manual tecnico solar 2013 - ministerio de energía · 2017. 3. 8. · manual prÁctico del tÉcnico...
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Manual práctico del técnico solar
Sistemas Solares Térm
icos de Agua Caliente SanitariaEn viviendas unifam
iliares
MIN
ENER
GIA/G
EF/PNU
D/PN
UM
A, 2013ISBN
: 978-956-7469-43-7D
.R©
Programa de las N
aciones Unidas para El D
esarrollo (PNU
D)
Av. Dag H
amm
arskjöld 3241, Vitacura, Chile
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w.pnud.cl
D.R
© M
inisterio de Energia (MIN
ENER
GIA)
Alameda Bernardo O
’Higgins 1449, Piso 13 - Edifício Santiago D
owntow
n II, Santiago, Chile
ww
w.m
inenergia.cl
Preparado por
Juan Carlos M
artínez Escribano, experto asesor P
rograma S
olar
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Revisor
Em
ilio Rauld V
arela, coordinador Program
a Solar
��������������
Com
ité redacciónJuan C
arlos Martínez E
scribanoE
milio R
auld Varela
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Com
ité Editorial
Ica Procobre: M
arcos Sepúlveda
AC
ES
OL: C
hristian Antunovic
Colegio de A
rquitectos: Bárbara A
guirre
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Diseño
Paola F
emenías R
avanal
Impresión: F
ullservice S.A
.Fecha: Junio 2013
MANUAL PRÁCTICO DEL TÉCNICO SOLAR / SST DE ACS EN VIVIENDAS UNIFAMILIARES
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EL TÉCN
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SOLAR
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NID
O
1. Introducción 14
2. Sistem
as Solares Térm
icos 18
2.1 Configuraciones de los S
ST
para AC
S
182.2 T
ipología y clasificación de SS
T
192.3 D
iferencias entre sistema solar prefabricado y a m
edida 22
3. Selección del E
quipo Solar Térm
ico 32
3.1 Selección entre sistem
a directo o indirecto 32
3.2 Selección entre circulación forzada o natural
333.3 S
elección del tamaño del S
ST
34
4. La incorporación del SS
T a la vivienda 40
4.1 Integración arquitectónica 40
4.2 Orientación, inclinación y som
bras 41
4.3 Soluciones estructurales
434.4 E
quipo auxiliar y su acoplamiento al S
ST
44
4.5 Otros factores para la conexión del S
ST
47
4.6 Definición de la integración del S
ST
48
5. Esquem
a y condiciones de funcionamiento
525.1 E
squema de funcionam
iento 52
5.2 Condiciones de funcionam
iento 54
5.3 Fluido de trabajo
565.4 D
ispositivos de seguridad y protección 56
6. Diseño del S
ST
626.1 S
istema de captación
626.2 S
istema de acum
ulación 64
6.3 Circuito hidráulico
656.4 E
quipos de medida
716.5 E
quipo de control 73
7. Instalación 76
7.1 Información previa y planificación
767.2 V
erificación de la instalación 78
8. Pruebas, puesta en m
archa y recepción 82
8.1 Pruebas m
ecánicas de los circuitos 82
8.2 Llenado, purga y presurización 82
8.3 Puesta en m
archa 84
8.4 Pruebas de funcionam
iento 84
8.5 Recepción
86
9. Operación, uso y m
antención 90
9.1 Información al usuario
909.2 P
lan de vigilancia 91
9.3 Mantención
92
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El G
obierno de Chile, a través del M
inisterio de Ener-
gía, en su misión de velar por el buen funcionam
ien-to y desarrollo del sector energético en C
hile ha ela-borado la E
strategia Nacional de E
nergía, con una proyección al año 2030.E
ntre sus pilares, dicha estrategia considera el de-sarrollo de las energías renovables, especialm
ente, las denom
inadas no convencionales, entre las que se encuentra la energía solar, la que por características se constituye en una fuente energética de gran po-tencial para C
hile.E
n ese entender, nuestro Ministerio viene ejecutando
-entre otras importantes iniciativas- un P
rograma S
olar, que tiene como propósito
remover las barreras para im
pulsar el despegue de la industria solar en Chile. U
n ám
bito de acción relevante de este programa apunta al desarrollo de una indus-
tria solar sostenible, para lo cual, entre los variados usos y tecnologías, se bus-ca la integración m
asiva de la tecnología solar para el calentamiento de agua sa-
nitaria. Es por ello que hem
os asignado recursos para la instalación de sistemas
solares térmicos en viviendas sociales existentes, con la finalidad de facilitar su
integración a los sistemas constructivos y de calefacción sanitaria tradicionales.
De m
anera complem
entaria y en conjunto con los agentes de esta industria, he-m
os entregado sostenido apoyo a la generación de capacidades técnicas para la form
ación de técnicos especialistas en instalaciones solares térmicas, profesio-
nales que el mercado requiere en cantidad y calidad. E
n esa línea, el contar con inform
ación de primer nivel y adecuadam
ente validada, constituye una herramien-
ta necesaria y útil para formar especialistas con el conocim
iento técnico necesa-rio para realizar correctas instalaciones solares térm
icas, precisamente lo que
este Manual para el T
écnico Solar busca apoyar.
Felicitam
os a los profesionales que han desarrollado este material docente y a
las instituciones que lo han validado, especialmente al P
rograma de las N
aciones U
nidas para el Desarrollo, P
NU
D C
hile, por su gran aporte, y a todos quienes han participado en su elaboración.
Jorge Bunster B
etteleyM
inistro de Energía
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PN
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El P
rograma de las N
aciones Unidas para el D
esa-rrollo (P
NU
D) tiene el com
promiso con C
hile de im-
pulsar la sostenibilidad energética en el país, lo que hace a través de la im
plementación de diversos pro-
gramas y proyectos de cooperación. U
na de éstas es la “Iniciativa G
lobal de Fortalecim
iento y Transform
a-ción del M
ercado de Colectores S
olares Térm
icos”, que tiene com
o objetivo sustentar el crecimiento del
mercado de colectores solares en C
hile. Esto incluye
apoyar una mayor dem
anda, fortalecer la cadena de sum
inistros y desarrollar el marco regulatorio nece-
sario para aumentar la capacidad instalada de colec-
tores solares en Chile.
Una de las actividades centrales del proyecto es fortalecer las capacidades para
una adecuada instalación y mantención de los sistem
as solares para el calenta-m
iento de agua, asegurando con ello que el usuario reciba todo el valor esperado de esta tecnología de aprovecham
iento del sol como fuente prim
aria de energía lim
pia, eficiente y disponible en todo el territorio nacional.P
recisamente para apoyar este proceso de capacitación, se ha desarrollado el
presente Manual orientado a técnicos especialistas en sistem
as solares térmicos
para agua caliente sanitaria. En este M
anual se les entregan herramientas prácti-
cas que permitirán instalar estos equipos de m
anera apropiada a los requerimien-
tos del usuario, tanto en viviendas nuevas como usadas. E
stamos convencidos
por ello que será muy útil para el proceso de m
asificación de esta tecnología en C
hile.E
ste proyecto es parte de una iniciativa global que cuenta con apoyo del Fondo
Mundial del M
edio Am
biente (GE
F por su sigla en inglés) cuyo objetivo es elim
i-nar las barreras que interfieren el adecuado desarrollo de m
ercados para este tipo de tecnología. E
ste apoyo ha permitido contar con un adecuado co-financia-
miento e incorporar las valiosas experiencias internacionales en esta m
ateria.S
e cumple de esta form
a con la misión central del P
NU
D consistente en apoyar
a los países en la implem
entación de políticas e instrumentos que aseguren la
sostenibilidad a largo plazo de sus procesos de desarrollo, aplicando las mejo-
res prácticas a nivel mundial. P
or ello, el PN
UD
continuará apoyando iniciativas com
o ésta que permiten rem
over las barreras que dificultan una mayor incorpora-
ción de las Energías R
enovables No C
onvencionales en Chile.A
ntonio Molpeceres
Representante R
esidente Del P
rograma D
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aciones Unidas P
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esarrollo De C
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PR
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OB
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PR
OC
OB
RE
, es una red de instituciones latinoame-
ricanas, que forma parte de la International C
opper A
ssociation (ICA
), cuya misión es la prom
oción del uso del cobre, im
pulsando la investigación y el de-sarrollo de nuevas aplicaciones; difundiendo su con-tribución al m
ejoramiento de la calidad de vida y el
progreso de la sociedad. Asim
ismo, busca crear de-
manda para productos de cobre; dar a conocer y pro-
mover productos; difundir resultados científicos para
ayudar en el entendimiento del cobre; generar inves-
tigación, desarrollo y comercialización de nuevos y
mejorados procesos y productos tecnológicos; y por
último; com
unicar sus atributos únicos. El cobre ha
sido reconocido como un m
aterial fundamental en la vida del ser hum
ano; en-tre sus propiedades esta su alta conductividad eléctrica y térm
ica, con múltiples
aplicaciones en eficiencia energética y uso de energías renovables no convencio-nales.E
n línea con su misión, y en la búsqueda de ser un aporte en la calidad de vi-
dade las personas, PR
OC
OB
RE
ha colaborado en el desarrollo de este “Manual-
Práctico del T
écnico Solar”, que tiene com
o objetivo apoyar la formación de ex-
pertos en diseño, instalación y mantenim
iento de Sistem
as Solares T
érmicos en
viviendas. Con estos conocim
ientos, respecto de la tecnología para el aprovecha-m
iento del Sol para el calentam
iento de agua donde el cobre constituye un ma-
terial indispensable para que esta tecnología económica, eficiente y sustentable,
sea correctamente utilizada en todo su potencial com
o tecnología solar térmica
para el calentamiento de agua sanitaria.
En representación de la industria del C
obre, estamos orgullosos de ser parte de
esta iniciativa que pone al servicio de las personas los múltiples beneficios del
cobre. Este M
anual de Técnico S
olar Especialista, está en la línea del aporte que
hemos venido haciendo constantem
ente al mejoram
iento de las capacidades téc-nicasde la industria en C
hile y el mundo.
PR
OC
OB
RE
de esta manera aporta al desarrollo y prom
oción de aplicaciones tecnológicas del C
obre, que le han permitido, y seguirá haciéndolo en el futuro,
ser un elemento indispensable para el desarrollo sustentable de nuestra socie-
dad.M
as Información: w
ww
.procobre.org.
Marcos S
epúlveda HM
arketing Manager
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La problemática m
undial energética, el cuidado del m
edio ambiente y los recursos naturales, son m
ate-rias que requieren ser abordadas de m
anera que los profesionales que se desem
peñan en el área de la construcción tengan conocim
iento de las estrategias y nuevas técnicas que nos lleven a un m
ejor desem-
peño en el uso de la Energía.
Com
o país, uno de nuestros grandes potenciales es la radiación S
olar, alcanzando rangos favorables in-cluso en zonas del sur de C
hile. Con esta E
nergía, cayendo gratuitam
ente del cielo, no podemos dejar
de evaluar
estrategias y
soluciones tecnológicas,
como los sistem
as solares térmicos, que nos perm
i-tan ser m
enos consumidores de com
bustibles fósiles y otras fuentes contaminan-
tes, para así abrirnos paso a un recurso gratuito y limpio; que nos perm
itirá cam-
biar la cara del desarrollo hacia una mejora en los estándares constructivos que
aporten a la calidad de vida de los usuarios.Los arquitectos, por su parte, som
os los diseñadores, gestores y mediadores de
las obras de arquitectura, siendo de gran importancia que el profesional m
aneje conceptos y técnicas que perm
itan que el desarrollo de proyectos se respalde en base de conocim
ientos; claros y fidedignos, orientados a la innovación y a la integración de grupos m
ultidisciplinarios siendo interlocutores válidos en estas m
aterias.E
s por esta razón que este manual del técnico solar especialista, es una he-
rramienta básica, una guía que pretende orientar, de acuerdo al perfil del con-
sumidor y su condición geográfica, cual es la tipología m
as adecuada para la im
plementación de estos sistem
as; dimensionam
iento y descripción detallada que perm
ite al proyectista y diseñador comprender a cabalidad las partes del sistem
a, y así lograr un óptim
o funcionamiento e im
plementación de un sistem
a solar tér-m
ico.F
inalmente, esta guía favorece m
ucho más allá de la cadena arquitecto, proyec-
tista, instalador, se considera una garantía para los clientes desarrolladores de proyectos residenciales y usuarios, dando así m
ayor confianza en el uso de tec-nologías renovables. C
on la elaboración de este manual, se destaca la labor del
Ministerio de E
nergía como gestor de iniciativas que acerquen m
ás a los profe-sionales estas tecnologías, las prácticas e incentiva el uso de energías de m
enor costo y am
igables con el medio am
biente.B
árbara Aguirre B
almelli
Arquitecto
Ms en E
conomía E
nergética UT
FS
MP
dte. Com
ité Sustentabilidad y E
nergíaC
olegio Arquitectos de C
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Com
o AC
ES
OL, A
sociación Chilena de E
nergía Solar,
nos enorgullece apoyar la correcta masificación de la
energía solar en nuestro país, en ese camino el m
a-nual que aquí presentam
os es una herramienta que
aporta valor a la generación de conocimiento para
transformar a C
hile en un referente de la energía so-lar a nivel m
undial, y con ello aprovechar las inmen-
sas condiciones que presenta nuestro territorio.La generación de capacidades técnicas, es el prim
er paso
para lograr
instalaciones de
excelencia, que
tengan la capacidad de transformarse en referentes
para más y m
ejores instalaciones; en ese marco el
manual se transform
a en un aporte relevante, que invitamos a leer, com
partir y aplicar.P
or ello felicitamos a todos quienes han hecho posible la consecución de este
manual en especial al P
rograma S
olar del Ministerio de E
nergía; desde ya queda-m
os disponibles para apoyar su difusión y posterior aplicación.
Christian A
ntunovic Muñoz
Presidente de A
CE
SO
L
AC
ES
OL
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1 IN
TRO
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CC
IÓN
Este M
anual Práctico del T
écnico Solar tiene por objeto resum
ir y proponer los procedim
ientos de trabajo que pueden seguir los Técnicos S
olares especialistas en proyecto, instalación y m
antención de Sistem
as Solares T
érmicos para agua
caliente sanitaria en viviendas unifamiliares.
