energia solar termica. Trabajo de investigacion

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
1. Introducción
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ENERGIA SOLAR TÉRMICA
1.-INTRODUCCIÓN:
Una energía garantizada para los próximos 6.000 millones de años
El Sol, fuente de vida y origen de las demás
formas de energía que el hombre ha utilizado
desde los albores de la Historia, puede
satisfacer todas nuestras necesidades, si
aprendemos cómo aprovechar de forma
racional la luz que continuamente derrama
sobre el planeta. Ha brillado en el cielo desde
hace unos cinco mil millones de años, y se
calcula que todavía no ha llegado ni a la mitad
de su existencia.
Durante el presente año, el Sol arrojará sobre la Tierra cuatro mil veces más energía que
la que vamos a consumir. España, por su privilegiada situación y climatología, se ve
particularmente favorecida respecto al resto de los países de Europa, ya que sobre cada
metro cuadrado de su suelo inciden al año unos 1.500 kilovatios-hora de energía. Esta
energía puede aprovecharse directamente, o bien ser convertida en otras formas útiles como,
por ejemplo, en electricidad.
No sería racional no intentar aprovechar, por todos los medios técnicamente posibles,
esta fuente energética gratuita, limpia e inagotable, que puede liberarnos definitivamente de
la dependencia del petróleo o de otras alternativas poco seguras o,
simplemente, contaminantes.
Es preciso, no obstante, señalar que existen algunos problemas que debemos afrontar
y superar. Aparte de las dificultades que una política energética solar avanzada conllevaría
por sí misma, hay que tener en cuenta que esta energía está sometida a continuas
fluctuaciones y a variaciones más o menos bruscas. Así, por ejemplo, la radiación solar es
menor en invierno, precisamente cuando más la necesitamos.
La energía solar es igual de gratis que las demás fuentes de energía. Todas se
encuentran allí esperando a que las tomemos, pero al cogerlas cuestan dinero, y en especial
coger la energía solar cuesta más que las demás. Acto seguido se expecifica el porqué la
energía solar es tan costosa de aprovechar, agrupando los distintos métodos de
aprovechamiento para ver comparativamente cuáles son sus posibilidades.
Uno de los obstáculos para el aprovechamiento en general de la energía solar es su
baja intensidad. Incluso para las condiciones de tiempo despejado, ha quedado claro que la
baja intensidad (y la variabilidad) de la energía son desventajas importantes en una potencial
fuente de energía.
A mediodía, en los trópicos, la intensidad puede acercarse a 1 kW por m 2 de
superficie expuesta. Incluso el mejor de los muchos dispositivos que estudiaremos más
adelante para la conversión de la energía solar en formas más convenientes, no nos daría
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más de unos 150 W/ml aun en estas condiciones ideales. La energía diaria sería tan sólo de
0,5 a 1 kWh/m'. Evidentemente, el tamaño de los colectores por sí sólo haría antieconómico
abastecer por este procedimiento otra cosa que no fuese una demanda de energía local y
pequeña.
En los países más desarrollados, la demanda total de energía ya es del orden de 50
kWh por persona y día. Para satisfacer esa demanda en una comunidad de tamaño medio
por ejemplo 100.000 personas, mediante el método de mayor rendimiento con el que
pudiésemos contar en la actualidad, se necesitarían unos colectores con una superficie total
mayor de 5 km'. Esta superficie es del mismo orden que el área de terreno sobre la que se
construye la ciudad, incluso para las intensidades medias de una ciudad antigua. Si se
utilizase una zona alrededor del perímetro de esta ciudad, tendría que ser de una anchura de
varios cientos de metros. Donde el clima es menos favorable, hay muchos países del mundo
donde el consumo de energía excede a la energía solar que incide sobre todo su territorio,
habitado o no.
Se han hecho proyectos para situar colectores solares en autopistas y vías de
ferrocarril y, en todos aquellos lugares donde no obstaculicen la incidencia de la luz en las
apreciadas tierras de labor. Se puede demostrar que con esos sistemas se podría conseguir
una parte importante del suministro de energía en zonas desarrolladas. No obstante, aunque
no se puede decir que no llegará el día en que se lleven a la práctica esos proyectos,
podemos afirmar sin riesgo a equivocarnos que durante bastante tiempo las comunidades de
estas zonas seguirán obteniendo su energía por otros procedimientos.
Sin embargo, para las demandas más modestas de una comunidad en desarrollo o
rural, la perspectiva puede ser muy diferente. En este Caso, el aprovechamiento de la
energía, en unas cantidades muy inferiores a la energía incidente sobre la región, produciría
unos cambios espectaculares para el futuro de la zona. Además, los dispositivos solares
serían competitivos con otras fuentes de energía. La prueba la tenemos en el éxito de las
instalaciones de agua caliente solar. La demanda de agua caliente, incluso en los países
desarrollados, puede satisfacerse por medio de dispositivos cuya área de colectores sea
menor que la superficie de cubierta de los edificios normales de viviendas. Los millones de
estos aparatos hoy en uso son una prueba de su competitividad en estas aplicaciones.
Hay cantidad de pequeñas labores, en la actualidad realizadas a mano o utilizando
trabajo animal o que no se realizan en absoluto, cuya demanda energética estaría dentro de
las posibilidades de los sistemas solares con superficies de colector desde unos cuantos
metros cuadrados hasta unos cuantos cientos de metros. Al igual que con otras
innovaciones, la introducción de estos aparatos es en gran medida una cuestión económica,
materia especialmente difícil. Mientras tanto, sin embargo, estudiaremos de nuevo otra
causa de dificultades, que existe incluso cuando la intensidad solar es la máxima posible. Es
la variación de la intensidad según la hora y la estación, y la gran proporción de tiempo al
día en que no podemos contar con la energía solar.
Siempre que se diseñe un sistema de calefacción o de refrigeración de edificios,
producción de energía eléctrica para uso continuo y cualquier otra utilización en la que la
variación de la demanda no coincida con la variación de suministro, hay que habilitar un
sistema de almacenamiento de la energía. Para un cielo continuamente despejado, que se da
durante gran parte del año en algunas zonas desérticas, puede ser necesario habilitar un
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almacenamiento equivalente únicamente al suministro de un día, ya que al día siguiente el
suministro se volverá a restablecer. Este pequeño almacenamiento puede seguir siendo
suficiente cuando se prevea la utilización de una fuente auxiliar, para aquellas ocasiones en
que el surninistro no pueda satisfacer la demanda.
La mayoría de sistemas de calefacción para viviendas que funcionan con energía solar
suelen llevar un sistema auxiliar, ya que sería antieconómico diseñar un sistema de
calefacción solar de forma que pudiese satisfacer la demanda en el día más nublado y frío
del año, ya que para el resto del tiempo resultaría una instalación sobredimensionada.
Evidentemente hay una relación en este caso, entre la variabilidad de la radiación solar, la
variabilidad de la demanda de calefacción, la capacidad del sistema auxiliar y la capacidad
de almacenamiento que hay que habilitar. El equilibrio que hay que establecer entre estos
factores depende fundamentalmente de razones económicas. No podemos entrar aquí en
demasiadas profundidades; depende de factores tales como el coste del combustible,
materiales, maquinaria y mano de obra, y de la variación de la temperatura del aire exterior.
De alguno de estos factores, como el soleamiento, no se puede hacer una predicción
exacta para un emplazamiento dado, sino que se debe hacer un acopio de datos estadísticos
durante un período largo de tiempo, para ese emplazamiento concreto. Se verá, sin
embargo, que en la relación entre estas magnitudes no se incluyen tanto los valores de
asoleo máximos o mínimos que se hayan registrado, sino el tiempo que duran esos períodos
de máximo o mínimo.
Contando con este tipo de datos, el ingeniero puede empezar a equilibrar las distintas
partes del sistema: el convertidor de energía, la maquinaria auxiliar (si hace falta) y el
sistema de almacenamiento.
Es de vital importancia proseguir con el desarrollo de la incipiente tecnología de
captación, acumulación y distribución de la energía solar, para conseguir las condiciones
que la hagan definitivamente competitiva, a escala planetaria.
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¿Qué se puede hacer con la energía solar?
Básicamente, recogiendo de forma adecuada la radiación solar, podemos obtener
calor y electricidad.
El calor se logra mediante los colectores térmicos, y la electricidad, a través de los
llamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí, ni en cuanto
a su tecnología ni en su aplicación.
Hablemos
primero
de
los
sistemas
de
aprovechamiento térmico a grandes rasgos, ya que más
adelante se explicaran estos mismos con más detalle. El
calor recogido en los colectores puede destinarse a satisfacer
numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua
caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para
dar calefacción a nuestros hogares, hoteles, colegios,
fábricas, etc. Incluso podemos climatizar las piscinas y
permitir el baño durante gran parte del año.
También, y aunque pueda parecer extraño, otra de las
más prometedoras aplicaciones del calor solar será la
refrigeración durante las épocas cálidas .precisamente
cuando más soleamiento hay. En efecto, para obtener frío
hace falta disponer de un «foco cálido», el cual puede
perfectamente tener su origen en unos colectores solares
instalados en el tejado o azotea. En los países árabes ya funcionan acondicionadores de aire
que utilizan eficazmente la energía solar.
Las aplicaciones agrícolas son muy amplias. Con invernaderos solares pueden
obtenerse mayores y más tempranas cosechas; los secaderos agrícolas consumen mucha
menos energía si se combinan con un sistema solar, y, por citar otro ejemplo, pueden
funcionar plantas de purificación o desalinización de aguas sin consumir ningún tipo de
combustible.
Las «células solares», dispuestas en
paneles solares,
ya producían
electricidad en los primeros satélites
espaciales. Actualmente se perfilan
como la solución definitiva al
problema de la electrificación rural,
con clara ventaja sobre otras
alternativas, pues, al carecer los
paneles de partes móviles, resultan
totalmente inalterables al paso del
tiempo, no contaminan ni producen
ningún ruido en absoluto, no
consumen combustible y no necesitan
mantenimiento. Además, y aunque con menos rendimiento, funcionan también en días
nublados, puesto que captan la luz que se filtra a través de las nubes.
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La electricidad que así se obtiene puede usarse de manera directa (por ejemplo para
sacar agua de un pozo o para regar, mediante un motor eléctrico), o bien ser almacenada en
acumuladores para usarse en las horas nocturnas. Incluso es posible inyectar la electricidad
sobrante a la red general, obteniendo un importante beneficio.
Si se consigue que el precio de las células solares siga disminuyendo, iniciándose su
fabricación a gran escala, es muy probable que, para primeros de siglo, una buena parte de la
electricidad consumida en los países ricos en sol tenga su origen en la conversión
fotovoltáica.
La energía solar puede ser perfectamente complementada con otras energías
convencionales, para evitar la necesidad de grandes y costosos sistemas de acumulación.
Así, una casa bien aislada puede disponer de agua caliente y calefacción solares, con el
apoyo de un sistema convencional a gas o eléctrico que únicamente funcionaría en los
periodos sin sol. El coste de la «factura de la luz» sería sólo una fracción del que alcanzaría
sin la existencia de la instalación solar.
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1.1 Sistemas de captación:
La energía solar presenta dos características que la diferencian de las fuentes
energéticas convencionales:
Dispersión: su densidad apenas alcanza 1 kW/m2, muy por debajo de otras
densidades energéticas, lo que hace necesarias grandes superficies de captación o sistemas
de concentración de los rayos solares.
Intermitencia: hace necesario el uso de sistemas de almacenamiento de la energía
captada. Ello lleva a un replanteamiento en el aprovechamiento de la energía, totalmente
distinto al clásico, lo que requiere un gran esfuerzo de desarrollo. Así pues, el primer paso
para el aprovechamiento de la energía solar es su captación, aspecto dentro del que se
pueden distinguir dos tipos de sistemas:
Pasivos: no necesitan ningún dispositivo para captar la energía solar, cuyo
aprovechamiento se logra aplicando distintos elementos arquitectónicos
Activos: captan la radiación solar por medio de un elemento de determinadas
características, llamado "colector"; según sea éste se puede llevar a cabo una conversión
térmica (a baja, media o alta temperatura), aprovechando el calor contenido en la radiación
solar, o bien una conversión eléctrica, aprovechando la energía luminosa de la radiación
solar para generar directamente energía eléctrica por medio del llamado "efecto
fotovoltáico"
Colector solar SOLAHART 300J con circuito cerrado. (mas adelante se hablará más en concreto sobre él).
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1.1.1.-Sistema de captación de BAJA Temperatura:
El colector es una superficie, que expuesta a la radiación solar, permite absorber su
calor y transmitirlo a un fluido. Existen tres técnicas diferentes entre sí en función de la
temperatura que puede alcanzar la superficie captadora. De esta manera, los podemos
clasificar como:
Baja temperatura: captación directa, la temperatura del fluido es por
debajo del punto de ebullición.
Media temperatura: captación de bajo índice de concentración, la
temperatura del fluido es más elevada de 100ºC.
Alta temperatura: captación de alto índice de concentración, la
temperatura del fluido es más elevada de 300ºC
BAJA temperatura:
Generalmente el aprovechamiento térmico a baja temperatura se realiza a través de
colectores planos, cuya característica común es que no tienen poder de concentración, es
decir, la relación entre la superficie externa del colector y la superficie captadora, la interior,
es prácticamente la unidad.
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Consta de los siguientes elementos:
Cubierta exterior. Generalmente formada por una lámina de cristal, lo más transparente
posible, aunque a veces es sustituida por algún tipo de plástico (Tedlar, EVA). Se pueden
encontrar con varias capas de cristales, evitando así pérdidas de calor, pero encareciendo el
colector. Es la parte más propensa a la rotura, ya sea por agresiones externas o por efecto de
la dilatación del propio cristal.
Placa absorbente. Es prácticamente una placa plana pintada de negro, con objeto de
aumentar su poder de absorción y disminuir la reflexión. Podemos encontrar los tubos para
el fluido caloportador, que van soldados a la placa o sencillamente son parte de ella.
Aislamiento. Es el recubrimiento en todos los lados del panel, excepto en la parte
acristalada, que evita pérdidas térmicas. El material es cualquier tipo de aislante (fibra de
vidrio, poliuretano) y el grosor depende de la aplicación, lugar, tipo de aislante.
Caja exterior. Es la que alberga a todos los componentes (cubierta exterior, placa
absorbente, aislamiento) generalmente de aluminio, por su poco peso y aguante a la
corrosión.
Existen otro tipo de colectores planos que no responden a esta descripción:
Colectores para piscinas. Son colectores sin cubierta, sin aislante y sin caja, solamente
están compuestos por la placa absorbente, que por lo general es de un material plástico.
Aumenta la temperatura del agua entre 2 – 5ºC, y solo funciona en épocas veraniegas ya que
tiene grandes pérdidas, por eso se usa para calentar el agua de las piscinas.
Colectores de vacío. Están compuestos de una doble cubierta envolvente, herméticamente
cerrada, en la cual se ha hecho el vacío, de esta forma las pérdidas por convección se
reducen considerablemente. El problema de estos colectores es el precio elevado y la
pérdida de vacío con el tiempo.
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1.1.2.-MEDIA y ALTA temperatura:
Para la obtención de elevadas temperaturas es necesario recurrir a colectores
especiales, ya que con los planos es imposible, estos colectores son los colectores de
concentración, cuya filosofía no es más que aumentar la radiación por unidad de superficie.
Hay varias formas y sistemas, pero la parte común a todos es que necesitan orientación.
Estos se componen de las siguientes partes:
Superficie reflectora. Constituido por una lámina reflectora, generalmente Mylar,
Hostaflon u otro material plástico de características similares, también pueden ser de vidrio
con recubrimiento de espejo, estos no muy habituales, ya que tienen que soportar las
inclemencias del medio y es difícil la fabricación de forma curvada. En todos los casos
deben de tener una reflectividad superior al 95%.
Superficie absorbente. Dependen de la forma de la superficie reflectora, pero generalmente
son de forma cilíndrica o plana pintadas de negro o recubiertas con una capa de material
selectivo.
Cubierta protectora. Generalmente protegen a la superficie absorbente y casi nunca a la
superficie reflectora, el aislante habitual es el vacío.
Sistema de seguimiento. Puede ser de varios tipos:
- De movimiento longitudinal, de un eje, con movimiento de Este a Oeste.
- De movimiento latitudinal, de un eje, con movimiento de Norte a Sur.
- De movimiento completo, de dos ejes, puede orientarse en todas direcciones.
Podemos destacar de estos que la parte más importante es la forma de la superficie reflectora
y que pueden ser:
- Concentradores cilindro-parabólicos compuestos (CPC) constituidos por dos
ramas de parábola, cuyos focos se encuentran en el extremo de la rama opuesta.
- CPC sin truncar, son los que las ramas de parábola son simétricas, cubriendo
ángulos iguales a ambos lados de la superficie reflectora.
- CPC truncados, son los que las ramas de parábola no son simétricas, teniendo
truncadas una o ambas ramas.
- Asimétricos, como indica su nombre, no poseen simetría respecto del eje del
concentrador.
- Lentes de fresnel, que son una derivación de las lentes plano-convexas
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Lentes de fresnel
Paraboloidales, que son los
formados por una paraboloide,
dotados de una geometría muy
compleja de fabricar, llegando a
tener una razón de concentración
superior a 2000
Deformación elástica de membrana, formada por membranas metalizadas,
montadas sobre una estructura, parecida a la de un tambor, adquiriendo
una forma parecida a una paraboloide cuando son
sometidas a una depresión mediante vacío.
1.2.- Disposición de los sistemas de captación:
- Estanques solares.
- Disposición en tejados o azoteas.
1.2.1.- Estanque solar:
Los estanques solares son un sistema para el almacenamiento de energía solar en forma
de calor de un modo sencillo y económico.
Estos estanques solares permiten
el almacenamiento en largos periodos de
tiempo. Se encuentran estanques solares
naturales en lagos muy salados de
Hungría.
Estos consisten en: Lagos o estanques
donde penetra la radiación solar,
calentando el agua. El agua caliente al
tener menor densidad que el resto del
líquido, asciende por convección. En la
superficie es mayor que en el fondo y se
enfría.
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Estos fenómenos tienen lugar por convección, que es el modo más común de transporte
de calor en los fluidos. Si se logra impedir la convección, la zona de agua caliente no podrá
ascender ni descender en la masa del líquido. Consiguiendo de esta
forma almacenar
agua caliente.
El estanque solar se compone de tres capas:
La capa superficial, que es convectiva a causa de la lluvia, viento, evaporación...
La capa intermedia, que no es convectiva y es donde se acumula el agua caliente
La capa inferior, que es convectiva, transmitiendo calor al fondo del estanque o
lago.
Para anular la convección:
Se diluye sal cuya solubilidad no varía con la temperatura (sal común). El agua se
distribuye por capas de salinidad, menor conforme este más en la superficie.
Teniendo un estanque o lago con la superficie de agua dulce y el fondo saturado de sal.
Por lo tanto la densidad del agua es mayor a mayor profundidad. Ahora al recibir la
radiación solar, el agua salada se calienta más que el resto que le rodea. Al calentarse,
disminuye su densidad, con lo que tendría tendencia a ascender. Pero como las capas
superiores tienen densidades menores, no existen fuerzas ascensionales.
La zona de agua caliente permanece inmóvil. Lo mismo ocurre al enfriarse.
Es difícil de imaginar, la creación de un lago solar, ya que conlleva la utilización de
un recurso natural y medioambiental, mucho más valioso y apreciado que la energía que se
pueda extraer de él.
Instalaciones industriales para el aprovechamiento de este tipo de sistemas, lo
podemos encontrar ahí, donde de forma natural existe, por ejemplo, en Israel, en el Mar
Muerto donde hay dispuesta una planta que produce 150 kW.
1.2.2.- Disposición en tejados o azoteas:
Las instalaciones centrales están formadas por "baterías" de colectores, ya sean unos
pocos, para un edificio pequeño de viviendas o una piscina, hasta centenares de colectores
para Hospitales, grandes hoteles que poseen grandes tanques de
acumulación
de agua, preparados para recibir una energía convencional de apoyo como electricidad o gas.
Los colectores se montan en baterías ya
sea en serie o en paralelo.
Gracias
a la energía solar el agua consigue la
temperatura requerida,
ahorrando
combustible y reduciendo la polución causada
por los sistemas convencionales.
