Manual captacion solar

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    17-Feb-2017
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    Engineering

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    Esta gua pretende ser un apoyo al desarrollo de un correcto dimensionamiento deinstalaciones de energa solar trmica en sus distintas aplicaciones

    La gua resume las recomendaciones de los diferentes documentos tcnicos que afectan a estetipo de instalaciones asi como hace una descripcin de los diferentes productos mas utilizadospara resolver adecuadamente cada situacin .

    Se ha pensado tanto en las aplicaciones domsticas como en las de los grandesconsumidores del sector residencial y servicios.

    INTRODUCCIN

    A continuacin se exponen los criterios bsicos y se aaden una serie de ejemplos ilustrativosde diferentes aplicaciones.

    Cualquier solucin distinta a las aqu contenidas , podrn plantearla al Departamento Tcnicode Thisa , donde ponemos a su disposicin medios tcnicos y humanos as comoasesoramiento sobre la idoneidad de nuestros productos.

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    NORMATIVA DE APLICACIN

    Normativa de carcter Nacional:- Cdigo Tcnico de la Edificacin CTE- Reglamento Instalaciones Trmicas en Edificios RITE- Normas UNE de aplicacin- Normativas Municipales y Autonmicas donde fuera de aplicacin.

    OBLIGATORIEDAD

    A partir de la entrada en vigor del CTE ,es necesario prever la instalacin de apoyo solara la produccin de ACS y climatizacin de piscinas cubiertas en edificios de nuevaconstruccin y rehabilitacin.

    Un correcto dimensionamiento proporciona un gran ahorro y un mnimo impacto ambiental.La aportacin de la energa solar trmica en A.C.S. para instalaciones en viviendas unifamiliaresproporciona a las familias disfrutar de una instalacin de calidad, con la mayor garanta defuncionamiento y ahorro de energia .

    Tambin su aporte podr hacer posible tener un ahorro en calefaccin de bajatemperatura y calentamiento de agua para piscinas.

    DESCRIPCIN DE UNA INSTALACIN SOLAR

    Una instalacin solar est formada por un conjunto de componentes encargados de captarla energa del sol, y directamente cederla al fluido de trabajo y transferirla a otro para poderalmacenarla o utilizarla en los puntos de consumo.

    Los sistemas que forman parte de la instalacin trmica solar son:- Sistema de captacin.- Circuito hidrulico.- Sistema de intercambio.- Sistema de acumulacin y distribucin- Sistema de regulacin y control.- Equipo de energa auxiliar convencional

    Las instalaciones debern tener un circuito primario y secundario totalmenteindependientes.(CTE HE-4 3.2.2 )

    El circuito primario contar con la adicin de un producto qumico anticongelante no txico.En instalaciones que cuenten con mas de 10 m2 de captacin el circuito primario ser decirculacin forzada.

    Si las instalaciones alcanzan una temperatura superior a los 60 C, no se admitir la presenciade componentes de acero galvanizado.

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    DESCRIPCIN DEL CAPTADOR DE Thisa by Chromagen

    Segn la Orden ITC/71/2007, de 22 de enero, se modifica el anexo de la Orden de 28 de juliode 1980, por la que se aprueban las normas e instrucciones tcnicas complementarias para lahomologacin de paneles solares:

    La certificacin de los paneles solares exige el ensayo de eficiencia de la norma UNE-EN 12975 y para el 2008, la serie de ensayos completa.La certificacin de los sistemas prefabricados, hasta el 2008, el ensayo del captadorse har de forma independiente y pasado este perodo, habr que hacer el ensayo completosegn la norma UNE-EN 12976. La certificacin se llevar a cabo en laboratorios acreditados,que son aquellos que cumplen la norma UNE-EN-ISO/IEC 17025. Adems habr que poseer laNorma UNE-EN ISO 9001 o garantizar el mismo nivel de calidad.

    Los productos que sean certificados por un laboratorio acreditado fuera de Espaa no tendrque volver a pasar los ensayos de certificacin en un laboratorio espaol. Para su aceptacinen el mercado nacional (y as poder ser utilizados en el mbito del CTE y las subvenciones)los productos tendrn que presentarse en el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio.

    Los captadores solares Chromagen estn formados por los siguientescomponentes:

    1. Superficie de absorcin: aletas de cobre conrecubrimiento selectivo Alta absortividad, bajaemisividad. Soldadura ultrasnica aletas- tubosde cobre.

    2. Red de Conductos : Conductos de cobre de1 mm soldados a colectores principales de 23mm.

    3. Conexiones de tubera: cuatro conexiones detres piezas juntas de bronce.

    4. Lmina de aluminio: Un panel nico diseadopara reducir la reflectividad, y aumentar suresistencia y duracin

    5. Caja de aluminio: caja de aluminio extruido.

    6. Burlete de goma: El burlete de goma deEPDM, absorbe la expansin de los marcos y del panel de vidrio.

    7. Red de Tuberias : Tuberias de cobre de 8 mm,por donde circula el fluido caloportador.

    8. Conectores hembra.

    9. Dorso.

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    ZONAS CLIMTICAS DE ESPAAEl dimensionamiento de una instalacin depende de la demanda energtica del consumidor, dela zona climtica y de la orientacin e inclinacin de los colectores.Las zonas climticas se definen segn la radiacin horizontal media diaria, de esta forma lainstalacin se amoldar a las aportaciones energticas de cada zona.(CTE, HE 4, 3.1.2)

    La contribucin solar mnima anual es la fraccin entre los valores anuales de la energasolar aportada exigida y la demanda energtica anual, obtenida de valores mensuales. Para cadazona climtica y diferentes niveles de demanda A.C.S. a 60 C: (CTE, HE 4, 2.1)

    Contribucin solar mnima (%). Caso generalDemanda total ACS (lts/da) a 60 C. N habitantes Zona climtica

    I II III IV V50-5.000 30 30 50 60 705.000-6.000 30 30 55 65 706.000-7.000 30 35 61 70 707.000-8.000 30 45 63 70 708.000-9.000 30 52 65 70 709.000-10.000 30 55 70 70 7010.000-12.500 30 65 70 70 7012.500-15.000 30 70 70 70 7015.000-17.500 35 70 70 70 7017.500-20.000 45 70 70 70 70> 20.000 52 70 70 70 70

    Contribucin solar mnima (%).Caso JouleDemanda total ACS (lts/da) a 60 C.

