Curso Solar Térmica - O Porriño Parte II

CURSO DE MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS

MARÍA CASTRO ESTÉVEZ O Porriño, Agosto de 2013

Índice 1) Objetivo. 2) Principales elementos de una instalación solar térmica. Simbología. 3) Tipos de instalaciones.

4) Dimensionado de instalaciones según localización.

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1.OBJETIVO

3

1. Objetivo • Se llama sistema solar térmico a toda instalación destinada a convertir la radiación solar en calor útil. – Sistema solar de baja temperatura: aquel cuya temperatura de trabajo es menor de 100ºC. Todo instalador debe tener presente que tan importante como la calidad del diseño es la ejecución de la instalación.

EFICACIA GLOBAL DEL SISTEMA 4

1. Objetivo • Objetivo: Conseguir el máximo ahorro de energía convencional. Función: • Controlables: Orientación, Inclinación, Ubicación, …

• No controlables: Localización geográfica, parámetros meteorológicos del lugar,…

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1. Objetivo Instalaciones térmicas competitivas económicamente => Sistemas de apoyo energético. Termias 250 200 150 100 50 0

Ahorros con Energía Solar

Energía necesaria

6

Simbología

2. PRINCIPALES ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN TÉRMICA. 7

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Captador solar térmico – Misión: captar la energía solar incidente y transmitirla al fluido que circula por él.

Elementos del captador: – CHAPA ABSORBEDORA con tratamiento selectivo (Eta plus) – PARRILLA DE TUBOS – MARCO de aluminio anodizado

– Aislamiento en Lana de Vidrio – VIDRIO solar templado (e = 3,2 mm ; τ = 91%) – Sellado con JUNTA DE EPDM 8

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Diferentes tipos de absorbedores para captador solar plano:

9

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Captadores de tubo de vacío

10

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Captadores de tubo de vacío

11

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Estructuras soporte: Aluminio y Acero Galvanizado

12

2. Principales elementos de una instalación térmica. •

Los materiales que se usan habitualmente en los acumuladores de energía solar son: • Acero. Es el más como de todos los materiales usados. Posee unas características económicas muy adecuadas para el uso solar. Necesita una protección adicional a la corrosión, usando generalmente pintura Epoxi, acero vitrificado o acero galvanizado. En el caso de utilizar acero galvanizado en caliente, se debe comprobar que la temperatura del agua no supere los 65OC. • Acero inoxidable. Es probablemente el mejor material disponible en el mercado. Tiene todas las ventajas y prácticamente el único inconveniente es su precio. • Aluminio. Su precio es asequible, pero suele presentar gran número de problemas de corrosión, por lo que no se recomienda su uso salvo casos excepcionales.( la normativa vigente no permite la utilización de acumuladores de aluminio; consulta el pto. 3.4.2. Acumuladores de la sección HE-4 del CTE ). • Fibra de vidrio reforzada y plásticos. Son unos materiales que están poco estudiados por lo que aún deben evolucionar técnicamente para garantizar su durabilidad. Pero en un futuro su utilización será mucho más corriente. 13

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Acumulador

14

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Interacumulador de 1 serpentín: el intercambiador es en forma de serpentín y debe tener la longitud y forma apropiada para el volumen acumulado de agua a calentar. Es apropiado para grandes volúmenes de acumulacíon (>300 lts), y situado en la parte inferior del acumulador evita la formación de bacterias (legionela), por obtenerse temperaturas homogéneas dentro del acumulador. 15

2. Principales elementos de una instalación térmica. •

Acumulador de doble envolvente: el sistema de doble envolvente consiste en dos depósitos , uno dentro de otro. El fluido del circuito primario circula por la envolvente exterior, es decir entre el depósito exterior y el interior. El agua de consumo se encuentra en el depósito interior. Son apropiados para bajas necesidades de acumulación (aproximadamente hasta 300 litros).

16

2. Principales elementos de una instalación térmica. Intercambiadores de calor : Se coloca cuando se quiere transferir el calor de un fluido a otro, sin que estos se mezclen.

