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PROYECTO INSTALACIÓN SOLAR DE A.C.S. PARA VIVIENDA EN SALAMANCA

P.F.C. 12-20843 - Marzo 2008 Pág. 1

P R O Y E C T O

INSTALACIÓN DE

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

para producción de AGUA CALIENTE SANITARIA (A.C.S.)

en VIVIENDA UNIFAMILIAR EN SALAMANCA

Proyectista: Carlos A. Szychowski [email protected]

Titular de la vivienda y usuario: Pedro Joaquín Molinos

Ref.: P.F.C. 12-20843

Marzo 2008


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PROYECTO INSTALACIÓN DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA para producción de A.C.S. en VIVIENDA UNIFAMILIAR EN SALAMANCA

1. INTRODUCCIÓN

1.1. Alcances y objetivos del Proyecto 1.2. Guía normativa

2. MEMORIA TÉCNICA

2.1. Datos de partida 2.1.1. Condiciones de uso 2.1.2. Características de la construcción 2.1.3. Orientación e inclinación de los colectores 2.1.4. Condiciones geográficas y climáticas 2.1.5. Determinación del consumo de A.C.S. y la demanda energética 2.1.6. Contribución solar mínima exigida

2.2. Configuración y dimensionado básicos de la instalación

2.2.1. Selección de la configuración básica de la instalación 2.2.2. Selección del modelo de colector 2.2.3. Superficie de colectores y volumen de acumulación 2.2.4. Prestaciones mensuales y anuales de diseño 2.2.5. Protección contra heladas 2.2.6. Protección contra sobrecalentamientos

2.3. Diseño de la instalación y especificación de componentes

2.3.1. Fluido caloportador 2.3.2. Presiones de trabajo 2.3.3. Sistema de captación 2.3.4. Sistema de intercambio y acumulación 2.3.5. Circuito hidráulico 2.3.6. Aislamiento térmico 2.3.7. Sistema de control

3. ESQUEMAS y PLANOS 4. VALORACIÓN ECONÓMICA

4.1. Presupuesto 4.2. Rentabilidad económica de la inversión

5. MANTENIMIENTO

4.1. Plan de vigilancia 4.2. Plan de mantenimiento


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1. INTRODUCCIÓN 1.1. Alcances y objetivos del Proyecto

Este Proyecto abarca el diseño, cálculo y presupuesto de una instalación de energía solar para producción de agua caliente sanitaria (A.C.S.), para una vivienda unifamiliar de uso permanente. El Proyecto parte de la valoración de las necesidades energéticas y de las condiciones particulares para la instalación solar, y sus objetivos principales son:

- Producir un diseño de tecnología actual, acorde a las normas y ajustado racionalmente a las necesidades y condiciones de uso, que asegure ahorro energético, durabilidad, calidad y seguridad, y que garantice con un funcionamiento previsible tanto el retorno de la inversión económica como una contribución ambiental efectiva.

- Describir la instalación térmica, sus características generales y las condiciones para ejecutarla, mediante una memoria técnica con el detalle suficiente para que pueda valorarse e interpretarse inequívocamente. El Proyecto incluye la siguiente información:

a) Justificación de que las soluciones propuestas cumplen las exigencias de bienestar térmico e higiene, eficiencia energética y seguridad del RITE y demás normativa aplicable;

b) Las características técnicas mínimas que deben reunir los equipos y materiales, así como sus condiciones de suministro y ejecución, las garantías de calidad y el control de recepción en obra que deba realizarse;

c) Las verificaciones y las pruebas que deban efectuarse para realizar el control de la ejecución de la instalación y el control de la instalación terminada;

d) Un «Manual de Uso y Mantenimiento» con las instrucciones de seguridad, manejo y maniobra, así como los programas de funcionamiento, mantenimiento preventivo y gestión energética;

e) Los planos o esquemas de las instalaciones.

- Satisfacer los requisitos técnicos para la solicitud de subvenciones públicas y préstamos.


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1.2. Guía normativa

Este Proyecto se guía por las siguientes normas y documentos de aplicación específica:

- Especificaciones de condiciones y requisitos técnicos y de garantías que han de cumplir las instalaciones de energía solar acogidas al Plan Solar de Castilla y León - Línea I: Energía Solar Térmica (PSCyL), aprobado por Resolución de 28 de febrero de 2002, de la Dirección Gral. de Industria, Energía y Minas de la C.A. de Castilla y León

- Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), aprobado por RD 1027/2007, del 20 de julio

- Sección HE4 - Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria), del Documento Básico HE para el Ahorro de energía (HE4), Código Técnico de la Edificación, texto actualizado al 25/01/2008

- ORDEN EYE/2056/2007, del 19 de diciembre, relativa a subvenciones públicas en el marco del Plan Solar de Castilla y León

- Otras normas y reglamentos de cumplimiento exigido por las normas precedentes. Sin perjuicio del cumplimiento normativo, el Proyecto atiende recomendaciones y especifica-ciones técnicas de valor como las producidas por la Sociedad para el Desarrollo Energético de Andalucía (SODEAN) y, en particular, la valiosa documentación elaborada por el Centro de Estudios de la Energía Solar (CENSOLAR), entidad española de prestigio internacional y referencia obligada en el área de estudios de la energía solar.


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2. MEMORIA TÉCNICA

2.1. Datos de partida

2.1.1. Condiciones de uso El criterio de consumo corresponde al de una vivienda unifamiliar habitada permanentemente por siete personas (ambos padres, cuatro hijos entre dos y diez años, y uno de los abuelos); durante los meses de julio y agosto suelen ocuparla también otros tres familiares. Se considerará para tal criterio un consumo unitario diario máximo de 40 litros por día (PLCyL ); la variación estacional de la ocupación se tendrá en cuenta para los cálculos del diseño. Se conviene adoptar una temperatura máxima de acumulación solar de 50ºC, lo que resulta apropiado para los modos de uso e instalaciones existentes en la vivienda, y guarda relación con el consumo unitario máximo fijado y las recomendaciones técnicas de distintas fuentes.

2.1.2. Características de la construcción

Se trata de una casa de dos plantas, de construcción reciente en las afueras de la ciudad de Salamanca. Dispone de una azotea plana de 9 x 8 metros donde se instalará el sistema de captación, y en la cual existe un cuarto que se usa como trastero donde se localizará el acumula-dor y demás componentes del sistema. No existen obstáculos que puedan proyectar sombras sobre los colectores. No hay limitaciones de carácter urbanístico o arquitectónico que condicionen la localización óptima de los colectores. Según los planos de obra la cubierta está asentada sobre un forjado de losa maciza de hormigón armado, y posee una capacidad de diseño de sobrecarga en reposo de 3,5 kN/m2. La casa atiende actualmente sus necesidades de A.C.S. con un calentador instantáneo a gas de alta eficiencia sin piloto permanente, modulante de potencia regulable entre 11,2 y 22,4 kW, que está situado en la planta inferior. A partir de la instalación del sistema solar constituirá su sistema de energía convencional auxiliar, por lo que el mismo no forma parte de este Proyecto. El titular ya cuenta con un proyecto para una reforma que conectará la toma de agua de red para abastecimiento del acumulador solar y al calentador en serie con la salida del circuito secundario del acumulador. La ejecución de la reforma será coordinada con la correspondiente a la instalación solar, bajo responsabilidad del titular.


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2.1.3. Orientación e inclinación de los colectores Dado el espacio disponible en la azotea, sin sombras proyectadas debidas a obstáculos ni condicionantes arquitectónicos o constructivos para la disposición de los colectores, para la latitud 41º correspondiente a Salamanca y demanda preferentemente en verano, se elije la orientación sur e inclinación 50º. Para dichos valores se verifica que las pérdidas por orientación e inclinación son inferiores al 10% respecto a la energía máxima y dentro del límite permitido de 15% para el caso general (HE4 2.1 11 y 12). La orientación elegida favorece el aporte solar durante el período invernal mientras atenúa el estival, permitiendo una curva de distribución más plana de los aportes mensuales a lo largo del año y, en consecuencia, una mayor contribución solar anual sin sobrecalentamiento durante el verano (en el caso particular de las condiciones de uso, el aumento de consumidores durante julio y agosto contribuye también a evitar el sobrecalentamiento). Según el prog. CENSOL 5, la pérdidas de captación para distintos períodos son las siguientes:

ANUAL: 5% ENE – FEB: 0% JUL – AGO: 17%


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2.1.4. Condiciones geográficas y climáticas

Coeficiente Katm de corrección de la energía solar incidente según atmósfera:

Si bien la vivienda se encuentra en las afueras de una ciudad relativamente pequeña dentro de una extensa llanura, por lo que podría ser Katm = 1,05 , se tomará K atm = 1,0 teniendo en cuenta el último Informe Anual de la Calidad del Aire en Castilla y León, que señala la superación persistente de los límites aceptables de contaminación atmosférica para la ciudad.

Datos para la ciudad de Salamanca según PSCyL: Temperatura mínima histórica: -16ºC (16/01/1945)

Ta Media mensual de la temperatura ambiente diaria (durante las horas de sol) (ºC)

Tr Temperatura media mensual del fría de red (ºC)

H Media mensual de la energía diaria incidente sobre sup. horizontal (kWh / m2 día)

k Factor de corrección k para superficies inclinadas, para 50º

R1 Media mensual de la energía diaria aprovechable incidente, para 50º (kWh / m2 día) R1 = k x H

hsu Nro. de horas de sol útiles, para latitud 25º a 45º e inclinación = latitud ± 15º

Mes

Ta

ºC

Tr

ºC

H

kWh / m2 día

k R1

kWh / m2 día

hsu

horas

Ene 4,2 9 1,70 1,44 2,45 8

Feb 6,4 9 2,64 1,31 3,46 9

Mar 9,8 11 3,75 1,16 4,35 9

Abr 12,3 13 4,75 1,00 4,75 9,5

May 15,4 15 5,47 0,89 4,87 9,5

Jun 20,4 17 6,34 0,86 5,45 9,5

Jul 23,7 19 6,84 0,90 6,16 9,5

Ago 23,6 19 6,28 1,02 6,41 9,5

Set 20,1 17 4,86 1,21 5,88 9

Oct 14,1 15 3,14 1,44 4,52 9

Nov 8,9 13 2,06 1,59 3,28 8

Dic 5,4 11 1,45 1,57 2,28 7,5

Localización vivienda Sr.Molinos 40º59’N, 5º39’O 820 m.s.n.m.


