas en la organización del trabajo

Para esta obra las medidas preventivas se impondrán según las líneas

siguientes:

− Normativa de prevención dirigida y entregada a los operarios de

las máquinas y herramientas para su aplicación en todo su

funcionamiento.


− Cuidar del cumplimiento de la normativa vigente en:

a. Manejo de máquinas y herramientas.

b. Movimiento de materiales y cargas.

c. Utilización de los medios auxiliares.

− Mantener los medios auxiliares y las herramientas en buen estado

de conservación.

− Disposición y ordenamiento del tráfico de vehículos, aceras y pasos

para los trabajadores.

− Señalización de la obra en su generalidad y de acuerdo con la

normativa vigente.

− Protección de huecos, en general, para evitar caídas de objetos.

− Protecciones de fachadas evitando la caída de objetos o personas.

− Asegurar la entrada y salida de materiales de forma organizada y

coordinad con los trabajos de realización de obra.

− Orden y limpieza en toda la obra.

− Delimitación de las zonas de trabajo y cercado si es necesaria la

prevención.


− Medidas específicas.

5.4.3 Protecciones colectivas

Las protecciones colectivas necesarias se estudiarán sobre los planos

de edificación y en consideración a las partidas de obra en cuanto a los tipos

de riesgos indicados anteriormente y a las necesidades de los trabajadores.

Las protecciones previstas son:

• Señales varias en la obra de indicación de peligro.

• Señales normalizadas para el tránsito de vehículos.

• Valla de obra delimitando y protegiendo el centro de trabajo.

• Plataforma de madera cubriendo el espacio entre el edificio y las

instalaciones del personal.

• Comprobación de que todas las máquinas y herramientas disponen de

sus protecciones colectivas de acuerdo con la normativa vigente.

• Finalmente, el plan puede adoptar mayores protecciones colectivas.

En primer lugar todas aquéllas que resulten según la normativa

vigente y que aquí no estén relacionadas, y en segundo lugar, aquellas

que considere el autor del plan incluso incidiendo en los medios

auxiliares de ejecución de obra para una buena construcción.


Todo ello armonizado con las posibilidades y formación de los

trabajadores en la prevención de riesgos.

5.4.4 Protecciones personales

Las protecciones necesarias para la realización de los trabajos

previstos desde el proyecto son las siguientes:

• Protección del cuerpo, de acuerdo con la climatología, mediante ropa

de trabajo adecuada.

• Protección del trabajador en su cabeza, extremidades, ojos y contra

caídas de altura con los siguientes medios:

− Casco

− Poleas de seguridad.

− Cinturón de seguridad.

− Gafas antipartículas.

− Pantalla de soldadura eléctrica.

− Gafas para soldadura autógena.

− Guantes finos de goma para contactos con el hormigón.

− Guantes de cuero para manejo de materiales.


− Guantes de soldador.

− Mandil.

− Polainas.

− Gafas antipolvo.

− Botas de agua.

− Impermeables.

− Protectores gomados.

• Protectores contra ruido mediante elementos normalizados.

• Complementos de calzado, polainas y mandiles.

5.5 Análisis y Prevención de los Riesgos en los Medios y en las

Máquinas

- Medios auxiliares

Los medios auxiliares previstos en la realización de esta obra son:

− Andamios o grúas para subida de material.

− Uso de línea de vida para trabajos en altura.

− Plataforma de entrada y salida de materiales.


− Otros medios sencillos de uso corriente.

De estos medios, la ordenación de la prevención se realizará mediante

la aplicación de la Ordenanza de Trabajo y la Ley de Prevención de Riesgos

Laborales, ya que tanto los andamios como las escaleras de mano están

totalmente normalizadas. Referente a la plataforma de entrada y salida de

materiales, se utilizará un modelo normalizado y se dispondrá de las

protecciones colectivas de: barandillas, enganches para cinturón de

seguridad y demás elementos de uso corriente.

- Maquinaria y herramientas

La maquinaria y herramientas previstas a utilizar en esta obra es la

siguiente:

• Camión con pluma elevadora.

• Soplete para unión de tuberías entre plantas.

• Taladradora para apertura de pasos de tuberías entre plantas.

• Maquinaria para corte de tubería.

• Material sellante y aislante.

• Tornillos y fijaciones para colocación de panel.


La prevención sobre la utilización de estas máquinas y herramientas

se desarrollarán en el PLAN de acuerdo con los siguientes principios:

-Reglamentación oficial

Se cumplirá lo indicado en el Reglamento de máquinas, en las

Instrucciones Técnicas Complementarias (I.T.C.) correspondientes, y con las

especificaciones de los fabricantes.

En el Plan se hará especial hincapié en las normas de seguridad sobre

montaje y uso de la grúa torre.

Las máquinas y herramientas a utilizar en obra dispondrán de su

folleto de instrucciones de manejo que incluya:

− Riesgos que entraña para los trabajadores.

− Modo de uso con seguridad.

No se prevé la utilización de máquinas sin reglamentar.

5.6 Análisis y Prevención de Riesgos Catastróficos

El único riesgo catastrófico previsto es el de incendio. Por otra parte no

se espera la acumulación de materiales con alta carga de fuego. El riesgo

considerado posible se cubrirá con las siguientes medidas:

• Realizar revisiones periódicas en la instalación eléctrica de la obra.


• Colocar en los lugares, o locales, independientes aquellos productos

muy inflamables con señalización expresa sobre su mayor riesgo.

• Prohibir hacer fuego dentro del recinto de la obra; caso de necesitar

calentarse algún trabajador, debe hacerse de una forma controlada y

siempre en recipientes, bidones por ejemplo, en donde se mantendrán

las ascuas. Las temperaturas de invierno tampoco son

extremadamente bajas en el emplazamiento de esta obra.

• Disponer en la obra de extintores, mejor polivalentes, situados en

lugares tales como oficina, vestuario, pie de escaleras internas de la

obra, etc.

5.7 Cálculo de los Medios de Seguridad

El cálculo de los medios de seguridad se realiza de acuerdo con lo

establecido en el R.D. 1627/1997 de 24 de Octubre y partiendo de las

experiencias en obras similares. El cálculo de las protecciones personales

parte de fórmulas generalmente admitidas y el de las protecciones colectivas

resulta de la medición de las mismas sobre los planos del proyecto del

edificio y los planos de este estudio. Las partidas de seguridad y salud, de

este Estudio Básico, están incluidas proporcionalmente en cada partida.


5.8 Medicina Preventiva y Primeros Auxilios

-Medicina preventiva.

Las posibles enfermedades profesionales que puedan originar en esta

obra son las normales que tratan la medicina del trabajo y la higiene

industrial

Todo ello se resolverá de acuerdo con los servicios de prevención de

empresa quienes ejercerán la dirección y el control de las enfermedades

profesionales, tanto en la decisión de utilización de los medios preventivos

como la observación médica de los trabajadores.

- Primeros auxilios.

Para atender a los primeros auxilios existirá un botiquín de urgencia

situado en los vestuarios, y se comprobará que, entre los trabajadores

presentes en la obra, uno, por lo menos, haya recibido un curso de

socorrismo.

- Asistencia sanitaria.

Para tratamientos o urgencias de mayor índole se informa de los

siguientes centros médicos de asistencia:

• Centro de Salud de atención primaria de la localidad de Arganda del

Rey.


• Hospital General Universitario Gregorio Marañón. Situado en C/

Doctor Esquerdo, 46 en Madrid, con teléfono de urgencias 915868500.

Se encuentra a 20 minutos en coche.

Se recuerda finalmente, que para cualquier urgencia se puede llamar

al 112.

5.9 Descripción Particular de los Riesgos de la Obra

Además de los riesgos tipificados en este documento, pasamos a

exponer los puntos de especial interés en nuestro proyecto en concreto; y de

los que esperamos se ponga especial interés:

1. Colocación de paneles. La colocación de paneles en la cubierta

inclinada es el trabajo de mayor peligro de nuestra instalación. Por

ello, se debe prestar especial interés en las medidas preventivas. Se

puede optar por la colocación de andamios, redes de protección, etc…

De no disponer de estos elementos se deberá disponer de una línea de

vida para el anclaje de los arnés de seguridad en un mínimo de dos

puntos. El personal deberá estar cualificado para trabajar en altura.

Además se deberá prever la posible caída de algún elemento

accidental, con la liberación de espacio en la caída natural de objetos.

2. Manejo de cargas pesadas. Deberá prestarse especial interés en el

manejo de las cargas pesadas y voluminosas como los paneles y


acumuladores; con el fin de evitar lesiones menores en los

trabajadores. Éstos deberán estar equipados con materiales para este

tipo de trabajo.

3. Soldadura. En los trabajos de soplete se prestará atención a las

protecciones contra quemaduras y salpicaduras tal como se especifica.

El personal deberá ser cualificado.

1.6 Anexos

A

Software empleado

5 Software 212

A Software

En la redacción del presente proyecto se ha empleado

A.1 MICROSOFT EXCEL 2003

Elaboración cálculos, tablas y gráficas.

A.2 MICROSOFT WORD 2003

Redacción y composición del texto.

A.3 AUTOCAD 2002

Trazado de planos.

A.4 CATIA V5 R15

Recreación gráfica 3 D

A.5 CENSOL 5.0

Software de cálculo solar elaborado por CENSOLAR.

B

Tablas y datos climatológicos

B Tablas y datos empleados 214

B Tablas y datos empleados

Los principales datos relativos al emplazamiento empleados se presentan

en la siguiente tabla.

El origen de los datos ha sido mencionado en los primeros apartados de la

memoria.