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ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
2. Sistema de cálculo de coeficiente de medición de la eficiencia
en instalaciones de energía solar térmica para determinación
de las ayudas de IDAE
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- Sistema de cálculo de coeficiente de medición de la eficiencia en instalaciones de Energía
Solar Térmica para determinación de las ayudas de IDAE
Partiendo de que se ha fijado una subvención máxima posible por metro cuadrado instalado
y que principalmente se pretende optimizar la producción energética lograda por los paneles
a lo largo de su vida útil y fomentar el uso de la energía solar, la cuantía de la subvención se
calcula con la siguiente fórmula:
Cuantía de la subvención = Subvención fijada máxima posible (PTA./m2) x Coeficiente de eficiencia x
Coeficiente de otros factores a evaluar
La subvención máxima fijada máxima posible dependerá del tipo de colector empleado:
-
Para colectores cuyo coeficiente global de perdidas sea menor que 4 W/(m2ºC) la
subvención máxima posible será de 40.000 PTA/m2.
-
Para colectores cuyo coeficiente global de perdidas sea mayor que 4 W/(m2ºC) y
menor de 9 W/(m2ºC) la subvención máxima posible será de 35.000 PTA/m2.
-
Los colectores cuyo coeficiente global de perdidas sea mayor que 9 W/(m2ºC) ó de
materiales plástico o sin vidrio no tendrán derecho a subvención.
En el caso de que el resultado para el cálculo del Coeficiente sea superior a uno se tomará la
unidad.
Este Coeficiente de eficiencia se calcula con los siguientes parámetros ponderados:
1.
2.
3.
4.
Parámetros incluidos en el coeficiente
Producción teórica de la instalación solar (K)
Integración, demostración e innovación (π)
Garantía del colector y mantenimiento (δ)
Características de la instalación (α)
Ponderación
40%
20%
20%
20%
La forma de cálculo será:
Coeficiente de eficiencia = 0’4κ+0’2π+0’2δ+0’2α
1. Producción teórica de la instalación solar (K).
En principio, la única forma de comparar la calidad de los colectores solares es sobre la base
del diferente rendimiento de los mismos, según su curva homologada por el INTA, ya que
no existen pruebas homologadas de su durabilidad. Según lo indicado anteriormente se
consideran dos casos:
K podrá tomar como valor máximo 1,2.
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1.1. Colectores cuyo coeficiente global de perdidas sea menor que 4 W/(m2ºC)
Como procedimiento de comparación para este tipo de colectores se elige un punto de
trabajo y se particulariza la curva para el mismo. Se toma como base una radiación de 700
W/m2, y una diferencia de temperaturas de 58 ºC.
En el siguiente cuadro se recogen los parámetros de algunos colectores a analizar a título de
ejemplo, así como el rendimiento (η) obtenido:
Colector
Coeficiente a
col 1
col 2
col 3
col 4
col 5
col 6
col 7
0,80
0,68
0,84
0,67
0,46
0,72
0,83
Coeficiente b
W/(m2ºC)
2,28
2,57
1,82
1,79
1,71
1,33
4,00
η (%)
61,1%
46,7%
68,9%
52,2%
31,8%
61,0%
49,9%
Tomando estos resultados, se puede adoptar como instalación base aquella que proporciona
un rendimiento de 50%. El coeficiente K resulta de la siguiente fórmula:
K = (a - b * 0,08286) / 0,5
Donde r es el rendimiento obtenido por el procedimiento indicado.
1.2. Colectores cuyo coeficiente global de perdidas sea mayor que 4 W/(m2ºC) y menor que 9
W/(m2ºC)
Con el objeto de establecer un procedimiento de comparación mas completo que en el caso
anterior se establece un método para determinar producciones teóricas calculadas empleando
dichas curvas integrada en unas determinadas hipótesis y sometiéndolos a un proceso de
simulación. A título de ejemplo, se aplica a algunos colectores de presentes en el mercado.
Como hipótesis de cálculo se considerará una instalación tipo solar térmica de baja
temperatura de 100 m2 de superficie colectora y 7.500 litros de acumulación solar. El
consumo considerado será constante a lo largo del año de 7.500 litros/día a 45ºC. Como
configuración básica se supone circulación forzada con intercambiador independiente. El
método de cálculo será el f-chart.
Otros datos de entrada tomados para realizar la simulación han sido:
•
•
Distribución mensual de las temperaturas medias de agua fría en cada zona del país
Distribución mensual de las radiaciones solares medias en cada zona del país.
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En el siguiente cuadro se recoge la superficie y parámetros de los colectores a analizar.
Colector 1
Colector 2
Colector 3
Colector 4
Colector 5
Colector 6
Superficie
Util (m2)
Coeficiente
a
2,00
2,10
1,88
0,66
1,70
1,70
0,7410
0,7978
0,7693
0,8430
0,7508
0,7550
Coeficiente
b
W/(m2ºC)
7,5000
6,1672
6,6585
8,7670
7,5170
8,4100
Estas instalaciones se han simulado en cuatro zonas representativas de España (Norte,
Centro, Sur y Canarias) Los resultados obtenidos, con las hipótesis y datos de partida
comentados, son:
Termias/m2.año
Zona Sur
Zona Centro
Zona Norte
Zona de Canarias
Colector 1 Colector 2
569
662
482
576
379
466
547
626
Colector 3
629
543
436
601
Colector 4
628
534
429
594
Colector 5 Colector 6
594
575
487
487
384
398
551
565
Se aprecia la sensible diferencia de prestaciones obtenidas al instalar, dentro de cada zona,
un metro cuadrado de uno u otro colector. Sin embargo estas diferencias entre los distintos
colectores mantienen una cierta proporcionalidad entre las diferentes zonas.
Tomando las hipótesis y resultados anteriormente indicados, se puede tomar como
instalación base aquella que está situada en la zona centro con una producción máxima de
576 termias por m2 y año. El coeficiente K resulta de la siguiente fórmula:
K = 1 + [ (r – 576) / 576 ]
Donde r es la producción anual, en termias por metro cuadrado, de cada colector
homologado por el INTA y situado en la instalación tipo definida en la zona centro y con las
características definidas anteriormente.
Para otros colectores diferentes de los considerados como ejemplos, la obtención del
coeficiente K se realizaría de forma idéntica a partir de la curva característica.
2. Integración, demostración e innovación (π).
Se trata de potenciar la integración arquitectónica (I) de este tipo de instalaciones, así como
favorecer las que resulten demostrativas (E), ayudando a fomentar este tipo de energía
renovable. Por otro lado se introduce un parámetro de utilización anual (U) ó estacionalidad
para introducir la utilización prevista de la instalación.
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Integración (I):
• 1
Integración arquitectónica demostrada y certificable.
• 0,8 Sin demostrarse su integración arquitectónica.
Demostración (E):
• 1
Claramente demostrativa.
• 0,8 Sin demostrarse su carácter demostrativo.
Innovación (In)
• 1
Claramente innovadora.
• 0.8 Sin demostrar su carácter innovador
El parámetro de Integración, demostración e innovación (π) se definirá como:
π = I * E0,5 * In0,5
3. Garantía del colector y mantenimiento(δ)
El periodo mínimo de garantía de la instalación completa así como el contrato de
mantenimiento serán de 3 años.
La garantía de la instalación (ε), la garantía de los colectores (C), la duración del contrato de
mantenimiento (θ) determinarán el parámetro de cálculo de la siguiente forma:
δ = (ε/3) * (C/5) * (θ/8)
δ podrá tomar valores hasta 1,5.
4. Características de la instalación (α)
Parámetro que valora la eficiencia energética de la instalación solar térmica, así como la
introducción de elementos que optimizan o perfeccionan su funcionamiento.
Se considera un parámetro C que dependa de la calidad de la instalación en su conjunto
(diseño, aislamiento, materiales, redundancia de equipos etc.) valorado y verificado a
criterio de IDAE, R que depende del rendimiento simulado de la instalación solar en su
conjunto (que desarrollará IDAE y comunicará a los interesados) y T que depende de la
existencia de teleseguimiento y del nivel de instrumentación,
α = C * R * T 0,5
Calidad de la instalación(C):
• 1,0 Calidad demostrada.
• 0,9 Calidad intermedia.
• 0,8 Peor calidad
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Rendimiento de la instalación (R):
• 1
más de 45%.
• 0,9 entre 40% y 45%.
• 0,8 menos de 40%.
Teleseguimiento (T)
• 1 Incorpora teleseguimiento con al menos seis variables independientes (incluyendo
caudal y temperatura) o menor de 100 m2.
• 0.9 Incorpora seguimiento con al menos seis variables independientes (incluyendo
caudal y temperatura) de lectura local• 0,8 Resto
Adicionalmente se establecerán los coeficientes (de valor entre 0 y 1) que ponderen:
a) el resto de factores a tener en cuenta en la evaluación:
- La minimización de costes y la rentabilidad del proyecto.
- El interés social del proyecto.
b) reducción del alcance de l proyecto respecto a lo que se considera una instalación
completa.
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ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
3. Pliego de condiciones técnicas de una
instalación de energía solar térmica
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ÍNDICE
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LAS INSTALACIONES
1. OBJETO
2. GENERALIDADES
3. DEFINICIONES
3.1.
PARÁMETROS AMBIENTALES
3.2.
INSTALACIÓN
3.3.
COLECTORES
3.4.
COMPONENTES
4. DISEÑO
4.1.
REQUISITOS GENERALES
4.1.1.
4.1.2.
4.1.3.
4.1.4.
4.1.5.
4.2.
CONFIGURACIONES BASICAS
4.2.1.
4.2.2.
4.2.3.
4.3.
GENERALIDADES
ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN
SOMBRAS
CONEXIONADO
ESTRUCTURA SOPORTE
DISEÑO DEL SISTEMA DE ACUMULACIÓN
4.4.1.
4.4.2.
4.4.3.
4.5.
4.6.
CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN.
CONFIGURACIONES BÁSICAS.
SELECCIÓN DE LA CONFIGURACION BASICA
DISEÑO DEL SISTEMA DE CAPTACIÓN
4.3.1.
4.3.2.
4.3.3.
4.3.4.
4.3.5.
4.4.
FLUIDOS.
HELADAS
TEMPERATURAS
PRESIÓN.
FLUJO INVERSO
GENERALIDADES
SITUACIÓN DE LAS CONEXIONES
VARIOS ACUMULADORES
DISEÑO DEL SISTEMA DE INTERCAMBIO
DISEÑO DEL CIRCUITO HIDRÁULICO
4.6.1.
GENERALIDADES
4.6.2.
TUBERÍAS
4.6.3.
BOMBAS
4.6.4.
EXPANSIÓN
4.6.5.
VÁLVULAS DE SEGURIDAD
4.6.6.
SISTEMA DE LLENADO
4.6.7.
VÁLVULAS DE CORTE
4.6.8.
PURGA DE AIRE
4.6.9.
AISLAMIENTO
4.6.10. REQUISITOS ESPECIFICOS ADICIONALES PARA INSTALACIONES POR
TERMOSIFÓN.
20
4.7.
DISEÑO DEL SISTEMA DE ENERGIA AUXILIAR
4.7.1.
4.7.2.
4.8.
4.9.
4.10.
GENERALIDADES
CONEXIÓN DEL SISTEMA AUXILIAR
DISEÑO DEL SISTEMA ELECTRICO Y DE CONTROL
DISEÑO DEL SISTEMA DE MONITORIZACIÓN
INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA
5. DIMENSIONADO Y CÁLCULO
5.1.
DATOS DE PARTIDA
5.2.
CONDICIONES DE USO
5.3.
CONDICIONES CLIMÁTICAS
5.4.
PARÁMETROS FUNCIONALES
5.5.
DIMENSIONADO BÁSICO
5.6.
CRITERIOS DE DIMENSIONADO
5.7.
CÁLCULO DE COMPONENTES
5.7.1.
5.7.2.
5.7.3.
5.7.4.
5.7.5.
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
6.6.
6.7.
6.8.
6.9.
6.10.
6.11.
GENERALIDADES
COLETORES SOLARES
ACUMULADORES
INTERCAMBIADORES DE CALOR
BOMBAS DE CIRCULACIÓN
TUBERÍAS
VÁLVULAS Y ACCESORIOS
VASOS DE EXPANSIÓN
AISLAMIENTOS
SISTEMA ELÉCTRICO Y DE CONTROL
EQUIPOS DE MEDIDA
6.11.1.
6.11.2.
6.11.3.
6.12.
INTERCAMBIADOR DE CALOR INDEPENDIENTE
INTERCAMBIADOR INCORPORADO EN EL ACUMULADOR SOLAR.
TUBERÍAS.
BOMBA DE CIRCULACIÓN
VASO DE EXPANSIÓN
MEDIDA DE TEMPERATURA
MEDIDA DE CAUDAL
MEDIDA DE ENERGÍA
EQUIPOS PARA LOS SISTEMAS DE MONITORIZACIÓN
6.12.1.
6.12.2.
6.12.3.
6.12.4.
MEDIDA DE LA RADIACIÓN SOLAR
MEDIDA DE TEMPERATURA Y CAUDAL
MEDIDA DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO
SISTEMAS DE TOMA Y REGISTRO DE DATOS
7. CONDICIONES DE MONTAJE
7.1.
MONTAJE DE LA INSTALACION. GENERALIDADES
7.2.
MONTAJE DE ESTRUCTURA SOPORTE Y COLETORES
7.3.
MONTAJE DE ACUMULADOR
7.4.
MONTAJE DE INTERCAMBIADOR
21
7.5.
7.6.
7.7.
7.8.
7.9.
MONTAJE DE BOMBA
MONTAJE DE TUBERÍAS Y ACCESORIOS
MONTAJE DE AISLAMIENTO
MONTAJE DE CONTADORES
MONTAJE DE INSTALACIONES POR TERMOSIFÓN
8. RECEPCION Y PRUEBAS FUNCIONALES
8.1.
ENSAYOS DE RECEPCIÓN Y PRUEBAS FUNCIONALES
9. PARTICULARIDADES EN USOS INDUSTRIALES
9.1.
GENERALIDADES
9.2.
DISEÑO
9.3.
DIMENSIONADO Y CÁLCULO
10. PARTICULARIDADES EN USOS INDUSTRIALES
10.1. GENERALIDADES
10.2. DISEÑO
10.3. DIMENSIONADO Y CÁLCULO
ANEXO 1. PROYECTO
ANEXO 2: NORMATIVA APLICABLE
ANEXO 3: PRECIOS DE VENDA DE LAS INSTALACIONES
ANEXO 4: MODELO DE SOLICITUD PARA UNA INSTALACIÓN DE
ENERGIA SOLAR TÉRMICA
INDICE DE FIGURAS
1. TERMOSIFÓN DIRECTO (FIG. 1).
2. TERMOSIFÓN CON INTERCAMBIADOR DE CALOR EN EL ACUMULADOR
SOLAR (FIGS. 2A Y 2B).
3. CIRCULACIÓN FORZADA SIN INTERCAMBIADOR DE CALOR (FIG. 3).
4. CIRCULACIÓN FORZADA CON INTERCAMBIADOR DE CALOR EN EL
ACUMULADOR SOLAR (FIGS. 4A Y 4B).
5. CIRCULACIÓN FORZADA CON INTERCAMBIADOR DE CALOR
INDEPENDIENTE (FIG. 5).
6. CIRCUITO PRIMARIO ABIERTO (FIG. 6).
7. CIRCUITO PRIMARIO CERRADO (FIG. 7).
8. SISTEMA DE ENERGÍA AUXILIAR EN DEPÓSITO SECUNDARIO
CENTRALIZADO (FIG. 8).
22
9. SISTEMA DE ENERGÍA AUXILIAR EN DEPÓSITOS SECUNDARIOS
DISTRIBUIDOS (FIG. 9).
10. SISTEMA DE ENERGÍA AUXILIAR EN LÍNEA CENTRALIZADO (FIGS. 10A Y
10B).
11. SISTEMA DE ENERGÍA AUXILIAR EN LÍNEA DISTRIBUIDO (FIG. 11).
12. CONEXIONADO DE COLECTORES EN SERIE (FIG. 12).
13. CONEXIONADO EN COLECTORES EN PARALELO (FIG. 13).
14. CONEXIONADO DE BATERÍAS DE COLECTORES EN PARALELO (FIG. 14).
15. CONEXIONADO DE BATERÍAS DE COLECTORES EN SERIE-PARALELO (FIG.
15).
16. CONEXIONES DE ENTRADA Y SALIDA QUE EVITEN CAMINOS
PREFERENTES DE CIRCULACIÓN DEL FLUIDO (FIGS. 16A Y 16B).
17. CONEXIÓN EN SERIE INVERTIDA CON EL CIRCUITO DE CONSUMO (FIGS.
17A Y 17B).
18. CONEXIÓN EN PARALELO CON LOS CIRCUITOS PRIMARIO Y SECUNDARIO
EQUILIBRADOS (FIGS. 18A Y 18B).
19. SISTEMAS DE LLENADO (FIGS. 19A, 19B Y 19C).
20. CONTROL DIFERENCIAL. UBICACIÓN DE SONDAS DE TEMPERATURA (FIG.
20).
21. MEDIDA DE ENERGÍA. UBICACIÓN DE SONDAS (FIG. 21).
23
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LAS INSTALACIONES.
1. OBJETO.
1.1.
Fijar las condiciones técnicas mínimas que deben cumplir las instalaciones solares
térmicas para producción de agua caliente, que por sus características estén
comprendidas en el apartado segundo de este pliego.
1.2.
El ámbito de aplicación de este pliego de condiciones técnicas (en lo que sigue,
PCT) se extiende a todos los sistemas mecánicos, hidráulicos, eléctricos y
electrónicos que forman parte de las instalaciones.
1.3.
En determinados supuestos para los proyectos se podrán adoptar, por la propia
naturaleza del mismo o del desarrollo tecnológico, soluciones diferentes a las
exigidas en este PCT, siempre que quede suficientemente justificada su necesidad y
que no impliquen una disminución de las exigencias mínimas de calidad
especificadas en el mismo.
1.4.
Este Pliego de Especificaciones Técnicas se encuentra asociado a las líneas de
ayudas para la Promoción de instalaciones de energía solar térmica de baja
temperatura en el ámbito de Plan de Fomento de Energías Renovables.
Determinados apartados hacen referencia a su inclusión en la memoria a presentar
con la solicitud de la ayuda o en la memoria de diseño o proyecto a presentar
previamente a la verificación técnica. En este último caso se presentará memoria
de diseño o proyecto según la instalación sea menor (o igual) o mayor de 200 m2
respectivamente.
1.5.
Este pliego no será aplicable a instalaciones de energía solar térmica para
producción de energía eléctrica (captadores cilindro-parabólicos, discos solares,
centrales de torre,...).
2. GENERALIDADES
2.1.
Este pliego es de aplicación en su integridad a todas las instalaciones solares
térmicas destinadas a la producción de agua caliente de uso sanitario o para procesos
industriales. Para otros usos, se considerarán aquellas condiciones técnicas marcadas en este
Pliego que, según la finalidad de la instalación, le puedan ser de aplicación, debiendo tenerse
en cuenta complementariamente aquellos criterios de diseño, dimensionamiento y cálculo,
definición de componentes y materiales, condiciones de montaje, pruebas de recepción,
alcance de los manuales y requerimientos del contrato de mantenimiento que den como
resultado una instalación con un nivel de calidad y de exigencia mayor o igual al que este
Pliego considera para los usos antes indicados de agua caliente y procesos industriales. Las
prescripciones que correspondan deberán ser mejoradas en los casos en que por el tipo de
aplicación fuera requerido para asegurar las prestaciones y durabilidad del proyecto.
24
2.2.
A efectos de requerimientos mínimos, se consideran dos grandes grupos de
instalaciones.
Las instalaciones destinadas exclusivamente a producir agua caliente sanitaria,
calentamiento de piscinas, precalentamiento de agua de aporte de procesos
industriales, calefacción por suelo radiante o fan-coil u otros usos a menos de 45ºC,
podrán emplear colectores cuyo coeficiente global de pérdidas este comprendido
entre 9 W/(m2.ºC) y 4 W/(m2.ºC) y el rendimiento medio anual calculado de la
instalación deberá ser mayor del 40%
Las instalaciones destinadas a climatización, calefacción por sistemas diferentes a
suelo radiante o fan-coil, u otros usos en los cuales la temperatura del agua de
aporte a la instalación solar y la de referencia de producción se sitúen en niveles
semejantes, deberán emplear colectores cuyo coeficiente global de pérdidas sea
superior a 4 W/(m2.ºC) y el rendimiento medio anual calculado de la instalación
deberá ser mayor del 30%.
No se consideran instalaciones con coeficiente global de pérdidas superior a 9
W/(m2.ºC) o de materiales plástico o sin vidrio.
En todo caso es de aplicación toda la normativa que afecte a instalaciones solares
térmicas según se dispone en el Reglamento de Instalaciones Térmicas en la
Edificación (RITE).
