CAP. 3 – CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO I.T. 2

3.1
CAP. 3 – CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
3.2
I.T. 2. DESCRIPCIONES TÉCNICAS
2.1 Condiciones de funcionamiento
2.2 Sistema Solar Térmico
2.3 Fluido de trabajo en SST
2.4 Riesgo de heladas
2.5 Protección contra sobrecalentamientos y altas
temperaturas
2.6 Resistencia a la presión
2.7 Prevención de flujo inverso
3.3
I.T. 2.1 CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO
Los equipos deberán ser de baja mantención y
presentar una buena resistencia a la corrosión y a
degradaciones en el largo plazo, en función del lugar
donde estén instalados. El cumplimiento de estos
requerimientos debe ser respaldados mediante la
presentación de las referencias técnicas de los equipos
así como sus documentos de garantía.
1
3.4
MATERIALES QUE SE INSTALEN AL EXTERIOR
Todos los materiales que se
instalen al exterior deberán
estar diseñados para
soportar las condiciones
ambientales (radiación UV,
lluvia, etc.) a las que van a
estar expuestos para evitar
los efectos no deseados que
pueden reducir su vida útil
(deterioro, oxidación, )
3.5
EXPERIENCIAS EN SST DOMÉSTICOS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Consumos diarios muy variables e importantes
Perfiles de consumo diario de segundo orden
Proceso de calentamiento delicado
Enfriamiento nocturno puede afectar
Prestaciones globales: muy variables
Pequeños detalles pueden tener importancia:
–
–
retenciones de aire reducen circulación
largos recorridos consumen mucha energía
3.6
MEDIDAS DE CONSUMO DE SST
450
• Consu
400
700
35 0
600
30 0
500
25 0
400
20 0
300
15 0
350
300
250
200
150
100
200
50
100
0
10 0
50
0
0
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1
2
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
400
400
350
1
2
350
300
300
250
250
250
200
200
200
4
26 27 28
29 30
1
2
4 5
6
15
16
17
18
19
20
0
0
21 22 2 3 24 25
14
50
50
0
13
100
100
50
12
150
150
100
11
400
350
300
150
10
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16
7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
3
2
3.7
MONITORIZACIÓN DE SST
100
1000
90
900
80
800
70
700
60
600
50
500
40
400
30
300
20
200
10
100
T1 ( ent col )
T2 ( s al col )
T3 ( ent red )
T4 ( s al cons )
T5 ( Tac umul )
T6 ( Tamb )
Caudal ( l/5min )
Tsal-Tent
0
c audal acumulado
Rad disol
caudal diario
28,3
l/día
0
8:00
10:00
12:00
14:00
16:00
18:00
20:00
22:00
0:00
2:00
4:00
6:00
8:00
3.8
TEMPERATURAS DE OPERACIÓN
•
•
•
•
•
•
De funcionamiento normal
De montaje
De puesta en funcionamiento
En condiciones climáticas extremas
En reducciones o interrupciones del consumo
En incidencias durante el funcionamiento:
- cortes de suministro eléctrico
- vaciados de circuitos
3.9
PRESIONES DE OPERACIÓN
• De cada uno de los circuitos
- Circuito de consumo y abastecimiento de agua fría
- Circuito primario
- Diferencial de presiones
• Valores límites dependen de
- Condiciones y acciones exteriores
- Diseño del SST
• Considerar posibles incidencias:
- cortes de suministro
- vaciados de circuitos
3
3.10
EFECTOS COMBINADOS DE PRESIÓN Y TEMPERATURA
3.11
FLUIDO DE TRABAJO EN SST
• Circuito de consumo: agua de red
• Circuito primario
- Agua de red
- Mezcla de agua con propilenglicol
1. Mantener calidad sanitaria del agua potable
2. Asegurar la completa fiabilidad de que el uso
de intercambiador mantiene separados los
fluidos
3. Revisar la compatibilidad de los fluidos con los
materiales de cada uno de los circuitos
3.12
FLUIDO DE TRABAJO EN CIRCUITO CERRADO
• Requisitos:
•
•
•
•
•
•
Calor específico elevado
Temperatura de ebullición alta
Temperatura de congelación baja
Viscosidad baja
Coeficiente de expansión térmica bajo
Otros
• Condiciones de utilización:
• Mantenimiento y durabilidad
• Sistemas de llenado y vaciado
4
3.13
EQUIPOS DE LLENADO DEL CIRCUITO PRIMARIO
• De agua o de mezcla anticongelante
• Manual o automático
ACS
AF
3.14
MEZCLAS ANTICONGELANTES
5
0
-5
- 10
- 15
-20
-2 5
-30
-3 5
-40
-4 5
- 50
0
10
20
30
40
50
60
70
PR O P OR C IÓN D E P R O PILE N GL IC OL ( %V / V )
3.15
I.T. 2.4 RIESGO DE HELADAS
2.4.1 En todo el territorio nacional excepto en comunas
costeras de las regiones XV, I, II, III, IV, V, VI y VII.
2.4.2 Temperatura mínima 5 ºC por debajo de la
temperatura ambiente mínima de la comuna.