• De serpentín helicoidal

• De doble

envolvente

• De placas • De haz tubular

17

2. Principales elementos de una instalación térmica. • De placas

18

2. Principales elementos de una instalación térmica. • De tubos: – Poca pérdida de carga – Pequeña potencia específica de transmisión

19

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Bombas de circulación:

20

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Centralitas de regulación:

21

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Grupos Hidráulicos:

22

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Aislamiento: fundamental para evitar pérdidas caloríficas hacia el exterior.

23

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Vasos de expansión: su función es absorber las dilataciones del fluido contenido en un circuito cerrado producidas por aumentos de temperatura.

24

2. Principales elementos de una instalación térmica. • Tuberías: iguales a las convencionales de fontanería y calefacción, teniendo en cuenta que en el circuito de los captadores deberán soportar una temperatura máxima de 120ºC. • Purgadores: elementos encargados de evacuar los gases, generalmente aire contenido en el fluido caloportante.

• Desaireadores: aseguran que los gases disueltos en el fluido sean separados del mismo, de forma que se facilite su evacuación del circuito hidráulico hacia el exterior mediante el purgador. 25

2. Principales elementos de una instalación térmica.  Válvulas y accesorios: elementos intercalados en la red hidráulica capaces de regular e interrumpir el paso del agua por la instalación. – Válvula de esfera: para aislamiento, llenado y vaciado.

Válvula de asiento: para equilibrado de circuitos.

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2. Principales elementos de una instalación térmica. – Válvula de resorte: para seguridad. Permite limitar la presión y proteger los componentes de la instalación.

– Válvula de disco, de doble compuerta o de clapeta: para retención. Válvulas antiretorno que impiden el paso del fluido en sentido contrario al normal.

27

2. Principales elementos de una instalación térmica. – Otros:

28

2. Simbología

2. Simbología

2. Simbología

31

3. TIPOS DE INSTALACIONES

32

3. Tipos de instalaciones • Según el Sistema de Circulación del Fluido Primario – Sistema de circulación forzada

– Sistema natural por termosifón

33

3. Tipos de instalaciones • Según la forma de Intercambio de Calor entre el Circuito Primario y el Secundario – Sistema directo Sin anticongelante

– Sistema indirecto

Con anticongelante: no apto para consumo. 34

3. Tipos de instalaciones • Según el Sistema de Energía convencional que se adopte: – Sistemas con acumulación El Código Técnico no permite aportar energía convencional en el acumulador solar por disminuir el rendimiento de la instalación.

– Sistemas instantáneos

El código técnico impone que sea modulante (regular potencia térmica).

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3. Tipos de instalaciones • Instalación Individual con Caldera de Gas en Serie

1. Solución idónea energéticamente. 2. La que más combustible ahorra.

1. Se limita el caudal disponible (25-30 lts/min). 2. Hay que modificar la temperatura de consigna cada vez que se modifica la temperatura en la caldera.

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3. Tipos de instalaciones • Instalación Individual con Caldera de Gas en Paralelo

SOLUCIÓN NO PERMITIDA POR EL CODIGO TÉCNICO

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3. Tipos de instalaciones • Instalación Individual con Caldera de Gas en Paralelo

1. No hay limitación de caudal => Máximo confort

1. Consumo importante de combustible para mantener una determinada temperatura en el depósito => Desaconsejable si se busca la eficiencia energética.

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3. Tipos de instalaciones • Instalación Colectiva con Captación Centralizada y Acumulación y Caldera de Gas Individual 1. Mínimos gastos de mantenimiento y gestión comunes. 2. Consumo individual de combustible,. 3. No se necesita espacio común dentro del edificio. 4. Cada usuario dispone de su propia acumulación solar => reparto óptimo de la energía. 5. No contadores. 6. Instalación sencilla y ocupa poco espacio. 7. No existe riesgo de legionella. 8. Menos trastornos al usuario en caso de avería. 39

3. Tipos de instalaciones • Instalación Colectiva con Captación Centralizada y Acumulación y Caldera de Gas Individual

1. Ubicación del depósito dentro de la vivienda. 2. Posibles cesiones de energía de unos depósitos a otros. 3. Mayor volumen de anticongelante.