Se considera que el T
écnico Solar (T
S) a quién va dirigido, tiene la form
ación básica en la tecnología solar térm
ica por lo que este manual no tiene carácter
didáctico y, por lo tanto, no profundiza en la justificación de las propuestas sino que pasa a ser directam
ente un manual práctico de aplicación.
Sin em
bargo, como se requiere profundizar en la tecnología es necesario lim
itar el ám
bito de aplicación del manual, por lo que se han incorporado exclusivam
en-te las instalaciones de A
gua Caliente S
anitaria (AC
S) que es la aplicación m
ás sencilla y desarrollada, dejando otras, com
o el calentamiento de piscinas o la
calefacción ambiental, para una posterior ocasión. A
simism
o, se ha limitado su
aplicación a pequeños sistemas que, com
o referencia y sin ánimo restrictivo, se-
rán inferiores a 10 m2 de superficie de captación y a 1.000 litros de capacidad de
acumulación.
Asim
ismo, se proporcionan indicaciones que son aplicables a instalaciones para
viviendas unifamiliares tanto existentes com
o nuevas considerando que, en el prim
er caso, es necesario que el TS
adapte las instalaciones a una situación pre-via y en la segunda, por el contrario, se parte exclusivam
ente del proyecto que está realizando un arquitecto.La correcta aplicación de la tecnología solar para la producción de A
CS
en una vivienda existente requiere que el T
S conozca, adem
ás de las características propias de los equipos que va a instalar y m
antener, las características de la vi-vienda que puedan afectar a la seguridad y a la operación del S
istema S
olar Tér-
mico (S
ST
), así como los criterios básicos que debe seguir para distinguir todo
lo que es importante de lo que no lo es y las recom
endaciones para que pueda resolver los im
previstos que se presenten.E
n resumen, para una vivienda existente, este m
anual incluye las actividades del T
S desde que acude por prim
era vez a la vivienda, toma los datos necesarios y
analiza las condiciones en terreno, hasta que selecciona el equipo y define como
lo integra y adapta a la vivienda y finalmente hasta que lo instala, lo entrega y
posteriormente m
antiene.Las situaciones para una vivienda nueva suelen ser m
ás sencillas de resolver, porque no tiene tantos condicionantes de diseño o de instalación; por esas m
is-m
as razones, la experiencia disponible en vivienda existente es muy aprovecha-
ble y aplicable a nueva edificación.E
l TS
se encontrará con la opción de utilizar un sistema prefabricado o proyec-
tar un sistema a m
edida y, aunque posteriormente se describen con m
ás detalle, deben conocerse las principales im
plicaciones de cada solución y se resalta la im
portancia de realizar un buen análisis previo para adoptar una u otra solución.E
n el caso del sistema prefabricado, se tiene que seleccionar el equipo y adap-
tarlo a la vivienda y a la instalación. Desde el punto de vista del diseño, el equi-
po solar puede ser considerado como una caja negra que sólo tiene una entrada
de agua fría y una salida de AC
S; sin em
bargo, se verán los factores a conside-rar que afectan al resto de la instalación.
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El caso del sistem
a a medida surge cuando no se encuentra en el m
ercado un sistem
a prefabricado adecuado y, como m
ejor solución para una determinada vi-
vienda, se prefiera una instalación realizada con componentes (colector, acum
u-lador, tubería, etc.) que requiere un diseño específico realizado por un profe-sional experto, que podrá ser el m
ismo T
S u otro proyectista con acreditación
suficiente.E
s importante tener en cuenta que el T
S debe coordinar todas las funciones ne-
cesarias para la realización de la instalación y debe tener conocimientos básicos
sobre los distintos roles que pueden intervenir en la instalación del SS
T: gasfite-
ría e instalaciones sanitarias, electricidad, calefones, calderas de gas y termos
eléctricos, estructuras de techumbre, cubierta y desagües de aguas lluvias o de
condensación, albañilería básica, estructuras metálicas de soporte y fijaciones,
etc. Ello puede derivar a que, en determ
inadas situaciones deba solicitar la co-laboración de otros técnicos o profesionales cuando por seguridad, dom
inio de la técnica o capacidad sea necesario o recom
endable. La mism
a consideración deberá tener en relación con los procedim
ientos de trabajo a emplear, la capaci-
dad de coordinación de distintas faenas y el control de los medios de seguridad
laboral que se deban utilizar.E
l TS
debe conocer la normativa aplicable que pueda afectar a cualquier aspecto
del SS
T y ser consciente de la capacidad técnica y/o adm
inistrativa que puede ser necesaria para su resolución y, en ese sentido, hay que destacar todo lo rela-tivo a las norm
as de seguridad.D
e cara al usuario, la tecnología solar debe ser un sistema m
ás de la vivien-da que presta un servicio respondiendo a las prestaciones reglam
entarias y/o acordadas con el usuario, con una m
ínima intervención de su parte. P
or ello, es im
portante señalar que para que un SS
T funcione, dure m
uchos años y que el usuario esté satisfecho, debe evitarse la creación de expectativas sobre el des-em
peño de la tecnología solar térmica que después no se puedan cum
plir; se re-salta que la inform
ación y atención que reciba el usuario va en beneficio directo de la instalación y la difusión de la tecnología solar y, por supuesto, es la m
ejor carta de presentación de un buen técnico.
Sistemas solares térm
icos
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2 S
ISTE
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S S
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S TÉ
RM
ICO
S
Un S
istema S
olar Térm
ico transforma la energía radiante em
itida por el sol en energía térm
ica y la acumula, en form
a de agua caliente, para pasar al sistema
auxiliar antesde su posterior consumo.
En este capítulo se establece la denom
inación de los sistemas y circuitos que
componen el S
ST
, las posibles configuraciones a emplear, los criterios para su
selección y las principales características que definen sus condiciones de funcio-nam
iento.
2.1 C
onfiguraciones de los SS
T para AC
SE
n el esquema básico de funcionam
iento de un SS
T para preparación de A
CS
, que puede verse en la figura, pueden diferenciarse los siguientes sistem
as: S
istema de captación: transform
a la radiación solar incidente en energía térmica
aumentando la tem
peratura de un fluido de trabajo. ��
Sistem
a de acumulación: alm
acena el agua caliente hasta que se precise su uso.
��S
istema auxiliar (o de apoyo o de respaldo): com
plementa el aporte solar
suministrando la energía necesaria para cubrir el consum
o previsto. En algu-
nos aspectos, este sistema no se considera incluido en la S
ST
.��
Sistem
a auxiliar (o de apoyo o de respaldo): complem
enta el aporte solar sum
inistrando la energía necesaria para cubrir el consumo previsto. E
n algu-nos aspectos, este sistem
a no se considera incluido en la SS
T.
El esquem
a se completa con el circuito hidráulico que está constituido por los
conjuntos de cañerías con su aislante, accesorios, bombas, válvulas y otros que
interconectan los distintos sistemas y m
ediante la circulación de fluidos producen la transferencia de calor desde el sistem
a de captación hasta los puntos de con-sum
o.
Denom
inación de sistemas y circuitos de un S
ST
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En algunas ocasiones se dispone de un sistem
a eléctrico y de control que aplica las estrategias de funcionam
iento y de protección organizando, cuando exista, el arranque y parada de la bom
ba de circulación.A
simism
o, en el esquema básico de la instalación se pueden distinguir dos circui-
tos hidráulicos:��
Circuito prim
ario: permite la circulación del fluido a través de los colectores
que recogen la energía térmica y la transporta hasta el acum
ulador.��
Circuito de consum
o: transporta agua potable de consumo y com
prende des-de la acom
etida de agua fría, pasando por los sistemas de acum
ulación y au-xiliar, hasta la red de distribución que alim
enta a los puntos de consumo.
En el apartado siguiente se explica cóm
o se puede producir el movim
iento de fluido en el circuito prim
ario; en el circuito de consumo el agua circula con la
apertura de los puntos de consumo gracias a la presión de la red de alim
entación (ya sea externa, estanque elevado o grupo de presión). E
l fluido de trabajo en los circuitos de consum
o es siempre el agua potable.
2.2 Tipología y clasificación de S
ST
Aunque no se describen aquí los distintos criterios de clasificación de los S
ST
para AC
S si se quiere recordar que los S
ST
pueden clasificarse, entre otros cri-terios, atendiendo al principio de circulación, al sistem
a de intercambio y por la
forma de acoplam
iento.
A. E
l principio de circulaciónS
e refiere al mecanism
o mediante el cual se produce el m
ovimiento del fluido el
circuito primario, existiendo dos tipos: la circulación forzada y la circulación na-
tural o más com
únmente conocida por term
osifón.
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En el cuadro siguiente se reflejan las diferencias de cada criterio para cada uno
de los tipos de circulación:
B. E
l sistema de intercam
bioS
e refiere a la forma de transferir la energía del circuito prim
ario de colectores al circui-to de consum
o. Esta transferencia se puede realizar de form
a directa, siendo el fluido de trabajo de colectores la m
isma agua de consum
o, dando lugar a los llamados sistem
as directos o, m
anteniendo el fluido de trabajo de colectores en un circuito independiente, sin posibilidad de ser distribuido al consum
o, dando lugar a los sistemas indirectos.
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MANUAL PRÁCTICO DEL TÉCNICO SOLAR / SST DE ACS EN VIVIENDAS UNIFAMILIARES
En el cuadro siguiente se reflejan las diferencias de cada criterio en los sistem
as directos o indirectos:
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C. Form
a de acoplamiento entre colectores y acum
uladorLos S
ST
se pueden clasificar en tres categorías:1. C
ompacto
cuando todos los componentes del sistem
a se encuentran monta-
dos en una sola unidad, aunque físicamente puedan estar diferenciados.
2. Integrado cuando dentro del m
ismo sistem
a se realizan las funciones de cap-tación y acum
ulación de energía, es decir, colector y depósito constituyen un único com
ponente y no es posible diferenciarlos físicamente.
3. Partido
cuando existe una distancia física relevante entre el sistema de cap-
tación y el de acumulación.
2.3 D
iferencias entre sistema solar prefabricado y a m
edidaLas instalaciones solares para A
CS
en viviendas unifamiliares se pueden proyec-
tar utilizando:��
Sistem
as prefabricados autorizados y adaptándolos a cada situación, o��
Colectores solares y depósitos acum
uladores autorizados que se integran enu-na instalación, lo que se denom
ina como sistem
a solar a medida, definida m
e-diante un proyecto que realiza un profesional experto.
Un sistem
a solar prefabricado, o lo que en C
hile se denomina colector solar
térmico integrado (C
ST
I), es un sistema de aprovecham
iento de energía solar para producción de agua caliente sanitaria destinado, norm
almente, a pequeños-
consumos que está fabricado m
ediante un proceso estandarizado que presupo-ne resultados uniform
es en prestaciones, se ofrece en el mercado bajo un único
nombre com
ercial y se vende como un sistem
a completo listo para su instalación.
El sistem
a solar prefabricado puede estar constituido por un único componente
integral o por un conjunto de componentes, norm
alizados en características, y ensam
blados en una configuración fija y única de fábrica.Los denom
inados en la normativa sistem
as solares a medida son diseñados m
e-diante el ensam
blado de diversos componentes. Los com
ponentes se ensayan de form
a separada y los resultados de los ensayos se integran en una evaluación del sistem
a completo.
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El sistem
a prefabricado está diseñado, ensayado y comercializado por una em
-presa fabricante y la función del proyectista o del técnico sería seleccionarlo com
o el más adecuado y adaptarlo a la aplicación en vivienda o edificio de que
se trate, pero no interviene en su diseño interno. En el sistem
a solar a medida se
requeriría que un profesional experto diseñe el sistema com
pleto, seleccione to-dos los com
ponentes y dimensione el circuito interno.
En todo lo que sigue, este M
anual se refiere a cualquiera de ellos en lo que afec-ta a la aplicación global del S
ST
e integración en la vivienda y se desarrolla en los capítulos 3 y 4. C
uando se adopte la solución de proyectar un sistema solar a
medida los capítulos 5 y 6 se ocupan de su diseño y cálculo com
pleto.A
continuación se recoge la información necesaria para describir com
pletamente
la instalación solar, tanto con sistema prefabricado com
o con sistema a m
edida, y que debe haberse definido a lo largo de todo el proceso de diseño de la instala-ción.
2.3.1 D
escripción de los Sistem
as Prefabricados
En el caso de los sistem
as prefabricados, el cuadro siguiente incluye la infor-m
ación más im
portante que debe ser considerada para la adecuada selección y adaptación del equipo a la vivienda, así com
o su posterior instalación y manten-
ción. Es im
portante extraer toda la información del inform
e del ensayo del siste-m
a prefabricado y de los Manuales de Instalación y del U
suario que todo equipo autorizado debe disponer; toda esta docum
entación formal se solicitará al fabri-
cante y se evitará cualquier información obtenida de otras fuentes ya que pueden
crear confusión.
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2.3.2 D
escripción de los Sistem
as a Medida
Adem
ás de los datos anteriormente reflejados para los sistem
as prefabricados, el diseño de los sistem
as a medida debe recopilarse en una docum
entación técnica que deje constancia expresa de la solución adoptada para que se cum
pla un de-term
inado programa de necesidades propuesto por un usuario. D
ebe contener la inform
ación necesaria y suficiente para que un tercero pueda interpretarla.La M
emoria T
écnica (MT
) es un documento que resum
e e incluye toda la informa-
ción que debe haberse considerado en el diseño del SS
T y su cum
plimentación
exigirá haber definido, calculado, decidido y establecido todo lo referente a la instalación solar.E
n la propia MT
se establecen los documentos anexos (cálculos, esquem
as, pla-nos y especificaciones de com
ponentes) que completan la definición de proyecto.
