energia solar tèrmica
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Energia Solar TèrmicaTRANSCRIPT
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ENERGIA SOLAR TRMICAENERGIA SOLAR TRMICAENERGIA SOLAR TRMICAENERGIA SOLAR TRMICA
Sergi Bermdez Morata
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CONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOS1. Introduccin a la energa solar1. Introduccin a la energa solar2. Conceptos bsicos de radiacin solar3 El t d i t l i l3. Elementos de una instalacin solar4. Dimensionamiento de instalaciones 5. Tipologas y esquemas principales6 Normativa aplicable6. Normativa aplicable7. Ejemplo terico-prctico8. Mantenimiento en una instalacin9. Visita a una instalacin real9. Visita a una instalacin real
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IntroduccinIntroduccinIntroduccinIntroduccin
Instalaciones de energa solar: instalaciones
n
Instalaciones de energa solar: instalaciones que transforman la radiacin solar en energa til para el consumo humano
d
u
c
c
i
energa til para el consumo humano. Dos tipologas principales segn el uso: Energa trmica
n
t
r
o
d
Energa trmica Energa elctrica (fotovoltaica)
La fuente de energa utilizada es la radiacin
1
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I La fuente de energa utilizada es la radiacin solar que se clasifica como energa de flujo ventajas e inconvenientesj
Actualmente la tecnologa ms eficiente es la trmica con rendimientos entre el 30 y el y65%
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MotivacinMotivacin de lasde las instalacionesinstalacionesMotivacinMotivacin de las de las instalacionesinstalaciones
Partic lares interesados
n
Particulares interesados: Motivaciones ecolgicas
d
u
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c
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Ahorro econmico Edificios pblicos: demostrativo
n
t
r
o
d
Edificios pblicos: demostrativo Edificios singulares: imagen de empresa
C t i f t d l l
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I Construcciones afectadas por la ley
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SituacinSituacin deldel mercadomercadoSituacinSituacin del del mercadomercado
Crecimiento del uso exponencial de la
n
Crecimiento del uso exponencial de la tecnologa solar trmica. En Catalunya: 2004: 80 000 m2 40 000 casas con ACS solar
d
u
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c
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2004: 80.000 m 40.000 casas con ACS solar 2010:500.000 m2 250.000 casasFUENTE: (Pla de lEnergia a Catalunya)
n
t
r
o
d
Las nuevas normativas favorecen el crecimiento TODOS los nuevos edificios
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I incorporarn energa solar trmica La oferta de material solar est en
expansin y mejora (I+D) Bajan los precios del material (mercados
asiticos)
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SituacinSituacin deldel mercadomercadoSituacinSituacin del del mercadomercado
n
d
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c
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I
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CONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOS1. Introduccin a la energa solar1. Introduccin a la energa solar2. Conceptos bsicos de radiacin solar3 El t d i t l i l3. Elementos de una instalacin solar4. Dimensionamiento de instalaciones 5. Tipologas y esquemas principales6 Normativa aplicable6. Normativa aplicable7. Ejemplo terico-prctico8. Mantenimiento en una instalacin9. Visita a una instalacin real9. Visita a una instalacin real
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RadiacinRadiacin solarsolarRadiacinRadiacin solarsolar La radiacin solar es una onda electromagntica La energa de estas ondas es proporcional a la
frecuencia: E = K f (ecuacin de PlanK)
S
o
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a
r
K: constante de PlanK F: frecuencia [Hz = 1/s]
La longitud de onda se mide en m 0 000001 mci
n
S
La longitud de onda se mide en m = 0,000001 m Banda de frecuencia visible: 0,4 0,7 m
El S lad
i
a
c
El Sol: tiene 109 veces ms radio que la Tierra 300 000 veces ms masa fuente de energa inagotable2
.
R
a
300.000 veces ms masa fuente de energa inagotable est a 150.000.000 km y la radiacin llega en 8 minutos tiene 200.000.000.000.000 de veces la potencia de todas las
centrales del mundo.