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2.1.5. Determinación del consumo de A.C.S. y la de manda energética

Los consumos de A.C.S. se calculan a partir del consumo unitario máximo (40 litros/día), mientras que las demandas de energía térmica corresponden a la energía final útil necesaria para satisfacer el consumo de A.C.S. de la vivienda, considerando los consumos, la temperatura media mensual del agua de red y la temperatura máxima de acumulación solar (50ºC). Los valores se expresan en el siguiente cuadro:

Mes

Nd días del mes

Nu Ocupantes

Cd Consumo diario de

ACS

Cm Consumo

mensual de ACS

Tred Temp.

agua fría de red

Qd Demanda de energía

térmica diaria

Qm Demanda de energía

térmica mensual

Litros Litros ºC kWh kWh

Ene 31 7 280 8680 9 13,4 414

Feb 28 7 280 7840 9 13,4 374

Mar 31 7 280 8680 11 12,7 394

Abr 30 7 280 8400 13 12,1 362

May 31 7 280 8680 15 11,4 353

Jun 30 7 280 8400 17 10,7 322

Jul 31 10 400 12400 19 14,4 447

Ago 31 10 400 12400 19 14,4 447

Sep 30 7 280 8400 17 10,7 322

Oct 31 7 280 8680 15 11,4 353

Nov 30 7 280 8400 13 12,1 362

Dic 31 7 280 8680 11 12,7 394

ANUAL 365 109640 4544

MEDIA MENSUAL 9137 379

MEDIA ANUAL DIARIO 300 12,4

MEDIA ESTIVAL DIARIO 365 13,4


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2.1.6. Contribución solar mínima exigida HE4 clasifica a Salamanca como zona climática III , para la cual establece una contribución solar mínima anual de A.C.S. (CSmín) de 50% para las fuentes energéticas de apoyo de tipo general (gasóleo, gas, etc.). La norma define la CSmín como la fracción entre los valores anuales de la energía solar aportada exigida (EAPmín) y la demanda energética anual (QaHE4), obtenidos a partir de los valores mensuales, de donde resulta:

Energía solar aportada exigida (EAPmín) = CSmín x Q aHE4

La norma exige verificar que la cantidad de energía solar que resulte efectivamente aportada al agua sea, como mínimo, el valor de EAPmín , pero no afecta a los valores de diseño consumo unitario máximo y temperatura máxima de acumulación. QaHE4 debe determinarse para una demanda de referencia a 60ºC, que es de 30 litros de A.C.S. por día y por persona para el caso de vivienda unifamiliar. Cuando la temperatura de diseño (en el caso de este Proyecto la temperatura máxima de acumulación) es distinta a 60ºC, para el cálculo de los consumos mensuales de A.C.S. –y únicamente a efectos de determinar Q aHE4 – se aplica el procedimiento HE4 3.1.1:

Di (Tacu) = Di (60ºC) x (60 – Tafi) / (Tacu – Tafi) (para i = 1 a 12)

siendo: Di (Tacu): Demanda de A.C.S. para el mes i a la temperatura T elegida; Di (60 ºC): Demanda de A.C.S. para el mes i a la temperatura de 60 ºC; Tacu Temp. del acumulador final (T. máx. de acumulación = 50ºC); Tafi Temp. media del agua fría en el mes i (Temp. de red).

QaHE4 se calcula como la suma de las demandas energéticas para cada mes:

Mes

Nd días del mes

Nu Ocupantes

Di (60ºC) Demanda mensual

de ACS de referencia a 60ºC

= 30 x Nd x

Tr

Tafi Temp.

agua fría de red

Di (50ºC) Demanda mensual

de ACS a 50ºC

Qi HE4 Demanda energética mensual

para ACS a 50ºC

Litros ºC Litros kWh

Ene 31 7 6510 9 8098 386 Feb 28 7 5880 9 7314 349 Mar 31 7 6510 11 8179 371 Abr 30 7 6300 13 8003 344 May 31 7 6510 15 8370 341 Jun 30 7 6300 17 8209 315 Jul 31 10 9300 19 12300 444 Ago 31 10 9300 19 12300 444 Sep 30 7 6300 17 8209 315 Oct 31 7 6510 15 8370 341 Nov 30 7 6300 13 8003 344 Dic 31 7 6510 11 8179 371

ANUAL QaHE4 = 4365

Finalmente:

Energía solar aportada exigida (EAPmín) = 0,5 x 4365 kWh = 2183 kWh


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2.2. Configuración y dimensionado básicos de la instalación

2.2.1. Selección de la configuración básica de la instalación Se adopta como configuración básica para la instalación, la que corresponde a equipos “no compactos” con circulación forzada indirecta para el circuito primario e intercambiador incorporado en el acumulador solar (interacumulador), cuyo esquema se aprecia en la figura.

2.2.2. Selección del modelo de colector

Se selecciona el colector TINOX ML-3.0, fabricado por IMS Calefacción, S.L. Se trata de un captador homologado de alto rendimiento y 2,58 m2 de superficie útil, de fácil montaje, con un absorbedor de tubos de cobre con tratamiento superficial químico de aportación de titanio.

Certificación Homologación IDAE/INTA, EXP. CA/RPT/4451/010/INTA/03

Contraseña NPS-1603 vto. 17-06-2006 NPS-6606 vto. 29-06-2009

Características generales

Tipo Parrilla de tubos de cobre, colector a Ø22, tubos aleta Ø8 x 0.5

Construcción tubos soldados a chapa de cobre por ultrasonido

Superficie total 2,85 m2

Superficie de absorción 2,58 m2

Capacidad 1,67 litros

Presión de trabajo 6 bar

Presión máxima 10 bar

Temp. de funcionamiento -20ºC a 120ºC

Caudal recomendado 55 a 130 litros/hora

Pérdida de carga 12 mm c.a. @ 45ºC y 120 litros/hora

Absorbedor

Material Aletas de cobre con tratamiento selectivo TINOX

Absorción α 95.0% ± 2%

Emisión ε 5.0% ± 3%

Temperatura máxima 180ºC

Aislamiento Tipo Lana de roca ubierta con velo negro; no hidrófilo

Densidad 70 kg/m3

Temperatura de trabajo 200ºC

Salidas colector Conexiones Ø22 ¾” Macho

Direcciones Panel vertical 4 salidas dcha. e izqda.

Carcasa

Dimensiones 2300 x 1240 x 77 mm

Material del perfil Aluminio anodizado espesor 1,5mm

Material de chapa posterior Chapa galvanizada espesor 0,8mm

Peso en vacío 67 kg

Instalación con circulación forzada indirecta e intercambiador incorporado en el acumulador solar (PSCyL)


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Colector TINOX ML-30.0 Rendimiento según ensayo

Ec. 2do. grado: 0,74 - 0,16 T** - 0,36 T**2

Ec. 1er. grado: 0,76 - 0,36 T**

T** = Uo (Tm – Ta) / I Uo = 10 W/m2 ºC (coeficiente normalizado) Ta = Temperatura ambiente en ºC Tm = Temp. media del agua en el panel en ºC I = Radiación solar ensayo a 950 W/m2

η = 0,74 - 0,16 T** - 0,36 T**2

η = 0,76 - 0,36 T**


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Temperatura de estancamiento del colector:

En la condición de estancamiento el rendimiento del colector es nulo y Tm = Testancamiento

Empleando la ecuación de 2do. grado (*) para el rendimiento y haciendo éste = 0 : η = 0,74 - 0,16 T** - 0,36 T**2 = 0

T** = Uo (T m – Ta) / I ; Tm = Testancamiento

resolviendo la ec. de 2do grado:

0,36 T**2 + 0,16 T** - 0,74 = 0

T** 1,2 = ( -0,16 ± ( 0,162 - 4 x 0,36 x (-0,74) )1/2 ) / (2 x 0,36)

T** 1,2 = ( -0,16 ± 1,045 ) / 0,72 = (1,229 ; -1,67)

reemplazando en la expresión para T** (sólo es aplicable el valor positivo obtenido):

Uo (Tm – Ta) / I = 1,229

de donde:

Testancamiento = 1,229 I / Uo + Ta

Empleando la fórmula anterior para distintas condiciones de irradiación y temperatura ambiente resulta:

Testancamiento 600, 25 = 99ºC @ I = 600 W/m2 , Ta = 25ºC



(*) La ecuación de 1er. grado para el rendimiento es una simplificación lineal de la ec. de 2do. grado, válida únicamente para condiciones normales de funcionamiento; no debe utilizarse para calcular Testancamiento pues el error introducido es muy alto para esa condición (con los mismos valores de I , Ta resulta Testancamiento MAXIMA = 256ºC , lo que es notoriamente erróneo.