La MT
puede utilizarse como docum
ento guía para el desarrollo del diseño por el propio proyectista, para que un tercero, supervisor de proyectos, pueda llevar a cabo la revisión del m
ismo, o para que se pueda realizar la instalación proyecta-
da.Independientem
ente de si el diseño y cálculo de estas instalaciones tienen el ca-rácter de proyecto o no, se debe resaltar que siem
pre debe ser realizado por un proyectista experto que será el responsable de todos los contenidos de la docu-m
entación relativa al SS
T así com
o de la coordinación con el resto de instalacio-nes y de la integración con el del edificio.E
n función de las actuaciones a desarrollar con la documentación y de las ca-
racterísticas de la instalación, se podrá catalogar como proyecto e incorporar en
cualquiera de los niveles que se consideren y tendrá el nivel de definición nece-sario para que un tercero pueda interpretarlo sin necesidad de otra inform
ación adicional. E
s importante tener en cuenta que para todo lo que no esté definido en
el proyecto se está dejando libertad de criterio o interpretación.S
e ha definido un formato para la M
T de la instalación solar que se incorpora a
continuación:
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Selección del equipo solar térmico
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3 S
ELE
CC
IÓN
DE
L EQ
UIP
O S
OLA
R TÉ
RM
ICO
En prim
er lugar, para seleccionar la configuración básica de un equipo solar térm
ico (directo o indirecto, termosifón o forzado, y la form
a de acoplamiento)
existen una serie de criterios generales que están asociados al lugar de empla-
zamiento del S
ST
(características climáticas y del agua del lugar) o a la localiza-
ción concreta (planeamiento urbano, tipo de vivienda y de usuarios, etc.).
En segundo lugar, el dim
ensionado básico que se refiere a los criterios necesa-rios para seleccionar el tam
año del equipo solar que mejor se adapte a la dem
an-da prevista.E
n tercer lugar, habrá que conocer las condiciones específicas de la vivienda o del edificio de que se trate, así com
o de sus instalaciones, lo que permitirá con-
cretar la tipología del equipo y junto con el dimensionado básico del S
ST
hacer el análisis com
parativo de las posibles soluciones para seleccionar la mejor (ver
capítulo 4).A
demás de los criterios técnicos anteriorm
ente resumidos, com
o la selección del equipo siem
pre será una solución de comprom
iso entre ventajas y desventajas, costos y ahorros, etc. de las distintas alternativas; para ese análisis siem
pre será im
portante la experiencia disponible y el asesoramiento aportado por terce-
ros.
3.1 S
elección entre sistema directo o indirecto
La selección se realiza analizando los criterios descritos en el apartado 2.2 pero, sobre todo, los dos factores principales que se definen por el lugar de em
plaza-m
iento:
������������� �
El riesgo de heladas de una localización se define en base la tem
peratura míni-
ma registrada en un periodo largo de tiem
po. A falta de datos concretos deben
adoptarse criterios
conservadores consultando
información
climática
cercana. C
uando exista riesgo de heladas, debe definirse el procedimiento de protección
antiheladas del que dispone el equipo.
��� � ��������� �������� ���� ��
Si se dispusiera de datos sobre características y dureza del agua, deben utilizar-
se para definir la necesidad de utilizar un sistema indirecto y, con ello, plantear
como se deben resolver los problem
as de incrustaciones calcáreas.S
i se proyecta un SS
T en zonas con riesgo de heladas y con aguas m
uy duras, a priori ya se habrá definido que los equipos a instalar en esa zona serán del tipo circuito indirecto. E
n caso de que no se disponga de datos hay que recurrir a la experiencia en la zona con sistem
as convencionales de preparación de AC
S.
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3.2 S
elección entre circulación forzada o natural
Para cada caso particular se deben evaluar los criterios indicados en el capítulo
2 comparando las dos alternativas. P
ara facilitar la toma de decisiones se han
seleccionado los cuatro criterios que habitualmente m
ás ponderan en la selec-ción de alguna de las soluciones:
Se pueden hacer las siguientes observaciones:
1. La integración arquitectónica puede ser determinante en edificios de esm
era-do diseño o en los que se tenga especial preocupación por la estética.
2. El em
plazamiento del acum
ulador puede ser crítico cuando su peso, en un equipo term
osifón, exija una estructura especial muy costosa y, en sentido
contrario, puede ser excluyente un sistema forzado cuando no exista posibili-
dad de ocupar espacios en el interior de la vivienda.3. Las pérdidas térm
icas en estas instalaciones pueden ser muy im
portantes si no se adoptan las m
edidas adecuadas. La primera m
edida es que el acumula-
dor esté lo más cerca posible del sistem
a auxiliar y de los puntos de consumo
de forma que la longitud de cañerías del circuito prim
ario y de consumo sean
lo más cortas posibles. C
uantificar las pérdidas en ambas opciones sería la
forma de com
parar este criterio.4. C
uando el costo de inversión es un factor crítico, la opción de los sistemas
forzados es más difícil de im
plantar.
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3.3 S
elección del tamaño del S
ST
El parám
etro básico para seleccionar el tamaño de un S
ST
es el consumo m
edio diario de agua caliente por lo que su correcta estim
ación es el dato fundamental
para calcular la demanda de energía y los ahorros que los diferentes S
ST
puedan producir; con ese cálculo se determ
ina la contribución solar del equipo. Debe
prestarse especial atención a la cuantificación del consumo adquiriendo toda la
información posible sobre las costum
bres del usuario y las características de la instalación convencional si existe.E
s importante que el usuario sea consciente que la m
oderación del consumo es
la primera m
edida para ahorrar energía y agua. Debe saber que si el consum
o es elevado, el S
ST
resultará más grande y costoso, en cam
bio si su consumo está
ajustado, su equipo podrá ser más pequeño y económ
ico porque, aunque la ener-gía solar sea gratis, los equipos que la transform
an en agua caliente no lo son. C
on la moderación del consum
o no se trata de reducir el confort sino de tener el m
ás apropiado con el menor gasto posible de recursos.
En viviendas existentes, rara vez un potencial usuario de una instalación solar
conoce la cantidad de agua caliente que consume y por eso es im
prescindible que se le asesore adecuadam
ente. Una vez fijado el consum
o de diseño, el usua-rio debe conocer que el uso de agua caliente real variará sobre ese valor m
edio establecido. D
ebe señalarse el hecho, suficientemente contrastado, que los con-
sumos de agua caliente de una vivienda pueden sufrir grandes variaciones con el
tiempo, no sólo de un día a otro, sino en años sucesivos debido a cam
bios en el núm
ero de personas que la utilizan, las costumbres, etc.
Puede realizarse otra estim
ación del consumo de A
CS
a partir del tamaño de la
vivienda, medida por el núm
ero de dormitorios que, a su vez, se relaciona con la
capacidad potencial de ocupación. Por eso, cuando no se disponga de datos de
consumo en viviendas unifam
iliares se puede utilizar el número de personas y el
dato de 40 litros por persona y día a 45ºC. N
aturalmente en nueva edificación, en
los que no se dispone de referencias previas de consumo, el uso de estos valo-
res normalizados es evidente.
El cálculo de prestaciones que se realice o el m
anual del equipo solar proporcio-nará la energía solar aportada y, por tanto, la selección del tam
año del equipo debe reducirse a elegir el que m
ejor se adapte a cada caso. Si no se dispone de
esos datos correspondientes a la localidad se debe requerir al proveedor la infor-m
ación suficiente para calcularla.La característica básica que define el tam
año del SS
T es la superficie de capta-
ción y, en segundo lugar, la capacidad de acumulación. E
stos datos, junto con las características constructivas del equipo, perm
iten estimar la energía solar
que aporta el SS
T para el consum
o previsto. Naturalm
ente, el resultado final de-pende de los factores relacionados con la localización (radiación solar, tem
pera-turas) y la orientación e inclinación de colectores.P
ara cada localización, en una primera aproxim
ación y para un determinado ran-
go de consumos, se puede estim
ar la contribución solar anual para varios equi-pos de diferentes tam
años y características.
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En este ejem
plo se establece un rango de consumos entre 120 y 400 litros/día,
se incorpora su equivalencia en personas y dormitorios definidos según la Ley N
º 20.365 que establece F
ranquicia Tributaria respecto de S
ST
y los equipos se de-nom
inan (como S
ST
A/V
) por su área de captación A y volum
en de acumulación
V. La estim
ación de la contribución solar se ha realizado para Santiago con co-
lectores orientados al Norte y con una inclinación de 35º.
Para un consum
o de, por ejemplo, 240 litros/día se podría optar por un equipo de
2m² y 150 litros que tendría una contribución solar del 60%
anual o un equipo de 4 m
² y 300 litros con el que se puede alcanzar una contribución solar anual del 85%
. Naturalm
ente existen multitud de soluciones adicionales y distintas, cada
una con sus ventajas e inconvenientes.P
or último, será oportuno analizar com
o varía, en cada uno de los casos, la con-tribución solar a lo largo del año que es m
uy superior en verano que en invier-no. P
ara el ejemplo anterior puede observarse la variación m
ensual para el SS
T-
2/150 a la izquierda y para el SS
T-4/300 a la derecha:
Para el dim
ensionado de un SS
T se establece, de acuerdo con el m
andante, los criterios que deben utilizarse para el cálculo de prestaciones de la instalación; básicam
ente, los distintos planteamientos y alternativas se pueden resum
ir en dos:1. E
n edificios nuevos cuyas instalaciones deban cumplir una norm
ativa, el pro-ceso de cálculo norm
almente se lim
ita a seleccionar la mejor instalación que
justifica, como m
ínimo, el cum
plimiento de las condiciones establecidas en
la normativa. C
omo ejem
plo, para cumplir la Ley de F
ranquicia Tributaria se
debe justificar que, para la demanda establecida, la instalación solar alcanza
una contribución solar mínim
a determinada en función de la localización geo-
gráfica.
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2. En edificios nuevos o existentes, en los que no hay que cum
plir normativa es-
pecífica de instalaciones solares o se quieren superar los requisitos mínim
os, se pueden establecer otros criterios que se consideren oportunos com
o por ejem
plo: que se produzca cobertura total durante determinados m
eses, que se produzca un nivel de ahorro de energía convencional o de reducción de em
i-siones, que se consiga la m
áxima ocupación de un espacio disponible para los
colectores, etc.E
xiste una amplia gam
a de métodos de cálculo cuyos datos de entrada, datos de
salida, propiedades, bases de cálculo, aplicaciones, etc. son muy diferentes. E
n principio, se pueden adm
itir como válidos los distintos m
étodos aceptados por el sector con las siguientes anotaciones:��
Que su uso esté contrastado por entidades públicas y privadas
��Q
ue esté ampliam
ente difundido o sea utilizable por muchos
��Q
ue sea adaptable a las distintas configuraciones��
Que tenga la posibilidad de seleccionar com
ponentes distintosE
l método de cálculo que se utilice debería ser aceptado por las partes que inter-
vienen y, en cualquier caso, debería ser requisito imprescindible la disponibilidad
del método de cálculo para distintas opciones y se deberían descartar los m
éto-dos que im
piden modificar parám
etros de cálculo. Si se quieren com
parar solu-ciones, es necesario que el m
étodo de cálculo y las bases de datos de partida sean las m
ismas.
El m
étodo f-Chart es suficientem
ente preciso como m
étodo de cálculo simplifica-
do con estimaciones m
edias mensuales y para su aplicación se utilizan los va-
lores medios m
ensuales y la instalación queda definida por sus parámetros m
ás significativos. P
ermite calcular la contribución solar de una instalación de cale-
facción y de producción de agua caliente mediante colectores solares planos.
En este punto se ha preseleccionado el tipo de equipo y se ha realizado el di-
mensionado básico, queda por exam
inar la viabilidad de la solución adoptada o evaluar las distintas opciones para seleccionar la que m
ejor se incorpora en la vivienda.
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�� ���������� ������� ����������������� ��������������������� ���
La incorporación del SST a la vivienda
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4 LA
INC
OR
PO
RA
CIÓ
N D
EL S
ST A
LA V
IVIE
ND
A
Para la incorporación del S
ST
en la vivienda y la adaptación a sus instalaciones, deben analizarse los siguientes factores:1. Integración arquitectónica2. O
rientación, inclinación y sombras
3. Seguridad y solución estructural
4. Equipo de energía auxiliar, su conexionado y recorridos hasta consum
o5. O
tros factores y detalles para la conexión del SS
TLa selección del em
plazamiento suele ser una solución de com
promiso entre las
diversas alternativas que pueden plantearse analizando las ventajas e inconve-nientes que cada una introduce. E
s importante a estos efectos utilizar la expe-
riencia, propia o de otros, sobre las soluciones a adoptar ante la variedad de situaciones que se pueden presentar.
4.1 Integración arquitectónica
En su concepto m
ás amplio la integración arquitectónica del S
ST
se refiere a todos los factores que perm
iten su adaptación al edificio así como las m
edidas que se tom
an en éste para facilitar la instalación del equipo solar. Estos factores
comprenden desde condiciones urbanísticas, hasta pequeños detalles constructi-
vos pasando por el diseño del edificio, y normativa que se deba cum
plir.D
esde un punto de vista más concreto, el concepto de integración arquitectónica
a veces se asocia a un tipo de SS
T donde los colectores que lo conform
an susti-tuyen elem
entos constructivos convencionales o bien son elementos constituyen-
tes de la envolvente del edificio y de su composición arquitectónica.
Al objeto de este m
anual lo importante es que el T
S tenga la capacidad de defi-
nir cuando es necesario que intervenga un arquitecto para que resulte la mejor
integración posible y, todo ello, aunque la integración arquitectónica no se haya planteado desde el prim
er mom
ento. Con una intervención profesional y experi-
mentada será m
ás fácil resolver factores como el im
pacto de la estética del SS
T,
la posible adaptación con el estilo arquitectónico, la alineación con los ejes prin-cipales y la continuidad de volúm
enes.S
obre edificios existentes, las soluciones integradas suelen ser más com
plicadas de im
plantar, salvo que exista una superficie disponible y orientada aproximada-
mente al norte que adm
ita la instalación de colectores.
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4.2 O
rientación, inclinación y sombras
Es evidente que si la superficie de captación de un equipo no está expuesta a
la máxim
a insolación posible no cumplirá los objetivos previstos por lo que hay
que cuidar tanto el lugar como la form
a de implantación. C
omo no siem
pre pue-de ser objetivo único el obtener la m
áxima insolación a costa de otros factores,
es importante evaluar, cuando no se puedan conseguir las m
ejores condiciones, las ventajas y desventajas de cada situación. La orientación, inclinación y las som
bras son los factores cuya cuantificación aportan criterios suficientes a este respecto.C
omo criterio general, la m
ejor orientación para los colectores solares es el norte geográfico. S
in embargo, las desviaciones, incluso hasta ±45º, respecto del nor-
te geográfico no afectan significativamente a las prestaciones de la instalación
aunque debería evaluarse la disminución de prestaciones en cada caso y siem
pre analizar cóm
o afecta esa disminución en verano e invierno.