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TipoTipo dede energaenergaTipoTipo de de energaenerga La energa solar es una energa de flujo: I t bl Inagotablegratuta y de aprovechamiento local = equilibrio social
y territorial
S
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yecolgica (no emite SO2, CO2, CO..., no genera
residuos)Inconvenientes:c
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Inconvenientes: llega de forma discontnua y con poca densidadno se puede controlar (on/off)
a
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no se puede controlar (on/off)equipos caros (amortizacin unifamiliar 7-12 aos)se necesita de energa auxiliar de combustin (fsil o
bi )
2
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R
a
biomassa)
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RadiacinRadiacin solarsolarRadiacinRadiacin solarsolar Constante solar media:
1.353 W/m2 La atmsfera hace de
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filtro: reflexin, transmisin y absorcin.
c
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S
La energa transmitida:Directa
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Difusa (cambio de direccin)
La radiacin es2.
R
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La radiacin es modificada por el entorno (tierra nieveentorno (tierra, nieve, paredes...)
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Radiaci solarRadiaci solarRadiaci solarRadiaci solar La declinacin de la Tierra nos ofrece las estaciones
meteorolgicas segn la inclinacin de los rayos incidentesL t t i l bi d dS
o
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r
La trayectoria solar cambia cada da La radiacin incidente cambia a lo largo del da
c
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S
La radiacin disponible depende del lugar geogrfico Con cielo despejado:
2ad
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Radiacin mxima: 750 1000 W/m2 10-20 % difusa
Con nubes:2.
R
a
Con nubes: Radiacin mxima: 200 500 W/m2 20-90 % difusa 20 90 % difusa
Valores estndar de referencia en Espaa: 1000 W/m2
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RadiacinRadiacin solarsolarRadiacinRadiacin solarsolar La densidad de energa solar se mide en:
MJ/m2 o kWh/m2 o kcal/m2(1 kWh = 3,6 MJ; 1 MJ = 240 kcal)
S
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Para realizar los clculos se utilizan datos de radiacin solar en das medios de cada mes
i t i li i MJ/ 2/dci
n
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para una cierta inclinacin: MJ/m2/da Fuentes:
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c
Tablas de radiacin de Censolar (para Comunidades, PCT IDAE)Atlas de Radiacin Solar de Catalunya (ICAEN2
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R
a
Atlas de Radiacin Solar de Catalunya (ICAEN, formato digital: f-Chart)Otros... (datos experimentales extrapolando)Otros... (datos experimentales extrapolando)
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RadiacinRadiacin solarsolarRadiacinRadiacin solarsolarS
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RadiacinRadiacin solarsolarRadiacinRadiacin solarsolarS
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RadiacinRadiacin solarsolarRadiacinRadiacin solarsolarS
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RadiacinRadiacin solarsolarRadiacinRadiacin solarsolarS
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RadiacinRadiacin solarsolarDatosDatos:
50 litros de agua a 12C 1 m2 captacin (horizontal)rendimiento global
S
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rendimiento global instalacin 50%1 da de funcionamiento con radiacin global media
c
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S
radiacin global mediacapacidad calorfica del agua:
1 kcal/ C / kg
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c
1 kcal/ C / kg
Clculo: 14 MJ/m2/da x 1 da x 1 m2 x
2
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R
a
16 MJ/m2/dia50% = 7 MJ de energa solar aprovechada7 MJ x 240 kcal/MJ = 1680
15 MJ/m2/dia
14 MJ/m2/dia
kcalEquivale a un aumento de 34CRADIACIN SOLAR
ANUAL MEDIA 14 MJ/m2/dia
13 MJ/m2/diaResultado:
50 litros de agua a 46CANUAL MEDIA (superfcie horizontal)
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TrayectoriaTrayectoria solarsolar inviernoinviernoTrayectoriaTrayectoria solar solar inviernoinvierno
OesteAltura mxima: OesteAltura mxima:A=0 (sur)h=2513h (12h
S
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13h (12h solar)
c
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S
Ah
Sur Norte
a
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c