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2.2.3. Superficie de colectores y volumen de acumu lación La elección de la superficie de colectores se determina comparando los resultados del cálculo iterativo de las prestaciones del punto siguiente, para 1 a 4 colectores:

Nro. de colectores

Superficie útil total

de captación

Ea Energía

absorbida por el

captador anual

Qa Demanda de energía

térmica anual

EAPa Energía

solar térmica

aportada anual (*)

Déficit energético

anual

FSa Fracción

solar anual

(f-Chart)

Rend. medio anual

Meses con sobrepaso de la energía solar

utilizable a la demanda energética

m2 kWh kWh kWh kWh % %

1 2,58 2836

4544

2081 2463 45,8 73,4 NO

2 5,12 5671 3296 1248 72,5 58,1 NO

3 7,74 8507 3812 732 83,9 44,8 jun – jul – ago - set

(*) : Suma de los aportes mensuales hasta un máximo de 100% de la demanda mensual

Restricciones normativas:

HE4: EAPa ≥ EAPmín (2183 kWh)

50 < V / A < 180 V = vol. de acumulación, A = sup. captación

PSCyL: Aporte solar mínimo anual p/ACS = 450 termias/m2 = 523 kWh/m2

50 ≤ M / A ≤ 80 M = Consumo diario medio anual; para variación estacional se toma el promedio estival diario (365 litros/día) 0,8 ≤ V / M ≤ 1

Evaluación para la superficie de captación:

1 colector: No cumple con EAPa ≥ EAPmín de HE4

2 colectores: FS y rendimiento aceptables

3 colectores: sobrecalentamiento continuado

Conclusión: se utilizarán dos colectores (superficie útil total de captación = 5,12 m2) Volumen de acumulación solar:

Se utilizará un acumulador de 300 litros de capacidad, que cumple las normativas y presenta relaciones adecuadas con la superficie de captación y el consumo.

V / A = 300 / 5,16 = 58,1 Cumple 50 < V / A < 180 (HE4) V / M = 300 / 365 = 0,82 Cumple 0,8 < V / M < 1 (PSCyL)


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2.2.4. Prestaciones mensuales y anuales de diseño

El cuadro de la siguiente página contiene el detalle de cálculo con los valores mensuales. Los resultados del cálculo para las prestaciones globales anuales son los siguientes:

Demanda anual de energía térmica: 4544 kW h Energía solar térmica aportada anual: 3296 kW h Déficit energético anual: 1248 kW h Fracción Solar anual: 72,5 % Rendimiento medio anual: 58,1 %

Aporte Solar vs. Demanda

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Ene

rgía

(kW

h)

Demanda

Aporte solar

Déficit energético

Fracción Solar (FS)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

FS MENSUAL

FS ANUAL


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Prestaciones mensuales y anuales de diseño Resumen de cálculo Método de cálculo de la Fracción Solar: f-Chart (Duffi e, J.A. and Beckman, W.A., Solar Engineering of Thermal Processes, 2nd Edition, John Wiley & Sons, 1991 Según aplicación del anexo Método de cálculo recomendado del Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones de Baja Temperatura (PET-REV-2002) publicado por IDAE)

Valor Parámetros de cálculo

50 ºC tac temperatura de uso del agua

4187 J / (kg ºC) Ce Calor específico del agua

1,00 K atm Coeficiente de corrección de la energía solar incidente según atmósfera

0,97 kincid Modificador del ángulo de incidencia para F(ta)n en la ec.real de rendimiento

0,97 ksucio Factor de ensuciamiento para F(ta)n en la ec.real de rendimiento

0,95 kCc-i Factor de corrección del conjunto captador-intercambiador para F(ta)n en la ec.real de rendimiento

0,75 F(ta)n Factor de eficiencia óptica de colector; parámetro b en la ec. de rendimiento del colector 3,5 W / (m2 ºC) FU Coef. global de pérdidas del captador (parámetro m en la ec. de rendimiento del colector)

2,58 m2 S1c Superficie de cada colector

2 Nc Cantidad de colectores 300 litros V Volumen del acumulador solar 1,10806

K 1 Factor de corrección para D2, para relación V / A <> 75

Mes

Nd días del mes

Tamb Temp.

ambiente durante las hs.de sol media

mensual

Tred Temp. agua de

red

media mensual

Qm Demanda

de energía térmica mensual

H Energía diaria

incidente s/superficie horizontal

media mensual

k Factor de corrección

para superficies inclinadas

a=50º L=41º

H1 Energía diaria

incidente s/superficie inclinada

corregida por fact.atmosf.

Em Energía mensual

absorbida por el

captador

D1

= Em / Qm

K 2 Factor de corrección

para D2

debido a ACS D2

FSm Fracción

Solar mensual f-Chart

= f(D1,D2)

Energía solar térmica

aportable mensual

= FSm x Em

EAPm Energía

solar térmica aportada mensual

(hasta 100% de la demanda

Qm) Déficit

energético

ºC ºC kWh kWh / m2 kWh / m2 kWh % kWh kWh kWh

Ene 31 4,2 9 414 1,70 1,44 2,45 263 0,6342 0,9900 3,1169 37,4 155 155 259 Feb 28 6,4 9 374 2,64 1,31 3,46 335 0,8959 0,9668 2,9739 56,3 211 211 163 Mar 31 9,8 11 394 3,75 1,16 4,35 466 1,1847 1,0014 3,1207 72,6 286 286 108 Abr 30 12,3 13 362 4,75 1,00 4,75 493 1,3636 1,0518 3,3593 80,4 291 291 71 May 31 15,4 15 353 5,47 0,89 4,87 522 1,4774 1,0966 3,5715 84,6 299 299 55 Jun 30 20,4 17 322 6,34 0,86 5,45 566 1,7549 1,1167 3,6296 95,5 308 308 14 Jul 31 23,7 19 447 6,84 0,90 6,16 660 1,4765 1,1659 2,7066 89,2 399 399 48 Ago 31 23,6 19 447 6,28 1,02 6,41 687 1,5363 1,1674 2,7136 91,7 410 410 37 Sep 30 20,1 17 322 4,86 1,21 5,88 610 1,8927 1,1213 3,6580 100,2 323 322 0 Oct 31 14,1 15 353 3,14 1,44 4,52 485 1,3722 1,1151 3,6877 79,1 280 280 74 Nov 30 8,9 13 362 2,06 1,59 3,28 340 0,9403 1,0991 3,6465 55,6 201 201 161 Dic 31 5,4 11 394 1,45 1,57 2,28 244 0,6200 1,0627 3,4733 34,5 136 136 258

ANUAL 365 4544 5671 73,1 3321 3296 1248

FSa Fracción solar anual % 78,2 21,8 Rendimiento medio anual % 49,7


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2.2.5. Protección contra heladas

Para proteger el circuito primario de heladas se utilizará como fluido caloportador un anticonge-lante no tóxico basado en propileno glycol y apto para instalaciones térmicas de alta temperatura, listo para usar sin mezcla, evaporable – reversible, con punto de congelamiento inferior a -21ºC (5ºC inferior a la temperatura mínima histórica registrada). Características según normas: no tóxico, PH 5 a 12, calor específico no inferior a 3 kJ/kg ºK El intercambiador de calor asegurará la completa separación del circuito primario del agua de consumo. El circuito primario será cerrado, y la instalación facilitará su llenado y purga sin permitir pérdidas ni derrames del fluido caloportador.

La elección de un producto listo para usar evita contaminaciones, conserva la dilución adecuada de componentes, y contribuye al diseño basado en un circuito primario cerrado sin ninguna conexión con el agua de red.

2.2.6. Protección contra sobrecalentamientos

Distintas causas originadas en fallas o bajo consumo podrían originar sobrecalentamientos en el circuito primario en momentos de alta irradiación solar, con o sin detención de la bomba de circulación, siendo el estancamiento del colector la situación extrema de más alta temperatura. Aunque el colector pueda soportarla, debe ser evitada pues acarrearía daños o degradación en los componentes incluyendo el fluido caloportador. Por otra parte, es deseable que la instalación no requiera ninguna intervención manual preventiva de sobrecalentamientos. Para ello se dispondrá un sistema de protección basado en un vaso de expansión con las siguientes previsiones:

- El vaso de expansión se dimensionará para contener no sólo la variacíón de volumen por dilatación térmica sino también todo el líquido alojado en los captadores y una fracción de la tubería. Esta previsión cumple con HE4 y otorga protección para el caso de estanca-miento; en esta situación y dependiendo de las condiciones ambientales de irradiación y temperatura ambiente, podrá alcanzarse dentro del colector la temperatura indicada en el punto siguiente, con o sin pasaje a la fase de vapor (y desalojo del fluido contenido en el colector). El fluido caloportador será capaz de resistir los cambios de fase líquido – vapor – líquido que sucedan, sin degradación.

- El sistema de control interrumpirá la circulación cuando la temperatura de ACS dentro del acumulador supere la temperatura máxima de acumulación establecida de 50ºC; también provocará una parada de seguridad cuando la temperatura del colector supere un valor de 115ºC, inferior a la de ebullición a la presión mínima de trabajo admisible (Pmin). Estará disponible una función adicional del control que permite refrigerar el colector cuando alcanza su temperatura máxima, manteniendo la circulación mientras la tempera-tura de acumulación no supere 85ºC.

- Se fijarán valores moderados pero suficientes para garantizar las prestaciones del sistema, para la presión mínima de trabajo admisible en el punto de mayor altura de la instalación (Pmin), y la presión máxima de trabajo (PMT ), de 1,7 bar y 3 bar respectivamente. De este modo y para el fluido previsto, la temperatura del mismo en estado líquido no podrá superar un valor entre 120ºC y 137ºC dentro del colector, dependiendo de la presión a la que se encuentre el fluido. Según las condiciones de irradiación y meteorológicas, si es superada la temperatura de ebullición que corresponda a la presión, el fluido se vaporiza-rá desplazando el líquido del colector y sus conexiones hacia el vaso de expansión; la temperatura del colector alcanzará la de estancamiento, y el fluido vaporizado, cañería y accesorios inmediatamente cercanos podrán soportarla sin sufrir daño de acuerdo a sus especificaciones. Estando detenida la circulación del fluído, el calor sólo puede transmitirse al resto de los demás componentes del circuito por conducción; las pérdidas de calor en la aislación reducirá la temperatura a valores tolerables para éstos.


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2.3. Diseño de la instalación y especificación de componentes

2.3.1. Fluido caloportador De acuerdo a los puntos anteriores se elije utilizar Tyfocor LS, fabricado por TYFOROP CHEMIE GmbH. Se trata de un fluido anticongelante para transferencia térmica basado en propileno glycol, listo para usar, evaporable – reversible, apto para temperaturas desde –28ºC a +170ºC, anticorrosivo y especialmente formulado para equipamientos solares bajo condiciones térmicas elevadas. El producto excede las normas vigentes y se destaca por su excelente comportamiento térmico y practicidad de uso.