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De la m
isma form
a y para cada caso, debería estudiarse y justificarse la inclina-ción óptim
a de los colectores aunque, en primera aproxim
ación y admitiendo des-
viaciones de hasta ±15º, la inclinación de colectores respecto al plano horizontal se puede estim
ar con los siguientes criterios:1. E
n instalaciones de uso anual constante: la latitud geográfica2. E
n instalaciones de uso estival: la latitud geográfica -10º3. E
n instalaciones de uso invernal: la latitud geográfica +10ºE
n cualquier caso y sabiendo a priori que es importante la distribución anual del
consumo, la optim
ización de las prestaciones energéticas debería realizarse exa-m
inando la sensibilidad de las mism
as a variaciones tanto de la orientación como
de la inclinación.La ubicación de los colectores en el edificio se debe definir de form
a que eviten tanto las som
bras alejadas (de otras edificaciones) como las cercanas de la m
is-m
a vivienda u obstáculos puntuales (extractores, chimeneas, etc.) así com
o las predecibles en el futuro (nuevos edificios o crecim
iento de árboles).La com
probación más sencilla para ver que no existen problem
as de sombras es
analizar que la posición de los obstáculos en relación con los colectores cumpli-
rán los requisitos geométricos que se especifican a continuación para som
bras frontales y laterales:
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��� � !�������������������� ��� ���� "����������� ������ "����������� ���������������� ���
��" �� �#$%&����� ������� ����������
'��������������� �����(������������������ ����� ����
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��P
ara las sombras frontales (obstáculos que en planta form
an un ángulo con el norte inferior o igual a 45º), se establece que la distancia (d) entre la parte baja y anterior del colector y un obstáculo frontal, que pueda producir som
bras sobre la m
isma será superior al valor obtenido por la expresión d=k*h donde h
es la altura relativa del obstáculo en relación con la parte baja y anterior del colector. E
n función de la latitud el valor de k, que siempre se debería adoptar
del lado de la seguridad es:
��P
ara las sombras laterales (obstáculos que en planta form
an un ángulo con el sur superior a 45º) la distancia (d) entre el colector y los obstáculos laterales que puedan producir som
bras sobre la instalación será superior al valor ob-tenido de la tabla anterior para desviaciones de 45º y por la expresión: d = h donde h es la altura del obstáculo para desviaciones de 90º.
En cualquier caso, pero sobre todo cuando las proyecciones de som
bra sobre el equipo no cum
plan los requisitos anteriores, se realizará un estudio más detalla-
do y se informará al usuario de la posible reducción de prestaciones de la insta-
lación debido a las sombras que pueden producirse y obtener su conform
idad y aceptación.
4.3 S
oluciones estructuralesE
l equipo solar es suministrado con una estructura soporte diseñada y calculada
por el fabricante para soportar y cumplir todos los requisitos establecidos en la
normativa vigente y que tiene en cuenta todas las acciones, que deben ser co-
nocidas, a las que puede estar sometida: peso, viento, nieve, sism
icidad, etc.; el propio diseño de la estructura define las condiciones que deben cum
plirse para apoyar y sujetar correctam
ente el equipo.P
ara las distintas opciones de emplazam
iento deberá comprobarse que el apoyo
de la estructura es apto para soportar las cargas que se pueden generar y deben considerarse tanto las que puedan producirse durante el m
ontaje como durante el
funcionamiento norm
al y en las operaciones de mantención.
Debe garantizarse tanto la rigidez estructural del equipo com
o del lugar donde se apoya y, en caso de duda, debe consultarse con un profesional com
petente en seguridad estructural que podrá evaluar y certificar, si fuera necesario, las resis-tencias de los elem
entos y la viabilidad del montaje.
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Norm
almente, para cada equipo el fabricante dispone de uno o varios diseños de
estructura adaptados a cubiertas planas o inclinadas que facilita el apoyo y la sujeción a algún elem
ento estructural de la vivienda. En algunos casos es nece-
sario diseñar una estructura base intermedia que sujete la estructura del equipo
a la estructura de la vivienda.T
odos los materiales de la estructura soporte se deben proteger contra la ac-
ción de los agentes ambientales, especialm
ente contra el efecto de la radiación solar y la acción com
binada del aire y el agua. En particular, las estructuras de
acero deben protegerse mediante galvanizado por inm
ersión en caliente, pinturas orgánicas de zinc o tratam
ientos anticorrosivos equivalentes. La realización de taladrados o perforaciones en la estructura se deberá llevar a cabo antes de pro-ceder al galvanizado o protección de la estructura, nunca en terreno. Los pernos, tornillos, fijaciones y piezas auxiliares deberían estar protegidas por galvanizado o cincado, o bien serán de acero inoxidable.
4.4 E
quipo auxiliar y su acoplamiento al S
ST
El equipo que realiza el aporte de energía auxiliar al S
ST
puede ser:��
Instantáneo (Calefón, calentador eléctrico o caldera m
ixta)��
Con acum
ulación (Term
o eléctrico o acumulador con caldera)
��Incorporado en el acum
ulador solar. Deben tom
arse precauciones especiales cuando se utilice esta solución para que no perjudique la eficiencia global del conjunto.
Cuando el equipo auxiliar es externo al S
ST
, el conexionado en el circuito de consum
o debe ser siempre en serie de form
a que el agua fría entre primero en el
acumulador solar, después pase precalentada al sistem
a auxiliar y de éste a los puntos de consum
o. Se deben tom
ar medidas para proteger al equipo auxiliar si
no soporta la temperatura de salida del S
ST
y para impedir que llegue a los pun-
tos de consumo agua a tem
peraturas superiores a 60ºC para evitar quem
aduras de los usuarios. S
e pueden utilizar los esquemas indicados a continuación sa-
biendo que, aunque se representen equipos termosifón, las soluciones son sim
i-lares para los acum
uladores solares de los equipos forzados:1. C
on válvula mezcladora term
ostática a la salida del sistema auxiliar para
protección del usuario si el equipo auxiliar soporta la temperatura caliente del
equipo solar.
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MANUAL PRÁCTICO DEL TÉCNICO SOLAR / SST DE ACS EN VIVIENDAS UNIFAMILIARES
2. Con válvula m
ezcladora termostática a la salida del equipo solar para lim
i-tar la tem
peratura que entra en el auxiliar; si esta temperatura o la de salida
del auxiliar fuera superior a 60ºC sería necesario utilizar, adem
ás, la válvula m
ezcladora en la salida a consumo.
3. Con válvula diversora que se utiliza com
o bypass al equipo auxiliar cuando éste no adm
ite la entrada de agua caliente a cualquier temperatura. E
stá vál-vula evita que el agua del equipo solar entre en el sistem
a auxiliar cuando la tem
peratura es superior a su valor de consigna.
En los esquem
as anteriores, la última válvula m
ezcladora en el punto de consu-m
o representa el grifo que manipula el usuario para establecer la tem
peratura de uso que requiera.E
n casos excepcionales, que posteriormente se describen, puede ser necesario
utilizar la conexión en paralelo entre el SS
T y el equipo auxiliar; en ese caso los
esquemas pueden ser:
1. Si el equipo auxiliar no requiere válvula term
ostática mezcladora se debe m
on-tar exclusivam
ente la del SS
T
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2. Si el equipo auxiliar requiere válvula term
ostática mezcladora se debe m
ontar en la salida a consum
o y opcional y adicionalmente se podría m
ontar otra en el S
ST
.
Un factor im
portante a considerar es el recorrido desde el acumulador solar al
equipo auxiliar y desde éste a los puntos de consumo de form
a que, si no es muy
largo, siempre se debe utilizar el conexionado en serie con el sistem
a de apoyo.P
ero si los recorridos son excesivamente largos (superiores a 12-15 m
etros) se puede utilizar, excepcionalm
ente, el conexionado en paralelo con el sistema de
apoyo. En esta configuración hay que seleccionar un punto de conexión adecua-
do, con diámetro de cañería suficiente y que perm
ita minim
izar recorridos, como
en el ejemplo de la figura siguiente:
Cuando el sistem
a de apoyo se conecte en paralelo, además de que la conm
uta-ción de sistem
as debe ser muy sim
ple, se recomienda instalar un term
ómetro in-
dicador de la temperatura del acum
ulador solar fácilmente visible y accesible por
el usuario o un termostato para realizar la conm
utación automática.
En cualquiera de los casos, siem
pre hay que realizar el acoplamiento del S
ST
al equipo auxiliar de la forma m
ás sencilla e inmediata posible y no tiene ningún
sentido implem
entar soluciones muy com
plicadas ya que el usuario sólo requiere A
CS
. Hay algunos fabricantes que tienen bien resuelto este conexionado con sis-
temas expresam
ente diseñados para este uso que suelen ser de fácil montaje y
manipulación.
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MANUAL PRÁCTICO DEL TÉCNICO SOLAR / SST DE ACS EN VIVIENDAS UNIFAMILIARES
4.5 O
tros factores para la conexión del SS
TE
n la cañería de alimentación
de agua al SS
T, cuyo diám
etro debe ser adecua-do para el caudal m
áximo de consum
o, es necesario confirmar que la presión y el
caudal disponibles son suficientes para el servicio que se quiere dar.La cañería de salida de A
CS
del SS
T debe ser de cobre o acero inoxidable
debido a que las temperaturas pueden ser superiores a 90-95ºC
, después de la válvula m
ezcladora termostática se pueden utilizar cañerías de m
ateriales plás-ticos adecuadas a las tem
peraturas y presiones de servicio (PB
, PV
C-C
, PE
-X,
PP
, PE
-RT
). Todas las cañerías por las que circule agua caliente deben estar tér-
micam
ente aisladas y es muy im
portante la protección mecánica del aislam
iento térm
ico frente a las condiciones exteriores.Los diám
etros de cañerías de conexión del SS
T deben ser los ajustados a cada
caso ya que:��
Si están sobredim
ensionados producen, en primer lugar, un m
ayor consumo de
agua y energía en su utilización y, en segundo lugar, mayores pérdidas térm
i-cas al aum
entar la superficie exterior de la cañería.��
Si están infra dim
ensionados pueden reducir significativamente el caudal dis-
ponible o aumentar la pérdida de carga y esto producirá diferencia de presio-
nes entre los circuitos de agua fría y caliente en el punto de consumo.
La dilatación del agua en los acumuladores de los circuitos de consum
o pue-de producir un aum
ento de presión que debe ser evitado usando estanques de expansión
junto a la válvula de seguridad correspondiente. En algunos casos
se utilizan válvulas combinadas de presión y tem
peratura pero no son recomen-
dables sobre todo si pueden funcionar a menudo y si la calidad del agua puede
favorecer su deterioro u obstrucción.
+��� �
��� ��� ,������� ������������ ��������� ����
��
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Si se quiere controlar el consum
o de agua caliente o la energía solar aportada por el S
ST
es necesario instalar, respectivamente, un caudalím
etro o un con-tador de energía térm
ica; en ambos casos se recom
ienda instalar el medidor de
caudal en la acometida de agua fría y contabilizar la energía m
idiendo la tempe-
ratura caliente después de la válvula mezcladora ya que esa situación proporcio-
na mayor estabilidad en las tem
peraturas.E
n las viviendas existentes que dispongan de sistema de recirculación de A
CS
es importante analizar la im
portancia de las longitudes del circuito de consumo,
analizar los consumos de agua y las pérdidas térm
icas asociadas y ver las posi-bles soluciones para anular o reducir su funcionam
iento.E
n relación con el equipo de energía auxiliar y su conexionado, interesa infor-
mar y asesorar al usuario de las diversas opciones que pueda disponer: sistem
a m
odulante y específico para energía solar, bypass para mantención, term
ómetros
digitales fácilmente accesibles para conocer la tem
peratura del acumulador solar,
contadores de horas para control de funcionamiento de bom
ba o de sistema auxi-
liar y otros.D
eben definirse los desagües y la red de saneamiento que se utilizará para la
evacuación de fluido o agua que pueda salir del circuito: válvulas de vaciado, es-capes conducidos, purgas, etc. Incluso prever las posibles fugas en los circuitosdel interior del edificio.P
or último, resaltar la im
portancia de controlar los factores relativos a la segu-ridad
tanto del TS
como del usuario com
o de terceros. Para ello hay que recor-
dar:��
Los requisitos de seguridad laboral durante el montaje
��S
eguridad estructural de todo el SS
T��
Protección frente a elevadas tem
peraturas del equipo evitando cualquier tipo-de contacto con el m
ismo y la accesibilidad de personas no técnicas
��P
rotección frente a elevadas temperaturas de fluido, utilizando tanto las válvu-
las mezcladoras en circuitos com
o los escapes conducidos de todas las válvu-las que puedan expulsar fluido al exterior
4.6 D
efinición de la integración del SS
TU
na vez analizada toda la información disponible, realizada la propuesta al usua-
rio y aceptada por éste, todas las características del SS
T y los criterios estable-
cidos para su adaptación e integración a la vivienda deben quedar documentados
en la Mem
oria Descriptiva (M
D) del S
ST
que recoge toda la información de los
Manuales del Instalador y del U
suario junto con las condiciones de integración aceptadas por el usuario.S
i se trata de un sistema a m
edida, deberá adicionalmente realizarse la M
emoria
Técnica (M
T) cuyos contenidos pueden resolverse siguiendo los capítulos 5 y 6
siguientes. La MT
recoge la información de diseño interno del sistem
a que debe integrarse en la M
D para dar un resultado equivalente al que se ha referido para
los sistemas prefabricados.
Toda la inform
ación recogida en la visita e inspección a la vivienda puede resu-m
irse con el formato que se incluye a continuación y debe docum
entarse con las fotografías, dibujos y esquem
as que reflejen la situación de partida así como las
posibles soluciones.