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3. Tipos de instalaciones • Instalación Colectiva con Captación y Acumulación Centralizada y Caldera de Gas Individual 1. Consumo de combustible individual 2. Inversión en la parte “depósitos” es inferior 3. No hay que buscar ubicación para el depósito en la vivienda 4. Instalación hidráulica sencilla y ocupa poco espacio. 5. Ahorro en el consumo de gas o gasoil por tener contadores individuales de consumo (por normativa del RITE)

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3. Tipos de instalaciones • Instalación Colectiva con Captación y Acumulación Centralizada y Caldera de Gas Individual

1. Hay que buscar ubicación para los depósitos centrales. 2. Preparar la estructura del edificio para el soporte de grandes cargas. 3. Aumento de los gastos comunes de mantenimiento.

42

3. Tipos de instalaciones • Instalación Colectiva con Captación Centralizada, Acumulación Mixta y Caldera de Gas Individual 1. Consumo de combustible individual 2. El espacio ocupado por los depósitos centralizados es mucho menor. 3. Hay un remanente de energía en los depósitos centralizados que puede ser utilizado por los usuarios con mayores necesidades. 1. Hay 3 circuitos cerrados con sus correspondientes elementos: bombas, vasos de expansión => complicada instalación hidráulica. 2. Aumentan los elementos comunes => los gastos de mantenimiento. 43

3. Tipos de instalaciones • Instalación Colectiva con Captación y Acumulación Centralizadas, Distribución mediante Intercambiadores de Placas y Caldera de Gas Individual 1. Consumo de combustible individual 2. Se evita cualquier tipo de problema relacionado con la Legionela. 3. No hay que buscar ubicación para el depósito en la vivienda.

44

3. Tipos de instalaciones • Instalación Colectiva con Captación y Acumulación Centralizadas, Distribución mediante Intercambiadores de Placas y Caldera de Gas Individual 1. Inversión mucho mayor 2. Caída adicional de carga debido a la presencia de intercambiadores de placas => la presión final en los puntos de consumo puede llegar a ser insuficiente. 3. La bomba del circuito de distribución debe estar en funcionamiento cada vez que existe demanda de ACS en el edificio. 4. Disminución del rendimiento por haber un segundo intercambiador. 5. Hay que buscar ubicación para los depósitos centrales. 6. Preparar la estructura del edificio para soportar grandes cargas. 7. El rendimiento de los paneles se ve disminuido por tener que trabar a temperatura media más alta.

45

4.DIMENSIONADO DE INSTALACIONES SEGÚN SU LOCALIZACIÓN 46

4.Dimensionado de instalaciones según su localización OCUPACIÓN DE UNA VIVIENDA:

A. Datos de partida: – Datos geográficos y climatológicos: CENSOLAR* – Datos de consumo: Código Técnico de Edificación – Datos de la instalación: Características técnicas del captador

Nº de dormitorios Nº de personas

1

2

3

4

5

6

7

más de 7

1,5

3

4

6

7

8

9

Nº de dormitorios

DEMANDA DIARIA DE ACS:

Criterio de demanda

Litros ACS/día a 60 ºC

1Vivienda unifamiliar

30

Por persona

2Vivienda multifamiliar

22

Por persona

3Hospitales y clínicas

55

Por cama

4Hotel****

70

Por cama

5Hotel***

55

Por cama

6Hotel/Hostal**

40

Por cama

7Camping

40

Por emplazamiento

8Hostal/Pensión*

35

Por cama

9Residencia (ancianos, estudiantes, etc)