.:: DATOS DEL EMPLAZAMIENTO

Datos Generales MESdias /

mes

Tº red (UNE

94002)

H (tablas)

H (corregida)

k (alfa, Latitud)

Latitud º 40,3 ENE 31 8 6,7 6,90 1,41FEB 28 8 10,6 10,92 1,28

Corrección H 1,03 MAR 31 10 13,6 14,01 1,13ABR 30 12 18,8 19,36 0,98MAY 31 14 20,9 21,53 0,87JUN 30 17 23,5 24,21 0,83JUL 31 20 26 26,78 0,87

AGO 31 19 23,1 23,79 0,99SEP 30 17 16,9 17,41 1,18OCT 31 13 11,4 11,74 1,39NOV 30 10 7,5 7,73 1,54DIC 31 8 5,9 6,08 1,52

E ( M J )n º h r s S o l

ú t i le s ( t a b la)

I ( W / m 2 ) ( t a b la )

t º a m b ( t a b l a )

V m e d ia v ie n t o a 1 0

m ( m / s )9 , 1 5 8 3 1 7 , 6 6 3 . 1 4

1 3 , 1 4 9 4 0 5 , 4 8 3 . 2 21 4 , 8 8 9 4 5 9 , 2 1 1 3 . 3 61 7 , 8 4 9 , 5 5 2 1 , 6 1 3 3 . 4 61 7 , 6 0 9 , 5 5 1 4 , 8 1 8 3 . 1 81 8 , 8 8 9 , 5 5 5 2 , 2 2 3 3 . 0 62 1 , 9 0 9 , 5 6 4 0 , 4 2 8 3 . 2 12 2 , 1 4 9 , 5 6 4 7 , 4 2 6 3 . 2 01 9 , 3 1 9 5 9 5 , 9 2 1 2 . 8 11 5 , 3 4 9 4 7 3 , 5 1 5 2 . 8 21 1 , 1 8 8 3 8 8 , 3 1 1 2 . 8 68 , 6 8 7 , 5 3 2 1 , 6 7 3 . 1 0


Tablas de selección de intercambiadores, proporcionadas por ALFA

LAVAL.

INTERCAMBIADORES PARA A.C.S. (Q2 = Q1) MODELO COLECTOR VITOSOL 100 2.5 Tª ENTRADA 1º 63,8 ºC SALTO 15

CONEXIÓN (P-S/P) P (40 L/h*m2) Tª SALIDA 1º 48,8 ºC

Tª ENTRADA 2º 45 ºC SALTO 13,7 RADIACIÓN DE DISEÑO 1000 W/m2 Tª SALIDA 2º 58,7 ºC POTENCIA DISEÑO 634 W/m2 LMTD 4,4 ºC FLUIDO PRIMARIO PROPILEN-GLICOL AL 48% FLUIDO SEC. AGUA

MODELO TAMAÑO P.V.P. (€)

Nº MAX COL

POTENCIA (KW)

Q1 (m3/h)

Q2 (m3/h)

deltaP1 (Pa)

deltaP2 (Pa)

K (W/m2K)

60H 587 10 15,84 1 1 6.261 4.990 2.93580H 742 15 23,76 1,5 1,5 6.651 5.577 2.983CB 20 110H 972 21 33,27 2,1 2,1 7.295 6.114 3.01960 H 954 19 30,10 1,9 1,9 4.363 4.373 2.29380H 1.203 26 41,19 2,6 2,6 4.732 4.911 2.335CB 52 100H 1.451 33 52,27 3,4 3,3 5.244 5.525 2.38280 H 2.704 34 53,86 3,5 3,4 1.283 1.118 1.58190H 3.017 39 61,78 4 3,9 1.302 1.184 1.584100H 3.245 43 68,12 4,4 4,3 1.360 1.195 1.590110H 3.527 48 76,04 4,9 4,8 1.431 1.263 1.604120H 3.785 53 83,96 5,4 5,3 1.466 1.333 1.604130H 4.071 57 90,29 5,8 5,7 1.527 1.360 1.607140H 4.356 62 98,21 6,3 6,3 1.607 1.439 1.617

CB 76

150H 4.628 67 106,13 6,8 6,8 1.661 1.523 1.61630H 2.926 40 63,36 4,1 4 6.755 6.767 2.32140H 3.249 56 88,71 5,7 5,6 7.395 7.208 2.40150H 3.575 73 115,64 7,4 7,4 8.006 7.691 2.47064H 4.029 96 152,07 9,8 9,7 8.481 8.032 2.51580H 4.549 123 194,84 12,5 12,4 8.966 8.415 2.557100H 5.198 156 247,12 15,9 15,7 9.361 8.725 2.583124H 5.975 196 310,48 19,9 19,8 9.826 9.122 2.606150H 6.820 239 378,60 24,3 24,1 10.00 9.546 2.620174H 7.599 279 441,96 28,3 28,1 10.79 10.01 2.631

CB 200

200H 8.440 322 510,08 32,7 32,5 11.35 10.55 2.638


INTERCAMBIADORES PARA A.C.S. (Q2 = Q1) MODELO COLECTOR VITOSOL 100 2.5 Tª ENTRADA 1º 68,4 ºC SALTO 30,7

CONEXIÓN (P-S/P) S/P (20 L/h*m2) Tª SALIDA 1º 37,7 ºC

Tª ENTRADA 2º 30 ºC SALTO 27,9 RADIACIÓN DE DISEÑO 1000 W/m2 Tª SALIDA 2º 57,9 ºC POTENCIA DISEÑO 646 W/m2 LMTD 9,01 ºC EFICIENCIA 80% FLUIDO PRIMARIO PROPILEN-GLICOL AL 48% FLUIDO SEC. AGUA

MODELO TAMAÑO P.V.P. (€)

Nº MAX COL

POTENCIA (KW)

Q1 (m3/h)

Q2 (m3/h)

deltaP1 (Pa)

deltaP2 (Pa)

K (W/m2K)

60H 587 19 30,70 1 1 5.210 4.132 259380H 742 26 42,01 1,3 1,3 5.527 4.415 2627CB 20 110H 972 37 59,78 1,9 1,9 5.961 4.967 265760 H 954 33 53,32 1,7 1,7 3.535 3.321 198980H 1.203 45 72,71 2,3 2,3 3.798 3.703 2019CB 52 100H 1.451 57 92,10 2,9 2,9 4.181 4.148 205280 H 2.704 60 96,94 3,1 3 1.033 896 137190H 3.017 68 109,87 3,5 3,4 1.067 926 1377100H 3.245 76 122,80 3,9 3,8 1.103 958 1383110H 3.527 84 135,72 4,3 4,2 1.140 993 1387120H 3.785 92 148,65 4,7 4,6 1.207 1.031 1400130H 4.071 100 161,57 5,1 5 1.247 1.073 1403140H 4.356 108 174,50 5,5 5,4 1.291 1.119 1405

CB 76

150H 4.628 116 187,43 5,9 5,8 1.338 1.169 140730H 2.926 68 109,87 3,5 3,4 5.212 4.991 197140H 3.249 96 155,11 4,9 4,8 5.788 5.402 205050H 3.575 124 200,35 6,3 6,2 6.159 5.662 209764H 4.029 164 264,98 8,4 8,2 6.571 5.968 214480H 4.549 209 337,69 10,7 10,5 6.879 6.197 2172100H 5.198 266 429,79 13,6 13,4 7.214 6.467 2199124H 5.975 334 539,66 17 16,8 7.547 6.750 2218150H 6.820 408 659,23 20,8 20,5 7.916 7.084 2233174H 7.599 476 769,10 24,3 23,9 8.264 7.412 2241

CB 200

200H 8.440 550 888,66 28 27,6 8.686 7.823 2249

C

Optimización del subconjunto

de captación

C Optimización del subconjunto de captación 218

C Optimización del subconjunto de captación

C.1 Introducción

Los colectores son la parte más importante de la instalación, toda vez que

la captación, per se, es posible a través de gracias a ellos.

Por otro lado, es sabido que una instalación compuesta de elementos de

baja calidad no ofrecerá las prestaciones esperadas aunque la definición del

sistema sea óptima. Tampoco lo hará una instalación formada por excelentes

componentes si la definición es pobre.

Mediante los capítulos anteriores se ha presentado la configuración

elegida de manera justificada. Se evidencia ahora la idoneidad de las

decisiones tomadas en lo relativo a la captación.

C.2 Tipo de Captador

En el mercado actual se comercializan dos tecnologías de captación de baja

temperatura: colectores de vacío (de flujo directo o con tubo de calor) y

colectores planos (sin cubierta, con una cubierta o doble cubierta).

Del análisis de las curvas de rendimiento y los precios por metro cuadrado

de superficie de captación, se deducía en la memoria técnica que para el


rango de temperaturas que se emplearán en esta instalación la mejor opción

serán captadores planos con una sola cubierta.

C.3 Estudio del producto en el mercado actual

Se han analizado treinta y tres captadores de distintos fabricantes. La

mayoría de los cuales son captadores planos con una cubierta. Además se

han añadido algunos modelos de captador de vacío a fin de contrastar lo

expuesto en la memoria técnica con la realidad del mercado.

Se han evaluado las prestaciones anuales de un campo de colectores que

proporcionase un volumen energético anual igual al total de la demanda del

Hospital.

La calidad de cada modelo de captador favorece que esa distribución

anual se ajuste en mayor medida a la curva de demanda, por lo que se

aumenta la Cobertura Solar de la instalación. Por ello se ha tomado en cuenta

este parámetro (CS en %) a fin de caracterizar las prestaciones.