3.
DEFINICIONES
3.1. PARAMETROS AMBIENTALES.
3.1.1.
Radiación solar: es la energía procedente del sol en forma de ondas
electromagnéticas.
3.1.2.
Irradiancia solar directa: es la radiación solar por unidad de tiempo y unidad de
área, que sin haber sufrido modificación en su trayectoria, incide sobre una
superficie.
3.1.3.
Irradiancia 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.
3.1.4.
Irradiancia 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.
3.1.5.
Radiación difusa: es la suma de la radiación difusa celeste y la radiación solar
reflejada.
3.1.6.
Irradiancia solar global: es la suma de la radiación directa y difusa.
25
3.1.7.
Irradiancia solar global media: es la integral de la radiación solar global incidente
sobre una superficie en un período de tiempo, dividido por este período de tiempo.
3.2. INSTALACIÓN.
3.2.1.
Instalaciones abiertas: instalaciones en las que el circuito primario está comunicado
de forma permanente con la atmósfera.
3.2.2.
Instalaciones cerradas: instalaciones en las que el circuito primario no tiene
comunicación directa con la atmósfera.
3.2.3.
Instalaciones de sistema directo: son aquellas en las que el fluido de trabajo es el
propio agua de consumo que pasa por los colectores.
3.2.4.
Instalaciones de sistema indirecto: en las que el fluido de trabajo se mantiene en un
circuito separado, sin posibilidad de comunicarse con el circuito de consumo.
3.2.5.
Instalaciones por termosifón: en la que el fluido de trabajo circula por convección
libre.
3.2.6.
Instalación con circulación forzada: instalación equipada con dispositivos que
provocan la circulación forzada del fluido de trabajo.
3.2.7.
Circuito primario: circuito del que forman parte los colectores y las tuberías que los
unen, en que el fluido recoge la energía solar y la transmite.
3.2.8.
Circuito secundario: circuito en el que se recoge la energía transferida del circuito
primario para ser distribuida a los puntos de consumo.
3.2.9.
Circuito de consumo: circuito por el que circula agua de consumo.
3.2.10. Equipo solar doméstico: sistema de aprovechamiento de la energía solar para
producción de agua caliente sanitaria, fabricado mediante un proceso estandarizado
que presupone resultados uniformes en prestaciones, se ofrece en el mercado bajo
un único nombre comercial y se vende como una unidad preparada para su
instalación.
3.2.11. Equipo compacto: equipo solar doméstico cuyos elementos se encuentran montados
en una sola unidad, aunque físicamente pueden estar diferenciados.
3.2.12. Equipo partido: equipo solar doméstico cuyos elementos principales (captación y
acumulación) se pueden encontrar a una distancia física relevante.
3.2.13. Equipo integrado: equipo solar doméstico cuyos elementos principales (captación y
acumulación) constituyen un único componente y no es posible diferenciarlos
físicamente.
26
3.3. COLECTORES.
3.3.1.
Colector solar térmico: es un sistema capaz de transformar la radiación solar
incidente en energía térmica de un fluido de trabajo.
3.3.2.
Absorbedor: es la parte del colector solar donde tiene lugar la transformación de la
energía.
3.3.3.
Apertura: es la máxima proyección plana de la superficie del colector transparente a
la radiación solar incidente no concentrada.
3.3.4.
Area total expuesta: superficie neta del absorbedor expuesta a la radiación solar
incidente.
3.3.5.
Cubierta: es el elemento de material transparente a la radiación solar que cubre la
apertura, para disminuir las pérdidas de calor y proteger el absorbedor del medio
ambiente.
3.3.6.
Fluido de transferencia de calor o fluido de trabajo: es el fluido encargado de
recoger y transmitir la energía captada por el absorbedor.
3.3.7.
Carcasa: es el componente del colector que conforma su superficie exterior, fija la
cubierta, contiene y protege a los restantes componentes del colector y soporta los
anclajes del mismo.
3.3.8.
Materiales aislantes: son aquellos materiales de bajo coeficiente de conductividad
térmica, cuyo empleo en el colector solar tiene por objeto reducir las pérdidas de
calor por la parte posterior y laterales.
3.3.9.
Junta de cubierta: es un elemento cuya función es asegurar la estanqueidad de la
unión cubierta-carcasa.
3.4. COMPONENTES.
3.4.1.
Intercambiador de calor: dispositivo en el que se produce la transferencia de energía
del circuito primario al circuito secundario.
3.4.2.
Acumulador solar o depósito solar: depósito en el que se acumula el agua calentada
por energía solar.
3.4.3.
Depósito de expansión: dispositivo que permite absorber las variaciones de
volumen y presión en un circuito cerrado producidas por las variaciones de
temperatura del fluido circulante. Puede ser abierto o cerrado, según esté o no en
comunicación con la atmósfera.
3.4.4.
Bombas de circulación: dispositivo electromecánico que produce la circulación
forzada del fluido a través de un circuito.
27
3.4.5.
Purgador de aire: dispositivo que permite la salida del aire acumulado en el circuito.
Puede ser manual o automático.
3.4.6.
Válvula de seguridad: dispositivo que limita la presión máxima del circuito.
3.4.7.
Válvula antiretorno: dispositivo que evita el paso de fluido en un sentido.
3.4.8.
Controlador diferencial de temperaturas: dispositivo electrónico que regula las
bombas en función de la diferencia de temperaturas prefijada entre los colectores y
el acumulador solar.
3.4.9.
Termostato de seguridad: dispositivo que controla la temperatura máxima del fluido
de trabajo.
3.4.10. Controlador antihielo: dispositivo que impide la congelación del fluido de trabajo.
28
4.
DISEÑO.
4.1. REQUISITOS GENERALES.
4.1.1.
FLUIDOS.
4.1.1.1. En la memoria de diseño o proyecto se especificarán las características del agua y
de los fluidos de trabajo seleccionados.
4.1.1.2. Al objeto de este PCT podrá utilizarse como fluido de trabajo en el circuito de
consumo agua potable de las características aceptadas por la legislación vigente.
4.1.1.3. Como fluido de trabajo en el circuito primario se utilizará agua de la red, o agua
desmineralizada, o agua con aditivos, según las características climatológicas del
lugar y del agua utilizada. Los aditivos más usuales son los anticongelantes, aunque
en ocasiones se puedan utilizar aditivos anticorrosivos.
4.1.1.4. La utilización de otros fluidos térmicos requerirá incluir su composición y calor
específico en la de diseño o proyecto y la certificación favorable de un laboratorio
acreditado.
4.1.1.5. En cualquier caso el pH del fluido de trabajo estará comprendido entre 5 y 12 y el
contenido en sales se ajustará a los señalados en los puntos siguientes. Fuera de
estos valores, el agua deberá ser tratada.
a) La salinidad del agua del circuito primario no excederá de 500 mg/l totales de
sales solubles.
b) El contenido en sales de calcio no excederá de 200 mg/l. expresados como
contenido en carbonato cálcico.
c) El límite de dióxido de carbono libre contenido en el agua no excederá de 50
mg/l.
4.1.1.6. El diseño de los circuitos evitará cualquier tipo de mezcla de los distintos fluidos
que pueden operar en la instalación. En particular, se prestará especial atención a
una eventual contaminación del agua potable por el fluido del circuito primario.
4.1.1.7. Para disminuir los riesgos de fallos se evitarán los aportes incontrolados de agua de
reposición a los circuitos cerrados y la entrada de aire que pueda aumentar los
riesgos de corrosión originados por el oxígeno del aire.
4.1.2. HELADAS.
4.1.2.1. En la memoria de solicitud se especificará la existencia de riesgo de helada en
función de las temperaturas mínimas históricas y las condiciones microclimáticas
particulares del lugar de instalación. Se especificará, asimismo, el sistema de
protección antiheladas utilizado.
29
4.1.2.2. Se considerarán zonas con riesgo de heladas aquellas en las que se hayan
registrado, alguna vez en los últimos 20 años, temperaturas ambientes inferiores a 0
ºC.
4.1.2.3. En las zonas con riesgo de heladas se utilizarán sistemas de protección adecuados
para evitar la posible rotura de cualquier parte de la instalación.
4.1.2.4. A los efectos de este PCT, como sistemas de protección antiheladas podrán
utilizarse:
a. Mezclas anticongelantes.
b. Recirculación de agua de los circuitos.
c. Drenaje automático con recuperación de fluido.
a. Mezclas anticongelantes.
a.1. La configuración de los circuitos utilizará un intercambiador de calor para
asegurar la completa separación del circuito primario del agua de consumo.
a.2. Como anticongelantes podrán utilizarse los productos, solos o mezclados con
agua, que cumplan la reglamentación vigente. En todo caso, su calor específico
no será inferior a 0,7 kcal/kgºC
a.3. La proporción de anticongelante de las mezclas asegurará que la temperatura
de congelación del fluido sea 5ºC por debajo de la temperatura mínima local
registrada.
a.4. Las mezclas anticongelantes no se degradarán, ni se separarán los
componentes de la mezcla, para las temperaturas máximas de funcionamiento
de la instalación.
a.5. Cuando se utilicen mezclas anticongelantes preparadas comercialmente el
fabricante especificará la composición del producto y su duración o tiempo de
vida en condiciones normales de funcionamiento.
a.6. El programa de mantenimiento especificará los plazos máximos de revisión
periódica de la composición del fluido de trabajo para asegurar que se
mantienen las características iniciales y, en cualquier caso, se recomienda, al
menos, una revisión completa antes de la temporada invernal
a.7. La instalación dispondrá de los sistemas necesarios para facilitar el llenado de
la instalación y para asegurar que el anticongelante está perfectamente
mezclado.
a.8. El sistema de llenado no permitirá las pérdidas de concentración producidas
por fugas del circuito y resueltas con reposición de agua de red.
b. Recirculación del agua del circuito.
b.1. Este método de protección antiheladas asegurará que el fluido de trabajo está
en movimiento en todas las partes de la instalación expuestas a heladas.
30
b.2. El sistema de control actuará la circulación del circuito primario cuando la
temperatura detectada en colectores alcance un valor ligeramente superior al de
congelación del agua (+3ºC).
b.3. Se evitará, siempre que sea posible, la circulación de agua en el circuito
secundario.
b.4. El sistema es adecuado para zonas climáticas con periodos de baja temperatura
de corta duración.
b.5. Debe restringirse el uso de este sistema en zonas climáticas con prolongados
periodos de bajas temperaturas y, en estos casos, se evaluarán los tiempos de
funcionamiento del sistema de protección y se estimarán las pérdidas de
energía térmica acumulada.
b.6. El programa de mantenimiento especificará los plazos máximos de revisión
periódica del sistema de protección antiheladas y, en cualquier caso, se
recomienda, al menos, una revisión completa antes de la temporada invernal
c. Drenaje automático con recuperación del fluido.
c.1. Este método de protección antiheladas asegurará que no hay fluido de trabajo
en ninguna parte de la instalación expuestas a heladas.
c.2. El sistema de control actuará la electroválvula de drenaje cuando la
temperatura detectada en colectores alcance un valor ligeramente superior al de
congelación del agua (+3ºC).
c.3. El vaciado del circuito se realizará a un tanque auxiliar de almacenamiento,
debiéndose prever un sistema de llenado de colectores para recuperar el fluido.
c.4. El diseño de los circuitos permitirá el completo drenaje con el vaciado de todas
las partes de la instalación expuesta a heladas. El circuito debe permanecer
vacío hasta que aumente la temperatura del colector.
c.5. Requiere especial atención, asimismo, el estudio del purgado automático del
aire en la instalación durante los rellenados.
c.6. El sistema requiere utilizar un intercambiador de calor entre los colectores y el
acumulador para mantener en éste la presión de suministro de agua caliente.
4.1.2.5. A los efectos de este PCT no están permitidos los sistemas de drenaje de la
instalación sin recuperación del fluido.
4.1.3. TEMPERATURAS.
4.1.3.1. La instalación solar debe estar diseñada para soportar el amplio rango de
temperaturas al que puede estar sometida.
31
4.1.3.2. Se considerarán las diferentes temperaturas máximas de funcionamiento de los
colectores y del circuito primario, del circuito secundario y de la red de
distribución.
4.1.3.3. Las máximas temperaturas que pueden alcanzarse ocurrirán en periodos de bajo o
nulo consumo y de elevada radiación. A los efectos de este PCT, la temperatura
máxima de trabajo del circuito primario será siempre superior a la temperatura de
estancamiento del colector.
4.1.3.4. La temperatura de estancamiento del colector corresponde a la máxima temperatura
del fluido que se obtiene cuando, sometido a altos niveles de radiación y
temperatura ambiente y siendo la velocidad del viento despreciable, no existe
circulación en el colector y se alcanzan condiciones casi-estacionarias.
4.1.3.5. El diseño de la instalación asegurará que no se sobrepasan las temperaturas
máximas de trabajos de cada uno de los componentes del sistema
4.1.3.6. La instalación debe disponer de los medios necesarios para que las temperaturas no
alcancen valores perjudiciales para los materiales del mismo, para la durabilidad de
los circuitos o para los propios usuarios.
4.1.3.7. Los materiales de la instalación deben soportar las máximas temperaturas de trabajo
que puedan alcanzarse y no debe causar ninguna situación en la que el usuario
tenga que tomar medidas especiales para que el sistema vuelva a la situación
original.
4.1.3.8. Cuando las aguas sean duras se realizarán las previsiones necesarias para que la
temperatura de trabajo de cualquier punto del circuito de consumo no sea superior a
60ºC y, en cualquier caso, se dispondrán los medios necesarios para facilitar la
limpieza de los circuitos.
4.1.3.9. Cuando la temperatura de agua caliente destinada a consumo pueda superar los
60ºC se recomienda que la instalación disponga de un sistema automático de
mezcla o cualquier otro dispositivo que limite la temperatura a 60ºC.
4.1.4. PRESIÓN.
4.1.4.1. La memoria de diseño o proyecto especificará las presiones máximas de trabajo en
los circuitos primario y secundario.
4.1.4.2. Se tendrá en cuenta la máxima presión de la red para verificar que todos los
componentes del circuito de consumo soportan dicha presión.
4.1.4.3. La instalación debe estar diseñada de forma que nunca se sobrepase la máxima
presión soportada por todos los materiales.
4.1.4.4. Todos los circuitos deben ir equipados con válvulas de seguridad que garanticen
que no se superan las presiones máximas de trabajo. Las válvulas de seguridad
deben soportar la máxima temperatura a la que puedan estar sometidas.
32
4.1.4.5. Los componentes y sistemas que no dispongan de certificado de timbre, deberán
cumplir lo previsto en el Reglamento de Aparatos a Presión y, en cualquier caso,
soportar el ensayo de resistencia a presión con 1.5 veces la presión máxima de
trabajo sin apreciarse ningún daño permanente o fuga en el circuito.
4.1.4.6. Cuando la instalación contenga algún material no metálico, el ensayo de presión del
circuito correspondiente debe realizarse a la temperatura máxima de trabajo y debe
soportar las presiones anteriores al menos durante una hora.
4.1.5. FLUJO INVERSO.
4.1.5.1. El diseño y el montaje de la instalación asegurará que no se producen circulaciones
naturales no previstas en ningún circuito hidráulico del sistema.
4.1.5.2. La circulación natural que produce el flujo inverso se puede favorecer cuando el
acumulador se encuentra por debajo del colector por lo que habrá que tomar, en
esos casos, las precauciones oportunas para evitarlo.
4.1.5.3. Se colocarán sistemas antirretorno en los circuitos primario y secundario para evitar
la circulación inversa.
4.1.5.4. En equipos con circulación forzada se aconseja utilizar una válvula antirretorno que
sólo permite el movimiento del fluido en el sentido de calentamiento.
33
4.2. CONFIGURACIONES BÁSICAS.
4.2.1. CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN.
4.2.1.1. En consideración con los diferentes objetivos atendidos por este PCT, se aplicarán
los siguientes criterios de clasificación:
- El principio de circulación.
- El sistema de transferencia de calor.
- El sistema de expansión.
- El sistema de energía auxiliar.
4.2.1.2. Por el principio de circulación se clasificarán en:
- Instalaciones por termosifón o circulación natural.
- Instalaciones por circulación forzada.
4.2.1.3. Por el sistema de transferencia de calor
- Instalaciones de transferencia directa sin intercambiador de calor.
- Instalación con intercambiador de calor en el acumulador solar.
- Instalaciones con el intercambiador de calor independiente.
4.2.1.4. Por el sistema de expansión:
- Sistema abierto.
- Sistema cerrado.
4.2.1.5. Por el sistema de aporte de energía auxiliar
- Sistema de energía auxiliar en depósito secundario individual
- Sistema de energía auxiliar en depósito secundario centralizado.
- Sistema de energía auxiliar en depósitos secundarios distribuidos.
- Sistema de energía auxiliar en línea centralizado.
- Sistema de energía auxiliar en línea distribuido.
4.2.2. CONFIGURACIONES BÁSICAS.
4.2.2.1. La combinación de los anteriores criterios proporciona las siguientes
configuraciones básicas:
- Configuración nº 1:
instalaciones por termosifón directas (fig. 1).
- Configuración nº 2:
instalaciones
por
termosifón
indirectas
con
intercambiador de calor incorporado en el acumulador solar (figs. 2a y 2b).
- Configuración nº 3:
instalaciones por circulación forzada directa (fig. 3).
- Configuración nº 4:
instalaciones por circulación forzada indirectas con
intercambiador de calor incorporado en el acumulador solar (figs. 4a y 4b).
- Configuración nº 5:
instalaciones por circulación forzada indirectas con
intercambiador de calor independiente (fig. 5).
4.2.2.2. Las configuraciones básicas anteriores admiten dos variantes según que el circuito
primario sea abierto (fig. 6) o cerrado (fig. 7).
4.2.2.3. Las configuraciones básicas se completan con cualquiera de los sistemas de aporte
de energía auxiliar incluidos en el punto 4.2.1.5.:
34
-
Sistema de energía auxiliar en depósito secundario centralizado (fig. 8).
Sistema de energía auxiliar en depósitos secundarios distribuidos (fig. 9).
Sistema de energía auxiliar en línea centralizado (figs. 10a y 10b).
Sistema de energía auxiliar en línea distribuido (fig. 11).
4.2.3. SELECCIÓN DE LA CONFIGURACIÓN BÁSICA.
4.2.3.1. Tanto la memoria de solicitud como la memoria de diseño o proyecto incluirán la
selección de la configuración básica y el sistema de energía auxiliar.
4.2.3.2. La configuración elegida estará dentro de las especificadas en el apartado 4.2.2.
4.2.3.3. En instalaciones con volumen de acumulación superior a 500 litros es aconsejable
no utilizar las configuraciones 1 y 2.
4.2.3.4. En instalaciones con volumen de acumulación superior a 5.000 litros se utilizará
con carácter general la configuración 5.
4.3. DISEÑO DEL SISTEMA DE CAPTACIÓN.
4.3.1. GENERALIDADES.
4.3.1.1. Tanto en la memoria de solicitud, como en la memoria de diseño o proyecto, se
especificará el modelo de colector, número, orientación, inclinación y el esquema
completo de conexionado elegidos.
4.3.1.2. El colector seleccionado cumplirá las especificaciones del apartado 6.1.
4.3.1.3. Todos los colectores que integren la instalación serán del mismo modelo, o en el
caso de modelos distintos, el diseño debe garantizar totalmente la compatibilidad
entre ellos y la ausencia de efectos negativos en la instalación por dicha causa.
4.3.2. ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN
4.3.2.1. Los colectores se orientarán al sur geográfico. A los efectos de este PCT se
admitirán desviaciones de ± 30º.
4.3.2.2. En instalaciones de uso anual la inclinación de los colectores respecto del plano
horizontal será 10º superior a la latitud del lugar. A los efectos de este PCT se
admitirán desviaciones respecto de la latitud de ± 20º.
4.3.2.3. En instalaciones de uso estival la inclinación de los colectores respecto del plano
horizontal será 10º menor que la latitud del lugar. A los efectos de este PCT se
admitirán desviaciones de ± 10º respecto a lo indicado.
4.3.2.4. Cuando, por razones justificadas, no se cumplan los requisitos anteriores se
evaluará la reducción producida en las prestaciones energéticas de la instalación.
35
4.3.2.5. En instalaciones integradas en cubiertas no será necesario ajustarse a lo
especificado en los tres puntos anteriores.
4.3.3. SOMBRAS
4.3.3.1. La instalación del campo de colectores se realizará de forma que se asegure que al
mediodía solar del solsticio de invierno no haya más de un 5% de la superficie útil
de captación en sombra.