Datos principales de Tyfocor LS:

Densidad @ 20ºC 1.032 – 1.035 g/cm3

PH @ 20ºC 9.0 – 10.5

Viscosidad 4.5 – 5.5 mm2/s

Contenido de agua 55 a 58%

Temperatura de ebullición @ presión atmosférica (1 bar) 103ºC @ presión máx.de trab. (2 bar) 123ºC

Temperatura mínima de trabajo -28ºC

Temperatura máxima (continua) 170ºC

Calor específico @ -30 ºC 3,4 kJ / kg ºK @ 123 ºC 4,0 kJ / kg ºK Test de corrosión según norma ASTM D 1384 (variación promedio de masa) Cobre (SF Cu) ±0.2 g/m2 Soldadura suave (L Sn 30) ±0.6 g/m2 Bronce (MS 63) ±0.4 g/m2 Acero (HI) ±0.1 g/m2

(curvas típicas en pág. siguiente) Volumen requerido del fluido: ver 2.3.5 Circuito Hidráulico


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2.3.2. Presiones de trabajo Circuito primario:

Presión mínima de trabajo admisible en el punto más elevado del circuito (Pmin): 1,7 bar

Presión máxima de trabajo (PMT ): 3,0 bar

De acuerdo con 2.2.6 Protección contra sobrecalentamientos. Estas presiones son suficientes para garantizar las prestaciones del sistema mientras que protegen sus componentes.

Presión de tarado de la válvula de seguridad (PVSeg): 3,5 bar

Se considera el valor típico aconsejado de 0,5 bar por encima de la presión máxima de trabajo establecida; para el caso particular de la válvula que se utilizará, esta presión diferencial de cierre es de 10% del valor de tarado con un valor mínimo aconsejado de 0,3 bar.

Todos los componentes del circuito primario deberán cumplir con una presión máxima de trabajo admisible en forma continua, especificada por el fabricante, igual o mayor a PVseg; en general se seleccionarán componentes con especifica-ción de presión de trabajo ≥ 6 bar, garantizando un margen de seguridad conveniente de operación.

Circuito secundario:

Presión de entrada del agua fría de red: 3 a 4 bar Presión de tarado de la válvula de seguridad: 6 bar


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2.3.3. Sistema de captación El campo de captadores se instalará en la azotea con orientación sur, según se indica en el plano.

Los dos paneles se conectarán en paralelo utilizando los accesorios de unión provistos. La entrada de agua se realizará por la parte izquierda inferior mientras que la salida se efectuará por la parte derecha superior, conservándose el equilibrio hidráulico.

Los paneles se montarán sobre una estructura de soportes de inclinación regulable, prefabricados con perfiles estructurales de acero inoxidable, que serán tomados con tornillería de A.I. sobre tres muretes de hormigón estructural liviano (d = 2000 kg/m3) de medidas 170 x 20 x 20 cm según se indica en el plano.

Se debe prestar especial atención en la estanqueidad y durabilidad de las conexiones del captador. Las válvulas de paso, válvula de seguridad y purgador de aire asociadas físicamente al captador se detallan en 2.3.4. Circuito hidráulico. Verificación de la capacidad portante del suelo

Según los planos de obra la cubierta está asentada sobre un forjado de losa maciza de hormigón armado, y posee una capacidad de sobrecarga en reposo de 3,5 kN/m2 (admitiendo cargas no distribuidas).

La carga máxima a producir puede estimarse de la siguiente manera:

La acción del viento sobre los colectores inclinados se estima con la ecuación:

f = p S sen α donde: S = superficie del colector = 2 x 2,85 m2 = 5, 7 m2 α = ángulo de inclinación respecto a la horizontal = 50º p = presión frontal del viento = 0,5 kN/m2 según norma (corresp. a un viento de 102 km/h aprox.)

resultando: f = 2,2 kN = 225 kp Peso del conjunto captador con su estructura de soporte: 200 kg Peso de los muretes = 2000 kg/m3 x 3 x (1,7 x 0,2 x 0,2) m3 : 408 kg Fuerza total sobre horizontal: 833 kp Perímetro ocupado sobre la cubierta: 4,7 m2 aprox. Sobrecarga máxima a ocasionar: 833 kp / 4,7 m2 = 177 kp/m2 ≈ 1,8 kN/m2

Se verifica la capacidad portante del suelo.


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2.3.4. Sistema de intercambio y acumulación De acuerdo a la configuración de la instalación y las determinaciones realizadas, se utilizará un acumulador solar de 300 litros de capacidad con intercambiador incorporado (interacumulador), que estará ubicado en el interior del trastero junto al resto de los componentes hidráulicos y de control. La unidad será de configuración vertical y deberá satisfacer los siguientes requisitos:

- Placa de identificación con indicación de la superficie de intercambio en m2 y presión máxima de trabajo del circuito primario;

- manguitos de acoplamiento soldados antes del tratamiento de protección;

- recubrimiento del interacumulador con material aislante y cubierta exterior con protección mecánica de la aislación;

- capacidad de transferencia de calor del intercambiador ≥ 40 W/(K m2)

- superficie útil de intercambio / superficie de captación ≥ 0,15

- conexión de entrada de agua caliente desde los colectores, preferentemente a una altura comprendida entre el 50% y el 75% de la altura total del acumulador;

- conexión de salida de agua fría hacia los colectores por la parte inferior;

- conexión de retorno de consumo de ACS por la parte inferior;

- extracción de ACS por la parte superior. Se selecciona el modelo Vitocell-V300-EVI producido por Viessmann S.L. Se trata de un interacumulador para producción de A.C.S. con las siguientes características: Datos técnicos

Capacidad 300 litros

Temperatura máxima de impulsión 200 ºC

Presión máxima de servicio (circ. primario) 25 bar

Presión máxima de servicio (circ. secundario) 10 bar

Potencia constante para calentamiento de 10 a 45ºC, según temp. de impulsión, con caudal de 5,0 m3/h

93 kW (2285 litros/h) @ 90ºC 72 kW (1769 litros/h) @ 80ºC 52 kW (1277 litros/h) @ 70ºC 30 kW ( 737 litros/h) @ 60ºC 15 kW ( 368 litros/h) @ 50ºC

Caudal de calef. para las potencias indicadas 5,0 m3/h

Consumo por disposición con 45ºC de temp. diferencial

2 kWh / 24 h

Dimensiones Largo (diámetro) x Ancho x Alto 633 x 704 x 1779 mm

Peso 100 kg

Volumen de agua de calefacción 11 litros

Superficie de transmisión 1,5 m2

- Depósito de acumulación de acero inoxidable de alta aleación, de gran resistencia a la corrosión y altamente higiénico

- no requiere ánodo de protección

- superficie de intercambio sobredimensionada

- aislamiento térmico de alta eficacia libre de CFC

- supera los requisitos normativos


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Interacumulador Vitocell V300-EVI Pérdida de carga del circuito primario

Interacumulador Vitocell V300-EVI Pérdida de carga del circuito secundario de A.C.S.


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2.3.5. Circuito hidráulico

Circuito hidráulico

El circuito hidráulico está diseñado para satisfacer las siguientes condiciones y criterios generales:

Equilibrio hidráulico

− El esquema de trazado adoptado (retorno invertido) asegurará el equilibrio hidráulico entre los captadores, no siendo necesario instalar válvulas de equilibrado.

Tuberías

− El sistema de tuberías y sus materiales deben ser tales que no exista posibilidad de formación de obturaciones o depósitos de cal para las condiciones de trabajo.

− Para evitar pérdidas térmicas, la longitud de tuberías será tan corta como sea posible y se evitará al máximo los codos y pérdidas de carga en general. Los tramos horizontales tendrán siempre una pendiente mínima del 1% en el sentido de la circulación.

− La caída de presión se mantendrá en valores bajos en todo el circuito. La pérdida de carga unitaria será menor a 40 mm c.a. por metro de tubería, y la velocidad en ésta no debería superar los 3 m/s.

T

≈

T

Centralita de control

CAMPO DE CAPTADORES

V1

VS1 C1 C2

V2+BOT

V3

VS2

V4

V5

V6 VAR1 V7

V8

VEXP

V9

Purga y llenado

ACUM TEMP1

V14

T

TEMP2

M

V10 V11

V12

VAR2

V13

BCIRC

CREG1

MAN1


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− En las tuberías del circuito primario podrán utilizarse como materiales el cobre y el acero inoxidable, con uniones roscadas, soldadas o embridadas y protección exterior con pintura anticorrosiva.

− En el circuito secundario o de servicio de agua caliente sanitaria, podrá utilizarse cobre y acero inoxidable. Podrán utilizarse materiales plásticos que soporten la temperatura máxima del circuito y que le sean de aplicación y esté autorizada su utilización por las compañías de suministro de agua potable.

Bomba de circulación

− Las bomba de circulación se montará en la zona más fría del circuito, teniendo en cuenta que no se produzca ningún tipo de cavitación y siempre con el eje de rotación en posición horizontal.

− Los materiales de la bomba del circuito primario serán compatibles con las mezclas anticongelantes y con el fluido de trabajo utilizado.

− Para la conexión de los captadores en paralelo, el caudal nominal será el caudal unitario de diseño multiplicado por la superficie total.

− La potencia eléctrica parásita para la bomba no debería exceder 50 W o 2% de la mayor potencia calorífica que pueda suministrar el grupo de captadores.

− La bomba permitirá efectuar de forma simple la operación de desaireación o purga. Vaso de expansión

− Como se elige instalar vaso de expansión cerrado, éste se conectará (preferiblemente) en la aspiración de la bomba y deberá incorporarse un sistema de llenado manual o automático que permita llenar el circuito y mantenerlo presurizado.

Válvulas de seguridad

− El circuito irá provisto 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.