2
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R
a
Este
A=53h=49h (8h solar)
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TrayectoriaTrayectoria solarsolar veranoveranoTrayectoriaTrayectoria solar solar veranoverano
O tAltura mxima: Oeste
S
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r
Altura mxima:A=0 (sur)h=7114h (12h
c
i
n
S
14h (12hsolar)
Sur Norte
a
d
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a
c
A
h
2
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R
a
A=116
Este
A=116h=47h (5h solar)
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SombrasSombrasSombrasSombras
Oeste
S
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c
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Sur Norte
a
d
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Este
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CONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOS1. Introduccin a la energa solar1. Introduccin a la energa solar2. Conceptos bsicos de radiacin solar3 El t d i t l i l3. Elementos de una instalacin solar4. Dimensionamiento de instalaciones 5. Tipologas y esquemas principales6 Normativa aplicable6. Normativa aplicable7. Ejemplo terico-prctico8. Mantenimiento en una instalacin9. Visita a una instalacin real9. Visita a una instalacin real
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CONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOS1. Introduccin a la energa solar1. Introduccin a la energa solar2. Conceptos bsicos de radiacin solar3 El t d i t l i l3. Elementos de una instalacin solar4. Dimensionamiento de instalaciones 5. Tipologas y esquemas principales6 Normativa aplicable6. Normativa aplicable7. Ejemplo terico-prctico8. Mantenimiento en una instalacin9. Visita a una instalacin real9. Visita a una instalacin real
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Captador solarCaptador solaro Captador solarCaptador solarTiene muchas caractersticas constructivas y de funcionamiento
diferentes que lo definen:
o
n
a
d
o
diferentes que lo definen: sistemas de aislamiento:
material aislante "al vaco"
m
e
n
s
i
o
diferentes sistemas de trasmisin de calor: radiacin solar absorcin en el absorbedor conduccin al fludo
caloportador radiacin solar absorcin en el absorbedor cambio de fase lquido/vapor
4
.
D
i
m
radiacin solar absorcin en el absorbedor cambio de fase lquido/vapor de un fludo conduccin al fludo caloportador
diferentes tamaos (1 m2 hasta los 2,6 m2...) diferentes materiales y sistemas constructivos:
o
s
/
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absorbedor de cobre recubrimientos: pintura negra o tratamientos especiales (TINOX,...) soldadura absorbedor conductos (buen contacto) caja bien finalizada (prdidas por conveccin purga de humedades)
m
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n
t
o
caja bien finalizada (prdidas por conveccin, purga de humedades) aislantes de calidad y gruesos apropiados
diferentes sistemas de posicin, fijacin y conexin: vertical u horizontal
3
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E
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e
m
conexin lateral o conexin con flexo bocas para purga (AIRE!!) y vaciado fijacin estructura estndar o estructura de construccin propia
3
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Captador SolarCaptador Solaro
Rendimiento (): El rendimiento de esta "mquina viene expresada por una curva en
o
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a
d
o
funcin del salto trmico y unos coeficientes definidosempricamente:
= [ a1 T* ] [ a2 G (T*) ]
m
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s
i
o
= o [ a1 T ] [ a2 G (T ) ]
donde: o: rendimiento ptico, o eficiencia mxima a1 (o k1): coeficiente prdida trmica lineal, W/m K
4
.
D
i
m
a1 (o k1): coeficiente prdida trmica lineal, W/m K(prdidas en la superfcie del colector)
a2 (o k2): coeficiente prdida trmica cuadrtica, W/m K(prdidas en los componentes del colector)
o
s
/
4
(prdidas en los componentes del colector) G (o I): irradiacin solar o intensidad de radiacin, 800 W/m T* = (Tm Ta) / G
m
e
n
t
o
Tambin se puede aproximar a una recta con dos parmetros: = o m T*
3
.
E
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e
m
donde: m (o UL): coeficiente de prdidas global, W/m2 Cm = [ 075 a1 ] + [ 16 (a2 o) ^05 ]
3
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Captador SolarCaptador Solaro
Certificacin de los captadores, por INTA o el CENER.Se debe pedir para realizar los clculos y para confirmar su
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p p y phomologacin.