4.3.3.2. Cuando, por razones justificadas, no se cumpla el requisito anterior se evaluará la
reducción producida por las sombras en las prestaciones energéticas de la
instalación.
4.3.3.3. La distancia d, medida sobre la horizontal, entre una fila de colectores y un
obstáculo, de altura h, que pueda producir sombras sobre la instalación será
superior al valor obtenido por la expresión:
d = h/tg(67º - latitud)
donde
1/tg(67º - latitud) es un coeficiente adimensional denominado k.
Algunos valores significativos de k se pueden ver en la tabla I en función de la
latitud del lugar.
TABLA I
Latitud
k
29
37
39
41
43
45
1,280
1,732
1,881
2,050
2,246
2,475
Con el fin de clarificar posibles dudas respecto a la toma de datos relativos a h y d
se muestra la figura 22 con algunos ejemplos:
4.3.3.4. La separación entre la parte posterior de una fila y el comienzo de la siguiente no
será inferior a la obtenida por la expresión anterior aplicando h a la diferencia de
alturas entre la parte alta de una fila y la parte baja de la siguiente, efectuando todas
las medidas de acuerdo con el plano que contiene a las bases de los colectores.
4.3.4. CONEXIONADO.
4.3.4.1. Los colectores se instalarán en baterías constituidas, preferentemente, por el mismo
número de colectores.
4.3.4.2. Los colectores en las baterías podrán estar conectados en serie (fig. 12) o en
paralelo (fig. 13).
36
4.3.4.3. Si fuera necesario, las baterías de colectores podrán conexionarse entre sí en
paralelo (fig. 14), en serie o en serie-paralelo (fig. 15).
4.3.4.4. El número de colectores que se pueden conexionar en paralelo tendrá en cuenta las
limitaciones del fabricante.
4.3.4.5. El número de colectores conexionados en serie no será en ningún caso superior a
cinco. En caso contrario, deberá ser justificado adecuadamente, tanto en la memoria
de solicitud como en la de diseño o proyecto.
4.3.4.6. La conexión entre sí de las baterías de colectores asegurará igual recorrido
hidráulico en todos ellos debiendo quedar plasmado en el esquema de conexionado.
4.3.5. ESTRUCTURA SOPORTE
4.3.5.1. La estructura soporte de colectores ha de resistir, con los colectores instalados, las
sobrecargas del viento y nieve, de acuerdo con lo indicado en la normativa básica
de la edificación NBE-AE-88.
4.3.5.2. El diseño y la construcción de la estructura y el sistema de fijación de colectores,
permitirá las necesarias dilataciones térmicas, sin transmitir cargas que puedan
afectar a la integridad de los colectores o el circuito hidráulico.
4.3.5.3. Los puntos de sujeción del colector serán suficientes en número, teniendo el área de
apoyo y posición relativa adecuadas, de forma que no se produzcan flexiones en el
colector superiores a las permitidas por el fabricante.
4.3.5.4. El diseño de la estructura se realizará para la orientación y el ángulo de inclinación
especificado para el colector y teniendo en cuenta la facilidad de montaje y
desmontaje.
4.3.5.5. La estructura se protegerá superficialmente contra la acción de los agentes
ambientales. Las estructuras de acero podrán protegerse mediante galvanizado por
inmersión en caliente, pinturas orgánicas de zinc o tratamientos anticorrosivos
equivalente.
4.3.5.6. La realización de taladros en la estructura se llevará a cabo antes de proceder al
galvanizado o protección de la estructura. La tornillería y piezas auxiliares estarán
protegidas por galvanizado o zincado, o bien serán de acero inoxidable.
4.3.5.7. Los topes de sujeción de colectores y la propia estructura no arrojará sombra sobre
los colectores.
4.3.5.8. En el caso de instalaciones integradas en cubierta que hagan las veces de la cubierta
del edificio, el diseño de la estructura y la estanqueidad entre colectores se ajustará
a las exigencias de las Normas Básicas de la Edificación y a las técnicas usuales en
la construcción de cubiertas.
37
4.4. DISEÑO DEL SISTEMA DE
ACUMULACION.
4.4.1. GENERALIDADES.
4.4.1.1. La memoria de solicitud y la memoria de diseño o proyecto incluirán el número de
acumuladores, volumen útil de cada uno, así como la configuración y ubicación de
los depósitos de acumulación.
4.4.1.2. Para cada depósito acumulador la memoria de diseño o proyecto deberá especificar
el material de construcción y la protección interior, así como el tipo, conductividad
y espesor del aislamiento.
4.4.1.3. Deberá especificarse, asimismo, las temperaturas y presiones máximas de trabajo.
4.4.1.4. Los acumuladores cumplirán con las especificaciones del apartado 6.2.
4.4.1.5. El volumen cubicado real del acumulador solar seleccionado será igual al calculado
en el apartado 5 o el normalizado inmediatamente superior.
4.4.1.6. Preferentemente, el sistema de acumulación solar estará constituido por un solo
depósito, será de configuración vertical y se ubicará en zonas interiores.
4.4.1.7. Cuando los acumuladores solares tengan el intercambiador de calor incorporado se
cumplirán los requisitos establecidos en 4.5.
4.4.2. SITUACIÓN DE LAS CONEXIONES.
4.4.2.1. La situación de las tomas para conexiones en los depósitos serán las establecidas en
los puntos siguientes:
a) La conexión de entrada de agua caliente procedente del intercambiador o de los
colectores al acumulador se realizará, preferentemente a una altura comprendida
entre el 50 y el 75% de la altura total del mismo.
b) La conexión de salida de agua fría del acumulador hacia el intercambiador o los
colectores se realizará por la parte inferior de éste.
c) La alimentación de agua fría al depósito se realizará por la parte inferior.
d) La extracción de agua caliente del depósito se realizará por la parte superior.
4.4.2.3. El sensor de la temperatura del acumulador del sistema de control se situará en la
parte inferior del depósito en una zona no influenciada por la circulación del
circuito secundario o por el calentamiento del intercambiador si este fuera
incorporado.
38
4.4.2.4. La entrada de agua fría, situada en la parte baja del acumulador, estará equipada
con una placa deflectora en la parte interior a fin de que la velocidad residual no
destruya la estratificación en el acumulador.
4.4.2.5. Las conexiones de entrada y salida se situarán de forma que se eviten caminos
preferentes de circulación del fluido (figs. 16a y 16b).
4.4.2.6. En depósitos horizontales las tomas de agua caliente y fría estarán situadas en
extremos opuestos (fig. 16b).
4.4.3. VARIOS ACUMULADORES.
4.4.3.1. Cuando sea necesario que el sistema de acumulación solar esté formado por más de
un depósito, estos se conectarán en serie invertida en el circuito de consumo (figs.
17a y 17b) o en paralelo con los circuitos primarios y secundarios equilibrado (figs.
18a y 18b).
4.4.3.2. Preferentemente, la conexión de los acumuladores permitirá la desconexión
individual de los acumuladores sin interrumpir el funcionamiento de la instalación.
4.5. DISEÑO DEL SISTEMA DE INTERCAMBIO.
4.5.1.
La memoria de solicitud y la memoria de diseño o proyecto incluirán el tipo,
independiente o incorporado al acumulador solar y el material de construcción. La
memoria de diseño o proyecto incluirá las características de funcionamiento
definidas en 5.7.
4.5.2.
El intercambiador independiente será de placas de acero inoxidable o cobre y
deberá soportar las temperaturas y presiones máximas de trabajo de la instalación.
4.5.3.
El intercambiador incorporado al acumulador solar estará situado en la parte
inferior del acumulador y podrá ser de tipo sumergido o de doble envolvente.
4.5.4.
El intercambiador sumergido podrá ser de serpentín o de haz tubular y estará
construido en cobre o acero inoxidable.
4.6. DISEÑO DEL CIRCUITO HIDRAULICO.
4.6.1. GENERALIDADES.
4.6.1.1. La memoria de diseño o proyecto incluirán un esquema de línea de la instalación, el
cálculo del caudal de diseño, el dimensionado de tuberías y componentes y la
especificación del aislamiento térmico.
4.6.1.2. El esquema de línea de la instalación especificará sobre planos a escala del lugar, la
ubicación de los colectores solares, el depósito de acumulación, el intercambiador
39
de calor, las bombas, el vaso de expansión, demás elementos y el trazado de
tuberías del circuito primario y secundario.
4.6.1.3. El esquema de línea de la instalación tendrá el grado de definición necesario para
efectuar todos los cálculos de dimensionado del circuito.
4.6.1.4. El esquema de línea especificará las secciones de tuberías.
4.6.1.5. Debe concebirse en fase de diseño un circuito hidráulico de por sí equilibrado. Si
no fuera posible, el flujo debe ser controlado por válvulas de equilibrado.
4.6.1.6. Para asegurar igual recorrido hidráulico en los colectores solares el trazado de
tuberías del circuito primario se realizará con retorno invertido.
4.6.1.7. Siempre que sea posible, el montaje en retorno invertido se realizará de forma que
la parte más corta del circuito primario corresponda a los tramos de la salida
caliente de los colectores.
4.6.2. tuberías.
4.6.2.1. La memoria de solicitud y la memoria de diseño o proyecto especificarán la clase
de material. La memoria de diseño o proyecto especificarán las siguientes
características de las tuberías: tipo de unión, diámetro nominal y presión nominal
de trabajo.
4.6.3. Bombas.
4.6.3.1. Las bombas de circulación preferentemente serán del tipo en línea.
4.6.3.2. Siempre que sea posible, las bombas en línea se montarán en las zonas más frías del
circuito y en tramos de tubería verticales, evitando las zonas más bajas del circuito.
4.6.3.3. En instalaciones superiores a 50 m² se montarán dos bombas idénticas en paralelo,
una de reserva, tanto en el circuito primario como en el secundario. En este caso se
preverá el funcionamiento alternativo de las mismas, de forma manual o
automática.
4.6.3.4. Para la aplicación de estas bombas en circuitos de agua caliente para usos
sanitarios, deberán utilizarse materiales resistentes a la corrosión.
4.6.3.5. 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.
4.6.3.6. Las tuberías conectadas a las bombas en línea se soportarán en las inmediaciones de
las bombas de forma que no provoquen esfuerzos recíprocos. El diámetro de las
tuberías de acoplamiento no podrá ser nunca inferior al diámetro de la boca de
aspiración de la bomba. La conexión de las tuberías a las bombas no podrá
provocar esfuerzos recíprocos de torsión o flexión.
40
4.6.3.7. Las válvulas de retención se situarán en la tubería de impulsión de la bomba, entre
la boca y el manguito antivibratorio, en cualquier caso aguas arriba de la válvula de
interceptación.
4.6.4. Expansión
4.6.4.1. El diseño de la instalación deberá prever un sistema que absorba la dilatación del
fluido y asegure un valor mínimo de la presión en el circuito.
4.6.4.2. Los vasos de expansión se instalarán en todos los circuitos cerrados de la
instalación en los lugares indicados en los planos. Podrán ser de tipo abierto o
cerrado.
4.6.4.3. Los vasos de expansión preferentemente se conectarán a la aspiración de la bomba.
4.6.4.4. Cuando no se cumpla el punto anterior, la altura a la que se situarán los vasos de
expansión abiertos será tal que asegure el no desbordamiento del fluido y la no
introducción de aire en el circuito primario.
4.6.4.5. La tubería de conexión del vaso de expansión cerrado no se aislará y tendrá
volumen suficiente para enfriar el fluido antes de alcanzar el vaso.
4.6.5. Válvulas de seguridad.
4.6.5.1. El circuito primario y el circuito secundario deberán ir provistos de válvulas de
seguridad taradas a una presión que garantice que en cualquier punto del circuito no
se superará la presión máxima de trabajo de los componentes.
4.6.5.2. La descarga de las válvulas de seguridad debe garantizar, en caso de apertura, la no
provocación de accidentes o daños.
4.6.6. Sistema de llenado.
4.6.6.1. Los sistemas con vaso de expansión abierto podrán utilizarlo como sistema de
llenado (fig. 19a).
4.6.6.2. Los circuitos con vaso de expansión cerrado deben incorporar un sistema de llenado
manual o automático que permita llenar el circuito y mantenerlo presurizado (fig.
19b y 19c).
4.6.6.3. Las instalaciones que requieran anticongelante deben incluir un sistema que permita
el relleno manual del mismo.
4.6.7. Válvulas de corte.
4.6.7.1. La memoria de diseño o proyecto especificará el tipo y aplicación de las válvulas y
accesorios de la instalación, diámetros, formas de las conexiones y presión nominal.
41
4.6.7.2. La elección de las válvulas se realizará, de acuerdo con la función que desempeñan
y las condiciones extremas de funcionamiento (presión y temperatura) siguiendo los
siguientes criterios:
- Para aislamiento: válvulas de esfera.
- Para equilibrado de circuitos: válvulas de asiento.
- Para vaciado: válvulas de esfera o de macho.
- Para llenado: válvulas de esfera.
- Para purga de aire: válvulas de esfera o de macho.
- Para seguridad: válvula de resorte.
- Para retención: válvulas de disco de doble compuerta, o de clapeta.
4.6.7.3. Se hará un uso limitado de las válvulas para el equilibrado de circuitos, debiéndose
concebir, en fase de diseño, un circuito de por sí equilibrado, como se especifica en
el punto 4.6.1.5.
4.6.7.4. A los efectos de este PCT, no se permitirá la utilización de válvulas de compuerta.
4.6.7.5. Se montarán válvulas de corte, para facilitar la sustitución o reparación de
componentes sin necesidad de realizar el vaciado completo de la instalación, que
independicen baterías de colectores, el intercambiador, el acumulador y la bomba.
4.6.7.6. Se instalarán válvulas de corte a la entrada de agua fría y salida de agua caliente del
depósito de acumulación solar.
4.6.7.7. Se instalarán válvulas que permitan el vaciado total o parcial de la instalación de
acuerdo con el criterio especificado en el punto 4.6.7.5.
4.6.7.8. En cada zona de las baterías de colectores en que se hayan situado válvulas de corte
se instalarán válvulas de seguridad.
4.6.8. Purga de aire.
4.6.8.1. En los puntos altos de la salida de baterías de colectores se colocarán sistemas de
purga constituidos por botellines de desaireación y purgador manual o automático.
El volumen útil del botellín será superior a 100 cm3.
4.6.8.2. Se evitará el uso de purgadores automáticos cuando se prevea la formación de
vapor en el circuito. Los purgadores automáticos deberán soportar, al menos, la
temperatura de estancamiento del colector.
4.6.8.3. En el trazado del circuito deberá evitarse, en lo posible, los sifones invertidos, pero
cuando se utilicen se situarán sistemas similares a los descritos en 4.6.8.1 en el
punto más desfavorable del sifón.
4.6.8.4. En general, el trazado del circuito evitará los caminos tortuosos para favorecer el
desplazamiento del aire atrapado hacia los puntos altos.
4.6.8.5. Los trazados horizontales de tubería tendrán siempre una pendiente mínima del 1%
en el sentido de circulación.
42
4.6.9. Aislamiento.
4.6.9.1. La memoria de diseño o proyecto especificará, para las distintas tuberías utilizadas
en la instalación, el tipo, conductividad y espesor del aislamiento empleado.
4.6.9.2. Se especificará el tipo de protección exterior del aislamiento que para trazados al
exterior, en particular, deberá resistir la acción de los rayos ultravioletas y otros
agentes externos.
4.6.9.3. Las tuberías y accesorios se aislarán y protegerán con materiales que cumplan con
lo especificado en el apartado 6.9.
4.6.10. requisitos especificos adicionales para INSTALACIONES POR
TERMOSIFÓN.
4.6.10.1. La batería de colectores estará situada preferentemente, en su totalidad, por debajo
del acumulador.
4.6.10.2. El diseño del colector y su conexionado debe favorecer el funcionamiento por
termosifón, por esta razón preferentemente no se instalarán colectores con
conductos horizontales o cambios complejos de dirección de los conductos
internos.
4.6.10.3. A los efectos de este PCT, no podrán utilizarse intercambiadores de calor
independientes.
4.6.10.4. El diseño del cambiador de calor evitará caminos de circulación del fluido que
impliquen cambios de dirección que impidan el efecto termosifón.
4.6.10.5. Todas las instalaciones dispondrán de un sistema antirretorno para evitar la
circulación inversa.
4.6.10.6. En ningún caso el diámetro de las tuberías será inferior a DN15. En general, el
diámetro de las tuberías se calculará de forma que corresponda al diámetro
normalizado inmediatamente superior al necesario en una instalación
equivalente con circulación forzada.
4.6.10.7. La construcción del circuito debe evitar restricciones internas, por esta razón no se
instalarán filtros, válvulas u otros estrangulamientos al flujo.
4.6.10.8. El trazado de tuberías deberá ser de la menor longitud posible, situando el
acumulador cercano a los colectores.
4.6.10.9. Deben evitarse en lo posible las tuberías horizontales y en todo caso montarlas con
una pendiente ascendente de al menos 5% y siempre en sentido ascendente hacia el
tanque.
43
4.7. DISEÑO DEL SISTEMA DE ENERGIA
AUXILIAR.
4.7.1. GENERALIDADES.
4.7.1.1. Para asegurar la continuidad en el suministro de agua caliente sanitaria las
instalaciones de energía solar deben disponer de un sistema de energía auxiliar.
4.7.1.2. La memoria de diseño o proyecto contemplarán, aunque se trate de un sistema
existente, la configuración elegida, el tipo de energía, la capacidad de acumulación
secundaria y las especificaciones del equipo generador de calor.
4.7.1.3. Las configuraciones que se podrán utilizar serán cualesquiera de las representadas
en las figuras 8 a 11.
4.7.1.4. El cálculo del volumen de acumulación secundario y/o de la potencia del sistema de
energía auxiliar se realizará de acuerdo con la reglamentación vigente.
4.7.1.5. Con independencia de lo especificado en el punto anterior se recomienda que el
volumen de acumulación secundario esté comprendido entre el 30% y el 100% de
la carga de consumo diario.
4.7.1.6. El sistema de aporte de energía auxiliar, con acumulación o en línea, siempre
dispondrá de un termostato de control sobre la temperatura de preparación que en
ningún caso será superior a 50ºC. Este requisito no será de aplicación en los
calentadores instantáneos de gas no modulantes.
4.7.1.7. Cuando el sistema de energía auxiliar sea eléctrico, la potencia correspondiente será
inferior a 300 W por cada metro cuadrado de colector solar. Para instalaciones de
tamaño inferior a 5 metros cuadrados la potencia podrá ser de 1.500 W. En el caso
de resistencias sumergidas, los valores de potencia disminuirán hasta 150 W y 750
W. En el caso de sistemas preexistentes, no existirá ningún limite.
4.7.1.8. No se permitirá el aporte de energía auxiliar dentro del acumulador solar salvo que
sea debidamente justificado y sea previamente aprobado. Igualmente podrá ser
aceptada mediante aprobación previa, la conexión de un retorno desde el
acumulador de energía auxiliar al acumulador de energía solar cuando su necesidad
esté suficientemente justificado en el proyecto (por ejemplo: periodos de bajo
consumo estacionales que provoquen un enfriamiento del agua contenida en el
acumulador de energía auxiliar que no es consumida).
4.7.2. CONEXIÓN DEL SISTEMA AUXILIAR.
4.7.3.1. La conexión del sistema auxiliar, salvo las excepciones que se indican, siempre será
en serie con el acumulador solar.
4.7.3.2. Se permitirá la conexión del sistema de energía auxiliar en paralelo con la
instalación solar cuando se cumplan los siguientes requisitos:
44
- El sistema de energía auxiliar sea del tipo en línea, esté constituido por uno o
varios calentadores instantáneos no modulantes o no sea posible regular la
temperatura de salida del agua.
-
Exista una preinstalación solar que impida o dificulte el conexionado en serie.
- Cuando el recorrido de tuberías de agua caliente desde el acumulador solar
hasta el punto de consumo más lejano sea superior a 15 metros lineales a través del
sistema auxiliar.
4.7.3.3. En todos estos casos, la conmutación de sistemas será fácilmente accesible y será
obligatorio disponer un indicador de la temperatura del acumulador solar fácilmente
visible y accesible por el usuario.
4.8. DISEÑO DEL SISTEMA ELÉCTRICO Y DE
CONTROL.
4.8.1.
La memoria de diseño o proyecto incluirá un esquema eléctrico del sistema.
4.8.2.
El control de funcionamiento normal de las bombas será siempre del tipo
diferencial, actuando en función del salto de temperatura entre la salida de la batería
de colectores y el depósito de acumulación solar.
