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INSTALACIÓN PARA EL APROVECHAMIENTO DE
LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA PARA UN
LAVADERO DE VEHÍCULOS
TÚNEL DE LAVADO
ÍNDICE.
1. Introducción ............................................. 3
2. Descripción general del sistema ........................ 3
3. Dimensionado del sistema y lista de componentes .... 5
4. Breve descripción de los equipos ....................... 8
4.1. Colectores térmicos ..................................................8
4.2. Alcance y suministro ................................................9
4.3. Estructuras de soporte ...........................................9
4.4. Ficha técnica de la instalación ...............................9
5. Resumen................................................. 10
Anexo I: Esquema de la instalación ...................... 11
Anexo II: Evaluación de energía ......................... 12
Anexo III: Presupuesto ................................... 12
Anexo IV: Características técnicas del colector solar . 14
Ingeniería Solar y Eólica
1. Introducción
Un sistema de aprovechamiento de la energía solar térmica es aquel que
aprovecha la radiación incidente del sol para incrementar la temperatura del fluido que
necesitamos calentar, el cual normalmente será agua.
El objeto de este estudio es realizar el dimensionado, cálculo de prestaciones
energéticas, descripción funcional y definición constructiva de una instalación de
aprovechamiento de energía solar térmica, situada en Xxxxx. La instalación objeto de
este estudio dispondrá de una sistema dedicado a la producción de agua caliente
sanitaria para un sistema de 4 box dedicados al lavado de coches. El uso de la energía
solar térmica evita el uso de combustibles fósiles provocando un sustancial descenso en
los gastos de energía convencional y la consecuente reducción en las emisiones de CO2.
La instalación se realizará mediante captadores solares planos, que cubrirán una
gran parte de las necesidades indicadas en los correspondientes “Estudios Energéticos”
(ver Anexo de Cálculos).
2. Descripción general del sistema
La instalación térmica responde al sencillo esquema de la Figura 1.
GENERADOR
TERMICO
ACUMULACIÓN
CONSUMO
Figura 1. Esquema de principio
El generador térmico formado por una serie de colectores solares planos
conectados entre sí, se encarga de transformar la energía del sol en energía térmica que
consigue incrementar la temperatura de un fluido de trabajo. Este fluido de trabajo es
una mezcla anticongelante formada por etilenglicol y agua. Las proporciones serán las
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Ingeniería Solar y Eólica
adecuadas al lugar en el que se instalará el sistema de forma que el fluido de trabajo no
se congele nunca evitando así daños al sistema.
Así pues, los colectores solares calientan este anticongelante de forma
proporcional a la irradiancia solar que incide sobre ellos. Después hay que transferir este
calor al agua de consumo, esta operación se realiza dos serpentines de cobre aleteado de
alta eficiencia.
Este fluido de trabajo calentado por el Sol se conduce hacia un depósito donde
acumular esta energía para después poderla consumir aún en ausencia total de sol. En
sistemas de agua caliente sanitaria y en calefacciones de baja temperatura (suelo
radiante) se instalará un depósito para realizar esta acumulación en función de las
necesidades del sistema. Cuando la instalación se diseña para cubrir las demandas de
varios tipos de uso se instalará un depósito para cada uso, a excepción de la piscina en la
que será esta el propio depósito.
Se prevé la utilización de un sistema auxiliar para complementar a la instalación
solar en los periodos de baja radiación o de alto consumo. La conexión hidráulica se
realizará de forma que el agua caliente sanitaria sea preparada y almacenada por la
instalación solar antes de pasar al sistema de acumulación auxiliar. Se preverá la
ejecución de by-pass hidráulico para eventual desconexión de la instalación solar.
El control del sistema es absolutamente autónomo debido a que dispone de una
centralita que se encarga de regular y dirigir de manera automática el aporte de energía
captada, optimizando el rendimiento del sistema y garantizando el máximo ahorro
económico. Este control se lleva a cabo a través de bombas circuladoras, válvulas
robotizadas que controlan el recorrido del fluido, etc.
El sistema de protección estará formado por la aparamenta eléctrica necesaria
para la protección contra sobrecorrientes de las bombas que actuarán en la instalación.