Por otro lado se incluye el coste total (en €) del campo de colectores

necesario para cumplir el punto anterior, y la superficie total que supone,

puesto que los modelos difieren entre sí en superficie útil de captación (Su en

m2).

La siguiente tabla muestra los modelos evaluados:


MODELO Su b m (k1) k2 PVP FS Coste Colectores m2 1 T150 2,09 0,78 7,8 450 € 56,96% 120.150 € 558,03 2 T105-S 2,09 0,67 4,3 510 € 70,45% 112.710 € 461,89 3 T130-S 2,6 0,67 4,2 590 € 70,86% 103.250 € 455,00 4 T105-SH 2,09 0,7 4,5 550 € 70,45% 103.950 € 429,00 5 T130-SH 2,6 0,69 4,2 630 € 72,53% 103.950 € 429,00 6 Solahart Bt 1,86 0,796 3,655 632 € 76,73% 108.704 € 319,92 7 VITOSOL 100 2,32 0,81 3,48 875 € 77,46% 115.500 € 306,24 8 VITOSOL 200 D3 3,21 0,85 1,61 1.559 € 82,15% 116.925 € 240,75 9 SOL 25 Plus 2,5 0,78 3,53 0,0118 796 € 72,76% 85.968 € 270,00

10 ECOSOL SOL 2500 2,31 0,68 5,1 643 € 66,76% 142.103 € 510,51 11 ECOSOL 2.0 TINOX 1,84 0,74 4,5 520 € 72,52% 112.840 € 399,28 12 ECOSOL 3.0 TINOX 2,66 0,75 3,5 748 € 76,65% 96.492 € 343,14 13 ECOSOL SOL 2300 2,15 0,734 5,668 301 € 66,16% 67.725 € 483,75 14 ECOSOL SOL 2300 selectivo 2,15 0,74 4,15 455 € 74,04% 80.535 € 380,55 15 CR-12 S (chromagen) 2,56 0,79 5,12 692 € 70,27% 106.568 € 394,24 16 CALPAK 2,2 0,81 3,54 1.050 € 77,25% 147.000 € 308,00 17 ML 3.0 (ims) 2,59 0,75 3,5 710 € 65,73% 67.450 € 246,05 18 ML 2.0 (ims) 1,79 0,74 4,5 505 € 58,76% 71.205 € 252,39 19 ML 2.4 SH (ims) 2,39 0,74 4,3 627 € 60,47% 66.462 € 253,34 20 MLP 2.0 (ims) 1,77 0,655 6 396 € 41,92% 65.340 € 292,05 21 EURO C20-HTF (Wagner) 2,39 0,818 4,2 822 € 75,30% 112.674 € 327,43 22 EURO C20-AR (Wagner) 2,39 0,854 4,2 913 € 75,99% 117.767 € 308,31 23 LB-5,1HT (Wagner) 5,1 0,794 4,4 2.310 € 74,21% 159.360 € 351,90 24 LB-6,4HT (Wagner) 6,4 0,794 4,4 2.236 € 74,21% 122.980 € 352,00 25 LB-7,6HT (Wagner) 7,6 0,794 4,4 2.823 € 74,03% 129.878 € 349,60 26 LB-5,1AR (Wagner) 5,1 0,832 4,4 2.514 € 74,85% 160.878 € 326,40 27 LB-6,4AR (Wagner) 6,4 0,832 4,4 2.830 € 74,85% 144.350 € 326,40 28 LB-7,6AR (Wagner) 7,6 0,832 4,4 3.167 € 74,88% 136.172 € 326,80 29 M 08 (velux) 0,89 0,82 4,26 437 € 75,20% 161.690 € 329,30 30 S 06 (velux) 1,13 0,82 4,26 494 € 75,16% 143.754 € 328,83 31 S 08 (velux) 1,36 0,82 4,26 530 € 75,19% 128.260 € 329,12 32 U 10 (velux) 1,87 0,82 4,26 633 € 75,19% 111.408 € 329,12 33 V-18 (rayosol) 1,91 0,7703 4,51 540 € 73,24% 105.840 € 374,36


A continuación se muestran gráficamente los resultados de tal estudio.

En el primer gráfico el eje de ordenadas representa el factor de cobertura

solar alcanzado con cada campo de colectores, y en abscisas los modelos a

examen. El diámetro de los marcadores es proporcional al precio de cada

campo de colectores.

El segundo gráfico muestra el área de captación que compondría cada

campo, para cada uno de los modelos.


Comparación Colectores

120.

150

€11

2.71

0 €

103.

250

€10

3.95

0 € 10

3.95

0 €

108.

704

€11

5.50

0 €

116.

925

€85

.968

€14

2.10

3 €

112.

840

€96

.492

€67

.725

€80

.535

€10

6.56

8 €

147.

000

€67

.450

€71

.205

€ 66.4

62 €

112.

674

€11

7.76

7 €

159.

360

€12

2.98

0 €

129.

878

€16

0.87

8 €

144.

350

€13

6.17

2 €

161.

690

€14

3.75

4 €

128.

260

€11

1.40

8 €

105.

840

€

55,00%

57,50%

60,00%

62,50%

65,00%

67,50%

70,00%

72,50%

75,00%

77,50%

80,00%

82,50%

85,00%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

Modelo

Cob

ertu

ra S

olar


Para el análisis se descartaron factores de cobertura menores de 70%

(mínimo exigido por el CTE para la zona de ubicación del proyecto).

Se ha optado por el modelo número 9 del estudio.

Tal elección se fundamenta en la baja superficie total necesaria, el alto

factor de cobertura relativo a otros captadores, y el bajo precio.

Principalmente llamativa resulta esta consideración sobre el coste: sólo el

colector número 14 del estudio es comparable en este sentido. Sin embargo,

han sido las características constructivas las que han hecho que la elección

final se incline por este modelo.

superficie colectora (m2)55

8,03

461,

8945

5,00

429,

0042

9,00

319,

9230

6,24

240,

7527

0,00

510,

5139

9,28

343,

1448

3,75

380,

55 394,

2430

8,00

246,

0525

2,39

253,

3429

2,05

327,

4330

8,31

351,

9035

2,00

349,

6032

6,40

326,

4032

6,80

329,

3032

8,83

329,

1232

9,12

374,

36

200

250

300

350

400

450

500

550

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33


El bajo coste, para un mismo volumen energético aportado, redunda en la

posibilidad de aumentar la cobertura solar con la misma inversión necesaria

para otro modelo de captación.

El colector seleccionado es un captador plano con una cubierta con

tratamiento antirreflexivo, calificado por el laboratorio de homologación del

CENER como “de alta eficiencia” de la marca alemana Stieben Eltron,

modelo SOL 25 plus, con unas excelentes características de fabricación y

actuación, patentes en la baja superficie absorbedora requerida y el alto

factor de cobertura solar a un precio razonable. No en vano este tipo de

captadores se comercializan expresamente para grandes instalaciones. Se ha

tenido en cuenta, además, que la configuración de las conexiones necesarias

simplifica el trazado hidráulico.

Los datos técnicos del modelo elegido aparecen en el Anexo D.

Otras conclusiones del estudio son:

Los captadores de vacío elevan el coste de manera sustancial, aunque

consiguen un mayor aprovechamiento de la radiación.

La calidad del colector redunda de manera muy notable en las tres

variables fundamentales: cobertura, coste y superficie necesaria.


La tecnología alemana es por el momento líder en términos de eficiencia

de captación.

El coste de la tecnología española es menor, en términos generales que la

alemana (Wagner, Stieben Eltron, etc.) o estadounidense (Viessman).

C.4 Inclinación de captadores

El mayor aprovechamiento anual de la energía incidente bruta se produce

para una inclinación igual a la latitud.

Esa mayor energía captada no se traduce en el efecto deseado de alcanzar

mayor aporte, puesto que la variación en invierno es prácticamente

inapreciable, y es en verano donde se produce un pico de sobreproducción.

Se escogerá una inclinación de 50º (10º aproximadamente por encima de la

latitud de lugar, como indica la experimentación y los criterios de buenas

prácticas, para favorecer la captación en invierno, y controlar la estival).

k (radiación inclinada/sup horizontal)

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

mes

k [1

]

45505560


Estas apreciaciones se perciben en la relación entre radiación en superficie

horizontal y sobre superficie inclinada para cuatro valores de inclinación (45,

50, 55 y 60º) mostrada en el gráfico anterior.

C.5 Número de captadores

Se instalará el número de captadores óptimo en el sentido de compromiso

de consideraciones: energéticas, económicas, de cumplimiento con la

normativa.

Una primera aproximación al problema hace tomar en cuenta que el coste

del campo de colectores crece de manera proporcional (sin considerar

Rappels u otros descuentos) al número instalado. Sin embargo la cobertura

no evoluciona de la misma manera, como pone de relieve la siguiente figura:

Cobertura - Campo colectores

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190

Campo

Cob

ertu

ra S

olar

%

cs(cens) % cs(fchart)%


En ella se considera la cobertura solar alcanzada para un número creciente

de colectores, con valores obtenidos por los dos métodos de cálculo.

Aprovechamos esta figura para comentar la diferencia que se aprecia a

simple vista entre ambos métodos de cálculo: F-Chart evalúa el aporte solar

con varios puntos porcentuales sobre lo estimado con el de CENSOLAR. Esa

diferencia va disminuyendo a medida que crece la superficie de captación.

De lo que se deduce que para pequeñas instalaciones el margen entre ambos

métodos puede ser decisivo.

Volviendo a la búsqueda del número óptimo de captación, se ha llevado a

cabo un estudio económico de unos valores teóricos de rentabilidad y

retorno obtenidos para un número creciente de colectores.