4.8.3.
La precisión del sistema de control y la regulación de los puntos de consigna
asegurará que en ningún caso las bombas estarán en marcha con diferencias de
temperaturas menores de 2ºC y en ningún caso paradas con diferencias superiores a
7ºC.
4.8.4.
La diferencia de temperaturas entre el punto de arranque y parada del termostato
diferencial no será inferior a 2ºC.
4.8.5.
El sistema de control asegurará que en las instalaciones para agua sanitaria en
ningún caso se alcancen temperaturas superiores a 45ºC en los puntos de consumo
recomendándose el uso de válvulas mezcladoras.
4.8.6.
El sistema de control asegurará que en ningún caso se alcancen temperaturas
superiores a las máximas soportadas por los materiales, componentes y tratamientos
del circuito secundario.
4.8.7.
Cuando la protección contra heladas se realice por arranque de la bomba o vaciado
automático del circuito primario, el sistema de control asegurará que en ningún
punto la temperatura del fluido caloportador descienda por debajo de una
temperatura tres grados superior a la congelación del fluido.
4.8.8.
La ubicación de las sondas ha de realizarse de forma que detecten exactamente las
temperaturas que se desean, instalándose los sensores en el interior de vainas y
evitándose las tuberías separadas de la salida de los colectores y las zonas de
estancamiento en los depósitos (fig. 20).
45
4.8.9.
Preferentemente las sondas serán de inmersión. Se tendrá especial cuidado en
asegurar una adecuada unión entre las sondas de contactos y la superficie metálica.
4.9. DISEÑO DEL SISTEMA DE
MONITORIZACIÓN.
4.9.1.
La memoria de solicitud y la de diseño o proyecto, en su caso, especificarán las
características del sistema de adquisición de datos, los elementos de medida, las
condiciones de funcionamiento y la estrategia de evaluación.
4.9.2.
El sistema de monitorización se encargará de realizar la medida de parámetros
funcionales necesarios para evaluar las prestaciones de la instalación.
4.9.3.
Cuando se utilice un sistema de telemonitorización se incluirán además, las
características del sistema de comunicaciones y el modo de operación, tanto en la
memoria de solicitud como en la memoria de diseño o proyecto.
4.9.4.
El sistema de monitorización realizará la adquisición de datos, al menos, con la
siguiente secuencia:
- Toma de medidas o estados de funcionamiento... cada minuto.
- Calculo de medias de valores y registro........ cada 10 minutos.
4.9.5.
La tabla siguiente indica las variables analógicas que, como mínimo, deben ser
medidas por el sistema de monitorización:
- Temperatura de entrada de agua fría.
- Temperatura de suministro de agua caliente solar.
- Temperatura de suministro de agua caliente a consumo.
- Caudal de agua de consumo.
4.9.6.
El sistema de monitorización registrará, con la misma secuencia, el estado de
funcionamiento de las bombas de circulación de primario y secundario, la actuación
de las limitaciones por máxima o mínima y el funcionamiento del sistema de
energía auxiliar.
4.9.7.
Opcionalmente, el sistema de monitorización medirá, además, las siguientes
variables:
- Temperatura de entrada a colectores.
- Temperatura de salida de colectores.
- Temperatura de entrada secundario.
- Temperatura de salida secundario.
- Radiación global sobre plano colectores.
- Temperatura ambiente exterior.
- Presión de agua en circuito primario.
- Temperatura fría del acumulador.
- Temperatura caliente del acumulador.
- Temperaturas de salidas de varios grupos de colectores.
46
4.9.8.
El tratamiento de los datos medidos proporcionará, al menos, los siguientes
resultados:
- volumen de consumo diario.
- temperatura media de suministro de agua caliente a consumo.
- temperatura media de suministro de agua caliente solar.
- demanda de energía térmica diaria.
- energía solar térmica aportada.
- energía auxiliar consumida
- fracción solar media.
- consumos propios de la instalación (bombas, controles, etc.).
4.9.9.
Con los datos registrados se procederá al análisis de resultados y evaluación de las
prestaciones diarias de la instalación. Estos datos quedarán archivados en un
registro histórico de prestaciones.
4.10.
INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA.
4.10.1. En el caso de pretender realizar una instalación integrada desde el punto de vista
arquitectónico, la memoria de solicitud y la memoria de diseño o proyecto
especificarán las condiciones del edificio y de la instalación y la descripción y
justificación de las soluciones elegidas.
4.10.2. Las condiciones del edificio se refieren al estudio de características urbanísticas,
implicaciones en el diseño, actuaciones sobre la construcción, necesidad de realizar
obras de reforma o ampliación, verificaciones estructurales, etc. que, desde el punto
de vista del profesional competente en la edificación, requerirían su intervención.
4.10.3. Las condiciones de la instalación se refieren al impacto visual, la modificación de
las condiciones de funcionamiento del edificio, la necesidad de habilitar nuevos
espacios o ampliar el volumen construido, efectos sobre la estructura, etc.
4.10.4. En cualquier caso el IDAE podrá requerir un informe de integración arquitectónica
con las medidas correctoras a adoptar. La propiedad del edificio, por si o por
delegación, informará y certificará sobre el cumplimiento de las condiciones
requeridas.
4.10.5. Cuando sea necesario a criterio de IDAE, a la memoria de diseño o proyecto se
adjuntará el informe de integración arquitectónica donde se especifiquen las
características urbanísticas y arquitectónicas del mismo, los condicionantes
considerados para la incorporación de la instalación y las medidas correctoras
incluidas en el proyecto de la instalación.
4.10.6. A efectos del informe de integración, se considerará que las partes más importantes
de una instalación a los efectos de detectar y evaluar los problemas de integración
en la edificación son los colectores y el acumulador. La problemática del resto de
sistemas puede considerarse prácticamente de segundo orden a estos efectos.
Deberán considerarse, asimismo, todos los aspectos relativos al correcto uso,
funcionamiento y mantenimiento de los equipos.
47
4.10.7. En los criterios adoptados para fijar las medidas correctoras, se deberá haber
analizado si las partes más significativas de la instalación solar deben quedar
ocultas o vistas y, en este caso, los medios para conseguir un diseño estético.
4.10.8. Deben evitarse, en lo posible, las instalaciones solares con impacto visual
importante desde el exterior y que no estén integradas con el edificio ya que no
hacen, actualmente, un buen servicio al desarrollo de esta tecnología.
4.10.9. En relación con la integración que actualmente cabe hacer con las instalaciones
solares, una regla fundamental a seguir es la de mantener, dentro de lo posible, la
alineación con los ejes principales de la edificación. Se debe evaluar la disminución
de prestaciones que se origina al modificar la orientación e inclinación de la
superficie de captación y, con ello, decidir si una instalación debe desviarse de su
óptimo desde el punto de vista energético.
4.10.10. Otro criterio importante es el de evitar que la instalación sea un sistema
independiente de la edificación. Se debe buscar la continuidad de la construcción
resolviendo la unión de la instalación con el edificio con elementos constructivos
que proporcionen la continuidad deseada. En este mismo sentido, debe evitarse que
la instalación solar genere un volumen importante que sobresalga en exceso del
volumen del edificio.
4.10.11. Cabe plantearse, siempre que sea posible, si la integración debe buscarse en el
propio edificio o debe buscarse la incorporación como construcción anexa y
constructivamente independiente de la edificación principal.
48
5.
DIMENSIONADO Y CÁLCULO.
5.1. DATOS DE PARTIDA.
5.1.1.
Los datos de partida necesarios para el dimensionado y cálculo de la instalación
están constituidos por tres grupos de parámetros que definen las características de
uso, de clima y de funcionamiento.
5.1.2.
La memoria de solicitud y la memoria de diseño o proyecto especificarán todos los
datos de partida que se han considerado y, en particular, aquellos que son utilizados
en el proceso de cálculo y diseño.
5.1.3.
La memoria de solicitud incluirá, al menos, los datos de partida especificados en
5.2, 5.3 y 5.4.
5.1.4.
Para los datos de partida cuyos valores evolucionen en función del tiempo se
especificarán, al menos, los valores medios diarios mensuales.
5.1.7.
El uso de datos de partida distintos a los especificados que requiera el método de
cálculo a emplear, deberán ser justificados, indicando la procedencia y proceso de
obtención de los mismos.
5.2. CONDICIONES DE USO.
5.2.1.
La memoria de solicitud y la de diseño o proyecto especificarán las cargas de
consumo, con indicación del volumen diario medio mensual correspondiente a una
temperatura de referencia de 45ºC, definiendo:
- el criterio de consumo adoptado,
- el consumo unitario máximo,
- la ocupación máxima y
- la variación de la ocupación.
5.2.2.
En aplicaciones para las que no se disponga de datos, se utilizarán para el diseño los
consumos unitarios máximos expresados en la Tabla II.
Tabla II
Criterio de consumo
litros/día
Viviendas unifamiliares
Viviendas multifamiliares
Hospitales
Hotel ****
Hotel ***
Hotel/Hostal **
Hostal/Pensión *
Residencia (ancianos, estudiantes, etc.)
Vestuarios / Duchas colectivas
49
40
30
80
100
80
60
50
80
20
por persona
por persona
por cama
por cama
por cama
por cama
por cama
por cama
por servicio
5.2.3.
En instalaciones existentes para las que se disponga de datos de consumo medidos
en años anteriores, se utilizarán estos datos previa justificación de los mismos.
5.2.4.
En instalaciones, nuevas o existentes, para las que se disponga de datos de consumo
de instalaciones similares, podrá utilizarse éstos previa justificación.
5.2.5.
A efectos del cálculo de la carga de consumo los valores de temperatura de agua
fría, se tomarán los valores indicados en la Tabla III.
5.2.6.
La utilización de otros datos de temperaturas de agua fría deberá ser justificada
indicando la procedencia y proceso de obtención de los mismos.
5.3. CONDICIONES CLIMÁTICAS.
5.3.1.
La memoria de solicitud y la de diseño o proyecto incluirán, al menos, los valores
diarios medios mensuales de la radiación solar global sobre el plano de colectores y
la temperatura ambiente utilizados para el dimensionado de la instalación.
5.3.2.
Al objeto de este PCT podrán utilizarse datos de radiación publicados por entidades
de reconocido prestigio.
5.3.3.
Al objeto de este PCT podrán utilizarse los datos de temperatura publicados por el
Instituto Nacional de Meteorología.
5.3.4.
La utilización de otros datos deberá ser justificada, indicando la procedencia y
proceso de obtención de los mismos.
5.4. PARÁMETROS FUNCIONALES.
5.4.1.
La memoria de diseño o proyecto incluirán todos los parámetros funcionales de la
instalación necesarios para el dimensionado de la misma y, al menos, los siguientes:
- Factor de ganancia del colector
- Factor de pérdidas del colector
- Caudal másico del circuito primario
- Caudal másico del circuito secundario
- Efectividad del intercambiador
5.4.2. Esto no excluye la presentación de las curvas del colector obtenidas por el INTA en
el proceso de homologación del colector.
50
TABLA III Temperatura media del agua de la red general,en ºC (Fuente: CENSOLAR)
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
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
Provincia
ÁLAVA
ALBACETE
ALICANTE
ALMERIA
ASTURIAS
ÁVILA
BADAJOZ
BALEARES
BARCELONA
BURGOS
CÁCERES
CÁDIZ
CANTABRIA
CASTELLÓN
CEUTA
CIUDAD REAL
CÓRDOBA
LA CORUÑA
CUENCA
GERONA
GRANADA
GUADALAJARA
GUIPÚZCOA
HUELVA
HUESCA
JAEN
LEÓN
LÉRIDA
LUGO
MADRID
MÁLAGA
MELILLA
MURCIA
NAVARRA
ORENSE
PALENCIA
LAS PALMAS
PONTEVEDRA
LA RIOJA
SALAMANCA
STA. C. TENERIFE
SEGOVIA
SEVILLA
SORIA
TARRAGONA
TERUEL
TOLEDO
VALENCIA
VALLADOLID
VIZCAYA
ZAMORA
ZARAGOZA
ENE FEB
5
6
5
6
8
9
8
9
6
7
4
5
6
7
8
9
8
9
4
5
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8
9
8
9
8
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9
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6
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9
4
5
6
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6
7
6
7
8
9
8
9
5
6
8
9
4
5
5
6
6
7
6
7
8
9
8
9
8
9
5
6
5
7
5
6
8
9
8
9
6
7
5
6
8
9
4
5
8
9
4
5
6
7
4
5
6
7
8
9
5
6
6
7
5
6
5
6
MAR
8
8
11
11
9
7
9
11
11
7
9
11
11
11
10
8
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7
9
9
9
11
11
8
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7
8
9
9
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11
11
8
9
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11
11
9
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11
7
11
7
9
7
9
11
8
9
8
8
ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC AÑO
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12
13
12
11
10
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5
9,3
10
11
12
13
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10
8
5
9,3
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14
15
16
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11
8
12,3
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11
10
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8,3
11
12
13
14
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10,3
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15
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8
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16
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8
12,3
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11
12
11
10
9
7
4
8,3
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16
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16
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14
13
11
8
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13
13
14
13
13
12
11
8
11,9
10
11
12
13
12
11
10
8
5
9,3
11
12
13
14
13
12
11
9
6
10,3
13
14
15
16
15
14
13
11
8
12,3
9
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11
12
11
10
9
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4
8,3
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12
13
14
13
12
11
9
6
10,3
11
12
13
14
13
12
11
9
6
10,3
11
12
13
14
13
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11
9
6
10,3
13
14
15
16
15
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11
8
12,3
13
14
15
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15
14
13
11
8
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10
11
12
13
12
11
10
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9,3
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14
15
17
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14
13
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7
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12
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9
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4
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12
11
9
6
10,3
11
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13
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10,3
13
14
15
16
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11
8
12,3
13
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15
16
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11
8
12,3
13
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16
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10
8
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9,3
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12
13
14
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11
9
6
10,2
10
11
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12
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10
8
5
9,3
13
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15
16
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12,3
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14
15
16
15
14
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13
14
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11
9
6
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10
11
12
13
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10
8
5
9,3
13
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16
15
14
13
11
8
12,3
9
10
11
12
11
10
9
7
4
8,3
13
14
15
16
15
14
13
11
8
12,3
9
10
11
12
11
10
9
7
4
8,3
11
12
13
14
13
12
11
9
6
10,3
9
10
11
12
11
10
9
7
4
8,3
11
12
13
14
13
12
11
9
6
10,3
13
14
15
16
15
14
13
11
8
12,3
10
11
12
13
12
11
10
8
5
9,3
11
12
13
14
13
12
11
9
6
10,3
10
11
12
13
12
11
10
8
5
9,3
10
11
12
13
12
11
10
8
5
9,3
51
5.5. DIMENSIONADO BÁSICO.
5.5.1.
La solicitud y la de diseño o proyecto incluirán la definición del método de cálculo
utilizado para realizar el dimensionado básico de la instalación.
5.5.2.
A los efectos de este PCT, el dimensionado básico de la instalación se refiere a la
selección de la superficie de colectores solares y del volumen de acumulación solar.
5.5.3.
Podrá utilizarse cualquiera de los métodos de cálculo de uso aceptado por
proyectistas, fabricantes e instaladores.
5.5.4.
El método de cálculo especificará, al menos en base mensual, los valores medios
diarios de la demanda de energía y del aporte solar.
5.5.5.
Asimismo el método de cálculo incluirá las prestaciones globales anuales definidas
por:
- la demanda de energía térmica
- la energía solar térmica aportada
- la fracción solar media anual
5.5.6.
Una vez realizada la selección de la superficie de colectores solares y del volumen
de acumulación solar serán definidas las prestaciones globales anuales, además de
para el consumo de diseño para, al menos, dos valores de la carga de consumo,
inferior y superior, del consumo de diseño. Se recomienda utilizar valores
comprendidos entre ± 20% y ± 50%.
5.6. CRITERIOS DE DIMENSIONADO.
5.6.1.
En todos los casos, la carga de consumo diario de agua caliente sanitaria (M, en
litros/día) se referirá al valor medio diario anual cuando el consumo sea
aproximadamente constante a lo largo del año, justificándose en los demás casos.
5.6.2.
La superficie de captación se seleccionará de forma que, eligiendo adecuadamente
el número de colectores, resulte una distribución homogénea del campo de
colectores.
5.6.3.
Al objeto de este PCT, los valores seleccionados en el apartado 5.5 cumplirán los
siguientes criterios:
5.6.6.1. El área total de colectores A, en m², cumplirá la siguiente condición:
50 ≤ M/A ≤ 120
5.6.6.2. El volumen de acumulación solar V, en litros, cumplirá la siguiente condición:
0,8 ≤ V/M ≤ 1,5
52
5.6.6.3. Cuando por razones justificadas no se instale todo el área de diseño, el volumen de
acumulación solar cumplirá la siguiente condición:
50 ≤ V/A ≤ 140
5.6.4.
Preferentemente, el dimensionado de la instalación se realizará con valores M/A
entre 70 y 80 litros por metro cuadrado.
5.6.5.
Preferentemente, el volumen de acumulación será igual, aproximadamente, a la
carga de consumo diaria V=M.
5.7. CÁLCULO DE COMPONENTES.
5.7.1. INTERCAMBIADOR DE CALOR independiente.
5.7.1.1. En instalaciones con intercambiador de calor independiente la memoria de diseño
o proyecto especificarán la potencia nominal, los caudales de diseño, los saltos de
temperatura y la efectividad del intercambiador. La efectividad del intercambiador
se define como:
µ=
T fs - T fe
T ce - T fe
siendo Tfs la temperatura de salida del intecambiado del circuito secundario, Tfe la
temperatura de entrada al intercambiador del circuito secundario, y Tce la
temperatura de entrada del circuito primario.
5.7.1.2. La potencia de diseño del intercambiador, P en W, en función del área de colectores
A en m², cumplirá la condición:
P ≥ 500 . A
5.7.1.3. Los caudales de diseño de los circuitos primario y secundario no diferirán en más
de un 10%. En ningún caso el caudal del secundario será superior al del primario.
5.7.1.4. Los intercambiadores independientes se dimensionarán, para las condiciones
nominales, de forma que con una temperatura de entrada del primario de 50ºC, la
temperatura de salida del secundario no sea inferior a 45ºC.
5.7.1.5. La pérdida de carga de diseño en el intercambiador de calor no será superior a 3
mca, tanto en el circuito primario como en el secundario.
5.7.1.6. El factor de ensuciamiento del intercambiador de calor no será inferior al
especificado en la Tabla IV para cada tipo de agua utilizada como fluido de trabajo.
TABLA IV
53
Circuitos de consumo
m.k/W
Agua blanda y limpia
Agua dura
Agua muy dura y/o sucia
Circuitos cerrados
0.0006
0.0012
0.0018
0.0008
5.7.2. INTERCAMBIADOR incorporado en el acumulador solar.
5.7.2.1. En las instalaciones con intercambiador de calor incorporado en el acumulador
solar, la memoria de diseño o proyecto especificarán el tipo de intercambiador y la
superficie útil de intercambio.
5.7.2.2. La relación entre la superficie útil de intercambio y la superficie total de captación
no será inferior a 0,15.
5.7.3. TUBERÍAS.
5.7.3.1. El caudal de diseño se determinará en función de la superficie de colectores
instalados. Su valor estará comprendido entre 40 y 70 litros por hora y por m² de
colector.
5.7.3.2. En las instalaciones con conexionados en serie el valor del caudal de la instalación
podrá obtenerse aplicando el criterio del punto anterior dividido por el número de
colectores conectados en serie.
5.7.3.3. El equilibrado hidráulico de los circuitos asegurará que el caudal, en cualquiera de
las distintas baterías de colectores, no diferirá en más del 20% del caudal de diseño.
5.7.3.4. El diámetro de las tuberías se seleccionará de forma que la velocidad de circulación
del fluido sea inferior a 2 m/s cuando la tubería discurra por locales habitados y a 3
m/s cuando el trazado sea al exterior o por locales no habitados.
5.7.3.5. El dimensionado de las tuberías se realizará de forma que la pérdida de carga
unitaria en tuberías nunca sea superior a 40 mm. de columna de agua por metro
lineal.
5.7.4. BOMBA DE CIRCULACIÓN.
5.7.4.1. La memoria de diseño o proyecto especificará el caudal total, la presión y la
potencia eléctrica de las bombas de circulación.
5.7.4.2. La bomba se seleccionará de forma que el caudal y la pérdida de carga de diseño se
encuentren dentro de la zona de rendimiento óptimo especificado por el fabricante.
5.7.4.3. El caudal nominal será el igual al caudal unitario de diseño multiplicada por la
superficie total de colectores.