La protección de los motores de las bombas se realizará mediante la adecuada
protección térmica de las mismas y protección frente a derivaciones en el conjunto.
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Ingeniería Solar y Eólica
3. Dimensionado del sistema y lista de componentes
Para el dimensionamiento de la instalación objeto de estudio, el método de
cálculo utilizado es el denominado F-Chart, reconocido por todos los organismos
instituciones y programas oficiales de financiación. Este sistema de cálculo proporciona,
con un grado de precisión suficiente en relación con la estimación de datos de consumo,
las previsiones de aportaciones mensuales de energía solar para las necesidades
previstas.
La instalación propuesta ha sido diseñada para abastecer con agua caliente una
empresa de lavado de vehículos. Esta empresa dispone de 4 box de lavado por chorro de
alta presión. Se supone un consumo de unos 750 litros de agua por box al día y la
temperatura de consumo media será de unos 50ºC.
En la actualidad esta instalación dispone de unas calderas para calentar el agua
para lavar los coches. Con el empleo del sistema de aprovechamiento de la energía solar
se consigue reducir notablemente el consumo de combustible al ser solo éste necesario
cuando los colectores no consigan captar suficiente energía.
Para el cálculo de esta instalación se ha tenido en cuenta la situación de la misma
en la provincia de Xxxxx. Este dato es muy importante para conocer con exactitud la
radiación del lugar así como las temperaturas ambientes y del agua de la red.
Meses
Ene
Tª. media ambiente [ºC]:
Tª. media agua red [ºC]:
Rad. horiz. [kJ/m2/día]:
Rad. inclin. [kJ/m2/día]:
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Anual
9,4
9,9
12,3
14,6
17,7
21,6
24,4
24,2
21,7
17,5
13,5
10,2
16,4
8,0
9,0
11,0
13,0
14,0
15,0
16,0
15,0
14,0
13,0
11,0
8,0
12,3
6.196 10.006 13.606 18.170 21.272 22.734 22.358 18.966 15.196 11.764 6.906 5.862 14.420
11.317 15.677 17.096 18.460 18.701 18.693 18.870 17.967 17.396 14.334 11.984 11.603 16.008
Tabla 1: condiciones ambientales
En función de estas condiciones ambientales y de los requisitos que le
imponemos al sistema, las necesidades energéticas que requiere la instalación son:
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Ingeniería Solar y Eólica
Tabla 2: Necesidades de la instalación.
En la tabla se pueden ver el consumo mensual de agua para procesos industriales
en metros cúbicos así como el incremento de temperatura que necesita el agua para
consumirse en las condiciones apropiadas. En una instalación sin sistema de
aprovechamiento de la energía solar este incremento de temperaturas lo darían calderas
funcionando con combustibles fósiles. La misión de los colectores será la de precalentar
el agua para así ahorrar combustible al no tener la caldera que dar el incremento de
temperatura ella sola, y en verano incluso conseguir la temperatura de uso no siendo
necesario el aporte final de energía con combustible.
En el Anexo 2 se ofrece el balance energético global del sistema. Los
componentes básicos de la instalación para cumplir con el uso que se le va ha dar son:
6
Ingeniería Solar y Eólica
Item
1
2
3
4
5
6
7
8
Descripción
Colectores verticales ISONOX II
Intercambiador de serpentín
Estructura soporte para 30 colectores
Bombas recirculadoras
Centralita RESOL D SOL B
Acumulador LAPESA 3000 litros
Calorímetro Sedical
Tubería, valvulería y vaso de expansión
Cantidad
30
2
1
1
1
1
1
1
Tabla 3. Componentes del sistema
La instalación diseñada en exclusiva por Enerpal dispone de 30 colectores
solares de la empresa ISOFOTON con unas características reflejadas en la
correspondiente ficha técnica incorporada en esta memoria. La orientación de dichos
colectores se adaptará a la zona de ubicación de los mismos siendo lo más
recomendable una orientación SUR puro y unos 45º de inclinación, aunque variaciones
en estos parámetros no tienen elevada influencia debido a la calidad de los equipos
instalados reflejada en las fichas técnicas.