Comparación métodos

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190

Campo

punt

os %

dife

renc

ia

diferencia métodos


La hipótesis fundamental de este estudio es que el coste de la captación es

representativo del coste total de la instalación (son proporcionales), luego se

ha considerado sólo la inversión como el coste total de captación.

Por tanto los valores no podrán ser tomados como verosímiles, pero sí las

tendencias.

El resultado se presenta en la siguiente figura:

Cobertura - Retorno&Rentabilidad

0123456789

101112131415161718

70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190

Campo

[año

s] [%

]

retorno rentabilidad

Donde se aprecia con claridad que el periodo de recuperación de la

inversión se ralentiza para superficies de captación más elevadas, y la

rentabilidad disminuye.


De estas consideraciones se deduce que lo más conveniente es optar por

un número de colectores moderado, sin pretender alcanzar coberturas

solares mayores del 75-80%, pero cumpliendo con lo establecido en la norma.

En concreto, el mínimo fijado por el CTE será un 70%. Se perseguirá

alcanzar el 75% a fin de ajustar el presente proyecto a la Ordenanza solar

Municipal de Madrid, que si bien no es de cumplimiento obligatorio, es de

esperar que Arganda (que a la fecha no tiene aún tal ordenanza) adapte

alguna de las ya existentes en la Comunidad a su propio ámbito.

Además se tendrá en cuenta que el número escogido permita una

disposición cómoda de la superficie, haciendo que todas las filas tengan el

mismo número de captadores.

El número escogido, por todo lo anterior, será 108 colectores, puesto que

es el primer valor que está claramente por encima del 70% mínimo fijado por

el CTE.

D

Catálogos

D Catálogos 231

D Catálogos

La finalidad de este anexo es contener las especificaciones técnicas de los

equipos empleados dadas por cada fabricante.

D.1.1 Captadores

D Catálogos 232

D Catálogos 233

D Catálogos 234

D Catálogos 235

D Catálogos 236

D.1.2 Acumuladores

D Catálogos 237

D Catálogos 238

D.1.3 Intercambiador

D Catálogos 239

D.1.4 Vasos expansión

D Catálogos 240

D.1.5 Fluido caloportador:

D Catálogos 241

D Catálogos 242

D Catálogos 243

D Catálogos 244

D Catálogos 245

D Catálogos 246

D Catálogos 247

D Catálogos 248

D.1.6 Bombas Primario

D Catálogos 249

D.1.7 Bombas Secundario

D Catálogos 250

D.1.8 Aerotermos

E

Terminología

E Terminología 252

E Terminología

E.1 Introducción.

En la elaboración del presente documento se han empleado determinados

términos técnicos característicos de la tecnología empleada. Parte de ese

vocabulario se presenta a continuación:

E.2 Términos

Absorbedor: componente de un captador solar cuya función es absorber la

energía radiante y transferirla en forma de calor a un fluido.

Acumulador solar o depósito solar: depósito en el que se acumula el agua

calentada por energía solar.

Bombas de circulación: dispositivo electromecánico que produce la

circulación forzada del fluido a través de un circuito.

Captador solar térmico: dispositivo diseñado para absorber la radiación

solar y transmitir la energía térmica así producida a un fluido de trabajo que

circula por su interior.

E Terminología 253

Carcasa: es el componente del captador que conforma su superficie

exterior, fija la cubierta, contiene y protege a los restantes componentes del

colector y soporta los anclajes del mismo.

Cerramiento: función que realizan los captadores cuando constituyen el

tejado o la fachada de la construcción arquitectónica, debiendo garantizar la

debida estanqueidad y aislamiento térmico.

Circuito primario: circuito del que forman parte los captadores y las

tuberías que los unen, en el cual el fluido recoge la energía solar y la

transmite.

Circuito secundario: circuito en el que se recoge la energía transferida del

circuito primario para ser distribuida a los puntos de consumo.

Circuito de consumo: circuito por el que circula agua de consumo.

Circulación natural: cuando el movimiento del fluido entre los captadores

y el intercambiador del depósito de acumulación se realiza por convección y

no de forma forzada.

Depósitos solares conectados en serie invertida: depósitos conectados de

forma que el sentido de circulación del agua de consumo es contrario al

sentido de circulación de calentamiento del agua solar.

E Terminología 254

Integración arquitectónica de los captadores: cuando los captadores

cumplen una doble función, energética y arquitectónica (revestimiento,

cerramiento o sombreado) y, además, sustituyen a elementos constructivos

convencionales o son elementos constituyentes de la composición

arquitectónica.

Irradiancia solar: potencia radiante incidente por unidad de superficie

sobre un plano dado. Se expresa en kW/m2.

Irradiación solar: energía incidente por unidad de superficie sobre un

plano dado, obtenida por integración de la irradiancia durante un intervalo

de tiempo dado, normalmente una hora o un día. Se mide en kWh/m2.

Perdidas por orientación: cantidad de irradiación solar no aprovechada

por el sistema captador a consecuencia de no tener la orientación óptima.

Perdidas por inclinación: cantidad de irradiación solar no aprovechada

por el sistema captador a consecuencia de no tener la inclinación óptima.

Perdidas por sombras: cantidad de irradiación solar no aprovechada por

el sistema captador a consecuencia de la existencia de sombras sobre el

mismo en algún momento del día.

Radiación solar: es la energía procedente del sol en forma de ondas

electromagnéticas.

E Terminología 255

Radiación Solar Global media diaria anual: es la energía procedente del

sol que llega a una determinada superficie (global), tomando el valor anual

como suma de valores medios diarios.

Temperatura de estancamiento del captador: corresponde a la máxima

temperatura del fluido que se obtiene cuando, sometido el captador a altos

niveles de radiación y temperatura ambiente y siendo la velocidad del viento

despreciable, no existe circulación en el captador y se alcanzan condiciones

cuasiestacionarias.

Radiación solar directa: es la radiación solar por unidad de tiempo y

unidad de área, que sin haber sufrido modificación en su trayectoria, íncide

sobre una superficie.

Radiación solar difusa celeste: es la radiación por unidad de tiempo y

unidad de área que, procedente de la dispersión de la radiación solar directa

por las moléculas de aire, partículas sólidas, vapor de agua en suspensión en

la atmósfera, etc., incide directamente sobre una superficie.

Radiación solar reflejada: es la radiación por unidad de tiempo y unidad

de área que, procedente de la reflexión de la radiación solar en el suelo y

otros objetos, incide sobre una superficie.

Radiación difusa: es la suma de la radiación difusa celeste y la radiación

solar reflejada.

E Terminología 256

Radiación solar global: es la suma de la radiación directa y difusa.

Radiación solar media: es la integral de la radiación solar global incidente

sobre una superficie en un período de tiempo, dividido por este período de

tiempo.

Instalaciones abiertas: instalaciones en las que el circuito primario está

comunicado de forma permanente con la atmósfera.

Instalaciones cerradas: instalaciones en las que el circuito primario no

tiene comunicación directa con las atmósfera.

Instalaciones de sistema directo: son aquellas en las que el fluido de

trabajo es el propio agua de consumo que pasa por los captadores.

Instalaciones de sistema indirecto: en las que el fluido de trabajo se

mantiene en un circuito cerrado, sin posibilidad de ser distribuido al

consumo.

Instalaciones por termosifón: en la que el fluido de trabajo circula por

convección libre.

Instalación con circulación forzada: instalación equipada con dispositivos

que provocan la circulación forzada del fluido de trabajo.

Fluido de transparencia de calor o fluido de trabajo: es el fluido

encargado de recoger y transmitir la energía captada por el absorbedor.

E Terminología 257

Materiales aislantes: son aquellos materiales de bajo coeficiente de

conductividad térmica, cuyo empleo en el captador solar tiene por objeto

reducir las pérdidas de calor por la parte posterior y laterales.

Intercambiador de calor: dispositivo en el que se produce la transferencia

de energía del circuito primario al circuito secundario.

Purgador de aire: dispositivo que permite la salida del aire acumulado en

el circuito. Puede ser manual o automático.

Válvula de seguridad: dispositivo que limita la presión máxima del

circuito.

Válvula antirretorno: dispositivo que permite interrumpir el paso de

fluido en un sentido.

Válvula de corte: dispositivo que interrumpe el paso de fluido en un

circuito.

Control diferencial de temperaturas: dispositivo electrónico que arranca o

para las bombas en función de la diferencia de temperaturas prefijada entre

los captadores y la acumulación solar.

Fecha y Firma de Emisión

Fecha y Firma de Emisión 259

El Presupuesto de este proyecto asciende a 244.267,34

DOSCIENTOS CUARENTA Y CUATRO MIL DOSCIENTOS

SESENTA Y SIETE EUROS, CON TREINTA Y CUATRO CÉNTIMOS.

Autor: Javier Galán Peña

Fecha: 13 de Mayo de 2006

2PLANOS

Planos 2

LISTA DE PLANOS....................................... 3

PLANOS........................................................... 4

Planos 3

2.1 LISTA DE PLANOS

UBICACIÓN DEL PROYECTO ................................001

PANELES SOLARES EN CUBIERTA......................002

SALA DE MÁQUINAS EN HOSPITAL .................003

ESQUEMA DE PRINCIPIO.......................................004

CIRCUITO DE REGULACIÓN Y CONTROL.......005

DISTRIBUCIÓN SALA DE MÁQUINAS ..............006

SUPERFICIE COLECTORA: Cotas ..........................007

SUPERFICIE COLECTORA: Conexiones ...............008

Planos 4

2.2 PLANOS

3PLIEGO DE CONDICIONES

Pliego de Condiciones 2

Consideraciones Preliminares ..................... 4

Descripción de la obra................................... 6

Condiciones de materiales y equipos......... 8

Ejecución de la obra ....................................... 9

Medición y abono de las obras .................... 17

Disposiciones Finales .................................... 20


3 Pliego de Condiciones

3.1 Consideraciones preliminares

La legislación que se debe tener como punto de referencia para la

realización del proyecto es la siguiente:

− Real Decreto 891/1980, de 14 de abril, sobre homologación de los

paneles solares (BOE de 12 de mayo de 1980)

− Real Decreto 314/2006; de 17 de marzo, por el que se aprueba el

Código Técnico de la Edificación.