55

Por cama

15

Por servicio

11Escuelas

3

Por alumno

12Cuarteles

20

Por persona

13Fábricas y talleres

15

Por persona

3

Por persona

10Vestuarios/Duchas colectivas

14Oficinas 15Gimnasios

20 a 25

Por usuario

16Lavanderías

3a5

Por kilo de ropa

17Restaurantes

5 a 10

Por comida

18Cafeterías

1

Por almuerzo

47

CTE: Cobertura solar mínima Zonas climáticas en España

Contribución solar mínima en %

Demanda total de ACS del edificio (l/día) 50-5.000 5.000-6.000 6.000-7.000 7.000-8.000 8.000-9.000 9.000-10.000 10.000-12.500 12.500-15.000 15.000-17.500 17.500-20.000 >20.000

Zona climática

I 30 30 30 30 30 30 30 30 35 45 52

II 30 30 35 45 52 55 65 70 70 70 70

III 50 55 61 63 65 70 70 70 70 70 70

IV 60 65 70 70 70 70 70 70 70 70 70

V 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70

48

4.Dimensionado de instalaciones según su localización CONSUMO DE ACS: Dormitorios = 3 Capacidad media = 4 Consumo ACS por persona = 30 Consumo ACS por vivienda = 120

/vivienda unifamiliar personas / vivienda unifamiliar Litros /día a 60 ºC Litros /día a 60 ºC

DEMANDA ENERGÉTICA DEMANDA: cantidad de energía necesaria para aumentar la temperatura de la masa de agua caliente consumida desde la temperatura de entrada de agua fría hasta la temperatura de uso en los puntos de consumo. Temperatura del agua fría de red: 12,3 ºC Demanda energética total =

2.089.260Kcal/año

CONTRIBUCIÓN SOLAR MÍNIMA: Zona climática:

I

Demanda energética que se debe cubrir como mínimo s/ CTE:

Contribución solar mínima s/ CTE:

626.778

30%

Kcal/año 49

4.Dimensionado de instalaciones según su localización SUPERFICIE DE CAPTACIÓN: Sc Captador REISOL =

2,00

Energía media anual =

546.452

m2 Kcal/año

% de la demanda energética: 30% 100%

Superf. captación (m2)=

1,15

3,82

Nº captadores necesarios = 0,57

1,91

Nº captadores reales =

1,00

2,00

INTERVALO DE CAPTADORES A INSTALAR: 1



52,3%

Nº captadores reales



% real de contribución solar 

2 104,6%

50

Pérdidas por orientación e inclinación •

Criterio más adecuado para la implantación de los captadores solares según el CTE:

– Orientación: Sur geográfico, es decir, α = 0º – Inclinación: en función del tipo del periodo preferente de utilización: • Utilización preferente en verano: β = ϕ – 10º • Utilización preferente en invierno: β = ϕ + 10º • Utilización constante anual: β = ϕ

51

Pérdidas por orientación e inclinación Cálculos más exactos:

Pérdidas (%) = 100*[1,2*10-4*(β-βopt)2 + 3,5*10-5*α2] Pérdidas (%) = 100*[1,2*10-4*(β-βopt)2]

Siendo

para 15º= 0.15

142

10. REGLAS BÁSICAS DE MONTAJE

143

10. Reglas Básicas de Montaje Condiciones de montaje. Requisitos mínimos a cumplir: CON PROYECTO:

condiciones de montaje y ejecución alcance y requisitos mínimos referencias a Pliego de Condiciones, a Normas u otros documentos

SIN PROYECTO: prelación de los documentos de referencia; normalmente esta situación ocurre en instalaciones de menor importancia o tamaño el instalador asume todas las responsabilidades tanto de proyecto y de montaje.

Todo lo que no esté referenciado ni especificado, estará sometido a las normas de la buena práctica y a los procedimientos de montaje, de supervisión y de control de calidad del propio instalador.

144

10. Montaje Replanteo de la instalación El replanteo de la instalación se realiza para comprobar, verificar y dar conformidad al montaje del proyecto de ejecución una vez que se ha revisado en obra todo su contenido, en particular: -Espacios disponibles para ubicación de captadores, acumuladores y resto de componentes.