2.4.3 Tamb mínima de cada comuna referida en Artículo
17 del Reglamento (DS N° 331 de 2009)
2.4.4 Métodos de protección contra heladas: mezclas
anticongelantes o CST que la soportan
2.4.5 Describir en la memoria de cálculo el método de
protección contra heladas usado por el SST
5
3.16
PROTECCIÓN FRENTE A BAJAS TEMPERATURAS
TEMPERATURAS MÍNIMAS
- Al exterior en captadores
- Tuberías y otros componentes al exterior
SISTEMAS DE PROTECCIÓN ANTIHELADAS
1. Mezclas anticongelantes
2. Diseño específico de sistemas
3.17
PROTECCIÓN FRENTE A ALTAS TEMPERATURAS
• Al usuario de quemaduras:
• la temperatura de uso inferior a 50ºC
• dispositivos que puedan evacuar fluido al exterior (válvulas
de seguridad, de vaciado, etc.)
• Contactos accidentales con superficies a alta temperatura
• Para la instalación:
• Protección mediante seguridad intrínseca
• Definir las temperaturas máximas de trabajo
• Se producen en los dos generadores de calor:
• Colectores solares
• Sistema de apoyo
3.18
TEMPERATURAS MÁXIMAS DE TRABAJO
En circuito primario
• en captadores y conexiones: temperatura de estancamiento
• La parte del circuito primario que puede contener vapor será
la de saturación de fluido (120 a 150ºC) a la presión máxima
(2 a 5 bar)
• en resto de componentes (110ºC)
En circuito secundario
• en intercambiador y conexiones (90ºC)
• resto de componentes
6
3.19
DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD Y PROTECCIÓN
• Para cualquier condición (entre las situaciones
extremas)
• de temperatura
• de presión
• Deben evitar valores perjudiciales para
• los usuarios
• la instalación:
• que deben soportar los materiales
• para la durabilidad de los circuitos
3.20
SISTEMAS DE PROTECCIÓN DE ALTAS TEMPERATURAS
• SI proteger por seguridad intrínseca
- Diseño de la expansión para absorber la formación de vapor
- Diseño del primario con presiones superiores a la de vapor
• NO por dispositivos externos:
- Disipadores de calor
- Tapado de captadores
- Vaciado de la instalación
3.21
PRESIONES DE TRABAJO DE CIRCUITO CERRADO
• Presiones mínimas: evitar entrada de aire
• Presiones máximas: expansión por temperatura
1,5
4,2
Pmín
Pmáx
2,7
5,4
12 m
1,5
5,4
Pmín
Pmáx
2,7
6,6
12 m
7
3.22
DISEÑO DEL SISTEMA DE EXPANSIÓN
- siempre usando vasos de expansión cerrados
- con válvula de seguridad y manómetro graduado
- uno para cada uno de los circuitos cerrado
- ramales de conexión a parte fría de circuitos
- prever expansión del vapor en circuito primario
- ramal con capacidad para enfriar el fluido
3.23
CÁLCULO DEL SISTEMA DE EXPANSIÓN
- en circuito primario prever formación de vapor
- en resto de circuitos según UNE 100155
Volumen del vaso de expansión:
VNOMINAL = VUTIL + VGAS = VUTIL * CP = (VRESER + VDILAT + VVAPOR) * CP
- VRESER : Volumen de reserva para compensar contraccion (3%)
- VDILAT = VTOTAL * CET : Volumen total por coeficiente de
expansión térmica en función de la temperatura
- VVAPOR : Volumen de fluido en captadores e instalación que se
puede transformar en vapor
- CP: Coeficiente de presiones CP = (PMáx +1)/(PMáx - Pmín )
PMáx = 0,9 * Pvs ≤ Pvs – 0,5
3.24
PRESIÓN DE VAPOR DEL AGUA
8
3.25
FLUJO INVERSO EN SST
Cualquier circulación natural del fluido no intencionado
que enfría el acumulador solar y puede producirse:
1. En el circuito primario en sentido contrario al de
calentamiento e impulsado por las temperaturas del
acumulador y el enfriamiento de colectores
2. En el interior de una misma tubería en función del
diámetro y de las pérdidas térmicas
3. En la tubería de alimentación de agua fría al depósito
acumulador por el aumento de presión del agua al
calentarse.
3.26
PARA EVITAR EL FLUJO INVERSO EN SST
1. El flujo inverso en el circuito primario se puede reducir
y evitar estableciendo una diferencia de alturas entre la
parte alta del colector y la parte baja del acumulador de,
al menos, 30 centímetros.
Algunos fabricantes utilizan otros sistemas (válvulas de
retención de baja pérdida de carga, sifones térmicos, u
otros)
3.27
FLUJO INVERSO EN EL CIRCUITO PRIMARIO
AC
AC
AF
AF
DIFERENCIA DE ALTURAS
RETENCIÓN DE BURBUJA
AC
AC
AF
SIFÓN TÉRMICO
RETENCIÓN DE CLAPETA
AF
9
3.28
ANÁLISIS DEL FLUJO INVERSO 1
3.29
ANÁLISIS DEL FLUJO INVERSO 2
3.30
PARA EVITAR EL FLUJO INVERSO EN SST
2. Las pérdidas térmicas en conexiones y accesorios se
evitan con el diseño de las conexiones y el aislamiento del
conjunto que evite los puentes térmicos
3. La salida de agua caliente por la tubería de
alimentación de agua fría se evita teniendo prevista la
expansión del fluido y utilizando una válvula de retención
que soporte la presión en sentido contrario.
10