− 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)

− Real Decreto 1751/1998 del 31 de julio, que aprueba el reglamento

de instalaciones térmicas en los edificios (RITE) y sus instrucciones

técnicas complementarias (BOE 5 de agosto de 1998)


− Pliego de condiciones técnicas de las instalaciones de energía solar

térmica IDAE (ref. PET-REV-16.6.18.8/I-01)

− Ley 82/1980 del 30 de diciembre, sobre conservación de la energía

(BOE 27 de enero de 1981)

− Resolución de la Dirección General del Instituto para la

Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), de 12 de marzo de

2005, por la que se establecen las bases reguladoras y la

convocatoria para la concesión de ayudas para apoyo a la energía

solar térmica, en el marco del Plan de Fomento de las Energías

Renovables

− 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:

− UNE-EN 12975-1 Sistemas solares térmicos y componentes -

Captadores Solares – Parte 1: Requisitos Generales.

− UNE-EN 12975-2 Sistemas solares térmico y componentes –

Captadores Solares – Parte 2: Métodos de Ensayo.

− UNE-EN 12976-1 Sistemas solares térmicos y componentes –

Sistemas solares prefabricados – Parte 1: Requisitos Generales.


Sistemas solares prefabricados – Parte 2: Métodos de Ensayo.


Sistemas solares a medida - Parte 1: Requisitos Generales


Sistemas solares a medida – Parte 2: Métodos de Ensayo.

− prEN 806-1, Specifications for installations inside buildings

conveying water for human consumption – Part 1: General.

− prEN 1717, Protection against pollutin of potable water in

drinking water installations and general requirements of devices

to prevent pollution by back flow.

− ENV 1991-2-4, Eurocode 1 – Basis of design and actions on

structures – Part 2 – 3: Action on structures; snow loads.


− ENV 1991-2-4, Eurocode 1 – Basis of design and actions on

structures – Part 2 – 4: Action on structures; wind loads.

− EN 60335-1: 1995, Safety of household and similar electrical

appliances – Part 1: General requirements (IEC 335-1: 1991

modified).

− 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).

− ENV 61024-1 Protection of structures against lightning – Part 1:

General principles (IEC 1024-1: 1990, modified).

− ISO 9488 Energía Solar – Vocabulario.

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

con las últimas modificaciones oficialmente aprobadas.

3.2 Descripción de la obra

Colectores

Los colectores serán suministrados en jaulas de madera adecuadas

para su traslado o elevación mediante carretillas elevadoras. Las jaulas se

almacenarán depositándolas sobre suelo plano y a cubierto. En caso de

almacenaje exterior, las jaulas se cubrirán para protegerlas del agua de

lluvia.


En el caso de que los colectores, una vez desembalados y

previamente a su montaje sobre los perfiles de apoyo, deban ser dejados de

forma interina a la intemperie, se colocarán con un ángulo mínimo de

inclinación de 20º y máximo de 80º, con la cubierta de cristal orientada hacia

arriba. Se evitará la posición horizontal y vertical.

Hasta que los colectores no estén llenos de fluido caloportador es

conveniente cubrirlos, a fin de evitar excesivas dilataciones.

Acumuladores

Se instalarán en el cuarto destinado a ello, indicado en los planos. Su

colocación será acorde con las indicaciones el manual del fabricante.

En espera de su instalación, han de ser almacenados verticalmente en

el suelo sin desembalar, par evitar golpes.

Tuberías de circuitos y demás elementos

Serán todos ellos de primera calidad, evitando que en el

almacenamiento de espera para su instalación estén expuestos a daños por

golpes o descubiertos de su embalaje de fábrica.

Hormigón

El árido empleado será limpio, suelto y áspero, exento de sustancias

orgánicas o partículas terrosas, para lo cual si es necesario se tamizará y

lavará convenientemente con agua potable.


El cemento debe ser lento, marca de fábrica y perfectamente seco. Su

peso específico debe ser como mínimo de 3,05 kg/dm3 y la finura de

molido, residuo del 5% en el tamiz de 900 mallas y del 20% en el de 4900.

Materiales de acero

Los materiales de acero empleados serán de buena calidad sin

deformaciones, roturas ni otros defectos. No se admitirán empalmes ni

acopladuras en las piezas que formen parte de las estructuras, tanto de las

soporte-colector como de los redondos para armar el hormigón.

El límite elástico será de 24 kg/mm2 como corresponde a los aceros

tipo A-42.

3.3 Condiciones de materiales y equipos

Materiales

Todos los materiales serán de buena calidad y de reconocida casa

comercial. Tendrán las dimensiones que indiquen los documentos del

proyecto y fije la dirección facultativa.

Reconocimiento de los materiales

Los materiales serán reconocidos en obra antes de su empleo por la

dirección facultativa, sin cuya aprobación no podrán ser empleados en la

obra.

El contratista proporcionará a la dirección facultativa muestra de los

materiales para su aprobación. Los ensayos y análisis que la dirección


facultativa crea necesarios, se realizarán en laboratorios autorizados para

ello. Los accesorios, codos, latiguillos, racores, etc, serán de buena calidad y

estarán igualmente exentos de defectos, tanto en su fabricación como en la

calidad de los materiales empleados.

3.4 Ejecución de la Obra

3.4.1 Consideración General de Riesgos

Las obras se ejecutarán de acuerdo con lo expuesto en el presente

proyecto y a lo que dictamine la dirección facultativa. El replanteo de las

instalaciones se ajustará por el director de la obra, marcando sobre el

terreno claramente todos los puntos necesarios para la ejecución de la obra

en presencia del contratista y según proyecto.

El contratista facilitará por su cuenta todos los elemento que sean

necesarios para la ejecución de los referidos replanteos y señalamiento de

los mismo, cuidando bajo su responsabilidad de la invariabilidad de las

señales o datos fijados para su determinación. Si el contratista causara algún

desperfecto en las propiedades colindantes, tendrá que restaurarlas a su

cuenta, dejándolas en el estado que las encontró al dar comienzo las obras

de la instalación solar.

La instalación se construirá en su totalidad utilizando materiales y

procedimientos de ejecución que garanticen las exigencias del servicio,

durabilidad, salubridad y mantenimiento.


Se tendrán en cuenta las especificaciones dadas por los fabricantes de

cada uno de los componentes. A efectos de las especificaciones de montaje

de la instalación, éstas se complementarán con la aplicación de las

reglamentaciones vigentes que tengan competencia en el caso.

Es responsabilidad del suministrador comprobar que el edificio

reúne las condiciones necesarias para soportar la instalación, indicándolo

expresamente en la documentación.

Es responsabilidad del suministrador comprobar la calidad de los

materiales y del agua utilizada, cuidando que se ajusten a lo especificado en

estas normas y el evitar el uso de materiales incompatibles entre sí. El

suministrador será responsable de la vigilancia de sus materiales durante el

almacenaje y el montaje, hasta la recepción provisional.

Las aperturas de conexión de todos los aparatos y máquinas deberán

estar convenientemente protegidas durante el transporte, el

almacenamiento y el montaje, en tanto no se proceda a su unión, por medio

de elementos de taponamiento de forma y resistencia adecuada para evitar

la entrada de cuerpos extraños y suciedades dentro del aparato.

Especial cuidado se tendrá con materiales frágiles y delicados, como

luminarias, mecanismos, equipos de medida, etc., que deberán quedar

debidamente protegidos.

Durante el montaje, el instalador deberá evacuar de la obra todos los

materiales sobrantes de trabajos efectuados con anterioridad, en particular


de retales de conducciones y cables. Asimismo, al final de la obra, deberá

limpiar perfectamente todos los equipos (captadores, acumuladores, etc.),

cuadros eléctricos, instrumentos de medida, etc. de cualquier tipo de

suciedad, dejándolos en perfecto estado.

Antes de su colocación, todas las canalizaciones deberán reconocerse

y limpiarse de cualquier cuerpo extraño, como rebabas, óxidos, suciedades,

etc.

La alimentación de las canalizaciones en uniones y cambios de

dirección se realizará con los correspondientes accesorios y/o cajas,

centrando los ejes de las canalizaciones con los de las piezas especiales, sin

tener que recurrir a forzar la canalización.

En las partes dañadas por roces en los equipos, producidos durante

el traslado o el montaje, el suministrador aplicará pintura rica en zinc u otro

material equivalente. La instalación de los equipos, válvulas y purgadores

permitirá su posterior acceso a las mismas a efectos de su mantenimiento,

reparación o desmontaje.

Una vez instalados, se procurará que la placas de características de

los equipos sean visibles. Todos los elementos metálicos que no estén

debidamente protegidos contra la oxidación por el fabricante, serán

recubiertos con dos manos de pintura antioxidante.

Los circuitos de distribución de agua caliente sanitaria, se protegerán

contra la corrosión por medio de ánodos de sacrificio. Todos los equipos y


circuitos podrán vaciarse total o parcialmente, esto se realizará desde los

puntos más bajos de la instalación. Las conexiones entre los puntos de

vaciado y desagües se realizarán de forma que el paso del agua quede

perfectamente visible. Los botellines de purga estarán siempre en lugares

accesibles y, siempre que sea posible, visibles.