- Previsiones de espacios para trazados de circuitos 145

10. Montaje Replanteo de la instalación - Sistemas de apoyo y sujeción establecidos - Procedimientos de montaje previstos - Medios auxiliares necesarios para la correcta ejecución de la instalación - Accesibilidad a toda la instalación tanto para el montaje como para operaciones posteriores de mantenimiento.

146

10. Montaje Requisitos Generales 1. La instalación se construirá en su totalidad utilizando materiales y procedimientos de ejecución que garanticen las exigencias del servicio, durabilidad, salubridad, seguridad y mantenimiento.

147

10. Montaje Requisitos Generales 2. Es responsabilidad de la empresa instaladora proteger y vigilar los materiales durante el transporte, almacenaje y montaje.

3. En el montaje se tendrá en cuenta las especificaciones dadas por los fabricantes para cada uno delos componentes. Se admiten variaciones debidamente justificadas. 4. Las aberturas de todos los aparatos y equipos deberían estar protegidas con el fin de evitar la entrada de cuerpos extraños y suciedades.

148

10. Montaje Requisitos Generales 5. La instalación de todos los componentes, equipos, válvulas, etc. se realizará de forma que sea posible el posterior acceso a los efectos de su mantenimiento, reparación o desmontaje.

6. Una vez realizada la instalación, las placas de características de los equipos deberían ser visibles. 149

10. Montaje Requisitos Generales

7. Es responsabilidad del instalador comprobar la calidad de los materiales utilizados, cuidando que se ajusten a lo especificado en el proyecto y evitando el uso de materiales incompatibles entre sí. 8. Todos los elementos metálicos que no estén debidamente protegidos contra la oxidación por el fabricante, serán recubiertos con el tratamiento antioxidante que se defina. 150

10. Montaje Montaje de la estructura soporte 1. La estructura soporte se fijará al edificio de forma que resista las cargas indicadas en el proyecto. 2. La sujeción de los captadores a la estructura resistirá las cargas del viento y nieve, pero el sistema de fijación permitirá, si fuera necesario, el movimiento del captador de forma que no se transmitan esfuerzos de dilatación.

151

10. Montaje Montaje de la estructura soporte 3. En el caso de utilización de dados de hormigón o bancadas de fábrica de ladrillo como elementos de apoyo y soporte sobre cubierta, se evitará el estancamiento de agua previendo los correspondientes pasos de evacuación del agua.

152

10. Montaje Montaje de captadores solares 1. El instalador montará los captadores de acuerdo con las instrucciones del fabricante: • •

Recomendaciones en relación con los periodos prolongados expuestos al sol y la forma de mantener el conexionado para que no entre suciedad

2. La conexión entre captadores podrá realizarse con accesorios metálicos, manguitos o tuberías flexibles. 3. Las tuberías flexibles se conectarán a los captadores solares utilizando preferentemente accesorios para mangueras flexibles. -> NO tubería quede retorcida 153

10. Montaje Montaje de captadores solares 5. Se habrá previsto el acceso a los captadores de forma que su desmontaje sea posible con el mínimo de actuaciones sobre los demás.

154

10. Montaje Estructuras soporte •

Cubierta plana

155

10. Montaje Estructuras soporte •

Cubierta plana

156

10. Montaje Estructuras soporte •

Cubierta plana

157

10. Montaje Estructuras soporte •

Cubierta inclinada

158

10. Montaje Estructuras soporte •

Cubierta inclinada

159

10. Montaje Estructuras soporte •

Integración en cubierta

160

10. Montaje Estructuras soporte •

CÁLCULO DE CONTRAPESOS

En zonas con fuertes vientos en la parte trasera de los colectores es importante el cálculo de posibles sobrecargas dinámicas por la acción del viento y que puedan provocar el desplazamiento, deslizamiento u volcado de los colectores.