El fabricante debe dar parmetros bsicos como: caudal recomendado del captador [l/min l/h ]
m
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o
caudal recomendado del captador [l/min, l/h...] prdida de carga [mm.c.a.] volmen de fluido contenido [dm, m...] d l t d [k ]
4
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D
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peso del captador [kg] area de absorcin [m, cm...] presin mxima de servicio [bar, atm ...]
o
s
/
4
El captador llevar una placa visible (CTE) donde conste: nombre y domicilio del fabricante y su anagrama modelo tipo y ao de produccin
m
e
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t
o
modelo, tipo y ao de produccin nmero de serie de fabricacin peso del captador area de absorcin
3
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E
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area de absorcin presin mxima de servicio3
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Captador SolarCaptador Solaro
Tipos: Colector de Placa Plana; con cubierta simple o doble
o
n
a
d
o
Colector de Tubos de Vaco; de flujo directo o tubo de calor Colector de Plstico sin cubierta Colector Cilndrico o Parablico con concentrador
m
e
n
s
i
o
Colector Cilndrico o Parablico con concentrador
4
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t
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Nota: el CTE recomienda en ACS usar colectores con un UL< 10 W/m C
3
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Captador SolarCaptador Solaro
Curvas de Rendimientos segn el tipo de colector:
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4
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s
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4
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3
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Captador solarCaptador solaro Captador solarCaptador solar Los captadores solares son elementos modulares: seo
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a
d
o
Los captadores solares son elementos modulares: se pueden poner tantos como sean necesarios en una instalacin.
m
e
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s
i
o
Se asocian en bateras, y a su vez, stas se unen para crear el campo de captacin.L i i t t d t d d4
.
D
i
m
Las asociaciones tanto de captadores como de bateras se pueden hacer en paralelo o en serie:
o
s
/
4
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n
t
o
3
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E
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3
paralelo serie
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Captador solarCaptador solaro Captador solarCaptador solaro
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o
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Tubos de Captador de
3
Tubos de vaco
Captador de placa plana
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Estructura deEstructura de soportesoporteo Estructura de Estructura de soportesoporte
Permitir las necesarias dilataciones trmicas sin transferiron
a
d
o
Permitir las necesarias dilataciones trmicas, sin transferir cargas que puedan afectar la integridad de los captadores o al circuito hidrulico.
m
e
n
s
i
o
Tiene en cuenta la fuerza del viento: f=pSsenp: presin frontal del vientoS: superfcie del captador
4
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D
i
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S: superfcie del captador: inclinacin del captador
L t d j i d l t d fi i t os
/
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Los puntos de sujecin del captador sern suficientes en nmero, teniendo el rea de soporte y posicin relativa adecuadas, de forma que no se produzcan flexiones en el captador.
m
e
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t
o
Perfiles de acero en L (40x40x5 mm)
U d bl t
3
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E
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Uso de cables tensores.
3
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Estructura deEstructura de soportesoporteo Estructura de Estructura de soportesoporte
Evitar traspasar con el ancoraje la cubierta del edificio (Tacoon
a
d
o
Evitar traspasar con el ancoraje la cubierta del edificio. (Taco qumico)
Cubierta Plana > Dados de hormign (40x40 cm) > deben
m
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s
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o
Cubierta Plana -> Dados de hormign (40x40 cm) -> deben permitir el desage.
Proteccin de la estructura a la corrosin:
4
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D
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Proteccin de la estructura a la corrosin:
En el interior: pinturas (minio o galvanitzado) E l t l it d i i li to
s
/
4
En la costa: galvanitzado por inmersin en caliente
Los topes de sujecin de los captadores y la propia estructura no h b b l t dm
e
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t
o
harn sombra sobre los captadores.
Tornillera y accesorios de acero inoxidable.
3
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E
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y
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Estructura deEstructura de soportesoporteo Estructura de Estructura de soportesoporteo
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4
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s
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Estructura deEstructura de soportesoporteo Estructura de Estructura de soportesoporteo
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TuberasTuberaso TuberasTuberas MATERIALES (CTE): Circuito Primario:
o
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COBRE: el ms aconsejable en instalaciones solaresmuy bueno tcnicamente y muy competitivodos tipos: rgido o flexible
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p gfcil de manipular y fcil soldaduraaguanta la corrosinaguanta sin rebentar una o ms heladas
4
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D
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aguanta sin rebentar una o ms heladasbaja prdida de cargapara grandes instalaciones(>54mm) No cobre
ACERO INOXIDABLE: ms difcil de manipular y soldar
o
s
/
4
ACERO INOXIDABLE: ms difcil de manipular y soldarms pesadomuy caro
Circuito Secundario:
m
e
n
t
o
Circuito Secundario: COBRE ACERO INOXIDABLE (aguas muy cloradas) PLSTICOS: cualidades similares al cobre
3
.