El sistema incorpora dos intercambiadores de serpentín de la empresa LAPESA
con suficiente tamaño para realizar una transferencia efectiva de calor entre el fluido
que recorre los paneles y el agua que se consume.
El depósito de acumulación es para prolongar el consumo de energía en los
momentos de baja radiación, aumentando así el rendimiento de la instalación.
Dependiendo de la ubicación de dicho depósito y de las dimensiones del mismo se
instalará un depósito de 4000 litros..
Todos los elementos o agrupaciones de los mismos llevarán válvulas de corte
para poder proceder así a realizar mantenimiento en caso de ser necesario sin tener que
parar toda la instalación. Además también llevará las correspondientes válvulas
robotizadas para adaptar la instalación que monte ENERPAL a la instalación previa del
cliente.
7
Ingeniería Solar y Eólica
La instalación existente no se modificará ni eliminará para que la instalación no
deje de dar su servicio con periodos muy prolongados de baja radiación.
Se puede ver un esquema de dicho montaje en el Anexo I: Esquema unifilar de
la instalación.
4. Breve descripción de los equipos
4.1. Colectores térmicos
Para la realización de este proyecto se propone la utilización del colectores
ISONOX II, fabricado con una placa absorbedora de cobre con deposiciones de titanio.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL COLECTOR





Anchura (mm) .............................................................................................1970
Altura (mm) ................................................................................................. 970
Peso en vacío (kg)........................................................................................40,2
Peso en funcionamiento (kg)........................................................................42,9
CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS DEL COLECTOR





Absortividad ................................................................................. 0,95+/ - 0,015
Emisividad ...................................................................................... 0,05+/ - 0,03
Temperatura máxima de trabajo (ºC)..............................................................180
Cubierta ..................................................................................... vidrio templado
Transmitancia cubierta ................................................................................. 92%
Interesa insistir en que la tecnología de fabricación de
estos módulos ha superado unas pruebas de homologación muy
estrictas que permiten garantizar una gran resistencia a la
intemperie.
De acuerdo con la solución propuesta, los 30 colectores
se agruparían en baterías de 5 colectores para un mejor
posicionamiento en la estructura. Todas las baterías a su vez se
unirán en paralelo con las otras.
Cada una de estas baterías tendrá válvulas de corte a la
entrada y a la salida. Eliminadores automáticos de aire
(purgadores) y válvulas de seguridad que evacuarán líquido en caso de peligro para la
instalación.
8
Ingeniería Solar y Eólica
4.2. Alcance y suministro
La instalación definida en el presente proyecto queda delimitada por los
siguientes alcances:

Acometidas eléctricas: Incluye la línea de acometida desde el cuadro eléctrico de
servicio general para alimentar el cuadro eléctrico de la instalación solar.

General: La instalación comprende todos los elementos necesarios para su
correcto funcionamiento, quedando entendido que el sistema auxiliar en caso de
existir se encuentra operativo, estando incluido en este proyecto sólo la conexión
hidráulica entre ambos sistemas y la correspondiente puesta en marcha del sistema
solar.
4.3. Estructuras de soporte
Son las encargadas de asegurar un buen anclaje del generador solar, facilitando
la instalación y mantenimiento de los paneles, a la vez que proporcionan no sólo la
orientación necesaria, sino también el ángulo de inclinación idóneo para un mejor
aprovechamiento de la radiación.
ENERPAL dispone de distintas soluciones constructivas dependiendo de las
características de la cubierta o superficie sobre la que se montará el generador térmico.
La selección de la solución más adecuada se llevará a cabo en común acuerdo con el
arquitecto del edificio o en su defecto, con el cliente, una vez la oferta haya sido
adjudicada.
La perfilería soporte está fabricada en acero galvanizado en caliente de gran
resistencia estructural y larga vida a la intemperie.
Se emplea tornillería inoxidable para la sujeción de los módulos, asegurando un
buen contacto eléctrico entre el marco de los módulos y los perfiles soporte, por
seguridad frente a posibles pérdidas de aislamiento en el generador o efectos inducidos
por descargas atmosféricas.