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Esquema y condiciones de funcionam
iento
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5 E
SQ
UE
MA
Y C
ON
DIC
ION
ES
DE
FUN
CIO
NA
MIE
NTO
5.1 E
squema de funcionam
ientoA
demás de los colectores y el acum
ulador, se debe cerrar y completar el circuito
primario con las cañerías para im
pulsión y retorno (ver esquema abajo) y con, al
menos, lo siguiente:
��U
n sistema de protección con válvula de seguridad y estanque de expansión
��U
na bomba de circulación
��U
na válvula de retención��
Un sistem
a de llenado y vaciado��
Un sistem
a de purga manual
��U
n m
anómetro
y un
termóm
etro o
una sonda
de tem
peratura para
el acum
ulador��
Un control diferencial con 2 ó 3 sondas de tem
peratura.
En el circuito de consum
o, los componentes m
ínimos im
prescindibles son:��
Una válvula de retención y válvula de corte en la entrada de agua fría
��U
n sistema de protección con válvula de seguridad y estanque de expansión
��C
ircuito de consumo para sum
inistro del AC
S m
ediante el equipo de energía auxiliar (supuesto que éste soporta la tem
peratura solar) y una válvula mez-
cladora termostática
��U
n sistema de vaciado del acum
ulador
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En algunos casos, se puede com
pletar el esquema de principio con otros com
po-nentes que pueden facilitar los ajustes, el uso, la vigilancia o la m
antención. Por
ejemplo, en el circuito prim
ario de la figura abajo, se dispone:��
Un caudalím
etro o rotámetro para regular el caudal
��D
os válvulas de corte que independiza el circuito de colectores��
Dos term
ómetros para controlar las tem
peraturas de entrada y salida de colec-tores
A veces, todos estos com
ponentes se integran en un conjunto premontado y tér-
micam
ente aislado, que se denomina E
stación o Kit S
olar, que facilita la instala-ción de todos los com
ponentes.E
n el circuito se consumo, com
o ya se ha indicado, se puede prever:��
Una válvula m
ezcladora (o podría ser válvula diversora) previa al sistema au-
xiliar si éste no soporta la temperatura de salida del S
ST
.��
Un bypass de conexión del S
ST
que permite aislarlo hidráulicam
ente y mante-
ner en funcionamiento la producción de A
CS
con el sistema auxiliar
��U
n contador de calorías que mide la energía térm
ica entregada por el SS
T.
De esta form
a y antes de diseñar totalmente el S
ST
se habrá completado la con-
figuración básica con todos los componentes necesarios para asegurar que la
instalación funcione perfectamente en cualquier condición. S
e ha considerado el caso de un sistem
a forzado indirecto que es el más recom
endable para este tipo de instalaciones
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Naturalm
ente, existen otras posibilidades tanto de esquemas básicos com
o de esquem
as de funcionamiento pero se quiere destacar, sobre todo, la necesidad
de simplificar al m
áximo para no com
plicar una instalación que sólo pretende pro-ducir A
CS
. En cualquier caso, se recom
ienda utilizar esquemas que hayan sido
experimentados y de los que se conozca, adem
ás de su comportam
iento y pres-taciones, toda la casuística relativa a las distintas condiciones de funcionam
iento y sus efectos inducidos. La elección de una buena configuración es un prim
er paso, aunque no suficiente, para asegurar el correcto funcionam
iento de la insta-lación. S
in experiencia previa, no se recomienda utilizar otros esquem
as de fun-cionam
iento distinto al señalado.E
l esquema de funcionam
iento permite generar la lista básica de m
ateriales a la que habrá que añadir, para com
pletar su definición, los requisitos exigidos a cada com
ponente en función de las condiciones de diseño del circuito. Todo ello
permitirá realizar el presupuesto y el esquem
a detallado del instalador. Es ne-
cesario resaltar la diferencia entre el proyecto del profesional experto y el del técnico solar instalador ya que éste es, fundam
entalmente, com
plementario y con
mayor nivel de definición y de detalle.
5.2 C
ondiciones de funcionamiento
Analizar y definir las condiciones de trabajo de los distintos circuitos de una ins-
talación solar térmica es un requisito im
prescindible para asegurar un correcto diseño y debe prestársele la m
áxima atención. S
e analizan en este apartado, para cada circuito, los criterios para definir las presiones y las tem
peraturas de trabajo así com
o las máxim
as y las mínim
as alcanzables.
5.2.1 P
resiones de trabajoE
n todos y cada uno de los circuitos siempre habrá que tener en consideración
las diferencias de presión que se producen por el peso de la columna del fluido
de trabajo debido a la diferencia de alturas. Para el agua se puede considerar
una presión de 1 bar por cada 10 metros de altura.
A continuación se establecen los criterios y el procedim
iento para definir las pre-siones m
anométricas, es decir, las presiones relativas que tom
an como referen-
cia la presión atmosférica en todos los circuitos de la instalación solar.
'��� �� ���������������
����� ��� ��� ���� ����� ���-����������� ���-��� �
�� ��� ���� ����������-������� � �*�-����������������� ���������� ���� ��
necesarios
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���
������������
E
l circuito primario se diseña de form
a que la presión máxim
a que pueda alcan-zar el fluido en su interior no deteriore ni afecte a ninguno de los com
ponentes y para ello se seguirá el siguiente proceso:1. E
mpezar por conocer la presión nom
inal de cada componente
2. Definir la presión nom
inal de cada uno de los circuitos3. E
stablecer la presión de tarado de la válvula de seguridad4. La presión m
áxima de trabajo de cada circuito es inferior a la presión de ta-
rado de la válvula de seguridad con un margen de seguridad del 10%
o, como
mínim
o, de 0,5 bar.P
ara el circuito de consumo, norm
almente se parte de la presión m
áxima de la
acometida de agua fría, la del grupo de presión que alim
enta la red interior del edificio o la altura del estanque y se seleccionan m
ateriales que soporten dicha presión con los m
ismos m
árgenes anteriormente establecidos.
���
������������
E
n el circuito primario, para evitar que entre aire en los circuitos, la presión m
í-nim
a en la parte más alta del circuito será del orden de 1,0 bar por encim
a de la presión atm
osférica.E
n el circuito de consumo, la presión m
ínima de trabajo de la red de abasteci-
miento puede ser cero o incluso negativa para sistem
as ubicados en cubierta.Las presiones m
áximas y m
ínimas de cada circuito se utilizan para el dim
ensio-nado del sistem
a de expansión que se encarga de absorber las dilataciones sin que se alcance la presión de tarado de la válvula de seguridad.
5.2.2 Tem
peraturas de trabajoLas tem
peraturas más significativas para el diseño de una instalación son los va-
lores máxim
os y mínim
os que se pueden alcanzar y definen las condiciones que deben soportar cada uno de los com
ponentes de ambos circuitos.
�������� ��� ���
���� �
Se definen hasta tres tem
peraturas máxim
as de trabajo del circuito primario que
estarán asociadas a tres partes del circuito:��
La temperatura de estancam
iento del colector en la batería de colectores.��
La temperatura de saturación del fluido a la presión m
áxima, norm
almente se
considera 140ºC para presión m
áxima de unos 5 bar, en los tram
os desde co-lectores a conexión del sistem
a de expansión y desde la salida hasta la entra-da al intercam
biador.��
La temperatura m
áxima en el resto de tram
os del circuito primario será de
110ºC.
La temperatura m
áxima del circuito de consum
o vendrá impuesta por la tem
pera-tura del lim
itador del sistema de control (norm
almente es del orden de 90ºC
) o, sin lim
itador y en función de las presiones, se pueden alcanzar los 110 ºC.
�������� ��� ���
���� �
Las temperaturas m
ínimas de cada uno de los circuitos se definirán a partir de
las temperaturas am
bientes mínim
as exteriores (histórica de un mínim
o de 20 años) y de las tem
peraturas mínim
as de suministro de agua fría.
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5.3 Fluido de trabajo
El agua de la red, de uso sanitario o de consum
o siempre va a ser uno de los
fluidos de trabajo y puede encontrarse de diferentes calidades y durezas con grandes
diferencias dependiendo
de la
zona geográfica
y del
suministrador.
Se tendrá en cuenta la dureza y el contenido en sales del agua para planificar
la mantención de intercam
biadores y para su utilización en el circuito primario
cuando se pueda utilizar en zonas sin riesgo de heladas.E
n el circuito primario se puede utilizar una m
ezcla de agua con anticongelante que perm
ite proteger del riesgo de heladas al circuito. Los productos comercia-
les, a veces, incorporan aditivos para proteger interiormente el circuito frente a
la corrosión, sobre todo cuando se utilizan distintos materiales.
Com
o anticongelante no se puede utilizar el etilenglicol porque es tóxico y cual-quier falla en el sistem
a de intercambio produciría la contam
inación del agua po-table.
.����
� �� � ��� �������� ��������� �������� "������
La proporción de anticongelante en la mezcla se seleccionará de form
a que, con un m
argen de seguridad de 5ºC, garantice que se protege el circuito prim
ario para las tem
peraturas mínim
as; por ejemplo, en una localidad con tem
peratura m
ínima histórica de -10ºC
utilizar una proporción de mezcla para -15ºC
. En cual-
quier caso, no se debe superar el 40% en la proporción de anticongelante ya que
afecta al rendimiento de la instalación.
5.4 D
ispositivos de seguridad y protecciónE
n este apartado se hace referencia a los dispositivos que deben utilizarse para proteger, a la instalación o a los usuarios, de las condiciones extrem
as de pre-sión y tem
peratura que pueden encontrarse.
5.4.1 P
rotección frente a altas temperaturas
Para evitar quem
aduras de los usuarios hay que tener en cuenta que:��
La temperatura de agua en el punto de consum
o nunca podrá superar los 60ºC
.��
Cuidar la instalación de todos los elem
entos que puedan evacuar fluido al ex-terior (válvulas de seguridad, de vaciado y sistem
as de purga).��
Las superficies externas del colector y otras partes del circuito, pueden al-canzar tem
peraturas superiores a 60 ºC por lo que se debe evitar el contacto
accidental.
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La protección de los componentes y m
ateriales del SS
T frente a altas tem
pe-raturas será de seguridad intrínseca, es decir, la m
isma estará diseñada para
que después de alcanzar la temperatura m
áxima por cualquier situación, la ins-
talación pueda volver a su forma norm
al de funcionamiento sin que el usuario
tenga que hacer ninguna actuación. A veces se utilizan sistem
as de evacuación de calor, com
o la recirculación nocturna, el uso de disipadores de calor u otros que efectivam
ente disminuyen las elevadas tem
peraturas que se puedan alcanzar pero no son sistem
as de protección de la instalación.C
omo sistem
as de seguridad intrínseca se pueden utilizar los siguientes:1. D
iseño de la expansión para absorber la formación de vapor. S
i se permite la
formación de vapor en el circuito prim
ario se debe tener prevista la expansión del m
ismo de form
a que el aumento de volum
en producido sea completam
ente absorbido por el sistem
a de expansión.2. D
iseño del primario con presiones superiores a la de vapor. S
i no se permite
la formación de vapor, se debe diseñar el circuito prim
ario con una presión de trabajo siem
pre superior a la presión de vapor del fluido a la temperatura de
trabajo.3. S
istemas de drenaje autom
ático. En S
ST
de pequeño tamaño se pueden uti-
lizar los sistemas de drenaje autom
ático en los que, en las condiciones ex-trem
as de funcionamiento, los colectores perm
anecen totalmente vacíos del
fluido de trabajo y no se forma vapor. T
ambién es un sistem
a de protección contra heladas. E
stos sistemas tienen varios factores singulares y su diseño
queda fuera del alcance de este manual por lo que, cuando se quiera utilizar
esta configuración, se recomienda utilizar sistem
as prefabricados.
5.4.2 P
rotección contra heladasE
n las zonas con riesgo de heladas, en el circuito primario con trazado de cañe-
rías que discurran por el exterior se deberá utilizar un sistema de protección ade-
cuado: circuito indirecto con mezcla anticongelante o vaciado autom
ático de cir-cuitos com
o ya se indicó anteriormente para la protección a altas tem
peraturas.E
n las zonas con riesgo de heladas bajo a veces se utiliza, sustituyendo a los anteriores, un sistem
a de protección antiheladas mediante recirculación del fluido
pero hay que saber que este sistema tiene riesgos si puede faltar la alim
entacióneléctrica.
5.4.3 P
rotección frente a las máxim
as presionesE
l sistema de protección frente a las altas presiones está constituido por el sis-
tema de expansión y, sólo en caso de falla de éste, funcionarán las válvulas de
seguridad que actúan expulsando fluido al exterior.S
e debe utilizar un sistema de expansión independiente y cerrado en cada uno
de los circuitos de la instalación. El ram
al de conexión del sistema de expansión
del circuito primario se conectará en la parte del circuito, indicada en los esque-
mas, que facilita la expansión del fluido de colectores y puede estar constituido
por un tramo de cañería sin aislam
iento (a veces se utiliza cañería aleteada o se intercala un depósito tam
pón no aislado) de forma que la capacidad total de flui-
do desde los colectores hasta el estanque de expansión sea superior el volumen
de vapor.
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El volum
en del depósito de expansión deberá ser la suma de:
��V
olumen de expansión debido a la dilatación térm
ica del líquido.��
Volum
en debido a la formación de vapor que puede crearse en los colectores
y en las cañerías durante el estancamiento del sistem
a.��
Volum
en de reserva para asegurar que el depósito no se vacía de fluido cuan-do las tem
peraturas son más bajas que aquellas a las que se hizo el llenado.