161

10. Montaje •

Presión frontal del viento

162

10. Montaje

163

10. Montaje •

Análisis de la carga de viento a 120 Km/h

FZ

F1

F1

FX

Fx es crítico para la unión estructura - captador Fy es crítico para la unión estructura - cubierta 164

10. Montaje FZ

F1

α α

FX F1

F1 = P . S . sen α = 707 N/m2 . 2m2 . Sen2 45º = 707 N Fx = F1 . sen α = 707 N/m2 . Sen 45º = 499,92 N Fy = F1 . cos α = 707 N/m2 . Cos 45º = 499,92 N 165

10. Montaje F1 = P . S . sen α = 707 N/m2 . 2m2 . Sen2 45º = 707 N Fx = F1 . sen α = 707 N/m2 . Sen 45º = 499,92 N Fx = F1 . sen α = 707 N/m2 . Sen 45º = 499,92 N Con estos datos podemos calcular los anclajes de sujeción de la estructura a la cubierta.

•Consejo: un instalador es cliente y prescriptor de un captador. Es

interesante buscar un apoyo técnico por parte del fabricante para realizar las instalaciones: Solicitarle el estudio de cargas. 166

10. Montaje •

Para el cálculo de lastres para 1 panel

Fv P PL

α

ΣM=0 Fv .h/2 . sen α – P . h/2 . cos α – PL .h .cos α = 0 707 Kg/m.s2 . 1 m2 . sen 45º - (40 Kg . 9,81 m/s2) . 1 m2 . cos 45º - PL . 2 m2 . cos 45º = 0 PL = 157 Kg (sin aplicar coef de seguridad)

167

10. Montaje

168

10. Montaje Como guía rápida se puede usar la siguiente tabla:

Pero es preferible realizar los cálculos en cada situación. Apoyarse del distribuidor o fabricante de la estructura. 169

10. Montaje Montaje de intercambiadores y acumuladores 1. Las estructuras soportes para acumuladores y su sistema de fijación se realizará según la normativa vigente. 2. Los acumuladores e intercambiadores se montarán de acuerdo con las especificaciones de proyecto y siguiendo las instrucciones del fabricante.

170

10. Montaje Montaje de bombas de circulación 1. Las bombas se instalarán de acuerdo con las instrucciones del fabricante y con espacio suficiente para que puedan ser desmontadas con facilidad y sin necesidad de desarmar las tuberías adyacentes. 2. El diámetro de las tuberías de acoplamiento no podrá ser nunca inferior al diámetro de la boca de aspiración de la bomba. 3. 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).

171

10. Montaje Montaje de tuberías y accesorios 1. Las tuberías serán instaladas de forma ordenada utilizando, fundamentalmente, tres ejes perpendiculares entre sí y paralelos a elementos estructurales del edificio. Se tendrán en cuenta las pendientes que deban utilizarse.

172

10. Montaje Montaje de tuberías y accesorios 2. Las tuberías se instalarán lo más próximo posible a paramentos, dejando el espacio suficiente para manipular el aislamiento y los accesorios. Salvo excepciones debidamente justificadas, la distancia mínima de las tuberías o sus accesorios a elementos estructurales será de 5 cm. 3. Las tuberías discurrirán siempre por debajo de canalizaciones eléctricas que crucen o corran paralelamente.

4. Las tuberías no se instalarán nunca encima de equipos eléctricos como cuadros o motores. 173

10. Montaje Montaje de tuberías y accesorios 6. 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. Las conexiones de las tuberías a los componentes se realizarán de forma que no se transmitan esfuerzos mecánicos.

8. Las conexiones de componentes al circuito deberían ser fácilmente desmontables por bridas o racores con el fin de facilitar su sustitución o reparación. 9. 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 las generatrices superiores para uniones soldadas. 10. Para evitar la formación de bolsas de aire, los tramos horizontales de tubería se montarán siempre con su pendiente ascendente en el sentido de evacuación del aire. 174

10. Montaje Montaje de tuberías y accesorios 12. 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. 13. Las uniones de tuberías de cobre serán realizadas por accesorios a presión que soporten las condiciones extremas o mediante soldadura por capilaridad de acuerdo a la norma UNE EN 1057