    N habitantes Zona climticaI II III IV V

    50-1.000 50 60 70 70 701.000-2.000 50 63 70 70 702.000-3.000 50 66 70 70 703.000-4.000 51 69 70 70 704.000-5.000 58 70 70 70 705.000-6.000 62 70 70 70 70> 6.000 70 70 70 70 70

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    Para el caso de climatizacin de piscinas cubiertas: ( CTE, HE 4, 2.1)

    Contribucin solar mnima (%). Climatizacin de piscinas Zona climtica

    I II III IV VPiscinas cubiertas 30 30 50 50 70

    El dimensionamiento de la instalacin est limitado por el cumplimiento de la condicinde que ningn mes del ao la energa producida por la instalacin superar el 110 %de lademanda energtica y no en ms de tres meses el 100%.

    En caso de sobrepasarse estos valores deber dotarse a la instalacin de la posibilidad dedisipar dichos excedentes:

    - Recirculacin nocturna circuito primario- Tapado parcial de captadores- Vaciado parcial del campo de captadores- Desvio de los excedentes energticos a otras aplicaciones

    (piscina , aerotermos etc. )

    DIMENSIONAMIENTO DE LA ACUMULACION SOLAR DE A.C.S.

    Lo primero es establecer la demanda de consumo.Segn la CTE-HE 4, la demanda de A.C.S. viene designada segn el tipo de usos :

  • A su vez para viviendas unifamiliares, viene determinada segn el nmero de dormitorios,segn la CTE-HE 4, 3.1.1:

    -Viviendas de un dormitorio: 1.5 personas.-Viviendas de dos dormitorios: 3 personas.-Viviendas de tres dormitorios: 4 personas.- Viviendas de cuatro dormitorios: 6 personas.-Viviendas de cinco dormitorios: 7 personas.-Viviendas de seis dormitorios: 8 personas.-Viviendas de siete dormitorios: 9 personas.

    El acumulador se seleccionar en funcin, no de la potencia del campo de captadores, sino dela energa obtenida a lo largo del da. Para la aplicacin de ACS el volumen de acumulacin yel rea de captadores cumplirn la relacin :

    50 < V/A < 180

    Preferiblemente se instalar un solo depsito vertical de situacin interior.De fraccionarse el volumen los depsitos se instalarn preferiblemente en serie o en paralelocon primario y secundario equilibrados.

    CRITERIOS DE DIMENSIONADO PARA CAPTADORES SOLARES:

    En el mtodo de clculo se incluirn las prestaciones globales anuales definidas por:a) Demanda trmica energticab) Energa solar trmica aportadac) Fracciones solares mensuales y anualesd) Rendimiento medio anual

    DIMENSIONADO RAPIDO DE UN CAMPO DE CAPTADORESThisa by Chromagen - APLICACIN ACS

    Clculo realizado para 45 C de utilizacin, 45 de inclinacin y orientado al Sur(cobertura solar del 65 % - 75% aprox.). Base de datos F-CHART.

    C.S. 50% C.S. 60% C.S. 70% C.S. 70% C.S. 70%ZONA I ZONA II ZONA III ZONA IV ZONA V

    Guipzcua 1,67 Barcelona 1,08 Cuenca 1,85 vila 1,69 Albacete 1,49La Corua 1,27 Burgos 1,81 Gerona 1,54 Baleares 1,16 Alicante 1,08Oviedo 1,37 Logroo 1,11 Huesca 1,43 Cdiz 1,06 Almera 1,11Pamplona 1,53 Lugo 2,42 Len 1,60 Castelln 1,25 Badajoz 1,48Pontevedra 0,95 Palencia 1,37 Lrida 1,45 C. Real 1,65 Cceres 1,21Santander 1,59 Valladolid 1,32 Salamanca 1,74 Crdoba 1,35 Canarias 1,69Vitoria 1,51 Segovia 2,21 Granada 1,73 Huelva 1,17Vizcaya 2,27 Soria 2,45 Guadalajara 2,61 Melilla 1,20

    Taarragona 1,48 Jan 1,36 Sevilla 1,26Teruel 2,08 Madrid 1,41 Tenerife 1,37Zamora 1,82 Mlaga 1,16

    Murcia 1,06Toledo 1,61Valencia 1,29Zaragoza 1,39

    m2 colector / 100 lts

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    DIMENSIONADO RAPIDO DE UN CAMPO DE CAPTADORESThisa by Chromagen - APLICACIN PISICINA CUBIERTA

    Temperatura media del agua 24 a 26 C, temporada de bao de todo el ao.Orientacin al Sur, ngulo de inclinacin 45 ( cobertura solar de 60% aprox.).Profundidad media 1.4 m. Base de datos F-CHART.

    m2 colector / 10 m3

    Albacete 2.34 Guadalajara3.63 Pontevedra 1.83Alicante 1.19 Guipzcoa 3.00 Salamanca 2.82Almera 1.17 Huelva 1.27 Santander 2.59vila 2.92 Huesca 2.13 Segov