El volum
en útil del depósito de expansión (Vu) se calcula de la siguiente m
anera:V
u = (V
e + Vv + V
r) * Cp
Ve =
Vt * C
eC
p = (P
M + 1)/(P
M – P
m)
Vv =
Vcol + V
tub�
����
��������
�����������
��
�����������
�
Donde:
��V
e : volum
en de expansión��
Vv
: volumen debido a la form
ación de vapor��
Vr
: volum
en de reserva. Se considerará el 3%
del volumen del
circuito con un mínim
o de 3 litros��
Vt
: contenido total del líquido en el circuito
��C
: coeficiente de expansión. Se recom
ienda adoptar 0,043 para el
agua y 0,085 para las m
ezclas agua-glicol��
Vcol
: volumen total contenido en los colectores del circuito
��V
tub : volum
en total contenido en las cañerías del circuito primario que
están por encim
a de la parte inferior de los colectores��
Cp
: coeficiente de presión��
PM
: presión máxim
a��
Pm
: presión m
ínima
��P
vs : presión de tarado de la válvula de seguridad
Debe ajustarse la presión inicial del gas (P
i) del depósito de expansión en fun-ción de la presión m
ínima del m
ismo: P
i = Pm
- 0,3
+) �
����� ������������� ��� ��� ���/��
�����(,��
�� ��������������������������������������� ������ �
��� � ,����� ����������������
Diseño del SST
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6 D
ISE
ÑO
DE
L SS
T
En este capítulo se analiza el diseño del S
ST
desde el punto de vista hidráulico y térm
ico, para que el resultado final sea una solución optimizada; todo lo rela-
cionado con los posibles emplazam
ientos donde se pueda ubicar, las sombras, la
estructura y la seguridad global se analizan en el capítulo 4.P
ara el diseño del SS
T se parte del parám
etro básico del dimensionado de la
instalación que es el número y las características de los colectores solares y, a
partir de ese dato se determina el volum
en de acumulación y se selecciona una
configuración determinada de acuerdo a lo descrito en el capítulo 5.
Queda por seleccionar el resto de com
ponentes y realizar el diseño del SS
T en la
forma que se indica en el presente capítulo. A
unque algunos criterios de selec-ción de com
ponentes ya se deben haber aplicado en el proceso normal de diseño
del SS
T, se incorporan todos en este capítulo para que queden asociados al di-
seño del sistema correspondiente.
6.1 S
istema de captación
6.1.1 S
elección del colector solarLos factores a considerar para la selección del colector solar son:1.
La disponibilidad de un certificado del colector2.
Los resultados del ensayo: fundamentalm
ente los parámetros de rendim
iento del colector y la pérdida de carga
3. Los m
ateriales que lo componen: espesor y calidad del vidrio, m
ateriales del absorbedor y su circuito hidráulico, form
as de conexionado exterior, tipo de aislación y m
ateriales de la carcasa4.
La facilidad para constituir baterías de colectores y los tipos de accesorios de conexión y de sujeción, así com
o los procedimientos de trabajo a utilizar
5. La capacidad de adaptación a la estructura soporte, al edificio y a las condi-ciones de generales de la instalación
6. Los requisitos del fluido de trabajo que se pueda utilizar
7. La disponibilidad de un m
anual de instrucciones claro8.
Las condiciones de mantención previstas en el m
anual9.
Las formas de em
balaje, transporte y almacenaje previstos
10. Las condiciones y los plazos de la garantía, así como la seguridad de servi-
cio técnico a largo plazo, ofrecidas por el fabricante y el distribuidor11. Las referencias de instalaciones en los que se ha utilizado y los años de ex-
periencia constatable12. E
l costo de adquisición del colector y de los accesorios necesarios para su m
ontaje y acoplamiento
13. Los costos de transporte y montaje incluso las diferencias de costos de la
instalación asociada a cada caso14. Las prestaciones energéticas de la instalación estudiando los resultados de
los programas de cálculo con distintos colectores solares y realizando un
análisis comparativo de los m
ismos
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6.1.2 D
iseño de la batería de colectoresLos colectores de una batería podrán estar conectados entre sí en paralelo o en serie:
Conexión de colectores en paralelo
La característica principal de la conexión en paralelo de los colectores es que el caudal total de la batería se reparte entre los distintos colectores y lo m
ás im
portante es que el reparto de flujo sea idéntico para que todos los colectores trabajen con el m
ismo caudal y la tem
peratura de salida será la mism
a. Aunque
la conexión de colectores en paralelo se puede realizar con un trazado de ca-ñerías exterior, norm
almente éstos disponen de distribuidores con 4 conexiones
exteriores que se utilizan como cañerías de reparto del flujo por todos los absor-
bedores.E
l fabricante del colector debe definir el número de colectores que pueden com
-poner una batería y debe establecer los lím
ites correspondientes a los caudales que se pueden utilizar y definir las pérdidas de carga que se producen.
�� ,��� ���� ���� ��� ������� �/�� ������ ����� ��
Conexión de colectores en serie
La característica principal de la conexión en serie de los colectores en una bate-ría, es que el fluido recorre todos los colectores conectados de la serie, de for-m
a que el flujo total es el que recorre cada colector. Sin em
bargo a medida que
aumenta el núm
ero de colectores en serie, el fluido recorre más distancia y cada
vez son mayores las pérdidas de carga. U
n factor importante a considerar es que
el rendimiento de los colectores de la serie va dism
inuyendo ya que cada vez el fluido de trabajo entra a m
ayor temperatura.
�� ,��� ���� ���� ��� ������� �/�� ������ ����� ��
6.1.3 C
onexionado hidráulico de la batería de colectoresE
n un SS
T de pequeño tam
año, con una única batería de colectores, no tiene m
ucho sentido sectorizar la instalación y, al no haber circuitos en paralelo no hay problem
as con que alguna parte deje de funcionar. Para asegurar el buen funcio-
namiento sólo se requiere la correcta actuación de la bom
ba circuladora y una buena distribución de flujo en el interior de la batería.
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Este
criterio sim
plifica m
ucho la
instalación y,
salvo en
ocasiones m
uy es-
peciales, no tiene mucho sentido que la batería dispongas de dos válvulas de
corte,situadas a la entrada y salida, para interrumpir su conexión al circuito ya
que eso obligaría a disponer otra válvula de seguridad necesaria para proteger la batería cuando queda aislado del sistem
a de protección general.E
n función del trazado de los circuitos, como el contenido de fluido no es m
uy grande, tam
bién se puede evitar válvulas de vaciado parcial y es suficiente con una única válvula de vaciado total.C
omo en cualquier S
ST
y en relación con el trazado de cañerías, para minim
izar las pérdidas térm
icas asociadas a la circulación del fluido en el circuito primario,
el criterio fundamental es reducir la longitud del trazado de cañerías. T
ambién se
deben considerar el ajuste de los caudales de circulación que permite reducir las
secciones de cañerías y la priorización del trazado corto del tramo caliente.
Es im
portante cuidar el trazado de largos tendidos horizontales con el objetivo de facilitar la purga de aire del sistem
a.
6.2 S
istema de acum
ulación6.2.1
Selección del acum
ulador solarA
unque los acumuladores utilizados en las instalaciones solares térm
icas son de características constructivas sim
ilares a los empleados para producción de A
CS
en sistemas convencionales, se deben evaluar los criterios específicos que defi-
nen su correcto funcionamiento y su durabilidad para decidir su selección. E
ntre-ellos se encuentran:1.
La disponibilidad de un certificado del acumulador
2. E
l cumplim
iento de los requisitos exigidos para mantener la potabilidad y ca-
lidad del agua caliente sanitaria3.
La capacidad de trabajar adecuadamente dentro de los m
árgenes de presión y tem
peratura previstos4.
Las dimensiones en relación con los espacios disponibles para su ubicación
definitiva y para su traslado durante la instalación5.
Los materiales constructivos y protecciones interiores así com
o la compatibi-
lidad con el resto de materiales de la instalación
6. E
l tipo de intercambiador de calor interno, los m
ateriales de los que esté construido y la superficie útil de intercam
bio7.
El aislam
iento térmico definido por el tipo, m
aterial y espesor (y/o evaluando pérdidas térm
icas) y sus protecciones exteriores en relación con el procedi-m
iento de traslado y el lugar de ubicación8.
El sistem
a de protección catódica9.
La disposición del depósito acumulador, form
a y relación superficie/volumen
10. La disponibilidad de todas las bocas necesarias para entradas y salidas de agua así com
o para elementos de m
edida, de vaciado y de purga11. La situación de conexiones de entrada y salida así com
o formas de conexión
y uso de dispositivos12. La existencia de m
edidas y dispositivos para favorecer la estratificación13. Los costos de adquisición, traslado, m
ontaje y mantención, incluyendo todos
los accesorios hasta conexión de cañerías14. C
ondiciones y plazos de la garantía y seguridad de servicio técnico a largo plazo ofrecidas por el fabricante y el distribuidor
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6.2.2 D
imensionado y diseño
El volum
en total del sistema de acum
ulación se puede definir, en función de la superficie de colectores, utilizando un valor de la acum
ulación específica de 75±15 litros de acum
ulación por metro cuadrado de captación. E
s recomendable
realizar un análisis de sensibilidad y evaluar la influencia sobre el rendimiento de
la instalación. No obstante, la acum
ulación específica se debe encontrar dentro de los rangos recom
endable (de 60 a 120 litros/m2) y obligatorio (de 40 a 180 li-
tros/m2) siguientes:
��!"�!
#$%
�&
'!*+�!
*/�
En general, el sistem
a de acumulación preferentem
ente debe estar constituido por un único acum
ulador, de configuración vertical y situado en el interior del edificio:1. E
l acumulador único perm
ite tener la menor superficie de pérdidas térm
icas para un determ
inado volumen acum
ulado.2. La configuración vertical favorece la estratificación del agua caliente en su
interior.3. La ubicación en espacios interiores m
ejora su durabilidad por el resguardo frente a acciones clim
atológicas y reduce sensiblemente las pérdidas térm
i-cas.
El dim
ensionado del intercambiador de calor incorporado al acum
ulador debe quedar definido por el área útil de intercam
bio situada en la mitad inferior del
acumulador (A
INT ) que, en relación con el área total de captación (A
CO
L ), cumplirá
siempre la relación:
AIN
T (en m2;�<
��=+����%C
OL (en m
2)
6.3 C
ircuito hidráulicoE
l diagrama de flujo de la instalación debe especificar, sobre planos a escala,
la ubicación de los colectores solares, acumulador, bom
ba, válvulas, depósitos de expansión, sistem
a auxiliar y el trazado de cañerías de todos los circuitos de la instalación. A
demás, deberá tener el grado de definición necesario para efec-
tuar los cálculos de dimensionado de los circuitos, especificando el m
aterial y las secciones de cañerías, así com
o el caudal nominal que circula a través de ellas.
6.3.1 C
audales de los circuitosS
e debe buscar la solución de comprom
iso entre los costos de los circuitos, las pérdidas térm
icas y las pérdidas de carga que se producen.
Circuito P
rimario
Se recom
ienda adoptar un caudal, referido a la superficie de colectores, entre30
y 60
l/(h.m2),
siendo habitualm
ente los
más
utilizados valores
entre40 y 50 l/(h.m
2). Es im
portante comprobar que el flujo del fluido de trabajo selec-
cionado esté en el rango de valores recomendados por el fabricante de los colec-
tores solares.E
s importante señalar que la selección del caudal no está condicionada por la
forma de conexión de los colectores, serie o paralelo, aunque naturalm
ente hay que considerarlo para evaluar el caudal en cada colector y las pérdidas de carga que se generan.
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Circuito de consum
oE
l agua en el circuito de consumo se m
ueve, impulsada por la presión de red o
por la de un grupo de presión, o por el estanque de agua fría situado en altura cuando se abre cualquier grifo o punto de consum
o.D
esde el punto de vista hidráulico, en el acoplamiento de la instalación solar al
circuito de consumo se deben adoptar precauciones para que no se introduzcan
pérdidas de carga excesivas. En instalaciones existentes, esta situación norm
al-m
ente se resuelve utilizando los mism
os diámetros de la instalación y no introdu-
ciendo ningún tipo de estrechamiento.
6.3.2 S
elección del tipo de cañeríasLas cañerías interconectan hidráulicam
ente todo los componentes y canalizan el
movim
iento de los fluidos. Para la selección de los m
ateriales es importante te-
ner en cuenta que:��
En el circuito prim
ario se recomienda utilizar cañerías de cobre aunque tam
-bién se pueden em
plear de acero inoxidable o de acero negro. Las cañerías de m
ateriales plásticos no deberían utilizarse en circuitos primarios porque
normalm
ente no existen plenas garantías de que vayan a soportar las condi-ciones extrem
as de presión y temperatura del circuito.
��P
ara el circuito de consumo ver apartado 4.5
Las cañerías de cobre será realizada con tubos estirados en frío y sus uniones serán realizadas, preferentem
ente, mediante soldadura por capilaridad teniendo
en cuenta que se utilizará soldadura fuerte cuando la temperatura del circuito
pueda superar en algún mom
ento los 125ºC, lo que ocurre norm
almente en casi
todo el circuito primario.
Se tom
arán las medidas necesarias para garantizar la com
patibilidad y durabili-dad de la instalación cuando se utilicen m
ateriales diferentes.T
odas las cañerías, accesorios y componentes de la instalación se aislarán para
disminuir las pérdidas térm
icas en los circuitos. El aislam
iento no dejará zonas visibles de cañerías o accesorios, quedando únicam
ente al exterior los elementos
que sean necesarios para el buen funcionamiento y operación de los com
ponen-tes.N
o se aislarán los depósitos de expansión ni el ramal de conexión entre el depó-
sito de expansión y la línea principal del circuito.E
l aislamiento de las cañerías de intem
perie deberá llevar una protección externa que asegure la durabilidad ante las acciones clim
atológicas siendo las más reco-
mendables la protección con chapa de alum
inio. Son adm
isibles revestimientos
con pinturas asfálticas, poliésteres reforzados con fibra de vidrio o pinturas acrí-licas.