5.7.4.4. La presión de la bomba deberá compensar todas las pérdidas de carga del circuito
correspondiente.
54
5.7.4.5. La potencia eléctrica de la bomba no excederá del 2% de la potencia pico de calor
que puede proporcionar el sistema de captación.
5.7.5. VASO DE EXPANSIÓN.
5.7.5.1. El dimensionado del vaso se efectuará siguiendo las indicaciones de la Instrucción
UNE 100.155. Los datos que sirven de base para la selección del vaso son los
siguientes:
− Volumen total de agua en la instalación, en litros.
− Temperatura mínima de funcionamiento, para la cual se asumirá el valor de 4º
C, a la que corresponde la máxima densidad.
− Temperatura máxima que pueda alcanzar el agua durante el funcionamiento de
la instalación.
− Presiones mínima y máxima de servicio, en bar, cuando se trate de vasos
cerrados.
− Volumen de expansión calculado, en litros.
5.7.5.2. Los cálculos darán como resultado final el volumen total del vaso y, en caso de
vasos de expansión cerrados, la presión nominal PN, que son los datos que definen
sus características de funcionamiento. Los vasos de expansión cerrados cumplirán
con el Reglamento de Recipientes a Presión y estarán debidamente timbrados.
5.7.5.3. El volumen útil del vaso de expansión abierto se determinará de forma que sea
capaz de absorber la expansión completa del fluido caloportador entre las
temperaturas extremas de funcionamiento.
5.7.5.4. La temperatura extrema del circuito primario será, como mínimo, la temperatura de
estancamiento del colector.
5.7.5.5. El volumen de dilatación será, como mínimo, igual al 4,3% del volumen total de
fluido en el circuito primario.
Los vasos de expansión cerrados se dimensionarán de forma que la presión mínima en
frío en el punto más alto del circuito no sea inferior a 1,5 kg/cm² y la presión máxima en
caliente en cualquier punto del circuito no supere la presión máxima de trabajo de los
componentes.
55
6. COMPONENTES Y MATERIALES.
6.1. GENERALIDADES
6.1.1.
Los materiales de la instalación deben soportar las máximas temperaturas y
presiones que puedan alcanzarse.
6.1.2.
Todos los componentes y materiales cumplirán lo dispuesto en el Reglamento de
Aparatos a Presión, que les sea de aplicación.
6.1.3.
Cuando sea imprescindible utilizar en el mismo circuito materiales diferentes,
especialmente cobre y acero, en ningún caso estarán en contacto debiendo situar
entre ambos juntas o manguitos dieléctricos.
6.1.4.
En todos los casos es aconsejable prever la protección catódica del acero.
6.1.5.
Cuando se utilice acero galvanizado en contacto con el fluido de trabajo se evitará
que la temperatura del fluido sobrepase 65°C por periodos prolongados.
6.1.6.
Los materiales situados en intemperie se protegerán contra los agentes ambientales,
en particular contra el efecto de la radiación solar y la humedad.
6.2. COLECTORES SOLARES.
6.2.1.
El colector solar seleccionado deberá estar homologado por el Ministerio de
Industria y Energía de acuerdo con lo señalado en el Real Decreto 891/1980 de 14
de abril, sobre homologación de los paneles solares y en la Orden de 20 de julio de
1980 por la que se aprueban las normas e instruccciones técnicas complementarias
para la homologación de los paneles solares.
6.2.2.
La memoria de solicitud y la de diseño o proyecto indicarán el modelo y fabricante
del colector, así como las fechas y laboratorio de certificación.
6.2.3.
La memoria de diseño o proyecto incluirán los siguientes datos técnicos del
colector, proporcionados por el fabricante:
− Dimensiones principales: alto, ancho, largo.
− Area de la superficie transparente.
− Material y transmisividad de la cubierta transparente.
− Tipo de configuración del absorbedor.
− Materiales y tratamiento del absorbedor.
− Situación y dimensiones de las tomas de entrada y salida.
− Materiales de las juntas de estanqueidad de la cubierta y de las salidas de las
conexiones del circuito.
− Material de la carcasa.
− Tipo de cierre de la cubierta transparente.
56
− Situación y configuración de los puntos de amarre.
− Materiales aislantes.
− Esquema general del colector.
6.2.4.
El colector llevará de forma claramente visible e indeleble el modelo y nombre del
fabricante.
6.2.5.
Se utilizarán colectores que se ajusten a las características técnicas descritas a
continuación. En caso de variaciones respecto de estas características, deberá
presentarse en la memoria de solicitud justificación de su utilización así como una
descripción de características técnicas adjunta a la homologación del colector por
parte del INTA:
6.2.5.1. Material de la cubierta transparente: vidrio normal o templado, de espesor no
inferior a 3 mm. y transmisividad mayor o igual a 0,8. La utilización de material de
otras características requiere el informe de un organismo acreditado que garantice
las características funcionales y de durabilidad del colector.
6.2.5.2. La distancia media entre el absorbente y la cubierta transparente no será superior a
4 cm.
6.2.5.3. Material del absorbedor: materiales metálicos. La utilización de material de otras
características requiere el informe de un organismo acreditado que garantice las
características funcionales y de durabilidad del colector.
6.2.5.4. En ningún caso el tratamiento del absorbedor se aplicará sobre acero galvanizado.
6.2.6.
La pérdida de carga del colector para un caudal de 1 l/min por m² será inferior a 1
m.c.a.
6.2.7.
El colector llevará, preferentemente, un orificio de ventilación de diámetro no
inferior a 4 mm situado en la parte inferior de forma que puedan eliminarse
acumulaciones de agua en el colector. El orificio se realizará de forma que el agua
pueda drenarse en su totalidad sin afectar al aislamiento.
6.2.8.
Cuando se utilicen colectores con absorbedores de aluminio, obligatoriamente se
utilizarán fluidos de trabajo con un tratamiento inhibidor de los iones de cobre e
hierro.
6.2.9.
En todo caso, será necesaria la presentación de la homologación del colector por el
INTA, así como las curvas de rendimiento obtenidas por el citado instituto.
57
6.3. ACUMULADORES
6.3.1.
La memoria de diseño o proyecto especificarán el tipo de acumulador utilizado y
las siguientes características técnicas:
− Fabricante y modelo.
− Volumen cubicado real.
− Principales dimensiones .
− Presión máxima de trabajo
− Situación y diámetro de las bocas de conexión
− Situación y especificación de los puntos de sujeción o apoyos
− Temperatura máxima de trabajo
− Tratamiento y protección.
− Material y espesor de aislamiento y características de su protección.
6.3.2.
El acumulador estará fabricado de acuerdo con lo especificado en el Reglamento de
Aparatos a Presión, Instrucción Técnica Complementaria MJE-AP11, probado con
una presión igual a dos veces la presión de trabajo y homologado por el Ministerio
de Industria y Energía.
6.3.3.
El acumulador llevará una placa de identificación situada en lugar claramente
visible y escrita con caracteres indelebles en las que aparecerán los siguientes datos:
−
−
−
−
−
Nombre del fabricante y razón social.
Contraseña y fecha de registro de tipo.
Número de fabricación.
Volumen neto de almacenamiento en litros.
Presión máxima de servicio.
6.3.4.
Cuando el acumulador lleve incorporada una superficie de intercambio térmico
entre el fluido primario y el agua sanitaria, en forma de serpentín o camisa de doble
envolvente, se denominará interacumulador.
6.3.5.
Cuando el intercambiador esté incorporado al acumulador, la placa de
identificación indicará además de lo especificado en el punto 6.2.2.3. los siguientes
datos:
-
6.3.6.
Superficie de intercambio térmico en m².
Presión máxima de trabajo, del circuito primario.
Cada acumulador vendrá equipado de fábrica de los necesarios manguitos de
acoplamiento, soldados antes del tratamiento de protección, para las siguientes
funciones:
− manguitos roscados para la entrada de agua fría y la salida de agua caliente.
− registro embridado para inspección del interior del acumulador y eventual
acoplamiento del serpentín.
− manguitos roscados para la entrada y salida del fluido primario.
58
− manguitos roscados para accesorios como termómetro y termostato.
− manguito para el vaciado.
6.3.7.
Los acumuladores vendrán equipados de fábrica con las bocas necesarias soldadas
antes de efectuar el tratamiento de protección interior.
6.3.8.
Al objeto de estas especificaciones, podrán utilizarse acumuladores de las
siguientes características y tratamientos.
− Acumuladores de acero galvanizado en caliente, con espesores de galvanizado
no inferiores a los especificados en la Norma UNE 37.501.
− Acumuladores de acero vitrificado de volumen inferior a 1.000 l.
− Acumuladores de acero con tratamiento epoxídico.
− Acumuladores de acero inoxidable.
− Acumuladores de cobre.
− Acumuladores no metálicos que soporten la temperatura máxima del circuito,
cumplan las normas UNE que le sean de aplicación y esté autorizada su utilización
por las compañías de suministro de agua potable.
6.3.9.
El acumulador estará enteramente recubierto con material aislante y, es
recomendable disponer una protección mecánica en chapa pintada al horno, PRFV,
o lámina de material plástico.
6.3.10. Todos los acumuladores irán equipados con la protección catódica establecida por
el fabricante para garantizar la durabilidad del acumulador.
6.3.11. Todos los acumuladores se protegerán, como mínimo, con los dispositivos
indicados en el punto 5 de la Instrucción técnica complementaria MIE-AP-11 del
Reglamento de Aparatos a Presión (Orden 11.764 de 31 de mayo de 1985 - BOE
número 148 de 21 de junio de 1985).
6.3.12. La utilización de acumuladores de hormigón requerirá la presentación de un
proyecto firmado por un técnico competente.
6.4. INTERCAMBIADORES DE CALOR.
6.4.1.
La memoria de diseño o proyecto, además de las características señaladas en 5.7.,
indicará el fabricante y modelo del intercambiador de calor, así como datos de sus
características de actuación medidos por el propio fabricante o por un laboratorio
acreditado.
6.4.2.
El cambiador seleccionado resistirá la presión máxima de trabajo de la instalación.
En particular se prestará especial atención a los cambiadores que, como en el caso
de los depósitos de doble pared, presentan grandes superficies expuestas por un
lado a la presión, y por otro a la atmósfera, o bien, a fluidos a mayor presión.
6.4.3.
En ningún caso se utilizarán interacumuladores con envolvente que dificulten la
convección natural en el interior del acumulador.
59
6.4.4.
Los materiales del intercambiador de calor resistirán la temperatura máxima de
trabajo del circuito primario y serán compatibles con el fluido de trabajo.
6.4.5.
Los intercambiadores de calor utilizados en circuitos de agua sanitaria serán de
acero inoxidable o cobre.
6.4.6.
El diseño del intercambiador de calor permitirá su limpieza utilizando productos
líquidos.
6.4.7.
El fabricante del intercambiador de calor permitirá los datos referidos en el punto
5.7.1.6.
6.4.8.
Los tubos de los intercambiadores de calor tipo serpentín sumergido en el depósito,
tendrán diámetros interiores inferiores o iguales a una pulgada, para instalaciones
por circulación forzada. En instalaciones por termosifón, tendrán un diámetro
mínimo de una pulgada.
6.5. BOMBAS DE CIRCULACIÓN.
6.5.1.
La memoria de diseño o proyecto especificará las características de funcionamiento
de la bomba, determinadas en 5.7.4., referidas a los datos facilitados por el
fabricante.
6.5.2.
Las características de funcionamiento incluirán, como mínimo, los siguientes
puntos:
− Tipos de fluido compatibles con la bomba.
− Caudal volumétrico (l/h).
− Altura manométrica (mca).
− Temperatura máxima de trabajo (°C)
− Presión máxima de trabajo.
− Velocidad de rotación (rpm).
− Potencia absorbida (W).
− Características de la acometida eléctrica (número de fases, tensión y
frecuencia).
− Clase de protección del motor.
− Acoplamientos hidráulicos (tipo y diámetros).
− Marca, tipo y modelo.
6.5.3.
Las bombas podrán ser del tipo en línea, de rotor seco o húmedo o de bancada.
Siempre que sea posible se utilizarán bombas tipo circuladores en línea.
6.5.4.
En circuitos de agua caliente para usos sanitarios, los materiales de la bomba serán
resistentes a la corrosión.
6.5.5.
Los materiales de la bomba del circuito primario serán compatibles con las mezclas
anticongelantes y en general con el fluido de trabajo utilizado.
60
6.5.6.
Las bombas serán resistentes a las averías producidas por efecto de las
incrustaciones calizas.
6.5.7.
Las bombas serán resistentes a la presión máxima del circuito.
6.5.8.
Preferentemente, se utilizarán bombas con capacidad de regulación del caudal por
variación de la potencia consumida.
6.5.9.
La bomba permitirá efectuar de forma simple la operación de desaireación o purga.
6.6. TUBERÍAS.
6.6.1.
En sistemas directos se utilizará cobre o acero inoxidable en el circuito primario. Se
admiten tuberías de material plástico acreditado apto para esta aplicación.
6.6.2.
En las tuberías del circuito primario podrán utilizarse como materiales el acero
negro, el cobre y el acero inoxidable, con uniones roscadas, soldadas o embridadas
y protección exterior con pintura anticorrosiva. Se admiten material plástico
acreditado apto para esta aplicación.
6.6.3.
En el circuito secundario o de servicio de agua caliente sanitaria, podrá utilizarse
cobre, acero inoxidable o acero galvanizado. Además, podrán utilizarse materiales
plásticos que soporten la temperatura máxima del circuito, cumplan las normas
UNE que le sean de aplicación y esté autorizada su utilización por las compañías de
suministro de agua potable.
6.6.4.
Las tuberías de cobre serán tubos estirados en frío y uniones por capilaridad (UNE
37153).
6.6.5.
No se utilizarán tuberías de acero negro para circuitos de agua sanitaria.
6.6.6.
No se utilizarán tuberías de acero galvanizado para agua caliente por encima de
53°C. A los efectos de este PCT, se considerará que el circuito primario puede
sobrepasar los 65°C.
6.6.7.
Cuando se utilice aluminio en tuberías o accesorios, la velocidad del fluido será
inferior a 1,5 m/seg. y su pH estará comprendido entre 5 y 7. No se permitirá el uso
de aluminio en sistemas abiertos o sistemas sin protección catódica.
6.6.8.
Cuando se utilice acero en tuberías o accesorios la velocidad del fluido será inferior
a 3 m/seg en sistemas cerrados y el pH del fluido de trabajo estará comprendido
entre 5 y 12.
61
6.7. VÁLVULAS Y ACCESORIOS.
6.7.1.
La memoria de diseño o proyecto especificará el tipo y aplicación de las válvulas y
accesorios de la instalación, diámetros, formas de las conexiones y presión nominal.
6.7.2.
El acabado de las superficies de asiento y obturador debe asegurar la estanqueidad
al cierre de las válvulas, para las condiciones de servicio especificadas.
6.7.3.
El volante y la palanca deben ser de dimensiones suficientes para asegurar el cierre
y la apertura de forma manual con la aplicación de una fuerza razonable, sin la
ayuda de medios auxiliares. El órgano de mando no deberá interferir con el
aislamiento térmico de la tubería y del cuerpo de válvula.
6.7.4.
La superficie del asiento y del obturador deben ser recambiables. La empaquetadura
debe ser recambiable en servicio, con válvula abierta a tope, sin necesidad de
desmontarla.
6.7.5.
Las válvulas roscadas y las de mariposa serán de diseño tal que, cuando estén
correctamente acopladas a las tuberías, no tengan lugar interferencias entre la
tubería y el obturador.
6.7.6.
En el cuerpo de la válvula irán troquelados la presión nominal PN, expresada en bar
o kp/cm², y el diámetro nominal DN, expresado en mm. o pulgadas, al menos
cuando el diámetro sea igual o superior a 25 mm.
6.7.7.
A los efectos de este PCT no se permitirá la utilización de válvulas de compuerta.
6.7.8.
La presión nominal mínima de todo tipo de válvulas y accesorios deberá ser igual o
superior a 4 kg/cm².
6.7.9.
Los componentes fundamentales de las válvulas deberán estar constituidos por los
materiales que se indican a continuación:
6.7.10. Válvulas de esfera:
− Cuerpo de fundición de hierro o acero.
− Esfera y eje de acero durocromado o acero inoxidable.
− Asientos, estopada y juntas de teflón.
− Podrán ser de latón estampado para diámetros inferiores a 1 1/2 con esfera de
latón durocromado.
6.7.14. Válvulas de asiento:
- Cuerpo de bronce (hasta 2") o de fundición de hierro o acero. Tapa del mismo
material que el cuerpo.
- Obturador en forma de pistón o de asiento plano con cono de regulación de
acero inoxidable y aro de teflón. No será solidario al husillo.
- El asiento será integral en bronce o en acero inoxidable según sea el cuerpo de
la válvula.
- Prensa-estopas del mismo material que cuerpo y tapa, y estopada de amianto
lubricado.
62
6.7.15. Válvulas de macho:
− Cuerpo y macho cónico de fundición.
− Prensa-estopas de acero y estopada de amianto grafitado.
− Accionamiento manual, por llave, con un cuarto de vuelta e indicador de
posición. Los grifos de macho para manómetro serán de acero inoxidable o bronce
cromado con pletina de comprobación.
− Podrán ser construidos totalmente en bronce con prensa-estopas hasta diámetros
inferiores a 1 1/2.
6.7.16. Válvulas de seguridad de resorte:
− Cuerpo de hierro fundido o acero al carbono con escape conducido.
− Obturador y vástago de acero inoxidable.
− Prensa-estopas de latón y estopada de amianto grafitado.
− Resorte en acero especial para muelle.
6.7.17. Válvulas de retención de clapeta:
− Cuerpo y tapa de bronce o latón.
− Asiento y clapeta de bronce.
− Conexiones rosca hembra.
6.7.18. Los diámetros libres en los asientos de las válvulas tienen que ser correspondientes
con los diámetros nominales de las mismas, y en ningún caso inferiores a 12 mm.
6.7.19. Las válvulas de seguridad, por su importante función, deben ser capaces de derivar
la potencia máxima del colector o grupo de colectores, incluso en forma de vapor,
de manera que en ningún caso sobrepase la máxima presión de trabajo del colector
o del sistema.
6.7.20. Los purgadores automáticos de aire se construirán con los siguientes materiales:
- Cuerpo y tapa de fundición de hierro o latón.
- Mecanismo de acero inoxidable.
- Flotador y asiento de acero inoxidable.
- Obturador de goma sintética.
6.7.21. Los purgadores automáticos resistirán la temperatura máxima de trabajo del
circuito.
6.8. VASOS DE EXPANSIÓN.
6.8.1.
Las membranas de los vasos de expansión cerrados serán resistentes a la presión y
temperatura máxima de trabajo y a esfuerzos alternativos. El fabricante del vaso
especificará estos datos que el instalador exigirá e incluirá en la memoria de diseño
o proyecto.
6.8.2.
Los vasos de expansión abiertos cumplirán los siguientes requisitos:
63
6.8.2.1. Los vasos de expansión abiertos se construirán soldados o remachados, en todas sus
juntas, y reforzados para evitar deformaciones, cuando su volumen lo exija.
6.8.2.2. El material y tratamiento del vaso de expansión será capaz de resistir la temperatura
máxima de trabajo.
6.8.2.3. Los vasos de expansión abiertos tendrán una salida de rebose.
6.8.2.4. Los vasos de expansión abiertos, cuando se utilicen como sistemas de llenado o de
rellenado, dispondrán de una línea de alimentación automática, mediante sistemas
tipo flotador o similar.
6.8.2.5. La salida de rebose se situará de forma que el incremento del volumen de agua
antes del rebose sea igual o mayor que un tercio del volumen del depósito. Al
mismo tiempo, permitirá que, con agua fría, el nivel sea tal que al incrementar la
temperatura de agua en el sistema a la temperatura máxima de trabajo, no se
produzca derrame de la misma.
6.8.2.6. En ningún caso la diferencia de alturas entre el nivel de agua fría en el depósito y el
rebosadero será inferior a 3 cm.
6.8.2.7. El diámetro del rebosadero será igual o mayor al diámetro de la tubería de llenado.
En todo caso, el dimensionado del diámetro del rebosadero asegurará que con
válvulas de flotador totalmente abierta y una presión de red de 4 kg/cm² se
produzca derramamiento de agua.
6.8.2.8. La capacidad de aforo de la válvula de flotación, cuando se utilice como sistema de
llenado, no será inferior a 5 l/min. En todo caso, el diámetro de la tubería de llenado
no será inferior a 1/2 pulgada o 15 mm.