− Se instalará una válvula de seguridad por fila de captadores con el fin de proteger la instalación.

Válvulas y accesorios

− Se montarán válvulas de corte para facilitar la sustitución o reparación de componentes sin necesidad de realizar el vaciado completo de la instalación. Estas válvulas independizarán baterías de captadores, intercambiador de calor, acumulador y bomba.

− En los puntos altos de la salida de captadores y en todos aquellos puntos de la instalación donde pueda quedar aire acumulado, se colocarán sistemas de purga constituidos por botellines de desaireación y purgador manual. El volumen útil del botellín será superior a 100 cm3. Se evitará el uso de purgadores automáticos cuando se prevea la formación de vapor en el circuito.

− El circuito incorporará un sistema de llenado manual que permitirá llenar y mantener presurizado el circuito.

− Se instalarán válvulas que permitan el vaciado total o parcial de la instalación.

− La instalación del sistema deberá asegurar que no se produzcan pérdidas energéticas relevantes debidas a flujos inversos no intencionados en ningún circuito hidráulico del sistema.


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− La elección de las válvulas se realizará, de acuerdo con la función que desempeñen y las condiciones extremas de funcionamiento (presión y temperatura) siguiendo preferentemente los criterios que a continuación se citan:

a) aislamiento: válvulas de esfera; b) equilibrado de circuitos: válvulas de asiento; c) vaciado: válvulas de esfera o de macho; d) llenado: válvulas de esfera; e) purga de aire: válvulas de esfera o de macho; f) seguridad: válvula de resorte; g) retención: válvulas de disco de doble compuerta, o de clapeta.

Caudal del circuito primario

Se elige un caudal para el fluido caloportador de 250 litros/h para el conjunto captador, de acuerdo al indicado por el fabricante (55 a 130 litros/hora por colector) y resultando equivalente a 48,4 litros / h m2, lo que también satisface JCyL (30 a 70 litros/h m2).

La capacidad calorífica específica o calor especifico del fluido relativa al agua (ambos a 50ºC) es:

(3,72 kJ / kg K) / ( 4,10 kJ / kg K) = 0,89

Por lo que a efectos del transporte de calor, el caudal equivalente a agua resulta:

250 litros/h x 0,89 = 222,5 litros/h eq. 43,1 litros / h m2

Tuberías

Longitud: la longitud determinada para la tubería es de 13,7 m según plano.

Selección de la tubería:

Se utilizarán tubos rígidos normalizados de cobre puro, unidos mediante soldadura fuerte de plata.

El diámetro de la tubería se selecciona para baja pérdida por rozamiento. Del ábaco de la figura siguiente, de acuerdo al caudal de diseño se selecciona Ø 15 y espesor 1 mm (diám. interior 13 mm).

El valor de pérdida por rozamiento extraído del gráfico está dado para agua a 45ºC, y debe corregirse según la temperatura y viscosidad del fluido respecto a la del agua a 45ºC según la sig. fórmula aproximada:

H fluido, 50ºC = Hagua, 45ºC x ktemp x (ηf / ηa)1/4

donde: Hagua = pérdida por rozamiento para agua a 45ºC = 23 mm c.a./m según ábaco k temp = factor de corrección para 50ºC = 0,99

ηf = viscosidad absoluta del fluído a 50ºC = viscosidad cinemática x densidad = 1,9 x 10-6 m2/s x 1,015 kg/m3 = 1,93 x 10-3 kg/(m s) = 1,93 x 10-3 N s/m2 = 1,93 centipoises (datos según curvas citadas del producto a 50ºC)

ηa = viscosidad absoluta del agua a 50ºC = 0,56 centipoises Luego:

H fluido, 50ºC = 23 mm c.a./m x 0,99 x (1,93 / 0,56)1/4 = 31 mm c.a./m que resulta menor a 40 mm c.a./m (JCyL)


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Finalmente:

Caudal: 0,25 m3/h Pérdida por rozamiento: 31 mm c.a./m (Tyfocor @ 50ºC) Velocidad: 0,52 m/s (0,25/3600 m3/s / 133 x 10-6 m2)

Pérdida por rozamiento (mm c.a. por m) para tubería de cobre

(para agua a 45ºC) PROGENSA 2005. Instalaciones de energía solar, Tomo III. CENSOLAR

Características normalizadas según UNE-EN 1057:2007 Cobre y aleaciones de cobre - Tubos redondos de cobre, sin soldadura, para agua y gas en aplicaciones sanitarias y de calefacción:

Aleación: Cu DHP (Cu 99,9% mín.) Punto de fusión: 1083 °C Coef. dilatación térmica lineal: 0,0168 mm/m °C Conductividad térmica a 20 °C: 364 W/m °C Rugosidad absoluta: 0,0015 mm Carga unitaria de rotura: 290 Mpa Estado físico (tubos en barra): R290 (duro)

Tubo Ø15 e = 1mm Peso lineal: 0.391 kg/m Sección interior : 133 mm2 Capacidad: 0.133 litros/m


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Válvula de retención

Esta válvula previene el flujo inverso en el circuito. Debe instalarse en posición horizontal a continuación de la válvula de regulación y medida de caudal, conservando una distancia mínima de 20 cm. Se selecciona una válvula Spirax Sarco LCV 1, con cuerpo de bronce y temperatura máxi-ma admisible 260 ºC, de diámetro ½”. Especificaciones del fabricante:

Válvula de retención de bronce de instalación horizontal para prevenir el flujo inverso. Condiciones límite:

PMA – Presión máxima admisible 14 bar TMA – Temperatura máxima admisible 260 ºC Coeficiente de caudal kV 1,9 Presión de apertura 6,2 mbar Prueba hidráulica 28 bar

Instalación:

En tubería horizontal con la dirección del flujo según la flecha del cuerpo.

Como pasar pedido:

Válvula de retención Spirax Sarco LCV 1 de ½" roscada BSP

Cálculo de la pérdida de carga por rozamiento:

Caída de presión en la válvula, conocido el caudal C y el coeficiente de caudal kV :

∆p [bar] = (dfluido / 1000) (C / kV)2

donde: d = densidad del fluido en kg/m3 = 1015 kg/m3 @ 50ºC

C = caudal en m3/h = 0,25 m3/h

kV = coef. de caudal de la válvula = 1,9

∆p [bar] = (1015 / 1000) (0,25 / 1,9)2 = 0,01757 bar = 0,01757 bar x (10197 mm c.a. / 1 bar) = 179 mm c.a.


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Válvula de regulación y medida de caudal

Esta válvula permite calibrar el caudal al valor de diseño, y posee un indicador visual para una medida aproximada del caudal instantáneo. Debe instalarse a la salida de la bomba de circulación. Se selecciona una válvula Taconova AV 23 SETTER Inline, con rango de medición 2 a 8 lpm, configuración M-H DN 15 (3/4” x 1/2”) (ítem 223.1208.104). El cuerpo es de bronce y la temperatura máxima admisible es 100 ºC. Especificaciones del fabricante:

Válvula de regulación y cierre con indicación directa del flujo seteado en litros / minuto. Datos técnicos:

PMA – Presión máxima admisible 10 bar TMA – Temperatura máxima admisible 100 ºC Coeficiente de caudal kVS 1,9 Cuerpo en bronce MA 58 Visor en plástico de alta performance Sello de EPDM Precisión de medición: ±10% a flujo nominal máximo

Cálculo de la pérdida de carga por rozamiento:

Caída de presión en la válvula, conocido el caudal C y el coeficiente de caudal kVS :

∆p [bar] = (dfluido / 1000) (C / kV)2

donde: d = densidad del fluido en kg/m3 = 1015 kg/m3 @ 50ºC

C = caudal en m3/h = 0,25 m3/h

kVS = coef. de caudal de la válvula totalmente abierta = 1,8

∆p [bar] = (1015 / 1000) (0,25 / 1,8)2 = 0,01958 bar = 0,01958 bar x (10197 mm c.a. / 1 bar) = 196 mm c.a.

Curva de recalibración para el fluido:

Los valores tarados en la válvula son válidos para agua. El fabricante suministra una curva de recalibración para agua - glicol con viscosidad cinemática mayor a la del fluido a utilizar a la temperatura de trabajo (50ºC). Para proveerla, deberá efectuarse ajustarse inicialmente el caudal mediante un cálculo basado en la presión diferencial sobre la bomba de circulación u otro instrumental de instalación; luego podrá trazarse la curva de calibración que deberá acompañar a la documentación de mantenimiento.


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Pérdida de carga por rozamiento en el circuito primario

Accesorios y otras pérdidas menores del circuito primario principal: Se calculan valores aproximados en base a la longitud equivalente de tubería (LE) (se asume accesorios de diámetros correspondientes a la tubería)

accesorio u otro (únicamente parte principal del circuito)

cantidad LE

unitaria (metros)

LE total

(metros)

Válvula de bola abierta 7 1,0 7,0 Codos de 90º, radio grande 8 1,5 12,0 Codos de 45º 2 0,7 1,4 Derivación en T 7 2,2 15,4 Entrada a depósito 1 1,5 1,5 Salida de depósito 1 1,0 1,0 Contracciones bruscas de 4:3 3 0,5 1,5 Ensanchamientos bruscos de 3:4 3 0,5 1,5 Uniones diversas 6 0,8 4,8

Total metros de tubería equivalente 51,1

Componente (únicamente parte principal del circuito)

Pérdida de carga (mm c.a.)

Colectores según datos del fabricante para caudal = 120 litros/h

12

Acumulador según curva del fabricante para caudal = 250 litros/h, aprox.

40

Tubería 13,7 m x 31 mm c.a./m

425

Válvula de retención ½” kV 1,9 m3/h

179

Válvula de regulación y flujómetro DN15 kV 1,8 m3/h

196

Accesorios y otras pérdidas menores pérdida unitaria (31 mm c.a./m) x metros tubería equiv.

1584

TOTAL pérdidas de carga por rozamiento (mm c.a.)