4.4. Ficha técnica de la instalación
Superficie de captador
Volumen de acumulación ACS
Intercambiador proceso industrial
Bomba primario
Calorímetro
Centralita
60 m²
300 litros
Serpentín L 45
Bomba Grundfos UPS 32-120/2
Sedical Supercal 431 LBS
Termostato diferencial RESOL D-SOL B
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Ingeniería Solar y Eólica
5. Resumen
Con lo que antecede, se pretende haber dado idea y justificación de la
instalación, tanto en su alcance como en sus elementos, para lograr de los Organismos
Competentes los oportunos permisos para su instalación y posterior puesta en
funcionamiento, estando no obstante el autor de la memoria técnica dispuesto a ampliar
o completar cuantos aspectos se juzguen oportunos.
Xxxxx, xxxxx de 2004
10
Anexo I: Esquema de la instalación
Ingeniería Solar y Eólica
Anexo II: Evaluación de energía
Colectores
0
0
0
30
ACS
Suelo Radiante
Piscina
Procesos industriales
Ene
Superficie
0
0
0
57
Feb
Mar
Abr
Acumulador
0
0
Nº Acumulad
0
0
3000
1
May
Jun
Jul
Intercambiador
Superficie m²
8,6
Potencia (KW)
34,2
aporte min.
aporte actual
450
558
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Sept.
Oct.
Nov.
Dic.
Anual
ACS
Suelo Radiante
Piscina
Meses
Enero
Febrero
NECESIDADES Y AHORROS
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Energía Necesaria [Termias]
ACS
Calefacción
Piscina
Proceso indust.
Total Necesidades
3.906
3.906
3.444
3.444
3.627
3.627
3.330
3.330
3.348
3.150
3.162
3.255
3.348
3.150
3.162
3.255
Energía ahorrada [Termias]
3.240
3.240
3.441
3.441
3.510
3.510
3.906
3.906
0
0
0
41.319
41.319
ACS
Calefacción
Piscina
Proceso indust.
Ahorros [Termias]:
Ahorros [%]:
2.052
2.052
52,5%
2.513
2.513
73,0%
2.915
2.915
80,4%
2.902
2.902
87,2%
3.015
3.015
90,0%
2.844
2.844
87,8%
2.487
2.487
72,3%
2.048
2.048
58,3%
2.126
2.126
54,4%
31.814
31.814
77,0%
Oct.
Nov.
2.917
2.917
92,6%
3.010
3.010
95,2%
2.985
2.985
91,7%
4.000
3.500
3.000
TERMIAS
2.500
2.000
1.500
1.000
500
0
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Sept.
MESES
AHORROS
12
NECESIDADES
Dic.
Ingeniería Solar y Eólica
Anexo III: Presupuesto
Fecha :
C/ Xxxxx Xxxx
Tfno: XXX XX XX XX
[email protected]
www.enerpal.com
A Don :
D.N.I. / C.I.F. :
Domicilio :
Código Postal :
Población :
Provincia :
Uds
Concepto
Precio Uds.
30
Colector ISOFOTON ISONOX II Vertical con racores
2
KIT SERPENTIN L 45 EN COBRE ALETEADO
1
ACUMULADOR EMMETI COMFORT DE 3000 L
2
BOMBA GRUNDFOS 32-120/2
1
TERMOSTATO DIFERENCIAL RESOL D-SOL B
1
Sistema de control 1 Aplicación-30 colectores
1
Calorímetro Sedical Supercal
1
Sistema de control eléctrico 1 aplicación-30 colectores
6
Soportes Verticales 5 colectores
1
Tubería, valvulería, expansión y accesorios
1
Mano de obra
1
Operación y mantenimiento durante garantía (3 años)
OBSERVACIONES
Suma Euros
No incluído obra civil y alquiler de grúa en caso de ser necesario.
este presupuesto se le añadirá el IVA correspondiente
Importe
34.815,12
A
Conforme, el cliente
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Anexo IV: Características técnicas del colector solar
Figura 2. Colector ISONOX II
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