6.8.2.9. El flotador del sistema de llenado resistirá, sin deterioro, la temperatura máxima de
trabajo durante 48 horas.
6.9. AISLAMIENTOS.
6.9.1.
El aislamiento térmico de equipos y tuberías cumple la función de reducir la
transmisión de calor entre el fluido y el ambiente, con objeto de ahorrar energía.
6.9.2.
El aislamiento térmico de tuberías y equipos podrá instalarse solamente después de
haber efectuado las pruebas de estanqueidad del sistema y haber limpiado protegido
las superficies de tuberías y aparatos.
6.9.3.
Los aislamientos térmicos de las instalaciones solares tendrán, como mínimo, los
espesores equivalentes a los indicados a continuación para un material con
coeficiente de conductividad térmica de 0,040 W/m ºC, a 20 ºC.
6.9.4.
El aislamiento de acumuladores cuya superficie sea inferior a 2 m2 tendrá un
espesor mínimo de 30 mm, para volúmenes superiores el espesor mínimo será de
50 mm.
64
6.9.5.
El espesor del aislamiento del cambiador de calor no será inferior a 20 mm.
6.9.6.
Los espesores de aislamiento (expresados en mm) de tuberías y accesorios situados
al interior no serán inferiores a los siguientes valores :
Diámetro exterior
(mm) (*)
D ≤ 35
35 < D ≤ 60
60 < D ≤ 90
90 < D ≤ 140
140 < D
Fluido interior caliente
Temperatura del fluido (ºC) (**)
40 a 65
66 a100
101 a 150
20
20
30
20
30
40
30
30
40
30
40
50
30
40
50
151 a 200
40
40
50
50
60
(*) Diámetro exterior de la tubería sin aislar.
(**) Se escoge la temperatura máxima en la red.
6.9.7.
Para tuberías y accesorios situados al exterior, los valores anteriores se
incrementarán en 10 mm como mínimo.
6.9.8.
Para materiales con conductividad térmica λ (en W/m ºC) distinta de la anterior, el
espesor mínimo e (en mm.) que debe usarse se determinará, en función del espesor
de referencia eref (en mm.) de la tabla, aplicando las siguientes fórmulas:
-
Aislamiento de superficies planas:
e = eref.λ/ λref
-
Aislamiento de superficies cilíndricas.
e=
Di 
Di + 2 * eref 
 λ
* EXP
* ln

2 
Di
 λref

donde “e” es el espesor del aislamiento buscado, eref es el espesor de referencia, Di
es el diámetro interior de la sección circular, EXP es la función exponencial (ex), y
λ y λref son las conductividades térmicas respectivas. λref tiene como valor 0,04.
El valor de la conductividad térmica a introducir en las fórmulas anteriores debe
considerarse a la temperatura media de servicio de la masa del aislamiento.
6.9.9.
El material aislante se sujetará con medios adecuados, de forma que no pueda
desprenderse de las tuberías o accesorios.
6.9.10. Cuando el material aislante de tubería y accesorios sea de fibra de vidrio deberá
cubrirse con una protección no inferior a la proporcionada por un recubrimiento de
venda y escayola. En los tramos que discurran por el exterior será terminada con
pintura asfáltica.
65
6.9.11. El aislamiento no dejará zonas visibles de tuberías o accesorios, quedando
únicamente al exterior los elementos que sean necesarios para el buen
funcionamiento y operación de los componentes.
6.9.12. Para la protección del material aislante situado en intemperie se podrá utilizar una
cubierta o revestimiento de escayola protegido con pinturas asfálticas, poliésteres
reforzados con fibra de vidrio o chapa de aluminio. En el caso de depósitos o
cambiadores de calor situados en intemperie, podrán utilizarse forros de telas
plásticas.
6.10.
SISTEMA ELÉCTRICO Y DE
CONTROL.
6.10.1. El sistema eléctrico y de control cumplirá con el Reglamento Electrotécnico de
Baja Tensión en todos aquellos puntos que sean de aplicación. Los cuadros serán
diseñados siguiendo los requisitos de estas especificaciones y se construirán de
acuerdo con el Reglamento Electrotécnico para baja tensión y con las
recomendaciones de la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI).
6.10.2. El usuario estará protegido contra posibles contactos directos e indirectos.
6.10.3. El sistema de control incluirá señalizaciones luminosas de la alimentación del
sistema del funcionamiento de bombas.
6.10.4. El rango de temperatura ambiente de funcionamiento del sistema de control será,
como mínimo, entre -10 y 50°C.
6.10.5. El tiempo mínimo entre fallos especificados por el fabricante del sistema de control
diferencial, no será inferior a 7.000 horas.
6.10.6. Los sensores de temperaturas soportarán las máximas temperaturas previstas en el
lugar en que se ubiquen.
6.11.
EQUIPOS DE MEDIDA.
6.11.1. Medida de temperatura.
6.11.1.1. Las medidas de temperatura se realizarán mediante termopares o termómetros de
resistencia.
6.11.1.2. La medida de la diferencia de temperatura del fluido de trabajo se realizará
mediante termopares emparejados o termómetros de resistencia (conectados en dos
brazos de un circuito en puente), de forma que la señal de salida sea única en todos
los casos.
66
6.11.1.3. En lo referente a la colocación de las sondas, ha de ser preferentemente de
inmersión y situadas a una distancia máxima de 5 cm. del fluido cuya temperatura
se pretende medir.
6.11.2. Medida de caudal.
6.11.2.1. Los contadores de caudal de agua estarán constituidos por un cuerpo resistente a la
acción del agua conteniendo la cámara de medida, un elemento con movimiento
proporcional al caudal de agua que fluye y un mecanismo de relojería para
transmitir este movimiento a las esferas de lectura por medio de un acoplamiento
magnético. La esfera de lectura, herméticamente sellada, será de alta resolución.
6.11.2.2. Cuando exista un sistema de regulación exterior, éste estará precintado y protegido
contra intervenciones fraudulentas.
6.11.2.3. Se suministrarán los siguientes datos dentro de la memoria de diseño o proyecto,
que deberán ser facilitados por el fabricante:
− Calibre del contador.
− Temperatura máxima del fluido.
− Caudales:
− en servicio continuo.
− máximo (durante algunos minutos).
− mínimo (con precisión mínima del 5%).
− de arranque.
− Indicación mínima de la esfera.
− Capacidad máxima de totalización.
− Presión máxima de trabajo.
− Dimensiones.
− Diámetro y tipo de las conexiones.
− Pérdida de carga en función del caudal.
6.11.2.4. La medida de caudales de líquidos se realizará mediante turbinas, medidores de
flujo magnético, medidores de flujo de desplazamiento positivo o procedimientos
gravimétricos, de forma que la precisión sea igual o superior a ± 3% en todos los
casos.
6.11.2.5. Cuando exista, se ubicará en la entrada de agua fría del acumulador solar.
6.11.3. Medida de energía.
6.11.3.1. Los contadores de energía térmica estarán constituidos por los siguientes
elementos:
− Contador de agua, descrito anteriormente.
− Dos sondas de temperatura.
− Microprocesador electrónico, montado en la parte superior del contador o
separado.
6.11.3.2. En función de la ubicación de las dos sondas de temperatura, se medirá la energía
aportada por la instalación solar o por el sistema auxiliar. En el primer caso, una
67
sonda de temperatura se situará en la entrada del agua fría del acumulador solar y
otra en la salida del agua caliente del mismo (fig. 21).
6.11.3.3. Para medir el aporte de energía auxiliar, las sondas de temperatura se situarán en la
entrada y salida del sistema auxiliar.
6.11.3.4. El microprocesador podrá estar alimentado por la red eléctrica o mediante pilas con
una duración de servicio mínima de 3 años.
6.11.3.5. El microprocesador multiplicará la diferencia de ambas temperatura por el caudal
instantáneo de agua y su peso específico. La integración en el tiempo de estas
cantidades proporcionará la cantidad de energía aportada.
6.12.
EQUIPOS PARA LOS SISTEMAS DE
MONITORIZACIÓN
6.12.1. MEDIDA DE LA RADIACIÓN SOLAR.
6.12.1.1. La medida de la radiación global se podrá realizar mediante piranómetro o célula
calibrada.
6.12.1.2. Las características de los piranómetros estarán comprendidas dentro de las
especificaciones establecidas por la Organización Meteorológica Mundial:
− Variación de la respuesta con la temperatura ambiente: ±1%
− Variación de la sensibilidad del sensor a las diferentes regiones del espectro de
la radiación solar: ±2%
− Linealidad de respuesta: ±1%
− Variación de la respuesta con el ángulo de incidencia: ±1%
6.12.1.3. Los piranómetros para medida de la radiación global se montarán en el plano del
colector del sistema y a la altura del perfil superior del mismo. Así mismo, deberán
estar bien ventilados por el aire ambiente.
6.12.1.4. El cableado ha de estar protegido de la radiación directa, así como de la radiación
electromagnética, mediante malla exterior.
68
7. CONDICIONES DE MONTAJE.
7.1. MONTAJE DE LA INSTALACION.
GENERALIDADES.
7.1.1.
La instalación se construirá en su totalidad utilizando materiales y procedimientos
de ejecución que garanticen las exigencias del servicio, durabilidad, salubridad y
mantenimiento.
7.1.2.
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 y con las recomendaciones de montaje de los fabricantes de
los componentes.
7.1.3.
El suministrador avisará al IDAE de las variaciones sobre las especificaciones
motivadas por lo señalado en el punto anterior o por otras causas.
7.1.4.
Es responsabilidad del suministrador comprobar que el edificio reúne las
condiciones necesarias para soportar la instalación, indicándolo expresamente en la
memoria de diseño o proyecto.
7.1.5.
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.
7.1.6.
El suministrador será responsable de la vigilancia de sus materiales durante el
almacenaje y el montaje, hasta la recepción provisional.
7.1.7.
Las aperturas de conexión de todos los aparatos y máquinas deberán estar
convenientemente protegidas durante el transporte, el almacenamiento y el montaje,
hasta 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.
7.1.8.
Especial cuidado se tendrá con materiales frágiles y delicados, como luminarias,
mecanismos, equipos de medida, etc., que deberán quedar debidamente protegidos.
7.1.9.
Durante el curso del montaje, el suministrador deberá evacuar de la obra todos los
materiales sobrantes de trabajos efectuados con anterioridad, en particular de retales
de conducciones y cables.
7.1.10. Asimismo, al final de la obra, deberá limpiar perfectamente todas los equipos
(colectores, acumuladores, etc.), cuadros eléctricos, instrumentos de medida, etc. de
cualquier tipo de suciedad, dejándolos en perfecto estado.
7.1.11. Antes de su colocación, todas las canalizaciones deberán reconocerse y limpiarse de
cualquier cuerpo extraño, como rebabas, óxidos, suciedades, etc.
69
7.1.12. La alineación 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.
7.1.13. 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.
7.1.14. En el montaje de la instalación, y a efectos de su influencia en los componentes, se
tendrá en cuenta la máxima presión de red en el lugar.
7.1.15. La instalación de los equipos, válvulas y purgadores permitirá su posterior acceso a
las mismas a efectos de su mantenimiento, reparación o desmontaje.
7.1.16. Una vez instalados, se procurará que las placas de características de los equipos
sean visibles.
7.1.17. Todos los elementos metálicos que no estén debidamente protegidos contra la
oxidación por el fabricante, serán recubiertos con dos manos de pintura
antioxidante.
7.1.18. Los circuitos de distribución de agua caliente sanitaria, se protegerán contra la
corrosión.
7.1.19. Todos los equipos y circuitos de tubería deberán poder vaciarse total o
parcialmente.
7.1.20. Se dispondrá vaciado parcial en todas las zonas del circuito que puedan
independizarse.
7.1.21. El vaciado total se hará desde el punto más bajo con el diámetro mínimo, en
función del tamaño de la instalación siguiente.
7.1.22. Las conexiones de las válvulas de vaciado a las redes de desagües se pueden
realizar acero galvanizado, cobre o materiales plásticos aptos para esta aplicación.
7.1.23. Las conexiones entre los puntos de vaciado y desagües se realizarán de forma que
el paso del agua quede perfectamente visible.
7.1.24. Los botellines de purga serán siempre accesibles y siempre que sea posible, deben
conducirse a un lugar visible.
7.1.25. El nivel mínimo libre de agua de los vasos de expansión abiertos se situará a una
altura mínima de 2,5 metros sobre el punto más alto de la instalación.
70
7.2. MONTAJE DE ESTRUCTURA SOPORTE Y
COLECTORES.
7.2.1.
La estructura soporte se fijará al edificio de forma que resista las cargas a que estará
sometida.
7.2.2.
La sujeción de los colectores a la estructura resistirá las cargas del viento y nieve,
pero el sistema de fijación permitirá, si fuera necesario, el movimiento del colector
de forma que no se transmitan esfuerzos de dilatación.
7.2.3.
La instalación permitirá el acceso a los colectores de forma que su desmontaje sea
posible en caso de rotura, pudiendo desmontar cada colector con el mínimo de
actuaciones sobre los demás.
7.2.4.
La conexión entre colectores podrá realizarse con accesorios metálicos o manguitos
flexibles o tubería flexible. Se prestará especial atención en asegurar la durabilidad
y estanqueidad de las conexiones.
7.2.5.
Las tuberías flexibles se conectarán a los colectores utilizando, preferentemente,
accesorios para mangueras flexibles.
7.2.6.
El montaje de las tuberías flexibles evitará que la tubería quede retorcida y que se
produzcan radios de cobertura superior a los especificados por el fabricante.
7.2.7.
Los conductos de drenaje de la batería de colectores se diseñarán en lo posible de
forma que no puedan congelarse.
7.2.8.
La tubería de conexión entre los colectores y las válvulas de seguridad tendrá la
menor longitud posible y no se instalarán llaves o válvulas que puedan obstruirse
por suciedad y otras restricciones entre ambos.
7.2.9.
El suministrador evitará que los colectores queden expuestos al sol por períodos
prolongados durante el montaje. En este período las conexiones del colector deben
estar abiertas a la atmósfera, pero impidiendo la entrada de suciedad.
7.2.10. 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 colectores.
7.3. MONTAJE DE ACUMULADOR.
7.3.1.
La estructura soporte para depósitos y su fijación se realizará según la normativa
vigente.
7.3.2.
La estructura soporte y su fijación para depósitos de más de 1.000 l situados en
cubiertas o pisos deberá ser diseñada por un profesional competente. La ubicación
de los acumuladores y sus estructuras de sujeción cuando se sitúen en cubiertas de
71
piso tendrá en cuenta las características de la edificación y requerirá para depósitos
de más de 300 l el diseño de un profesional competente.
7.4. MONTAJE DE INTERCAMBIADOR.
7.4.1.
Se considerarán las especificaciones de montaje del fabricante.
7.4.2.
Se tendrá en cuenta la accesibilidad del intercambiador, para operaciones de
sustitución o reparación.
7.5. MONTAJE DE BOMBA.
7.5.1.
Las bombas en línea se instalarán con el eje de rotación horizontal y con espacio
suficiente para que puedan ser desmontadas con facilidad, sin necesidad de
desarmar las tuberías adyacentes.
7.5.2.
El diámetro de las tuberías de acoplamiento no podrá ser nunca inferior al diámetro
de la boca de aspiración de la bomba.
7.5.3.
Las tuberías conectadas a las bombas en línea se soportarán en las inmediaciones de
las bombas de forma que no provoquen esfuerzos recíprocos.
7.5.4.
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 700 W).
7.5.5.
Todas las bombas estarán dotadas de tomas para la medición de presiones en
aspiración e impulsión.
7.5.6.
Todas las bombas deberán protegerse, aguas arriba, por medio de la instalación de
un filtro de malla o tela metálica.
7.5.7.
Cuando se monten bombas con prensa-estopas se instalarán sistemas de llenado
automáticos.
7.6. MONTAJE DE TUBERÍAS Y ACCESORIOS.
7.6.1.
Antes del montaje deberá comprobarse que las tuberías no estén rotas, fisuradas,
dobladas, aplastadas, oxidadas o de cualquier manera dañadas.
7.6.2.
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.
72
7.6.3.
Las piezas especiales, manguitos, gomas de estanqueidad, etc., se guardarán en
locales cerrados.
7.6.4.
Las 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.
7.6.5.
Las tuberías se instalarán lo más próximo 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.
7.6.6.
Las tuberías discurrirán siempre por debajo de canalizaciones eléctricas que crucen
o corran paralelamente.
7.6.7.
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 la siguiente:
− 5 cm para cables bajo tubo con tensión inferior a 1.000 V.
− 30 cm para cables sin protección con tensión inferior a 1.000 V.
− 50 cm para cables con tensión superior a 1.000 V.
7.6.8.
Las tuberías no se instalarán nunca encima de equipos eléctricos como cuadros o
motores.
7.6.9.
No se permitirá la instalación de tuberías en hueco y salas de máquinas de
ascensores, centros de transformación, chimeneas y conductos de climatización o
ventilación.
7.6.10. Las conexiones de las tuberías a los componentes se realizarán de forma que no se
transmitan esfuerzos mecánicos.
7.6.11. Las conexiones de componentes al circuito deben ser fácilmente desmontables por
bridas o racores, con el fin de facilitar su sustitución o reparación.
7.6.12. Los cambios de sección en tuberías horizontales se realizarán de forma que evite la
formación de bolsas de aire, mediante manguitos de reducción excéntricos o
enrasado de generatrices superiores para uniones soldadas.
7.6.13. 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% de acuerdo con el punto 4.6.8.5.
7.6.14. Se facilitarán las dilataciones de tuberías utilizando los cambios de dirección o
dilatadores axiales.
7.6.15. 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.
73
7.6.16. En ningún caso se permitirán ningún tipo de soldadura en tuberías galvanizadas.
7.6.17. Las uniones de tuberías de cobre se realizarán mediante manguitos soldados por
capilaridad.
7.6.18. Las uniones entre tubos de acero galvanizado y cobre se harán por medio de juntas
dieléctricas. En circuitos abiertos el sentido de flujo del agua deberá ser siempre del
acero al cobre.
7.6.19. El dimensionado, distancia y disposición de los soportes de tubería se realizará de
acuerdo con las prescripciones de UNE 100.152.
7.6.20. Durante el montaje de las tuberías se evitarán en los cortes para la unión de
tuberías, las rebabas y escorias.
7.6.21. En las ramificaciones soldadas, el final del tubo ramificado no debe proyectarse en
el interior del tubo principal.
7.6.22. Los sistemas de seguridad y expansión se conectarán de forma que se evite
cualquier acumulación de suciedad o impurezas.
7.6.23. Las tuberías de descarga se colocarán de forma que no se puedan helar, y que no se
produzca acumulación de agua.
7.6.24. 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.
7.6.25. 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.
7.6.26. En los trazados de tuberías de gran longitud, horizontales o verticales, se compensarán
los movimientos de tuberías mediante dilatadores axiales.
7.7. MONTAJE DE AISLAMIENTO.
7.7.1.
El aislamiento no podrá quedar interrumpido al atravesar elementos estructurales
del edificio.
7.7.2.
El manguito pasamuros deberá tener las dimensiones suficientes para que pase la
conducción con su aislamiento, con una holgura máxima de 3 cm.
7.7.3.
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.
74
7.7.4.
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.
7.7.5.
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.
7.7.6.
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.
7.8. MONTAJE DE CONTADORES.
7.8.1.
Para la instalación de los contadores se seguirán las instrucciones que suministre el
fabricante.
7.8.2.
Se instalarán siempre entre dos válvulas de corte para facilitar su desmontaje. El
suministrador deberá prever algún sistema (by-pass o carrete de tubería) que
permita el funcionamiento de la instalación aunque el contador sea desmontado
para calibración o mantenimiento
7.8.3.
En cualquier caso, no habrá ningún obstáculo hidráulico a una distancia igual, al
menos, diez veces el diámetro de la tubería antes y cinco veces después del
contador.
7.8.4.
Cuando el agua pueda arrastrar partículas sólidas en suspensión, se instalará un
filtro de malla fina antes del contador, del tamiz indicado por el fabricante.
7.8.5.
Las vainas destinadas a alojar las sondas de temperatura, deben introducirse en las
tuberías siempre en contracorriente y en un lugar donde se creen turbulencias.
7.9. MONTAJE DE INSTALACIONES pOR
TERMOSIFON.
7.9.1.
El montaje de los sistemas por termosifón cumplirá todas las especificaciones del
capítulo 7 que le sean de aplicación.
7.9.2.
No se instalarán codos a 90° en las partes del circuito donde se impida el efecto
termosifón.
7.9.3.