3.4.2 Montaje de estructura soporte y captadores

Si los captadores son instalados en los tejados de edificios, deberá

asegurarse la estanqueidad en los puntos de anclaje. La instalación

permitirá el acceso a los captadores de forma que su desmontaje sea posible

en caso de rotura, pudiendo desmontar cada captador con el mínimo de

actuaciones sobre los demás.

Las tuberías flexibles se conectarán a los captadores utilizando,

preferentemente, accesorios para mangueras flexibles. Cuando se monten

tuberías flexibles se evitará que queden retorcidas y que se produzcan

radios de curvatura superiores a los especificados por el fabricante. El

suministrador evitará que los captadores queden expuestos al sol por

períodos prolongados durante el montaje. En este período las conexiones

del captador deben estar abiertas a la atmósfera, pero impidiendo la entrada

de suciedad.

Terminado el montaje, durante el tiempo previo al arranque de la

instalación, si se prevé que éste pueda prolongarse, el suministrador

procederá a tapar los captadores.


3.4.3 Montaje de los acumuladores.

La estructura soporte para depósitos y su fijación se realizará según

la normativa vigente. La ubicación de los acumuladores y sus estructuras de

sujeción, cuando se sitúen en cubiertas de piso, tendrá en cuenta las

características de la edificación y requerirá, para depósitos de más de 300 l,

el diseño de un profesional competente. Se tendrá en cuenta la accesibilidad

del intercambiador, para operaciones de sustitución o reparación.

3.4.4 Montaje de las bombas

Las bombas en línea se instalarán con el eje de rotación horizontal y

con espacio suficiente para que el conjunto motor-rodete pueda ser

fácilmente desmontado. El acoplamiento de una bomba en línea con la

tubería podrá ser de tipo roscado hasta el diámetro DN 32. El diámetro de

las tuberías de acoplamiento no podrá ser nunca inferior al diámetro de la

boca de aspiración de la bomba.

Las tuberías conectadas a las bombas en línea se soportarán en las

inmediaciones de las bombas de forma que no provoquen esfuerzos

recíprocos. La conexión de las tuberías a las bombas no podrá provocar

esfuerzos recíprocos (se utilizarán manguitos antivibratorios cuando la

potencia de accionamiento sea superior a 700W).

Todas las bombas estarán dotadas de tomas para la medición de

presiones en aspiración e impulsión. Todas las bombas deberán protegerse,


aguas arriba, por medio de la instalación de un filtro de malla o tela

metálica.

Cuando se monten bombas con prensa-estopas se instalarán sistemas

de llenado automáticos.

3.4.5 Montaje de tuberías y accesorios

Antes del montaje deberá comprobarse que las tuberías no estén

rotas, fisuradas, dobladas, aplastadas, oxidadas o de cualquier manera

dañadas. Se almacenarán en lugares donde estén protegidas contra los

agentes atmosféricos. En su manipulación se evitarán roces, rodaduras y

arrastres que podrían dañar la resistencia mecánica, las superficies

calibradas de las extremidades o las protecciones anticorrosión.

Las piezas especiales, manguitos, gomas de estanqueidad, etc., se

guardarán en locales cerrados. Los tuberías serán instaladas de forma

ordenada, utilizando fundamentalmente, tres ejes perpendiculares entre sí y

paralelos a elementos estructurales del edificio, salvo las pendientes que

deban darse.

Las tuberías se instalarán lo más próximas posible a paramentos,

dejando el espacio suficiente para manipular el aislamiento y los accesorios.

En cualquier caso, la distancia mínima de las tuberías o sus accesorios a

elementos estructurales será de 5 cm.

Las tuberías discurrirán siempre por debajo de canalizaciones

eléctricas que crucen o corran paralelamente. La distancia en línea recta


entre la superficie exterior de la tubería, con su eventual aislamiento, y la

del cable o tubo protector no deben ser inferiores a las siguientes:

-5 cm para cables bajo tubo con tensión inferior a 1000 V.

-30 cm para cables sin protección con tensión inferior a 1000 V.

-50 cm para cables con tensión superior a 1000 V.

Las tuberías no se instalarán nunca encima de equipos eléctricos

como cuadros o motores.

No se permitirá la instalación de tuberías en huecos y salas de

máquinas de ascensores, centros de transformación, chimeneas y conductos

de climatización o ventilación. Las conexiones de las tuberías a los

componentes se realizarán de forma que no se transmitan esfuerzos

mecánicos. Las conexiones de componentes al circuito deben ser fácilmente

desmontables por bridas o racores, con el fin de facilitar su sustitución o

reparación.

Los cambios de sección en tuberías horizontales se realizarán de

forma que se evite la formación de bolsas de aire, mediante manguitos de

reducción excéntricos o enrasado de generatrices superiores para uniones

soldadas. Para evitar la formación de bolsas de aire, los tramos horizontales

de tubería se montarán siempre con una pendiente ascendente en el sentido

de circulación, del 1%.


Se facilitarán las dilataciones de tuberías utilizando los cambios de dirección

o dilatadores axiales. Las uniones de tuberías de acero podrán ser por

soldadura o roscadas. Las uniones con valvulería y equipos podrán ser

roscadas hasta 2”, para diámetros superiores se realizarán las uniones por

bridas. Las uniones de tuberías de cobres se realizarán mediante manguitos

soldados por capilaridad.

En circuitos abiertos el sentido de flujo del agua deberá ser siempre

del acero al cobre. El dimensionado, distancia y disposición de los soportes

de tubería se realizará de acuerdo con las prescripciones de UNE 100.152.

Durante el montaje de las tuberías se evitarán en los cortes para la unión de

tuberías, las rebabas y escorias. En las ramificaciones soldadas, el final del

tubo ramificado no debe proyectarse en el interior del tubo principal.

Los sistemas de seguridad y expansión se conectarán de forma que se

evite cualquier acumulación de suciedad o impurezas. Las dilataciones que

sufren las tuberías al variar la temperatura del fluido deben compensarse a

fin de evitar roturas en los puntos más débiles, que suelen ser las uniones

entre tuberías y aparatos, donde suelen concentrarse los esfuerzos de

dilatación y contracción.

En las salas de máquinas se aprovecharán los frecuentes cambios de

dirección, para que la red de tuberías tenga la suficiente flexibilidad y

pueda soportar las variaciones de longitud. En los trazados de tuberías de


gran longitud, horizontales o verticales, se compensarán los movimientos

de tuberías mediante dilatadores axiales.

3.4.6 Montaje aislamiento

El aislamiento no podrá quedar interrumpido al atravesar elementos

estructurales del edificio. El manguito pasamuros deberá tener las

dimensiones suficientes para pase la conducción con su aislamiento, con

una holgura máxima de 3cm.

Tampoco se permitirá la interrupción del aislamiento térmico en los

soportes de las conducciones, que podrán estar o no completamente

envueltos por el material aislante.

El puente térmico constituido por el mismo soporte deberá quedar

interrumpido por la interposición de un material elástico (goma, fieltro, etc.)

entre el mismo y la conducción. Después de la instalación del aislamiento

térmico, los instrumentos de medida y de control, así como válvulas de

desagües, volante, etc. Deberán quedar visibles y accesibles.

Las franjas y flechas que distinguen el tipo de fluido transportado en

el interior de las conducciones se pintarán o se pegarán sobre la superficie

exterior del aislamiento o de su protección.

3.5 Medición y abono de las obras

Colectores solares de placa plana


Se entiende por colector solar de placa plana al número de éstos para

que el rendimiento de la instalación sea el requerido en el proyecto. En el

precio unitario están incluidos portes, descarga, instalación y accesorios de

unión de éstos a todos sus elementos (tubería, sondas, etc)

Replanteo

Todas las operaciones y medios auxiliares que se necesite para los

replanteos serán de cuenta del contratista, no teniendo por este concepto

derecha a indemnización de ninguna clase. El contratista será responsable

de los errores que resulten de los replanteos con relación a los planos

acotados que el director de la obra facilite a su debido tiempo.

Mediciones

Los circuitos se medirán en metros lineales y partes proporcionales

de elementos de anclaje y accesorios (codos, empalmes, etc). El hormigón

para armar se cubicará en su verdadera magnitud en metros cúbicos. La

mezcla anticongelante se cubicará en litros. Todos los elementos de la

instalación se medirán por unidades totalmente instaladas y funcionando,

con partes proporcionales de sujeción y accesorios.

Abono de las obras

Se abonarán al contratista las obras que realmente ejecuta con

sujeción al proyecto aprobado, las modificaciones debidamente autorizadas


y que se introduzcan, y las órdenes que le hayan sido comunicadas por el

director de la obra. Si en virtud de alguna disposición del director de la

obra, se introdujera alguna reforma en la misma que suponga aumento o

disminución del presupuesto, el contratista queda obligado a ejecutarla con

los precios que figuran en el presupuesto del contrato y de no haberlos se

establecerán previamente. El abono de las obras se efectuará en la recepción

de las mismas.

Comienzos de las obras

El contratista deberá comenzar las obras a los quince días de la firma

del contrato y en su ejecución se ajustará a los planos que le suministre el

director de la obra. Él se sujetará a las leyes, reglamentos, normas y

ordenanzas vigentes, así como los que se dicten durante la ejecución de las

obras.