175

10. Montaje Vaciados y desagües 1. Todos los equipos y circuitos de tuberías deberían poder vaciarse total y parcialmente. 2. Se dispondrá de vaciado parcial en todas las zonas del circuito que puedan independizarse. 3. El vaciado total se hará desde el punto más bajo con el diámetro mínimo, en función del tamaño de la red de desagüe. 4. La tubería de conexión entre los captadores y la válvula de seguridad tendrá la menor longitud posible y no albergará conexiones intermedias. 5. Se usarán válvulas de seguridad o llaves que no se obstruyan con la suciedad. 176

11. CALCULOS

177

11. Cálculos Caudal

178

11. Cálculos Bomba circuladora Para el cálculo de la bomba necesito las pérdidas de carga del primario y el caudal de la instalación, además de las tablas de las bombas. 1. Para calcular las pérdidas de carga en las tuberías de la instalación usábamos la siguiente fórmula: Con: Q1,75

PCUNITARIA : Pérdida de carga por metro lineal de tubería (mm c.a. / m)

D4,75

Q: Caudal por la tubería (l/h)

PCUNITARIA = 378

D: Diámetro interior de la tubería (mm) 179

TRAMO

Q (l/h)

DN (mm)

D (mm)

v (m/s)

PC

unitaria

mm c.a./m

BD

720

22

20

0,6372

25

CB

720

22

20

0,6372

25

BA

1440

28

26

0,377

24,18

GF

720

22

20

0,6372

25

HF

720

22

20

0,6372

25

FE

1440

28

26

0,377

24,18

Sobre la tabla realizamos los cálculos

TRAMO Q (l/h) DN (mm) PC

unitaria

L (m)

PCTotal/1000 Pasa a m

mm c.a./m

BD

720

22

25

6

0,15

CB

720

22

25

2

0,05

BA

1440

28

24,18

10

0,2418

GF

720

22

25

2

0,05

HF

720

22

25

6

0,15

FE

1440

28

24,18

20

0,4836 TOTAL = 1,1254 m.c.a

Este dato es para agua. En el caso de tener glicol: PCTOTAL = PCauga (m.c.a) x 1,3

En este caso: PCTOTAL = 1,1254 m.c.a x 1,3 = 1,463 m.c.a.

2. Calculamos as pérdidas de carga debidas accesorios que tenemos en la instalación.

En cada tramo se calcularían los accesorios de tubería necesarios y se añadirían las pérdidas de carga como longitud equivalente. Es decir, si tengo 15 metros de tubería de 22mm, y seis curvas de 90º, las pérdidas de carga serían:

Lequiv: 15 + (6 x 0,45) = 17,7 m

PCtramo = 25 mm.c.a/m x 17,7 m = 0,4425 m.c.a

En muchos casos desconozco cuales son los accesorios que voy a necesitar. En ese caso calculo la longitud equivalente como un 20% más que la longitud de tubería.

Lequiv = L x 1,2

3. Calculamos las pérdidas de carga en el campo de captadores solares. Las pérdidas de carga de los captadores están en el ensayo de rendimiento del captador.

En el caso del Reisol R4-2000-U, el caudal recomendado es de 85 a 150 l/h, es decir, de 1,42 a 2,5 l/min. Según el caudal iteramos las pérdidas de carga.

4. Calculamos las pérdidas de carga en el serpentín o intercambiador. Los datos están en sus fichas técnicas respectivas.

Equivalencia de unidades:

1 mca = 9806,65 Pa 1 atm. = 10,33 mca 10,33 mca = 760 mm Hg

1 bar = 10,2 mca 10 mca = 1 kg/cm2

Ejemplo de cálculo: Definir la bomba necesaria para la siguiente instalación.

P

Datos para el cálculo: -

60 m de tubería de 22 mm, 1mm espesor.

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2 baterías en paralelo de tres captadores Reisol R4-2000-U

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Accesorios: 10 codos de 90º, 7 codos de 45º, 2 válvula antirretorno de clapeta, 4 “T” de tipo

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Fluido de trabajo propilenglicol

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Caudal 117,5 l/(h captador)

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Acumulador con serpentín, con pérdidas de carga según gráfico adjunto.