Los cambios de dirección se realizarán con curvas con un radio mínimo de tres
veces el diámetro del tubo.
7.9.4.
Se cuidará de mantener rigurosamente la sección interior de paso de las tuberías,
evitando aplastamientos durante el montaje.
75
7.9.5.
Se permitirá reducir el aislamiento de la tubería de retorno, para facilitar el efecto
termosifón.
76
8. RECEPCION Y PRUEBAS FUNCIONALES.
8.1. ENSAYOS DE RECEPCIÓN Y PRUEBAS
FUNCIONALES.
8.1.1.
El objeto de los ensayos de recepción es comprobar que la instalación está de
acuerdo con los servicios contratados y que se ajusta, por separado cada uno de sus
elementos y globalmente, a lo especificado en este Pliego de Condiciones Técnicas.
8.1.2.
Es condición previa para realizar los ensayos de recepción que la instalación se
encuentre totalmente terminada de acuerdo con el proyecto y con las
modificaciones que por escrito hayan sido acordadas.
8.1.3.
También es necesario que hayan sido previamente corregidas todas las anomalías
denunciadas a lo largo de la ejecución de la obra y que la instalación haya sido
equilibrada, puesta a punto, limpiada e, incluso, convenientemente rotulada.
8.1.4.
Deberá comprobarse la existencia de la acometida definitiva de energía eléctrica al
edificio o de acometida provisional con características equivalentes a la definitiva.
8.1.5.
Las pruebas estarán precedidas de una comprobación de los materiales al momento
de su recepción a obra.
8.1.6.
Cuando el material o equipo llegue a obra con Certificación de Origen Industrial,
que acredite el cumplimiento de la normativa, nacional o extranjera, en vigor, su
recepción se realizará comprobando, únicamente, sus características aparentes.
8.1.7.
Durante la ejecución de obra, todas las uniones o tramos de tubería, conductos o
elementos que vayan a quedar ocultos, deberán ser expuestos para su inspección o
expresamente aprobados, antes de colocar las protecciones requeridas.
8.1.8.
El suministrador se responsabilizará de la ejecución de las pruebas funcionales, del
buen funcionamiento de la instalación y del estado de la misma en el momento de
su entrega a la propiedad.
8.1.9.
El suministrador, salvo orden expresa, entregará la instalación llena y en
funcionamiento.
8.1.10. Con el fin de probar su estanqueidad, todas las redes de tuberías deben ser probadas
hidrostáticamente antes de quedar ocultas por obras de albañilería o por el material
aislante.
8.1.11. Las pruebas se realizarán de acuerdo con UNE 100.151 "Pruebas de Estanqueidad
en Redes de Tuberías".
8.1.12. De igual forma, se probarán hidrostáticamente los equipos y el circuito de energía
auxiliar cuando corresponda.
77
8.1.13. Se comprobará que las válvulas de seguridad funcionan y que las tuberías de
descarga de las mismas no están obturadas y en conexión con la atmósfera. La
prueba se realizará incrementando hasta un valor de 1,1 veces el de tarado y
comprobando que se produce la apertura de la válvula.
8.1.14. Se comprobará la correcta actuación de las válvulas de corte, llenado, vaciado y
purga de la instalación.
8.1.15. Al objeto de la certificación de la instalación se entenderá que el funcionamiento de
la misma es correcto cuando la instalación satisfaga las pruebas parciales incluidas
en el presente capítulo.
8.1.16. Se comprobará que alimentado (eléctricamente) las bombas del circuito, entran en
funcionamiento y el incremento de presión indicado con los manómetros se
corresponden en la curva con el caudal del diseño del circuito.
8.1.17. Se comprobará la actuación del sistema de control y el comportamiento global de la
instalación realizando una prueba de funcionamiento diario, consistente en
verificar, que en un día claro, las bombas arrancan por la mañana, en un tiempo
prudencial, y paran al atardecer, detectándose en el depósito saltos de temperatura
significativos.
8.1.18.
Se contempla como período de un mes el correspondiente a las pruebas de
funcionamiento y prestaciones que contrasten los valores de producción energética
real de la instalación.
8.1.19. Una vez realizadas las pruebas finales con resultados satisfactorios, se podrá requerir
a IDAE para que lleve a cabo la certificación de la instalación.
78
9.
REQUERIMIENTOS TÉCNICOS DEL
CONTRATO DE MANTENIMIENTO
9.1. GENERALIDADES.
9.1.1. Se realizará un contrato de mantenimiento (preventivo y correctivo) por un periodo
de tiempo al menos igual que el de la garantía.
9.1.2. El mantenimiento preventivo implicará, como mínimo, una revisión anual de la
instalación para instalaciones inferiores o iguales a 20 m² de superficie útil homologada,
y una revisión cada seis meses para instalaciones superiores a 20 m².
9.2. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO
9.2.1. OBJETO. El objeto de este apartado es definir las condiciones generales mínimas
que deben seguirse para el adecuado mantenimiento de las instalaciones de energía
solar térmica para producción de agua caliente.
9.2.2. CRITERIOS GENERALES. Se definen tres escalones de actuación para englobar
todas las operaciones necesarias durante la vida útil de la instalación para asegurar el
funcionamiento, aumentar la fiabilidad y prolongar la duración de la misma:
- Vigilancia
- Mantenimiento preventivo
- Mantenimiento correctivo
9.2.3. Plan de vigilancia. El plan de vigilancia se refiere básicamente a las operaciones que
permiten asegurar que los valores operacionales de la instalación sean correctos. Es
un plan de observación simple de los parámetros funcionales principales, para
verificar el correcto funcionamiento de la instalación. Será llevado a cabo,
normalmente, por el usuario.
9.2.4. Plan de mantenimiento preventivo: Son operaciones de inspección visual,
verificación de actuaciones y otros, que aplicados a la instalación deben permitir
mantener dentro de limites aceptables las condiciones de funcionamiento,
prestaciones, protección y durabilidad de la instalación.
9.2.5. El plan de mantenimiento deben realizarse por personal técnico especializado de la
empresa suministradora, que conozca la tecnología solar térmica y las instalaciones
mecánicas en general.
9.2.6. El plan de mantenimiento ha de incluir todas las operaciones de mantenimiento o
sustitución necesarias para asegurar que el sistema funcione correctamente durante
su vida útil.
79
9.2.7. A continuación se definen las operaciones del plan de mantenimiento preventivo que
deben realizarse en las instalaciones de energía solar térmica para producción de
agua caliente, la periodicidad mínima establecida (en meses) y observaciones en
relación con las prevenciones a observar.
En lo que sigue aparecen las siguientes abreviaturas:
IV: inspección visual
CF: control de funcionamiento
A. SISTEMA DE CAPTACION
Colectores
6 IV diferencias sobre original.
Diferencias entre colectores
6 IV condensadores y suciedad
6 IV agrietamientos, deformaciones
6 IV corrosión, deformaciones
6 IV deformación, oscilaciones, ventanas de respiración
6 IV aparición de fugas
6 IV degradación, indicios de corrosión, y apriete de tornillos
Cristales
Juntas de degradación
Absorbedor
Carcasa
Conexiones
Estructura
B. SISTEMA DE ACUMULACIÓN
Depósito
Ánodos sacrificio
Aislamiento
24 Presencia de lodos en fondo
12 Comprobación del desgaste
12 Comprobar que no hay humedad
C. SISTEMA DE INTERCAMBIO
Intercambiador de placas
Intercambiador de serpentín
12
60
12
60
CF eficiencia y prestaciones
Limpieza
CF eficiencia y prestaciones
Limpieza
D. CIRCUITO HIDRAULICO
Fluido refrigerante
Estanqueidad
Aislamiento exterior
Aislamiento interior
Purgador automático
Purgador manual
Bomba
Vaso de expansión cerrado
Vaso de expansión abierto
Sistema de llenado
Válvula de corte
Válvula de seguridad
12 Comprobar su densidad y PH
24 Efectuar prueba de presión
6 IV degradación protección uniones y ausencia de
humedad
12 IV uniones y ausencia de humedad
12 CF y limpieza
6 Vaciar el aire del botellín
12 Estanqueidad
6 Comprobación de la presión
6 Comprobación del nivel
6 CF actuación
12 CF actuaciones (abrir y cerrar) para evitar
agarrotamiento
12 CF actuación
80
E. SISTEMA ELÉCTRICO Y DE CONTROL
Cuadro eléctrico
Control diferencial
Termostato
12 Comprobar que está siempre bien cerrado para que no entre
polvo
12 CF actuación
12 CF actuación
F. SISTEMA DE ENERGÍA AUXILIAR
9.2.8. Mantenimiento correctivo. Son operaciones realizadas como consecuencia de la
detección de cualquier anomalía en el funcionamiento de la instalación, en el plan de
vigilancia o en el de mantenimiento preventivo.
10.
PARTICULARIDADES EN USOS INDUSTRIALES
10.1. GENERALIDADES.
10.1.1 Estas condiciones particulares se refieren exclusivamente a instalaciones de
calentamiento de agua de la red de abastecimiento, de pozo, de manantial, etc. que se
emplee en ciclo abierto en cualquier proceso industrial.
10.1.2 El ciclo abierto supone que no hay ningún tipo de recuperación de calor y se debe
producir el calentamiento del agua desde una temperatura fría del orden de la
temperatura ambiente. No obstante, se recomienda, simultáneamente al estudio de la
instalación solar, examinar la viabilidad de implantar ciclos de recuperación.
10.1.3. El diseño, cálculo, montaje y características de los materiales deberán cumplir los
requisitos establecidos por el proceso industrial.
10.2. DISEÑO.
10.2.1. Las características del agua exigidas por el proceso industrial no sufrirán ningún tipo
de modificación que pueda afectar a aquel.
10.2.2. Podrá utilizarse cualquiera de las configuraciones básicas referidas en 4.2.
10.2.3. No serán de aplicación las limitaciones de temperatura para protección de los
usuarios especificadas en este PTC.
10.2.4. Los aspectos relativos a la integración arquitectónica suelen estar condicionada por
las condiciones de naves, polígonos industriales, etc.
81
10.2.5. Se debe tener especial precaución en la protección de equipos y materiales que
pueden estar expuestos a agentes exteriores especialmente agresivos producidos por
procesos industriales cercanos.
10.2.6. Se deben establecer las temperaturas y presiones máximas de trabajo.
10.3. DIMENSIONADO Y CÁLCULO
10.3.1. En instalaciones de producción de agua caliente para procesos industriales, se
utilizarán los valores de consumo previstos en el proceso.
10.3.2. Datos de partida: el consumo por el proceso industrial, estimar sin sobredimensionar.
10.3.3. Preferentemente, la temperatura de referencia deberá ser 45ºC aunque,
opcionalmente se podrán plantear otros estudios y cálculos, utilizando temperaturas
de referencia distintas
82
ANEXO 1: PROYECTO
1. Para instalaciones con una superficie de captación superior a 200 m2 será imprescindible
para la certificación la presentación previa de un proyecto firmado por técnico
competente.
2. Este proyecto tendrá un desarrollo de tallado incluyendo como mínimo:
•
Los contenidos que marca la ITE 07 del RITE para su rango equivalente de potencia.
3. Así mismo el proyecto adicionalmente incluirá todas aquellas indicaciones, detalles o
justificaciones indicadas en el presente PCT.
4. Deberá incluir como resumen los formatos de datos que aparece en el anexo1
MEMORIA DEL PROYECTO
1. Cuando la instalación tenga una superficie de captación igual o inferior a los 200 m2, su
diseño para la certificación se documentará mediante una Memoria que incorporará
como mínimo los siguientes conceptos:
-
Datos del usuario.
Datos de localización de la instalación.
Datos generales de la instalación.
Datos de partida.
Cálculo de la carga de consumo.
Selección de la superficie de colectores y del volumen de acumulación.
Selección de la configuración básica.
Selección del fluido de trabajo.
Diseño del sistema de captación.
Diseño del sistema de acumulación.
Diseño del sistema de intercambio.
Diseño del circuito hidráulico.
Diseño del sistema de energía auxiliar.
Diseño del sistema eléctrico y de control.
Diseño del sistema de monitorización.
Integración arquitectónica.
2. Como anexos a la memoria de diseño se incorporarán:
- Bases del método de cálculo empleado.
- Resultados de prestaciones de la instalación.
- Especificaciones técnicas de los componentes.
- Certificados de homologación de los colectores por el INTA y sus curvas de
rendimiento.
83
3. Los esquemas y planos que, como mínimo, se deben adjuntar a la memoria de diseño
son:
-
Esquema de principio.
Esquema de línea. Distribución de colectores.
Esquema de línea. Trazado de tuberías.
Esquema de línea. Acumulación, intercambio, energía auxiliar y bombas.
Esquema eléctrico.
Diseño de la estructura.
4. La memoria de diseño se completará con la valoración económica de la inversión que se
realizará mediante presupuesto desglosado por partidas y costes unitarios. El presupuesto
de inversión incluirá:
- Suministro y montaje de todos los componentes necesarios para el correcto
acabado y funcionamiento de la instalación.
- Transportes, trabajos auxiliares, ayudas de albañilería, etc. necesarios para la
completa ejecución de la instalación.
- Seguimiento y evaluación del sistema de monitorización.
5. La memoria de diseño, adicionalmente incluirá todas aquellas indicaciones, detalles o
justificaciones indicadas en el presente PCT
.
6. Deberá incluir como resumen los formatos de datos que aparece a continuación
USUARIO:
Nombre:
Domicilio:
Localidad:
Teléfono:
Fax:
Representante:
LOCALIZACION:
Nombre:
Domicilio:
Localidad:
Teléfono:
Fax:
Persona de contacto:
DATOS GENERALES:
Usos del agua caliente:
Sistema de energía auxiliar (nuevo/existente):
Rehabilitacion (S/N):
1.- DATOS DE PARTIDA
Criterio de consumo:
Consumo unitario:
Ocupación máxima:
Variación mensual:
84
Temperatura de uso:
Datos de temperatura de agua fría:
Datos de temperatura ambiente:
Datos de radiación solar:
2.- CALCULO DE LA CARGA DE CONSUMO
Consumo diario máximo
Consumo medio anual
Consumo medio en temporada estival
Variación mensual
3.- SUPERFICIE DE COLECTORES Y VOLUMEN DE ACUMULACION
Método de cálculo utilizado:
Demanda anual de energía:
Aporte solar anual:
Fracción solar:
Superficie total de captación (A):
Volumen total de acumulación solar (V):
Relaciones: 100 * A/M:
V/M:
V/A:
4.- SELECCION DE LA CONFIGURACION BASICA
Configuración elegida:
Circuito primario:
Sistema de energía auxiliar:
5.- SELECCION DEL FLUIDO DE TRABAJO
Temperatura mínima histórica:
Riesgo de heladas:
Fluido seleccionado:
Protección contra heladas:
6.- DISEÑO DEL SISTEMA DE CAPTACION
Número de colectores:
Superficie útil del colector:
Latitud:
Orientación:
Inclinación:
Ubicación:
Separación entre filas:
Sombras / obstáculos:
Conexionado:
7.- DISEÑO DEL SISTEMA DE ACUMULACION
Número de depósitos:
Volumen de cada depósito:
Vertical / horizontal:
Ubicación:
Material:
Aislamiento
Espesor del aislamiento:
85
8.- DIMENSIONADO DEL SISTEMA DE INTERCAMBIO
Tipo:
Potencia:
Rendimiento:
Aislamiento:
Espesor de aislamiento:
Superficie de intercambio:
9.- DISEÑO DEL CIRCUITO HIDRAULICO
Caudal de diseño (l/h m²):
Dimensionado de tuberías:(en esquema de línea).
Distancia desde la salida de colectores hasta el intercambiador:
Distancia desde el intercambiador hasta el acumulador solar:
Circuito primario:
Caudal y pérdida de carga:
Número de bombas:
Tipo de tuberías:
Tipo y espesor del aislamiento:
Presión de trabajo mínima / máxima:
Volumen fluido circuito primario:
Tipo y tamaño del vaso de expansión:
Circuito secundario:
Caudal y pérdida de carga:
Número de bombas:
Tipo de tuberías:
Tipo y espesor del aislamiento:
Presión de trabajo mínima / máxima:
10.- DISEÑO DEL SISTEMA DE ENERGIA AUXILIAR
Configuración elegida:
Tipo de energía:
Acumulación secundaria:
Potencia del generador:
Rendimiento del generador:
Control de temperatura:
Actuación del control de temperatura:
11.- DISEÑO DEL SISTEMA ELECTRICO Y DE CONTROL
Control diferencial:
Limitación de temperatura máxima:
Actuación temperatura máxima:
Limitación de temperatura mínima:
Actuación temperatura mínima:
86
87
ESPECIFICACIONES DE COMPONENTES
Componente
Número Marca/Modelo
Tamaño
Código
m2 CS
COLECTOR SOLAR
ACUMULADOR
l. AS
INTERCAMBIADOR
kW IC
BOMBA PRIMARIO
BP
BOMBA SECUNDARIO
BS
TUBERIA PRIMARIO
Mm TU
TUBERIA SECUNDARIO
Mm TS
VALVULA CORTE
VE
VALVULA EQUILIBRADO
VA
VALVULA VACIADO
VE
VALVULA LLENADO
VE
VALVULA SEGURIDAD
VS
VALVULA RETENCION
VR
PURGADOR AUTOMATICO
PA
EXPANSION ABIERTA
l. EA
EXPANSION CERRADA
l. EC
AISLAMIENTO DEPOSITO
Mm AT
AISL. INTERCAMBIADOR
Mm AT
AISL. TUB. INTERIOR
Mm AT
AISL. TUB. EXTERIOR
Mm AT
CONTROL DIFERENCIAL
CD
TERMOSTATO MAXIMA
TE
TERM. ANTIHIELO
TE
ACUMULADOR AUXILIAR
l. AA
CALENTADOR AUXILIAR
KW CA
TERMOSTATO AUXILIAR
TE
88
ANEXO 2: NORMATIVA APLICABLE
En todo caso deberá cumplirse la Normativa vigente que actualmente es la siguiente:.
1. Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE).
2. Reglamento de recipientes a presión (RAP).
3. Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) y sus Instrucciones
Complementaria MI.BT , incluidas las hojas de interpretación.
4. Norma Básica de la Edificación - Condiciones Acústicas en los edificios (NBE-CA).
5. Norma Básica de la Edificación - Condiciones de Protección contra Incendios en los
edificios (NBE-CPI).
6. Ordenanzas de Seguridad e Higiene en el Trabajo (OSHT).
7. Ley de Protección del Ambiente Atmosférico (LPAA).
8. Ley número 88/67 de 8 de noviembre Sistema Internacional de Unidades de Medida S.I.
Igualmente, se cumplirá con toda la Normativa de carácter regional y local (Ordenanzas,
etc.).
Aparte de la Normativa de carácter obligatorio antes mencionada, se utilizarán otras normas,
como las Normas UNE de la Asociación Española de Normalización y Certificación
(AENOR), Normas NTE del Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo o de las Compañías
suministradoras de energía eléctricas etc. En ocasiones, a falta de Normativa española,
podrán utilizarse Normas de organismos internacionales u extranjeras, como CEN, ISO, etc.
Se entiende que se considerará la edición más reciente de las normas antes mencionadas, con
las últimas modificaciones oficialmente aprobadas.
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ANEXO 3: PRECIOS DE VENDA DE LAS
INSTALACIONES
El precio máximo a aplicar en función de la superficie de captación de la instalación, será el
siguiente:
Dimensión de la instalación en m2
Coste unitario máximo en Pta/m2
Mayor o igual de 100 m2
Entre 60 y 100 m2
Menor o igual de 60 m2
Pequeñas instalaciones compactas
60.000
65.000
68.000
100.000
En estos precios se consideran incluidos los siguientes elementos o partidas de la instalación
enumerados de forma enunciativa y no limitativa:
-
Proyecto, dirección de obra y gestión autorizaciones (no las tasas)
Estructura de apoyo de colectores, soportes y obra de cimentación
Sistema captador
Sistema intercambiador
Sistema de almacenamiento
Conducciones, bombas y elementos auxiliares del circuito hidráulico propio y
conexión al sistema auxiliar de apoyo
Sistema de control, gestión de alarmas y señales para mantenimiento predictivo
Montaje y conexionado del conjunto
Preparación de documentación final
En caso de instalaciones particulares en las que se requiera obra civil o estructuras
adicionales para situar los colectores, recorridos relevantes en la distribución y/o elementos
o instalaciones especiales, se detallarán en el proyecto y deberán contemplarse en el contrato
entre Beneficiario y Empresa de forma independiente, y podrán no ser tenidas en cuenta
como inversión susceptible de apoyo.
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