6.3.3 C
álculo de diámetros de cañerías y pérdidas de carga
El cálculo de los diám
etros de la cañería de cobre del circuito primario se puede
obtener, de forma aproxim
ada, de la siguiente tabla:
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Los diámetros anteriores están calculados para una velocidad de fluido de unos
0,5 m/s y una pérdida de carga resultante de todo el circuito, incluyendo todos
los accesorios normales, equivalente a unos 4 m
bar/m quiere ello decir que un
circuito de 10 metros de longitud total tiene una pérdida de carga de 40 m
bar, es decir 0,4 m
ca (metro de colum
na de agua).P
ara el cálculo de la pérdida de carga total del circuito primario deben sum
arse las de todos los com
ponentes del lazo y para ello se considerarán, además de la
pérdida de carga en cañerías y sus accesorios, la de la batería de colectores y la del intercam
biador que, en ambos casos, deberán ser facilitadas por el fabrican-
te.E
jemplos de cálculos abreviados de la pérdida de carga aproxim
ada del circuito prim
ario para diferentes longitudes de cañería y de tipo de colector:
6.3.4 B
omba de circulación
Las bombas de circulación, accionadas por un m
otor eléctrico, se encargan de m
over el fluido en el circuito primario. S
on del tipo en línea, normalm
ente de ro-tor húm
edo, y deberán ajustarse a las condiciones de operación para su mejor y
eficiente funcionamiento. S
e deben situar en las zonas más frías del circuito y,
cuando sea posible, en cañerías verticales y evitando las zonas bajas que puede retener suciedades.La bom
ba se debe seleccionar de forma que el caudal y la pérdida de carga de
diseño se encuentren dentro de la zona de rendimiento óptim
o especificado por el fabricante:��
El caudal nom
inal será igual al caudal de diseño del circuito��
La presión de la bomba debería com
pensar la pérdida de carga del circuito correspondiente
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La pérdida de carga total del circuito primario, con colectores tipo parrilla, nor-
malm
ente está comprendida entre 1 y 2,5 m
ca y las potencias eléctricas de las bom
bas suelen estar comprendidas entre 20 y 80W
.E
stas bombas pueden tener conm
utación manual de varias velocidades de rota-
ción que proporcionan distintas curvas de funcionamiento y, en el caso en que el
cálculo de las pérdidas de carga no sea muy fiable, no conviene seleccionar una
bomba a la velocidad m
áxima. P
or el contrario, estas soluciones pueden aumen-
tar el consumo eléctrico.
6.3.5 A
ccesorios del circuito hidráulico
# ������� �����
Es el dispositivo que absorbe las variaciones de volum
en y presión en un circuito cerrado causadas por las variaciones de tem
peratura del fluido circulante. Es un
depósito dividido en dos partes por medio de una m
embrana elástica. A
un lado de la m
embrana esta el fluido de trabajo correspondiente en estado liquido y en
el otro aire o un gas inerte como el nitrógeno. A
l dilatarse el fluido aumenta la
presión y la mem
brana se desplaza comprim
iendo el aire del otro lado.La presión inicial en el lado aire viene precargada por el fabricante pero debe ser ajustada a las condiciones de la instalación. S
e recomienda que la presurización
se realice con nitrógeno ya que el uso de aire, por la mezcla de oxigeno y hum
e-dad que incorpora, puede oxidar el interior y reducirla vida útil del m
ismo.
Se debe poner especial atención a la resistencia de la m
embrana a los com
po-nentes anticongelantes así com
o a su resistencia a la temperatura y esfuerzos
mecánicos correspondientes. E
n cualquier caso, el sistema de expansión debe
ser de calidad alimentaria en el circuito de consum
o.H
ay que destacar la importancia del sistem
a de expansión para la fiabilidad de los circuitos prim
arios de los SS
T y es por ello que se recom
iende realizar su se-lección entre com
ponentes de reconocida calidad, con características de diseño y operación holgadas para la situación de que se trate y calculado, con el proce-dim
iento indicado anteriormente, utilizando valores no ajustados de las condicio-
nes de funcionamiento.
#��>�� ��������
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Se em
plean para abrir o cerrar el paso de fluido a través de una cañería lo que perm
ite independizar componentes aislándolos del resto del circuito. S
e deben instalar válvula de corte a la entrada del acum
ulador solar y opcionalmente se
pueden utilizar en el circuito primario, en la im
pulsión y retorno de colectores pero cuidando que no se pueda interrum
pir el circuito que une los colectores con expansión y seguridad. T
ambién se pueden utilizar, junto con la de entrada al
acumulador, para configurar el bypass del S
ST
.E
s importante analizar los circuitos para no instalar m
ás válvulas de corte de las estrictam
ente necesarias, ya que su uso indiscriminado, adem
ás del mayor costo
que representan, produce mayores pérdidas térm
icas y puede introducir más ries-
gos de fallas.
#��>�� ���������
Se utilizan para expulsar fluido de trabajo al exterior del circuito y así evitar pre-
siones más elevadas. S
on válvulas de resorte y el obturador permanece cerrado
por la acción de un muelle. C
uando la presión del fluido es superior a la que ejer-ce el resorte, éste cede y el obturador se desplaza dejando pasar fluido.S
e debe instalar, como m
ínimo, una válvula de seguridad en cada uno de los cir-
cuitos cerrados de la instalación: primario y otra en el acum
ulador de consumo.
La posición de las válvulas de seguridad y la conducción del escape debería ga-rantizar que, en caso de descarga, no se provoquen accidentes o daños. P
ara ello, los escapes de las válvulas de seguridad deberán estar conducidos para proteger la seguridad de las personas. La conducción a los desagües debería ser visible para poder com
probar la salida de fluido y en caso de evacuación a redes del edificio, deberá verificarse la resistencia de las m
ismas a la alta tem
peratura del fluido.
#��>�� �������������
Impide el paso de fluido en un sentido y perm
ite la circulación en el otro. Suelen
ser de clapeta, ya que las de muelle o de disco tienen m
ás pérdida de carga y es im
portante limitarla. S
e deben instalar válvulas de retención o antirretorno en la alim
entación de agua fría y en el circuito primario para evitar flujo inverso.
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#��>�� ���> �� ������ ?��
Se deben instalar válvulas de vaciado que perm
itan el vaciado total de la insta-lación y deben estar conducidas, de form
a visible, hasta la red de drenaje del edificio. E
n pequeños SS
T se utilizan a veces éstas para el llenado del circuito
primario. Las cañerías de drenaje dispondrán de las pendientes necesarias para
que no existan retenciones de líquido en todo su recorrido.
#��>�� ��
���� � �����������
Son válvulas de tres vías que perm
iten regular la temperatura de salida del agua
caliente y funcionan mezclando agua a dos tem
peraturas diferentes, normalm
ente una procedente del S
ST
o del sistema auxiliar y otra de la red de agua fría.
6.3.6 E
quipo de llenadoS
i el fluido es una mezcla anticongelante, el sistem
a de llenado podrá ser:��
Con una bom
ba de presión desde un depósito auxiliar y utilizando las dos co-nexiones instaladas a am
bos lados de la válvula de corte para recircular el fluido y extraer el aire.
��C
on bomba de presión sin recirculación, eléctrica o m
anual, realizar la cone-xión por la parte inferior del circuito (se puede preparar y utilizar la válvula de vaciado) y dejando abierta la parte m
ás alta para facilitar la salida de aire.��
Manual por gravedad utilizando un em
budo y una conexión que garantice que se va a alcanzar el nivel de fluido del circuito; asim
ismo, prever la salida fácil
del aire.S
i el sistema de llenado es con agua de red, se debe disponer com
o mínim
o, una válvula de retención y otra de corte, pero es recom
endable instalar un filtro, un reductor de presión y un contador de caudal.
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6.3.7 S
istemas de purga
La mejor solución para la purga de aire es un único purgador m
anual situado en la parte m
ás alta del circuito primario que disponga de botellín de desaire (un pe-
queño volumen por encim
a del colector) y una válvula de corte manual.
Cuando se instalen purgadores autom
áticos de aire, siempre se instalarán con
una válvula de corte que permita cortar su conexión con los circuitos para evitar
problemas si se produce la vaporización del fluido de trabajo.
Los acumuladores norm
almente pueden ser purgados fácilm
ente a través de la línea de consum
o de AC
S y no es necesario ningún sistem
a de purga adicional.
'��"����������
(��������!(�!�������������������� ����� ����"���
����
6.4 E
quipos de medida
Adem
ás de los elementos de m
edida de tipo electrónico que las instalaciones puedan disponer integrados en el sistem
a de control, el SS
T debe disponer de
elementos de m
edida necesarios para visualizar directamente los principales pa-
rámetros funcionales y estos son, fundam
entalmente, tem
peraturas y presiones.
Termóm
etroLos term
ómetros bim
etálicos proporcionan la temperatura de los circuitos y acu-
muladores con precisión suficiente y se deben utilizar, m
ejor que los de contac-to, los de inm
ersión con vainas. En el circuito prim
ario se recomienda em
plear term
ómetros con escala de 0 a 120 ºC
; en el circuito de consumo pueden ser de
fondo de escala inferior.P
ara medida de tem
peraturas se deberían disponer termóm
etros en:1. La parte m
ás alta del acumulador que es la referencia de la tem
peratura dis-ponible para su utilización y perm
ite controlar el correcto funcionamiento del
proceso de calentamiento del agua del interior del acum
ulador.
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2. La entrada y salida del campo de colectores, sabiendo que se m
iden tempera-
turas de calentamiento m
ientras la bomba esté funcionando. C
uando se para la bom
ba circuladora, la temperatura de las tuberías evoluciona hacía la del
ambiente del lugar donde estén ubicados; cuando esto no ocurra se deben
analizar posibles flujos inversos.
Manóm
etrosE
l manóm
etro se utiliza para la medida de la presión del circuito prim
ario y, nor-m
almente, deben disponer de una esfera de 60/80 m
m y escala graduada de 0 a
6 bar.P
ara la medida de presión, se suele instalar en un lugar próxim
o y asociado al sistem
a de expansión y a la válvula de seguridad aunque, a efectos de la medi-
da, no es relevante su posición.
Caudalím
etros y rotámetros
Los caudalímetros perm
iten la medida de caudal y deben tener un diám
etro idén-tico o inferior a la cañería en donde irá instalado. Las m
ediciones de caudales se pueden realizar m
ediante turbinas, medidores de flujo m
agnético, medidores de
flujo de desplazamiento positivo o procedim
ientos gravimétricos. S
e suele insta-lar un contador de agua en la entrada de agua fría al S
ST
(sólo o como parte de
contador de calorías) y un rotámetro en el circuito para realizar la regulación de
caudal del mism
o.
Contadores de calorías
Los contadores de calorías o medidores de energía térm
ica deben estar constitui-dos por los siguientes elem
entos:��
Medidor de caudal de agua
��D
os sondas de temperatura
��M
icroprocesador electrónico, montado en la parte superior del contador o se-
paradoLa posición del m
edidor y de las sondas define la energía térmica que se m
edirá. E
l microprocesador podrá estar alim
entado por la red eléctrica o mediante pilas
con una duración de servicio mínim
a de 3 años. El m
icroprocesador multiplicará
la diferencia de ambas tem
peratura por el caudal instantáneo de agua y su peso específico. La integración en el tiem
po de estas cantidades proporcionará la can-tidad de energía.
� ���
���-����
������������/� ����
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6.5 E
quipo de control
Para el control de funcionam
iento normal de la bom
ba del circuito primario se
recomienda utilizar un sistem
a de control de tipo diferencial, actuando en función del salto de tem
peratura entre la salida de colectores y el sistema de acum
ula-ción solar.E
l sensor que refleje la temperatura de salida de los colectores se debe colocar
en la parte interna y superior de éstos, en contacto con el absorbedor o a la sali-da de la batería de colectores solares.E
l sensor de temperatura del acum
ulador solar se debe situar en la parte inferior del m
ismo, en una zona influenciada por la circulación del circuito prim
ario y, en el caso de usar un intercam
biador de tipo serpentín, se recomienda ubicarlo en la
parte media de la altura intercam
biador.C
omo función de protección de la instalación se suele lim
itar la temperatura
máxim
a del acumulador para lo que se utilizará un sensor de tem
peraturas, pre-ferentem
ente situado en la parte alta del mism
o, que actuará anulando el aporte de energía. C
omo esta lim
itación de temperatura del acum
ulador siempre supone
una reducción de las prestaciones de la instalación solar, se procurará que sea a la tem
peratura de consigna más alta posible.
Cuando la protección contra heladas sea m
ediante circulación del circuito prima-
rio, se utilizará la señal de un sensor de temperaturas situado en los colectores,
que actuará sobre la bomba del circuito prim
ario para mantener la circulación en
el mism
o.E
l control debe incluir señalizaciones visibles de la alimentación del sistem
a y del funcionam
iento de bombas. E
s recomendable el uso de controladores que
muestren la tem
peratura de los sensores, así como aquellos que, adicionalm
ente, m
uestren la temperatura del fluido en la entrada al cam
po de colectores para ob-servar el salto de tem
peraturas.
Instalación
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7 IN
STA
LAC
IÓN
7.1 Inform
ación previa y planificaciónE
l TS
que va a realizar la instalación tiene que recibir, aunque también la puede
realizar él mism
o, la documentación necesaria y apropiada para la ejecución de
la instalación. Aunque pueden existir otros docum
entos, al menos, incluirá:
��La M
emoria D
escriptiva completa con los anexos de planos y esquem
as nece-sarios
��U
na lista de componentes y m
ateriales necesarios��
Los Requerim
ientos o Condiciones previas del m
andante y la normativa aplica-
ble��
La programación o hitos a cum
plir y los requisitos para la Planificación de la
InstalaciónLa lista de m
ateriales deberá incorporar todos los componentes que se deben in-
cluir en el suministro ya sean propios del equipo solar o necesarios para su m
on-taje y conexión. S
e indica a continuación un posible formato a em
plear para lista de m
ateriales:
(i) Marcar com
ponentes incluidos en el suministro del equipo solar dom
éstico
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En cualquier caso, el T
S debe disponer de una lista de chequeo de dicha docu-
mentación y de otras com
probaciones previas como se indica a continuación:
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Se adopta el criterio de que el T
S es distinta persona que el profesional o técnico
que ha visitado la vivienda por primera vez, que ha diseñado la instalación o ha
seleccionado el sistema prefabricado y que ha tratado con el usuario y, por tanto,
se organiza el proceso como si fuera la prim
era información que recibe. S
i fuera la m
isma persona el procedim
iento sería más sencillo y fácilm
ente adaptable a partir de éste.D
e acuerdo con el criterio anterior, el TS
tiene que dedicar una parte “suficiente y adecuada” de tiem
po a estudiar y comprender la instalación, los distintos com
-ponentes así com
o todos los factores que intervienen; ahorrará tiempo y otros
recursos y evitará fallos durante el montaje. T
odo lo que sea necesario y que no se le haya definido, lo tendrá que decidir él.E
l estudio debe completarse con el análisis logístico de:
��D
isponibilidad y plazos de suministro de m
ateriales��
Especialidades que intervienen (gasfitería, albañilería, etc.)