Responsabilidades en la ejecución

El contratista es el único responsable de la ejecución de las obras que

haya contratado. No tendrá derecho a indemnización alguna por el mayor

precio a que pudieran costarle los materiales ni por las erradas maniobras

que cometiese durante la construcción, siendo todas ellas de su cuenta y

riesgo e independiente de la inspección del director de la obra. Será

asimismo responsable ante los tribunales de los accidentes que por su

inexperiencia o descuido ocurran en la construcción de la instalación, en

cuyo caso, si no fuese persona competente en los trabajos, tendrá obligación


de hacerse representar por otra que tenga para ello los debidos

conocimientos.

3.6 Disposiciones finales

3.6.1 Condiciones de contratación

Elección de componentes

Todos los materiales utilizados en el montaje de la instalación

corresponden a los de mayor fiabilidad de los que se encuentran en el

mercado, cumpliendo a su vez, todas y cada una de las condiciones de

trabajo a que éstos se someten.

Prescripciones generales de la instalación

Se aplicarán todas las previstas en el RITE y CTE.

3.6.2 Ejecución del proyecto

La casa constructora encargada de la ejecución del presente proyecto deberá

tener en cuenta todas las normas que sobre el montaje existan. Todas las

obras deberán ser realizadas por personal cualificado.

Plazo de ejecución

Sería fijado en el plazo de ejecución de las bases de contratación.

Comprobación del circuito

Una vez terminado el montaje se efectuarán los siguientes controles:

− Verificar sentido de la bomba.


− Verificar sentido de las válvulas anti-retorno.

− Colocación de sondas de temperatura.

− Verificar la inexistencia de fugas.

− Purgar la instalación.

− Comprobar la correcta puesta en marcha y parada del grupo de

control.

− Ajustar el caudal del circuito primario para un óptimo

rendimiento.

− Vigilar la presión de los circuitos y verificar, si existen o no golpes

de ariete.

Prueba final de entrega

Antes de dar por finalizada la ejecución del proyecto se someterá a la

instalación a una prueba en iguales condiciones a las que van a ser

empleada normalmente.

3.6.3 Condiciones facultativas

Dirección

La dirección del montaje estará realizada en su totalidad por la

persona firmante de este proyecto. La instalación de los elementos se

adecuará totalmente a los planos y documentos del presente proyecto.


Si hubiera necesidad de variar algún punto de este proyecto, será el

director del montaje el único autorizado para ello.

Interpretación

La interpretación del proyecto en toda su amplitud correrá a cargo

del técnico, al que la cosa constructora deberá obedecer en todo momento.

Si hubiese alguna diferencia en la interpretación de las condiciones del

citado proyecto, la casa constructora deberá aceptar y obedecer la opinión

del técnico.

Responsabilidad de la casa constructora

Esta será la única responsable de las indemnizaciones a que hubiera

lugar por el sobreprecio que pudiera costarle la instalación de los elementos

del proyecto y por las erradas maniobras que pudiera cometer durante la

realización del mismo.

Duración de obra

La casa constructora abonará una determinada cantidad por cada día

de retraso en la entrega de la instalación totalmente terminada.

Exclusividad de proyecto

La casa constructora no podrá en ningún caso traspasar este contrato

ni dar su trabajo a otra persona, sin previa autorización de la dirección

técnica.


3.6.4 Garantías

Plazo de garantía

El suministrador garantizará la instalación durante un período

mínimo de 3 años, para todos los materiales utilizados y el procedimiento

empleado en su montaje. Sin perjuicio de cualquier posible reclamación a

terceros, la instalación será reparada de acuerdo con estas condiciones

generales si ha sufrido una avería a causa de un defecto de montaje o de

cualquiera de los componentes, siempre que haya sido manipulada

correctamente de acuerdo con lo establecido en el manual de instrucciones.

La garantía se concede a favor del comprador de la instalación, lo que

deberá justificarse debidamente mediante el correspondiente certificado de

garantía, con la fecha que se acredite en la certificación de la instalación.

La garantía comprende la reparación o reposición, en su caso, de los

componentes y las piezas que pudieran resultar defectuosas durante el

plazo de vigencia de la garantía.

Quedan expresamente incluidos todos los demás gastos, tales como

tiempos de desplazamiento, medios de transporte, amortización de

vehículos y herramientas, disponibilidad de otros medios y eventuales

portes de recogida y devolución de los equipos para su reparación en los

talleres del fabricante.

Asimismo se deben incluir la mano de obra y materiales necesarios

para efectuar los ajustes y eventuales reglajes del funcionamiento de la


instalación. Si en un plazo razonable, el suministrador incumple las

obligaciones derivadas de la garantía, el comprador de la instalación podrá,

previa notificación escrita, fijar una fecha final para que dicho

suministrador cumpla con sus obligaciones. Si el suministrador no cumple

con su obligaciones en dicho plazo último, el comprador de la instalación

podrá, por cuenta y riesgo del suministrador, realizar por sí mismo o

contratar a un tercero para realizar las oportunas reparaciones, sin perjuicio

de la ejecución del aval prestado y de la reclamación por daños y perjuicios

en que se hubiese incurrido el suministrador.

La garantía podrá anularse cuando la instalación haya sido reparada,

modificada o desmontada, aunque sólo sea en parte, por personas ajenas al

suministrador o a los servicios de asistencia técnica de los fabricantes no

autorizados expresamente por el suministrador.

Cuando el usuario detecte un defecto de funcionamiento en la

instalación, lo comunicará fehacientemente al suministrador. Cuando el

suministrador considere que es un defecto de fabricación de algún

componente lo comunicará fehacientemente a fabricante.

Las averías de las instalaciones se repararán en su lugar de ubicación

por el suministrador. Si la avería de algún componente no pudiera ser

reparada en el domicilio del usuario, el componente deberá ser enviado al

taller oficial designado por el fabricante por cuenta y a cargo del

suministrador.


El suministrador realizará las reparaciones o reposiciones de piezas a

la mayor brevedad posible una vez recibido el aviso de avería, pero no se

responsabilizará de los perjuicios causados por la demora en dichas

reparaciones siempre que sea inferior a 15 días naturales.

Recepción definitiva

Al cumplirse el plazo de garantía, se procederá a la recepción

definitiva, mediante las pruebas consiguientes. Si los resultados fueran

satisfactorios, se levantará acta en la que se hará constar el resultado de las

demás pruebas unificadas durante el período de garantía.

3.6.5 Tramitación

Tramitación oficial

Serán por cuenta del contratista los trámites necesarios entre los

organismos interesados para la legalización de la instalación. Todos los

gastos, incluidas las copias del proyecto que se produzcan, serán también

por su cuenta.

Será responsable de cualquier demora que dé lugar los fallos en esta

tramitación.

Cambio de constructor


El adjudicatario no podrá ceder ni traspasar a otra persona física o

jurídica la contrata, sin la plena ni expresa autorización de la

administración.

4PRESUPUESTO

Presupuesto 2

PROPUESTAS................................................. 2

ANÁLISIS ........................................................ 5

SELECCIÓN .................................................... 7

RESUMEN ....................................................... 8

Presupuesto 3

4.1. PROPUESTAS

Tal y como se explica en la definición del subsistema de regulación

y control, se han estudiado dos posibilidades en este sentido: la

implantación de un sistema de regulación personalizado mediante

programación de Autómata, o el uso de dispositivos comerciales

estándar.

A continuación se presenta el presupuesto mínimo para ambas

posibilidades.

Se agregan en la misma tabla costes unitarios, sumar parciales, y

presupuesto general mínimo en €.