2436 ≈ 2500


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Volúmenes de fluido caloportador

Componente Volumen

(litros)

Colectores (según datos del fabricante) 3,3 Tubería (13,7 m x 0,133 litros/m) 1,8 Intercambiador de calor (según datos del fabricante) 11,0 Accesorios y grupo hidráulico (estimado) 0,9 Reserva en el vaso de expansión (establecida) 3,0 VOLUMEN TOTAL 20,0

Vaso de expansión

El vaso de expansión será cerrado y cumplirá los siguientes requisitos de acuerdo a HE4:

- Conexión (preferible) en el lado de aspiración de la bomba de circulación;

- El dispositivo de expansión cerrada deberá estar dimensionado de tal forma que, incluso después de una interrupción del suministro de potencia a la bomba de circulación, justo cuando la radiación solar sea máxima, se pueda restablecer la operación automáticamente cuando la potencia esté disponible de nuevo;

- Como el medio de transferencia de calor puede evaporarse bajo condiciones de estancamiento, hay que realizar un dimensionado especial del volumen de expansión: además de dimensionarlo como es usual en sistemas de calefacción cerrados (la expansión del fluido completo), el depósito de expansión deberá ser capaz de compensar el volumen del fluido en todo el grupo de captadores completo incluyendo todas las tuberías de conexión entre captadores más un 10%;

Para asegurar la conexión sin cierres entre la salida del captador y el vaso, las válvulas V3, V5 y V6 del circuito permanecerán precintadas y/o enclavadas por candado en su posición abierta.

Cálculo

estado 1 estado 2 estado 3

Los estados del vaso de expansión se representan por las siguientes las ecuaciones de equilibrio de presiones y volúmenes de fluido y gas:

Vn Vn - Vres Vn - Vres - ∆VT


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Estado Equilibrio de presiones

p. circuito = p. gas

Volumen de fluido ocupado en el vaso

Volumen del gas cargado bajo la membrana

1. Circulación detenida con temperaturas bajo cero y/o reducción de la reserva de fluido por pérdidas

Pmin + 1 atm + Pe

= Pgas + 1 atm

0 (*) volumen nulo o

mínimo

Vn membrana

totalmente elevada con expansión máxima del gas

2. Llenado inicial en frío P0 + 1 atm Vres reserva de fluido

Vn - Vres

3. Estancamiento con evaporación completa del fluido contenido en colectores y parte de la cañería

PMT + 1 atm Vres + ∆VT reserva + dilatación térmica + colectores + parte de cañería

Vn - Vres - ∆VT

Pmin presión mínima de trabajo admisible en el punto más elevado del circuito

Pe presión estática equivalente a la diferencia de altura de entre el punto más elevado del circuito y el vaso de expansión

Pgas presión de precarga del gas (carga del gas en el vaso fuera del circuito)

P0 presión de llenado inicial del fluido en frío

PMT presión máxima de trabajo permitida en cualquier punto del circuito

Vn volumen nominal del vaso de expansión

Vres volumen de reserva de fluido dentro del vaso (incorporado en el llenado inicial)

∆VT volumen total de fluido que se pretende alojar en el vaso, excluido el de reserva vol. por dilatación térmica + capacidad de colectores + 1,1 x vol. de conexión colectores

Aplicando la ley de los gases ideales y considerando aproximadamente constante a la temperatura del gas bajo la membrana para cualquier estado, resulta:

P V = n R T = constante (n = nro. de moles ; R = cte. de los gases ideales = 8,3145 J/(mol K))

de donde:

P1 Vgas1 = P2 Vgas2 = P3 Vgas3

(Pgas + 1 atm) Vn = (P0 + 1 atm) (Vn - Vres) = (PMT + 1 atm) (Vn - Vres - ∆VT)

resolviendo para Vn y P0 resulta:

Vn = ( (Vres + ∆VT) (PMT + 1 atm) ) / (PMT - Pgas)

con: Pgas = Pmin + Pe

P0 = (Vn (Pgas + 1 atm) / (Vn - Vres) ) - 1 atm (*): se hace P0 = máximo (P0 , (Pgas + 0,3 bar) ) para dotar a P0 de un valor mínimo con tolerancia a variaciones de temperatura del gas, diferencias de llenado, etc.


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Valores:

Pmin = 1,7 bar

Pe = 0,1 bar (diferencia de altura = 1 m)

PMT = 3 bar

Vres = 3 litros (volumen de reserva aconsejado)

Vcolectores = 3,3 litros

Vtubería = 1,8 litros

VFluido = 20 litros

∆VT = k Vfluido + Vcol ectores + 0,1 Vtubería + Vres

donde: k = coef. de dilatación del fluido a 137ºC (t. de ebullición a PMT ) (∆T=133ºK para temp. de llenado = 4ºC), según curva de coef. de expansión cúbica del producto: k = 90 x 10-5 K-1 x 133 K = 0.12

∆VT = (0,12 x 20 + 3,3 + 0,1 x 1,8 + 3) litros = 8,9 litros

Sustituyendo en las ecuaciones anteriores:

Pgas = Pmin + Pe Pgas = 1,8 bar Vn = ( (Vres + ∆VT) (PMT + 1 atm) ) / (PMT - Pgas)

Vn = ( 8,9 litros x 4 bar ) / 1,2 bar = 29,7 litros; tomando el valor comercial igual o mayor:

Vn = 35 litros

P0 = (Vn (Pgas + 1 atm) / (Vn - Vres) ) - 1 atm

P0 = (35 litros x 2,8 bar) / 32 litros ) - 1 bar = 2,06 bar corresponde tomar el mínimo Pgas + 0,3 bar = 2,1 bar

P0 = 2,1 bar

Selección del vaso de expansión

Modelo: IBAIONDO para Energía Solar, mod. 35 SMR-P

Membrana recambiable

Apto para uso con anticongelantes hasta 50%

Temperatura de trabajo máxima 130ºC

Presión máxima 10 bar

Volumen 35 litros

Conexión 1”

Dimensiones D = 360 H = 615 mm


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Bomba de circulación

De las bombas ofrecidas comercialmente en el mercado, se selecciona la de más alta eficiencia y menor potencia con rango adecuado para las condiciones de trabajo (fluido, temperatura, presión estática, caudal, y pérdida de carga a vencer): Wilo-Stratos ECO-ST 15/1-5-130 PN10 Se trata de una bomba de alta eficiencia (clase de eficiencia energética A), con regulación electró-nica de la potencia y alto par de arranque, de probada calidad y específicamente diseñada para instalaciones solares. El módulo de regulación electrónico controla la presión diferencial de la bomba a un valor ajusta-ble entre 1 y 3 m (o entre 1 y 5 m). Esto permite adaptar en forma precisa el funcionamiento de la bomba a los parámetros de diseño y a las variaciones de carga que se produzcan durante el uso.

Especificaciones del fabricante: Bomba de alta eficiencia WILO Stratos ECO con regulación electrónica Wilo-Stratos ECO-ST 15/1-5-130 PN10 Bomba circuladora de rotor húmedo con mínimos costes de funcionamiento, para el montaje en tubería. Apta para todas las aplicaciones de calefacción (+15 - 110 °C). Con regulación de la potencia electrónica integrada para presión diferencial variable.

De serie con: − Coquilla termoaislante − Funcionamiento de reducción nocturna automático (autopiloto) − Ajuste del valor de consigna a través del "botón rojo"

Motor síncrono resistente al bloqueo con tecnología ECM con el máximo rendimiento y elevado par de arranque, incluye función de desbloqueo automática.

Carcasa bomba de fundición gris, rodete de PP + G/F 40 %, eje de acero inoxidable con cojinetes de carbón.

Tensión eléctrica de 1 a 230 V ± 10%, 50 Hz Potencia absorbida 5,8 a 59 W Tipo de protección IP 44

Velocidad 1400 a 3500 rpm

Temperatura del agua (*) +15 °C a +110 °C Temperatura del agua caliente sanitaria +15 °C a +110 °C Temperatura ambiente máx.(*) +40 °C (*) Temperatura del agua máx. de 110 °C con una temp. ambiente máx. de 25 °C; máx. de 95 °C con una temperatura ambiente máx. de 40 °C

Presión máx. de trabajo 10 bar Regulación continua de la presión diferencial 1 - 3 m / 1 - 5 m Presión de entrada mínima 0,3 bar/1,0 bar con Tmáx. +95 °C/+110 °C

Racor de tubo DN 15 Longitud de montaje 130 mm

Medios de impulsión − Agua de calefacción según VDI 2035

− Agua y mezcla de agua/glicol en una proporción de hasta 1:1. − En el caso de mezclas de glicol, los datos de impulsión de la bomba deben corregirse

según el líquido que tenga mayor viscosidad y en función del porcentaje de propor-ción de la mezcla. Utilice únicamente productos aprobados con anticorrosivos y consulte detenidamente los datos del fabricante.

− Si quiere utilizar otros medios, debe obtenerse la autorización de Wilo.


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Curvas típicas y punto de trabajo de la bomba

Potencia requerida para la circulación del fluido:

P = dr C Ap donde: dr = densidad relativa del fluido respecto del agua = 1 C = 0,25 m3/h = 7 x 10-5 m3/s ∆p = pérdida de carga a vencer = 2500 mm c.a. x 9,8 Pa/mm c.a. = 24500 N/m2

P = 1 x 7 x 10-5 m3/s x 24500 N/m2 = 1,7 W

Potencia absorbida para el punto de trabajo:

PT = 8 W (valor aproximado extraído de la curva)

Rendimiento:

n = 100 P / PT = 21%

Wilo -Stratos ECO -ST 15/1-5-130 PN10 Curvas obtenidas para Propilenglicol 45% a 50ºC (densidad 1015 kg/cm3, viscosidad cinemática 2,2 mm2/s)


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Válvula de seguridad

La válvula de seguridad irá montada en posición vertical inmediatamente antes de la entrada del colector A. Se selecciona una válvula Spirax Sarco SV615 con salida sanitaria y asiento de vitón (-20 a 200ºC), tarada a 3.5 bar, DN15. Especificaciones del fabricante:

La SV615 es una válvula de seguridad de tobera total diseñada para el uso con vapor, aire, gases industriales inertes y líquidos no peligrosos. El cuerpo es de bronce con conexiones roscadas y tobera en acero inoxidable. La SV615 es adecuada para la protección de calderas de vapor o agua caliente, generadores, recipientes, calderines y compresores de aire, autoclaves, aguas abajo de válvulas reductoras de presión y para aplicaciones de alivio general de presión. Normas y aprobaciones:

La SV615 está diseñada y aprobada según la normativa BS 6759 parte 1, 2 y 3 y lleva la marca indicando que cumple con los requisitos de la Directiva Europea de Equipos a Presión 97/23/EC (PED). La Autoridad de Aprobación y Cuerpo de Notificación es SAFed TAS. Estanqueidad del asiento según API 527.