��Listado de herram
ientas (de montaje, de pruebas, etc.)
��E
quipos de transporte y elevación
Con todo ello, el T
S define e incorpora la organización del m
ontaje:��
Procedim
iento de trabajo��
Planificación del trabajo, siendo m
uy importante la coordinación de los dife-
rentes roles que puedan intervenir. Com
o este tipo de instalación suele ser un m
ontaje de corta duración es fundamental la planificación previa y el ajuste de
fechas con el usuario adoptando los márgenes de seguridad necesarios
����������
������������������������������������������������E
l TS
, antes de empezar el m
ontaje de la instalación y con el visto bueno del usuario, debe realizar el replanteo de la m
isma para com
probar, verificar y dar conform
idad a que se puede realizar todo el montaje de la instalación recogida
en el proyecto. En particular:
��U
bicación y espacios disponibles para colector y acumulador
��P
revisiones de espacios para el trazado de circuitos��
Colocación del resto de com
ponentes de la instalación��
Soluciones para la sujeción de estructura y otras ayudas de albañilería
��P
untos y formas de conexión con los circuitos de agua y el sistem
as de apoyo��
Procedim
ientos de montaje previstos
��M
edios auxiliares necesarios para la correcta ejecución de la instalación��
Accesibilidad a toda la instalación tanto para el m
ontaje como para operacio-
nes posteriores de mantención
@G+�#
���K�� �������� ����� � ����U
na vez realizada la instalación se puede proceder a su inspección y verificación que podrá desglosarse en dos conceptos:��
Inspección de que se cumplen todos los requisitos de la M
emoria y resto de la
documentación. S
e puede utilizar los mism
os documentos com
o plantillas��
Verificación de la correcta calidad de la ejecución pudiendo utilizarse la si-
guiente lista de comprobación:
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Pruebas, puesta en marcha y recepción
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8 P
RU
EB
AS
, PU
ES
TA E
N M
AR
CH
A Y
RE
CE
PC
IÓN
Una vez term
inada la instalación, verificada su correcta ejecución de acuerdo con la lista de com
probación anterior y después de realizadas las pruebas mecáni-
cas, se puede realizar la puesta en marcha y las pruebas de funcionam
iento para verificar que funciona de la form
a prevista.
8.1 P
ruebas mecánicas de los circuitos
Después de term
inar la instalación es necesario limpiar todos los circuitos hi-
dráulicos y realizar las pruebas mecánicas de estanqueidad y estancam
iento.
8.2 Llenado, purga y presurización
Una vez realizadas las pruebas, los circuitos están listos para que se puedan lle-
nar de fluido, purgar de aire y dejarlos a la presión de trabajo, preparados para em
pezar a funcionar. A continuación se detalla el proceso de llenado para una
instalación típica. El orden norm
al para el llenado de las partes del sistema es,
en primer lugar, acum
ulador y circuito de consumo y por últim
o el circuito prima-
rio. Es im
portante en todas estas operaciones seguir el manual de instrucciones
del SS
T.
En función del fluido de trabajo y del sistem
a de llenado disponible hay que con-siderar:1. S
i el fluido es una mezcla anticongelante, se debe haber calculado el volum
en del circuito determ
inando la proporción de anticongelante en función de las tem
peraturas mínim
as históricas. Se debe preparar la cantidad de m
ezcla anti-congelante que va a ser necesaria antes de introducirla en el circuito:
��S
i el sistema de llenado es con bom
ba de presión desde un depósito auxiliar y se realiza el llenado del circuito prim
ario utilizando las dos conexiones insta-ladas a am
bos lados de la válvula de corte, cerrando ésta, alimentando por la
conexión que va hacia los colectores y abriendo la otra válvula para dar salida al aire; tam
bién saldrá fluido que deberá verterse en el mism
o depósito para ser nuevam
ente bombeado. E
sta operación se mantiene hasta que se purgue
todo el aire del circuito y para finalizarla cerrar las 2 válvulas de conexión ex-terior y abrir la válvula de corte interm
edia.
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��S
i el llenado se realiza con bomba de presión sin recirculación, eléctrica o
manual, realizar la conexión por la parte inferior del circuito y dejar abierta la
parte más alta para facilitar la salida de aire.
��S
i el llenado es manual por gravedad utilizar un em
budo y una conexión que garantice que se va a alcanzar el nivel de fluido del circuito; asim
ismo, dejar
abierta una válvula en la parte más alta para facilitar la salida de aire.
2. Si el sistem
a de llenado es con agua de red, abrir la válvula de alimentación y
abrir los purgadores de aire manuales para facilitar que salga el aire y entre
el agua, cerrándolos cuando se vea que sale agua sin aire. Si los purgadores
son automáticos conviene desm
ontarlos para que esta operación dure menos
tiempo.
Una vez llenos de fluidos y purgados de aire, todos los circuitos deben presuri-
zarse hasta la presión mínim
a de trabajo. Antes de realizar esta operación veri-
ficar el correcto posicionamiento de todas las válvulas de los sistem
as de purga para asegurar que los circuitos van a quedar estancos.
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8.3 P
uesta en marcha
Antes de dejar funcionando el sistem
a en su modo norm
al y automático de ope-
ración se debe realizar la puesta en marcha utilizando el encendido m
anual que perm
ite calibrar el sistema de control, ajustar el sistem
a de distribución de agua así com
o realizar las verificaciones finales que se indican.
8.4 P
ruebas de funcionamiento
Después de que el sistem
a se encuentra en modo autom
ático se procede a rea-lizar las pruebas de funcionam
iento para verificar que el sistema opera correc-
tamente bajo las distintas condiciones. D
entro de estas pruebas se encuentran
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1) el encendido y apagado diario, 2) los procesos de calentamiento y evolución
diaria de temperaturas, 3) la entrega de agua caliente y 4) los sistem
as de pro-tección de la instalación.A
demás se refieren las com
probaciones globales que son las relacionadas con las prestaciones energéticas del S
ST
y están muy relacionadas con los equipos
de medida que se dispongan en la instalación.
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8.5 R
ecepciónLa ejecución de la instalación term
ina con la entrega del SS
T al usuario com
pro-bando que está de acuerdo con lo especificado inicialm
ente. Hasta este m
omento
el instalador es responsable de su estado y funcionamiento pero a partir de la re-
cepción la responsabilidad pasa al usuario que empieza a utilizarla norm
almente.
El instalador, salvo orden expresa, entregará la instalación llena y en funciona-
miento que será com
pletamente explicado al usuario o en quién éste delegue.
Para realizar la recepción del S
ST
por parte del usuario, y entrega por parte del instalador, adem
ás de la instalación completa, deberían estar realizadas todas
las pruebas mecánicas, la puesta en m
archa, calibración, ajustes y pruebas de funcionam
iento. Todos los resultados quedarán reflejados en el acta, incluso las
pruebas no realizadas que se podrán realizar con posterioridad.E
l acto de recepción quedará formalizado por un acta donde figuren todos los
intervinientes, además del usuario y el instalador podría participar el proyectista,
y en la que se formalice la entrega conform
e de la documentación referida a con-
tinuación:S
i la instalación es un sistema prefabricado, el usuario recibe la M
emoria D
es-criptiva que incluye toda la docum
entación disponible:��
Manual del U
suario��
Condiciones de integración a la vivienda
��R
esultados de las pruebas realizadasS
i la instalación es un sistema a m
edida, el usuario recibe el proyecto realizado con la docum
entación desarrollada:��
Mem
oria Técnica de la instalación
��P
lanos definitivos, comprendiendo, com
o mínim
o: esquema de principio, situa-
ción de todos los componentes, trazados de tuberías y sistem
a eléctrico y de control
��R
elación de todos los componentes y equipos em
pleados, indicando fabrican-te, m
arca, modelo y características de funcionam
iento��
Resultados de las pruebas realizadas
��M
anual de instrucciones: uso, vigilancia y mantención
A partir del acta de recepción provisional, el usuario podrá solicitar la subsana-
ción de cuantas anomalías o defectos se detecten o incluso pruebas adicionales
cuya reclamación debería ser notificada form
almente. T
ras la recepción se inicia el periodo de m
antención así como entran en vigor la garantía y los seguros que
sean de aplicación.
Operación, uso y m
antención
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TEN
CIÓ
N
El S
ST
está diseñado para operar de manera autom
ática, por lo que el arranque, parada y las funciones de protección se deben realizar en los m
omentos ade-
cuados que sólo dependen de las condiciones meteorológicas y del consum
o de agua caliente. La operación autom
ática de la instalación no requiere ninguna in-tervención del usuario ni de ningún técnico.D
ebido a la existencia del sistema auxiliar, y m
ientras esté conectado, siempre
habrá agua caliente disponible en los puntos de consumo y, m
uchas veces, el usuario no observará directam
ente las fallas del sistema por lo que es necesario
hacer un seguimiento específico del correcto funcionam
iento de la instalación y para ello siem
pre se debe disponer un plan de vigilancia que más adelante se
describe.
9.1 Inform
ación al usuarioP
ara el correcto funcionamiento de la instalación solar es im
portante que el usuario de la m
isma conozca las condiciones de funcionam
iento, los componen-
tes de la mism
a y los criterios fundamentales para su m
ejor aprovechamiento.
Es recom
endable disponer de una información de uso que deberá contener la fi-
losofía del consumo sostenible de agua caliente, con el nivel de detalle necesario
para su mejor com
prensión y que, en forma de recom
endaciones, le informe que:
��E
l consumo racional del agua caliente está asociado a un determ
inado nivel de cultura y lleva im
plícito un ahorro tanto de agua como de energía
��Las form
as de consumo que ahorran agua y energía así com
o las temperatu-
ras más apropiadas.
��La disponibilidad de la instalación solar no significa que el agua caliente se pueda despilfarrar porque sea “gratis”
��E
l correcto funcionamiento de la instalación solar y del sistem
a de apoyo, ex-plicando lo que aporta cada parte a las necesidades totales.
En líneas generales no hay que cam
biarle las costumbres al usuario, com
o mu-
chas veces se ha pretendido, sólo hay que transmitirle la realidad del funciona-
miento, sus ventajas y sus lim
itaciones. A esos efectos se adjunta a continuación
un ejemplo de los criterios que se pueden transm
itir en relación con los efec-tos del consum
o en las prestaciones del S
ST
:S
i el consumo es el previsto el equipo
solar proporcionará la energía suficiente para cubrir hasta un 60-80%
de las nece-sidades y funcionará con un rendim
ientoadecuado.E
n el ejemplo, realizado para un consu-
mo m
edio diario de 200 litros, se consu-m
en anualmente 2.628 kW
h y el equipo solar aporta 1.780 kW
h o sea que la con-tribución solar m
edia anual es del 68%
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Si
el consum
o fuera
inferior al
previs-to (supongam
os la mitad) el equipo so-
lar proporcionará menos energía pero le
dará mayor contribución solar.
En el ejem
plo, para un consumo de agua
de 100 litros/día, el consumo anual de
energía sería de 1.314 kWh y el equipo
aportaría 1.173 kWh, es decir, casi un
90%.
Las temperaturas de funcionam
iento son m
ás altas y disminuye algo el rendim
ien-to. E
l consumo de energía auxiliar se re-
duce.S
i el
consumo
es superior
al previsto
(supongamos el doble) la instalación so-
lar le proporcionará más energía pero le
dará menor contribución solar.
En el ejem
plo, para un consumo de agua
de 400 litros/día, el consumo anual de
energía sería
de 5.256
kWh
año y
el equipo aportaría 2.129 kW
h, o sea, algo m
ás del 41 %.
Las temperaturas de funcionam
iento son m
ás bajas y aumenta el rendim
iento del equipo solar pero aum
enta significativa-m
ente el consumo de energía auxiliar.
9.2 P
lan de vigilanciaE
l plan de vigilancia del SS
T es el procedim
iento que permita asegurar que los
valores operacionales de la instalación son correctos y que las prestaciones son adecuadas a las previsiones. E
n función de las características de la instalación, del sistem
a de medida disponible y el tipo de usuario, se establecen los indicado-
res de control que, normalm
ente, deben ser supervisados por él mism
o.E
l plan de vigilancia debe establecerse para cada instalación y puede haber dis-tintos niveles operativos: desde un plan de vigilancia básico de sim
ple control de funcionam
iento hasta uno automático que proporcione señales de alarm
a cuando algo falla o incluso hasta un plan de vigilancia com
pleto que supervise constan-tem
ente todos los parámetros de funcionam
iento. Norm
almente éste últim
o sola-m
ente se aplica en grandes instalaciones.E
n pequeñas instalaciones la vigilancia suele ser una actividad muy sencilla que,
aunque algunas operaciones deberían hacerse diariamente, la experiencia de-
muestra que la periodicidad se puede cam
biar a varios días o hasta semanas
y meses, cuando se tenga seguridad del correcto funcionam
iento. En cualquier
caso, cuando se detecte algún problema durante el proceso de vigilancia se de-
berán aplicar los procedimientos de actuación ante avisos de fallos previstos en
los manuales correspondientes hasta encontrar la posible causa y su solución.
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El T
S debe definir y entregar un form
ato específico del plan de vigilancia para cada S
ST
y dar los valores de referencia para su adecuado seguimiento. U
n posi-ble form
ato se indica a continuación:
9.3 M
antenciónE
s necesario realizar la mantención del S
ST
para que siempre funcione correcta-
mente y conseguir una vida útil de todos los com
ponentes lo más larga posible;
por ello se recomienda disponer de un plan de m
antención preventiva y un proce-dim
iento de actuación correctivo si hubiera aviso de fallas.La m
antención preventiva implicará operaciones de inspección visual (IV
), control de funcionam
iento (CF
) de cada uno de los elementos y otras actuaciones que
permiten m
antener dentro de límites aceptables las condiciones de funcionam
ien-to, prestaciones, protección y durabilidad de la instalación. S
e debería realizar al m
enos una vez al año.E
l plan de mantención correctiva contem
pla todas las operaciones necesarias para resolver las fallas y problem
as que entorpecen el adecuado funcionamiento
del SS
T, generalm
ente detectadas durante el plan de vigilancia o la mantención
preventiva.
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