PRESUPUESTO OPCIÓN REGULACIÓN CON PLC

Subsistema Cant CONCEPTO unid Coste/UD Coste TOTAL

108 Captador Solar SOL 25 plus Sieben Eltron ud 833,00 89.964,00 €

72 Juego Conexiones para dos colectores SOL 25 plus Salvador Escoda

ud 71,00 5.112,00 €

1 Aerotermos Salvador Escoda A16/3M

ud 1133,00 1.133,00 €

36 Purgador Automático Aire 3/8" ud 4,07 146,52 €

1 CAPTACIÓN

36 Estructura soporte para 3 colectores, acero galvanizado, con tratamiento exteriores de pintura de minio

ud 160,00 5.760,00 €

SUBTOTAL CAPTACIÓN 102.115,52 €

4 Acumulador Solar Lapesa MV-4000-RB ud 4878,00 19.512,00 €

1 Acumulador Solar Lapesa MV-1500-RB ud 2765,00 2.765,00 €

4 Forro envolvente PP acolchado para Acumulador MV-4000-RB

ud 362,00 1.448,00 €2 ALMACENAMIENTO


ud 223,00 223,00 €

SUBTOTAL ALMACENAMIENTO 23.948,00 €

1 Intercambiador Alfa Laval CB 200 64H ud 4029,00 4.029,00 €

4 Bidón 200 L Fluido Caloportador Tyfocor H-30 LS

ud 824,00 3.296,00 €3 TERMO

TRANSFERENCIA 2 Garrafa 20 L Fluido Caloportador Tyfocor H-

30 LS ud 88,00 176,00 €

Presupuesto 4

SUBTOTAL TERMOTRANSFERENCIA 7.501,00 €

2 Bomba Primario, SNP 3220-4,0 Marca Sedical, incluye cableado, montaje y puesta en marcha

ud 2234,00 4.468,00 €

2 Bomba Secundario, incluye cableado, montaje y puesta en marcha

ud 754,00 1.508,00 €

1 Vaso de expansión 50 AMR-P-SO Salvador Escoda

ud 111,00 111,00 €


ud 139,00 139,00 €

74 Tubería de Cobre Barra 54x1,5 (Dext x esp mm)

m 24,40 1.805,60 €

74 Aislamiento espuma elastomérica Agua Caliente, 54mm, espesor según RITE

m 3,66 270,84 €

106 Tubería de Cobre Barra 42x1,2 m 10,05 1.065,30 €


m 2,96 313,76 €

54 Tubería de Cobre Barra 35x1,2 m 6,00 324,00 €


m 2,76 149,04 €

136 Tubería de Cobre Barra 28x1,2 m 4,03 548,08 €


m 2,65 360,40 €

68 Tubería de Cobre Barra 22x1 m 2,53 172,04 €


m 2,41 163,88 €



m 2,12 201,40 €

6 Lata Adhesivo HT 625, espuma elastomérica ud 12,00 72,00 €

8 Válvula Seguridad, apta para mezcla agua+propilenglicol, Pmáx 6bar

ud 10,00 80,00 €

1 Válvula Multiuso, llenado, vaciado y purga del circuito, conexiones 1"

ud 32,00 32,00 €

2 Válvula Mezcladora termostática, 1" ud 58 116,00 €

1 Grupo de presión GP-CMT-MS08 Soki, llenado automático primario

ud 314 314,00 €

1 Depóstio de fibra mineral TR 100 litros ud 118 118,00 €

1 Interruptor de nivel IMN 40 Inox. ud 119,55 119,55 €

9 Válvula 3 vías motorizada, 2" VG7802ST

ud 384,52 3.460,68 €

20 Válvulas de Bola 2" ud 30,05 601,00 €

72 Válvulas de Bola 3/8" ud 3,85 277,20 €

5 Válvulas de Retención 2" ud 51,2 256,00 €

1 Codos, T, reducciones, racores, manguitos unión

ud 720 720,00 €

4 HIDRÁULICO

5 Manómetro Diferencial, MM200600 Salvador Escoda

ud 37,78 188,90 €

SUBTOTAL HIDRÁULICO 18.136,17 €

5 REGULACIÓN Y

CONTROL

16 Sonda Inmersión, uso interior, PT 1000 Salvador Escoda

ud 24,00 384,00 €

Presupuesto 5

2 Sonda Inmersión, uso exterior (colectores) PT 1000 Salvador Escoda

ud 24,00 48,00 €

18 Vaina Para Sonda, 100 mm, Salvador Escoda ud 8,00 144,00 €

1 Autómata Programable Siemens, 16 entradas 16 salidas

ud 2750,00 2.750,00 €

CONTROL

1 Programación, prueba, puesta en marcha del control

ud 27000,00 27.000,00 €

SUBTOTAL REGULACIÓN Y CONTROL 56.916,84 €

1 Mano de Obra, montaje, instalación, pruebas, puesta en marcha

ud 27000,00 27.000,00 €

1 Realización del proyecto técnico y tramitación de subvenciones

ud 2000,00 2.000,00 €6 OBRA y PROYECTO

1 Transporte a Obra ud 1200,00 1.200,00 € SUBTOTAL OBRA Y PROYECTO 30.200,00 €

SUBTOTAL INSTALACIÓN SOLAR 238.817,53 €

IVA 38.210,80 €

TOTAL presupuesto

277.028,33 €

Presupuesto 6

PRESUPUESTO REGULACIÓN CONDISPOSITIVOS ESTÁNDAR Subsistema Cant CONCEPTO unid Coste/UD Coste

TOTAL 108 Captador Solar SOL 25 plus Sieben Eltron ud 833,00 89.964,00 €72 Juego Conexiones para dos colectores SOL 25

plus Salvador Escoda ud 71,00 5.112,00 €

1 Aerotermos Salvador Escoda A16/3M

ud 1133,00 1.133,00 €

36 Purgador Automático Aire 3/8" ud 4,07 146,52 €

1 CAPTACIÓN

36 Estructura soporte para 3 colectores, acero galvanizado, con tratamiento exteriores de pintura de minio

ud 160,00 5.760,00 €

SUBTOTAL CAPTACIÓN 102.115,52 €4 Acumulador Solar Lapesa MV-4000-RB ud 4878,00 19.512,00 €1 Acumulador Solar Lapesa MV-1500-RB ud 2765,00 2.765,00 €4 Forro envolvente PP acolchado para

Acumulador MV-4000-RB ud 362,00 1.448,00 €2

ALMACENAMIENTO


ud 223,00 223,00 €

SUBTOTAL ALMACENAMIENTO 23.948,00 €1 Intercambiador Alfa Laval CB 200 64H ud 4029,00 4.029,00 €4 Bidón 200 L Fluido Caloportador Tyfocor H-

30 LS ud 824,00 3.296,00 €3

TERMO TRANSFERENCIA

2 Garrafa 20 L Fluido Caloportador Tyfocor H-30 LS

ud 88,00 176,00 €

SUBTOTAL TERMOTRANSFERENCIA 7.501,00 €2 Bomba Primario, SNP 3220-4,0 Marca

Sedical, incluye cableado, montaje y puesta en marcha

ud 2234,00 4.468,00 €

2 Bomba Secundario, incluye cableado, montaje y puesta en marcha

ud 754,00 1.508,00 €


ud 111,00 111,00 €


ud 139,00 139,00 €

74 Tubería de Cobre Barra 54x1,5 (Dext x esp mm)

m 24,40 1.805,60 €


m 3,66 270,84 €

106 Tubería de Cobre Barra 42x1,2 m 10,05 1.065,30 €106 Aislamiento espuma elastomérica Agua

Caliente, 42mm, espesor según RITE m 2,96 313,76 €

54 Tubería de Cobre Barra 35x1,2 m 6,00 324,00 €54 Aislamiento espuma elastomérica Agua


136 Tubería de Cobre Barra 28x1,2 m 4,03 548,08 €136 Aislamiento espuma elastomérica Agua


4 HIDRÁULICO


Presupuesto 7


m 2,41 163,88 €

95 Tubería de Cobre Barra 18x1 m 1,90 180,50 €95 Aislamiento espuma elastomérica Agua


6 Lata Adhesivo HT 625, para espuma elastomérica

ud 12,00 72,00 €

8 Válvula Seguridad, apta para mezcla agua+propilenglicol, Pmáx 6bar

ud 10,00 80,00 €

1 Válvula Multiuso, llenado, vaciado y purga del circuito, conexiones 1"

ud 32,00 32,00 €

2 Válvula Mezcladora termostática, 1" ud 58 116,00 €1 Grupo de presión GP-CMT-MS08 Soki,

llenado automático primario ud 314 314,00 €

1 Depóstio de fibra mineral TR 100 litros ud 118 118,00 €1 Interruptor de nivel IMN 40 Inox. ud 119,55 119,55 €9 Válvula 3 vías motorizada, 2" VG7802ST

ud 384,52 3.460,68 €

20 Válvulas de Bola 2" ud 30,05 601,00 €72 Válvulas de Bola 3/8" ud 3,85 277,20 €5 Válvulas de Retención 2" ud 51,2 256,00 €1 Codos, T, reducciones, racores, manguitos

unión ud 720 720,00 €

5 Manómetro Diferencial, MM200600 Salvador Escoda

ud 37,78 188,90 €

SUBTOTAL HIDRÁULICO 18.136,17 €16 Sonda Inmersión, uso interior, PT 1000

Salvador Escoda ud 24,00 384,00 €

2 Sonda Inmersión, uso exterior (colectores) PT 1000 Salvador Escoda

ud 24,00 48,00 €

18 Vaina Para Sonda, 100 mm, Salvador Escoda ud 8,00 144,00 €1 Steca TR 0704, Regulador de diferencia de

temperatura para instalaciones solares, Pantalla LCD, 7 entradas, 4 salidas ampliable.

ud 512,00 512,00 €5

REGULACIÓN Y CONTROL

4 Steca TA 0403, Módulo de extensión para el Regulador 0704, 4 entradas, 3 salidas.

ud 204,00 816,00 €

1 Progamador Legionella, temporizador y mando, LEGIONELUS-70 BOX (con caja), Salvador Escoda

ud 179,76 179,76 €

SUBTOTAL REGULACIÓN Y CONTROL 28.674,60 €1 Mano de Obra, montaje, instalación, pruebas,

puesta en marcha ud 27000,00 27.000,00 €

1 Realización del proyecto técnico y tramitación de subvenciones

ud 2000,00 2.000,00 €6 OBRA y PROYECTO

1 Transporte a Obra ud 1200,00 1.200,00 € SUBTOTAL OBRA Y PROYECTO 30.200,00 € SUBTOTAL INSTALACIÓN SOLAR 210.575,29

€ IVA 33.692,05 €

Presupuesto 8

TOTAL prespues

244.267,34 €

4.2. ANÁLISIS

Los siguientes gráficos de sectores representan la repercusión en las

sumas parciales por subsistemas de cada presupuesto. Se observa que el

subsistema de regulación (azul) cobra un peso especialmente elevado en la

segunda propuesta, agravando la cuantía total, en perjuicio de las variables

económicas como se ha visto en el estudio destinado a tal efecto.

Distribución del presupuesto PLC

42,76

%

0,03%3,14%7,5

9%

23,83

%

12,65

%

1 2

3 4

5 6

Distribución del presupuesto

48,49

%

11,37

%3,56%

8,61%

13,62

%

14,34

%

1 2

3 4

5 6

Presupuesto 9

4.3. SELECCIÓN

Se elegirá finalmente la opción de regulación con el equipo de

regulación diferencial estándar propuesto, salvo petición expresa del

cliente.

4.4. RESUMEN

El Presupuesto de este proyecto asciende a 244.267,34

DOSCIENTOS CUARENTA Y CUATRO MIL DOSCIENTOS

SESENTA Y SIETE EUROS, CON TREINTA Y CUATRO CÉNTIMOS.

INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA PARA ACS EN HOSPITAL DE … · Se detallan los mecanismos de acción...

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