Condiciones límite:

Condiciones de diseño del cuerpo PN25 Rangos de presión de tara DN15 a DN32 0,3 a 18 bar Asiento acero inox. - 90°C a +300°C Rango temperatura Asiento Vitón - 20°C a +200°C Prueba hidráulica 38 bar

Instalación:

La válvula de seguridad debe instalarse siempre con el resorte en posición vertical sobre la válvula. La tubería de entrada debe ser lo más corta posible y con un diámetro que nunca sea inferior al de la válvula. La tubería de salida también debe ser lo más corta posible, su diámetro no puede ser menor al orificio de salida de la válvula y con el mínimo de codos.

Como pasar pedido:

SV615BVDN15 con conexión sanitaria (B = cuerpo cerrado; V = material de cierre: Vitón)


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2.3.6. Aislamiento térmico

De acuerdo a HE4, el aislamiento de las tuberías de intemperie deberá llevar una protección externa que asegure la durabilidad ante las acciones climatológicas admitiéndose revestimientos con pinturas asfálticas, poliésteres reforzados con fibra de vidrio o pinturas acrílicas. 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. La aislación se efectuará con espuma elastomérica a base de caucho sintético. Para las tuberías se utilizarán coquillas del producto HT/Armaflex® S (30 mm de espesor para la instalación exterior y 20 mm para la interior). Se trata de un producto para altas temperaturas y de elevada capacidad aislante, especialmente diseñado para instalaciones exteriores de colectores solares, resistente a la intemperie y de fácil instalación. Especificaciones del fabricante:

Aislamiento térmico flexible de espuma elastomérica para altas temperaturas, con recubrimiento de copolímero de poliolefina de color blanco, resistente a los rayos UVA y protección mecánica.

Aplicación: Aislamiento térmico de las instalaciones de energía solar.

Temperaturas interiores máximas: +150 °C (+175 °C)

Temperatura interior mínima: -50 °C

Conductividad térmica a 20 ºC: 0,040 W/(m K)

Resistencia a los rayos UVA según ISO 4892/2: buena

Comportamiento en caso de incendio: DIN 4102-B2

Presentación: coquillas de 2 metros con espesor nominal 20 mm y 30 mm


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2.3.7. Sistema de control

El sistema de control se basará en un termostato diferencial electrónico conectado a dos sondas de temperatura, una en la salida de colectores y otra en la parte media-baja del depósito de acumulación. La unidad electrónica permite monitorear el estado de funcionamiento de la instalación e implementa funciones de seguridad mediante límites de temperatura en el acumulador y colectores. Para un mayor control se instalarán los siguientes instrumentos analógicos:

− termómetro en la entrada del colector − termómetro en la salida del colector − termómetro en el depósito de acumulación (incluido de fábrica) − manómetro con bypass sobre la bomba − caudalímetro a turbina en la salida de la bomba

Se selecciona el dispositivo RESOL® DeltaSol B. Se trata de una unidad electrónica compacta con pantalla digital multifuncional, de manejo fácil e intuitivo, que permite un control preciso y con máximo aprovechamiento de la instalación solar. Especificaciones del fabricante:

Con pantalla.

Funcionamiento automático / manual / off programable desde menú digital.

Con funciones especiales (refrigeración de captadores, refrigeración acumulador...) y función termostato adicional (calentamiento-enfriamiento).

Tres entradas de sondas y dos salidas de relé convencionales (4 A).

Limitación de temperatura máxima de 2 a 85 ºC. DT de arranque y parada ajustable entre 5-10ºC y 1-5ºC respectivamente.

Visualización simultánea de dos temperaturas (captadores-acumulador, acumulador-canal termostato).

Con tres sondas de inmersión PT 1000 (1 FKP6 y 2 FRP6). Dispositivo antihielo ajustable entre –10 y 9,9 ºC.

Medidas: (172 x 110 x 46 mm).


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3. ESQUEMAS y PLANOS

T

≈

T

Centralita de control

CAMPO DE CAPTADORES

V1

VS1 C1 C2

V2+BOT

V3

VS2

V4

V5

V6 VAR1 V7

V8

VEXP

V9

Purga y llenado

ACUM TEMP1

V14

T

TEMP2

ESQUEMA GENERAL

INSTALACION HIDRÁULICA Y ELÉCTRICA

CTRL

M

V10 V11

V12

VAR2

V13

BCIRC

CREG1

MAN1


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ESQUEMA DE INSTALACIONES

MANDO HIDRÁULICO

COLECTOR

MANDO HIDRÁULICO HACIA COLECTORES

DE COLECTORES

COLECTOR

ACUMULADOR

CUARTO TRASTERO


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ESQUEMA GENERAL INSTALACIÓN HIDRÁULICA Y ELÉCTRICA Detalle de componentes

Cód Tipo general Modelo

V1, V2, V10, V13, V14

Válvula de bola para alta temperatura PN15

Spirax Sarco Fig.206 PN15 roscada, de acero inoxidable PMA 53 bar @ 50ºC, 20 bar @ 155ºC TMA 200ºC Asiento de PTFE reforzado Anillo deslizante para enclavamiento

V3, V5, V6

Idem V1 con anillo deslizante para enclavamiento por precinto o candado

Idem V1

V4, V7 Válvula de cierre A.C.S. 1”

V8 Válvula de vaciado 1” con conducción a desagüe

V9 Válvula multifunción para llenado, vaciado y purga de circuito hidráulico, DN15

QUICKFILL ¾” x 15 x 1

V11, V12

Válvula de bola para alta temperatura, ¼” Spirax Sarco Fig.106 ¼” BSP roscada, de acero inoxidable PMA 53 bar @ 50ºC, 20 bar @ 155ºC TMA 200ºC Asiento de PTFE reforzado

V14 Válvula de vaciado de latón para alta temperatura

con tapón roscado, ½”

VS1 Válvula de seguridad a resorte para alta temperatura, 3.5 bar, con cabezal cerrado y salida sanitaria, DN 15

Spirax Sarco SV615BV de DN15 con conexión sanitaria y asiento de Vitón (-20ºC a 200ºC), tarada a 3.5 bar, PN 25

VS2 Válvula de seguridad A.C.S. ¾” tarada a 6 bar

BOT Botellín 380 cm3 para alta temperatura

VEXP Vaso de expansión 35 litros para alta temperatura, para uso anticongelantes

IBAIONDO para Energía Solar, mod. 35 SMR-P Membrana recambiable PMA 10 bar TMA 130 ºC 1”

CREG1 Regulador de regulación y medida de caudal 2–8 lpm DN 15

Taconova AV23 SETTER Inline 2 a 8 lpm M-H DN 15 (3/4” x 1/2”) (Item 223.1208.104)

MAN1 Manómetro 0-4 bar en baño de glicerina, toma vertical ¼”, con accesorio de retención

Cuerpo metálico Ø 63 Clase 1,6%

TEMP1, TEMP2

Termómetro 0-120ºC Termómetro Ø 57 con bulbo Ø 6,5 x 15 mm y capilar 1 m

VAR1 Válvula de retención a clapeta para alta temperatura ½”

Spirax Sarco LCV 1 PMA 14 bar TMA 260ºC ½” BSP

VAR2 Válvula de retención A.C.S. 1”

C1, C2 Colector solar TINOX ML-3.0

ACUM Interacumulador 300 litros Vitocell V300-EVI

BCIRC Bomba de circulación Wilo-Stratos ECO-ST 15/1-5-130 PN10

CTRL Unidad de control electrónica con 3 sondas de inmersión PT1000

RESOL® DeltaSol B


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4. VALORACIÓN ECONÓMICA 4.1. Presupuesto Partida 1 – MATERIAL SOLAR

Item Concepto Cant Precio

unitario €

Precio TOTAL

€

1.1 Colector solar Vitocell V300-EVI 2 485,00 970,00

1.2 Estructura de soporte para dos paneles de acero inoxidable e inclinación regulable con accesorios de fijación y anclaje 175,00 350,00

Total Partida 1320,00 Partida 2 – MATERIAL HIDRÁULICO


unitario €

Precio TOTAL

€

2.1 Interacumulador 300 litros Vitocell V300-EVI 1 3160,00 3160,00

2.2 Bomba de circulación Wilo-Stratos ECO-ST 15/1-5-130 PN10 1 430,00 430,00

2.3 Válvula de seguridad a resorte para alta temperatura Spirax Sarco SV615BV de DN15 con cabezal cerrado, conexión sanitaria y asiento de Vitón (-20ºC a 200ºC), tarada a 3.5 bar 1 182,30 182,30

2.4 Válvula de vaciado de latón para alta temperatura con tapón roscado, ½” 1 14,30 14,30

2.5 Válvula de retención Spirax Sarco LCV 1 de ½” roscada BSP 1 22,50 22,50

2.6 Válvula de bola para alta temperatura Spirax Sarco Fig.206 PN15 roscada 8 19,00 152,00

2.7 Válvula de bola para alta temperatura Spirax Sarco Fig.106 ¼” BSP roscada 2 18,00 36,00

2.8 Válvula multifunción para llenado, vaciado y purga de circuito hidráulico QUICKFILL ¾” x 15 x 1 1 45,00 45,00

2.9 Botellín 380 cm3 1 80,00 80,00

2.10 Vaso de expansión 35 litros para alta temperatura, para uso anticongelantes IBAIONDO para Energía Solar, mod. 35 SMR-P con membrana recambiable 1 99,00 99,00

2.11 Válvula de regulación y medida de caudal Taconova AV23 SETTER Inline 2 a 8 lpm M-H DN 15 (3/4” x 1/2”) (Item 223.1208.104) 1 37,00 37,00

2.12 Manómetro 0-4 bar en baño de glicerina, toma vertical ¼”, con accesorio de retención, Cuerpo metálico Ø 63 Clase 1,6% 1 9,40 9,50

2.13 Termómetro 0-120ºC Ø 57 con bulbo Ø 6,5 x 15 mm y capilar 1 m 2 9,50 9,50

2.14 Válvula de seguridad A.C.S. 3/4” tarada a 6 bar 1 9,60 9,60

2.15 Válvula de cierre A.C.S. 1” 2 14,20 28,40

2.16 Válvula de retención A.C.S. 1” 1 10,40 10,40 2.17 Válvula de vaciado 1” con conducción a desagüe 1 45,00 45,00 2.18 Tubos de cobre rígidos 13/15 UNE-EN 1057 15 m 3,70 55,50 2.19 Fluido anticongelante Tyfocor LS x 20 litros 101,00 2.20 Materiales diversos de conexionado y fijación 90,00

Total Partida 4617,00


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Partida 3 – MATERIAL ELÉCTRICO


unitario €

Precio TOTAL

€

3.1 Unidad de control electrónica con 3 sondas de inmersión PT1000, RESOL® DeltaSol B 1 182,00 182,00

3.2 Materiales eléctricos diversos 120,00

Total Partida 302,00 Partida 4 – MATERIAL AISLANTE


unitario €

Precio TOTAL

€

4.1 Coquilla de espuma elastomérica para alta temperatura con revestimiento blanco para exterior HT/Armaflex S, DN15 espesor 20 mm 6 m 18,00 108,00

4.2 Coquilla de espuma elastomérica para alta temperatura con revestimiento blanco para exterior HT/Armaflex S, DN15 espesor 30 mm 8 m 21,00 168,00

4.3 Materiales diversos para aislación 230,00

Total Partida 506,00 Partida 5 – TRANSPORTE, INSTALACIÓN Y PUESTA EN MARCHA


unitario €

Precio TOTAL

€

5.1 Transporte de materiales a obra 300,00 300,00

5.2 Bases de hormigón para soporte de colectores 300,00 300,00

5.3 Mano de obra instalaciones y puesta en marcha 1100,00 1100,00

Total Partida 1700,00 RESUMEN

Partida Descripción Precio €

1 MATERIAL SOLAR 1320,00

2 MATERIAL HIDRÁULICO 4617,00

3 MATERIAL ELÉCTRICO 302,00

4 MATERIAL AISLANTE 506,00

5 TRANSPORTE, INSTALACIÓN Y PUESTA EN MARCHA 1700,00

Precio total IVA no incluido 8445,00

IVA 16% 1351,20

Precio total IVA incluido 9796,20


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4.2. Rentabilidad económica de la inversión

Se efectúa un análisis económico mediante el programa Censol 5, con los siguiente supuestos:

− Vida útil de la instalación: 20 años − Energía ahorrada anualmente: 3296 kW h − Energía sustituida: gas natural de red, tarifa: 0,049 € / kW h − Incremento anual futuro del costo de energía: 30% − Inversión total a asumida por el propietario, sin subvenciones ni préstamos − Inflación anual: 7% − Tasa de interés anual del dinero: 4%

Bajo tales supuestos, el retorno de la inversión ocurre tras 14 años y la TIR (tasa de rentabilidad interna) resulta de 16,3% anual. Se trata de una inversión claramente rentable, más aún si se considera que el incremento anual del costo de energía puede ser superior al 30% previsto y que además, no se ha considerado la posibilidad cierta de obtener subvenciones públicas.

Programa Censol 5 (© Censolar): «análisis económico » Nombre del proyecto: Vivienda unifamiliar Vida útil de la instalación (años): 20 Energía anual ahorrada o vendida (u.e.): 3296 Precio (u.m/u.e): 0.049 Incremento anual (%): 30.0 Inversión diferencial (u.m): 9796 Mantenimiento anual (u.m.): 300 Índice anual de inflación (%): 07.0 Interés anual del dinero (%): 04.0 Retorno de la inversión (años): 14 Tasa de rentabilidad interna (%): 16.3 Columna 1: año Columna 2: ahorros o ingresos netos generados Columna 3: beneficio neto referido al primer año Columna 4: cuota fija del préstamo Columna 5: gastos financieros del préstamo Columna 6: cantidad amortizada del préstamo Columna 7: cantidad pendiente de pago del préstamo -------------------------------------------------- 01: -111 -9903 02: -71 -9968 03: -13 -9979 04: 68 -9921 05: 179 -9774 06: 329 -9514 07: 532 -9110 08: 802 -8524 09: 1161 -7708 10: 1636 -6603 11: 2263 -5133 12: 3087 -3204 13: 4169 -701 14: 5585 2525 15: 7439 6655 16: 9861 11920 17: 13023 18606 18: 17148 27071 19: 22526 37762 20: 29533 51241


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5. MANTENIMIENTO Son de aplicación las prescripciones HE4, norma que define dos escalones complementarios de actuación:

a) plan de vigilancia; b) plan de mantenimiento preventivo.

Los puntos siguientes del capítulo son partes extraídas de la norma que atañen al sistema proyec-tado. 4.1. 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. Tendrá el alcance descrito en la sig. tabla:

Tabla 4.1 Elemento de la

instalación Operación

Frecuencia (meses)

Descripción

CAPTADORES

Limpieza de cristales A

determinar Con agua y productos adecuados

Cristales 3 IV condensaciones en las horas centrales del día.

Juntas 3 IV Agrietamientos y deformaciones.

Absorbedor 3 IV Corrosión, deformación, fugas, etc.

Conexiones 3 IV fugas.

Estructura 3 IV degradación, indicios de corrosión.

CIRCUITO PRIMARIO

Tubería, aislamiento y sistema de llenado

6 IV Ausencia de humedad y fugas.

Purgador manual 3 Vaciar el aire del botellín.

CIRCUITO SECUNDARIO

Termómetro Diaria IV temperatura

Tubería y aislamiento 6 IV ausencia de humedad y fugas.

Acumulador solar 3 Purgado de la acumulación de lodos de la parte inferior del depósito.

IV: inspección visual


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4.2. Plan de mantenimiento 1. Son operaciones de inspección visual, verificación de actuaciones y otros, que aplicados a la

instalación deben permitir mantener dentro de límites aceptables las condiciones de funcionamiento, prestaciones, protección y durabilidad de la instalación.

2. El mantenimiento implicará, como mínimo, una revisión anual de la instalación.

3. El plan de mantenimiento debe realizarse por personal técnico competente que conozca la

tecnología solar térmica y las instalaciones mecánicas en general. La instalación tendrá un libro de mantenimiento en el que se reflejen todas las operaciones realizadas así como el mantenimiento correctivo.

4. El mantenimiento ha de incluir todas las operaciones de mantenimiento y sustitución de

elementos fungibles ó desgastados por el uso, necesarias para asegurar que el sistema funcione correctamente durante su vida útil.

5. A continuación se desarrollan de forma detallada las operaciones de mantenimiento 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.

Tabla 4.2 Sistema de captación

Equipo Frecuencia (meses)

Descripción

Captadores 6 IV diferencias sobre original. IV diferencias entre captadores.

Cristales 6 IV condensaciones y suciedad

Juntas 6 IV agrietamientos, deformaciones

Absorbedor 6 IV corrosión, deformaciones

Carcasa 6 IV deformación, oscilaciones, ventanas de respiración

Conexiones 6 IV aparición de fugas

Estructura 6 IV degradación, indicios de corrosión, y apriete de tornillos

IV: inspección visual

Tabla 4.3 Sistema de acumulación


Descripción

Depósito 12 Presencia de lodos en fondo

Ánodos sacrificio 12 Comprobación del desgaste

Ánodos de corriente impresa 12 Comprobación del buen funcionamiento

Aislamiento 12 Comprobar que no hay humedad


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Tabla 4.4 Sistema de intercambio


Descripción

Intercambiador de placas 12 CF eficiencia y prestaciones Limpieza

Intercambiador de serpentín 12 CF eficiencia y prestaciones Limpieza

CF: control de funcionamiento

Tabla 4.5 Circuito hidráulico


Descripción

Fluido refrigerante 12 Comprobar su densidad y pH

Estanqueidad 24 Efectuar prueba de presión

Aislamiento al exterior 6 IV degradación protección uniones y ausencia de humedad

Aislamiento al interior 12 IV uniones y ausencia de humedad

Purgador manual 6 Vaciar el aire del botellín

Bomba 12 Estanqueidad

Vaso de expansión cerrado 6 Comprobación de la presión

Sistema de llenado 6 CF actuación

Válvula de corte 12 CF actuaciones (abrir y cerrar) para evitar agarrotamiento

Válvula de seguridad 12 CF actuación

IV: inspección visual CF: control de funcionamiento

Tabla 4.6 Sistema eléctrico y de control


Descripción

Cuadro eléctrico 12 Comprobar que está siempre bien cerrado para que no entre polvo

Control diferencial 12 CF actuación

Termostato 12 CF actuación

Verificación del sistema de medida

12 CF actuación

CF: control de funcionamiento

Tabla 4.7 Sistema auxiliar


Descripción

Sistema auxiliar 12 CF actuación

Sondas de temperatura 24 CF actuación

CF: control de funcionamiento No se incluyen los trabajos propios de mantenimiento del sistema auxiliar


P.F.C. 12-20843 - Marzo 2008 Pág. 48

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