E
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e
m
PLSTICOS: cualidades similares al cobreej. Polietileno reticulado aguanta hasta 120Cfcil manipulacin
3
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TuberasTuberaso TuberasTuberas DIMENSIONAMIENTO: i l id d i it i i 13 15 /o
n
a
d
o
mxima velocidad en circuito primario 13 a 15 m/s en circuito abierto 25 m/s
prdida de carga por metro lineal < 40 mm c a
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i
o
prdida de carga por metro lineal < 40 mm.c.a. dimetro mnimo segn caudal: D = j C^035
on; D = dimetro en cm
4
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D
i
m
C = caudal en m3/hj = 22 para tuberas metlicas
24 t b l tios
/
4
= 24 para tuberas plsticas
Se deben calcular las prdidas de carga que tiene el circuito Se pueden utilizar tablas o bacos
m
e
n
t
o
circuito. Se pueden utilizar tablas o bacos. Dimetros usuales: domstico: de 15 hasta 35 mm de D t y 1 mm de grosor
3
.
E
l
e
m
domstico: de 15 hasta 35 mm de Dext y 1 mm de grosor gran consumo: cualquiera (1 polideportivo municipal hasta 63
mm), segn instalacin.
3
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TuberasTuberaso TuberasTuberas
tabla dimetros segn ca dalon
a
d
o
tabla dimetros segn caudal:
m
e
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s
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o
Distncia (m)
4
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D
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m
Distncia (m) Dimetre mnim (mm) 50 > 50
o
s
/
4 Cabal (l/h) ACER COURE
< 800 < 500 20 18
m
e
n
t
o
800 500 20 18
De 800 a 1500 De 500 a 1500 25 22
3
.
E
l
e
m De 1500 a 2200 De 1500 a 1800 32 28
de 2200 a 4500 De 1800 a 5600 50 42
3
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TuberasTuberaso TuberasTuberaso
n
a
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o
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s
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4
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i
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AislamientoAislamientoo
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o
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s
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o
4
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D
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o
s
/
4
m
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n
t
o
En los tramos exteriores se debe proteger el aislante
3
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E
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e
m
En los tramos exteriores se debe proteger el aislantecon una pintura especial para la proteccin contra los rayos UVA.
3 Tambin hay la opcin del calorifugado (chapa de aluminio), aunque es muy caro.
-
Bomba deBomba de recirculacinrecirculacino Bomba de Bomba de recirculacinrecirculacin
La bomba es el elemento que hace mover el fludoon
a
d
o
La bomba es el elemento que hace mover el fludo caloportador para "transportar" la energa desde el campo de captacin hasta la acumulacin.
m
e
n
s
i
o
p p Para conseguirlo consume una energa elctrica que
transforma en mecnica para vencer las prdidas de carga que sufre un cierto caudal de fludo en las
4
.
D
i
m
carga que sufre un cierto caudal de fludo en las tuberas del circuito hidrulico.
Caractersticas constructivas:
o
s
/
4
Caractersticas constructivas: normalmente de rtor humido (refrigeracin) hierro fundido: para circuitos cerrados
m
e
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t
o
bronce o acero inox: para circuitos de ACS (cal, oxidacin) Caractersticas mecnicas: curva caudal (m3/h) vs prdidas de carga (mm c a )
3
.
E
l
e
m
curva caudal (m /h) vs. prdidas de carga (mm.c.a.) consumo elctrico y potencia pico de arranque (inst. elec.)3
-
Bomba deBomba de recirculacinrecirculacino Bomba de Bomba de recirculacinrecirculacino
n
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o
4
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D
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/
4
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3
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E
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e
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3
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AcumuladorAcumuladoro AcumuladorAcumulador Elemento donde se acumula la energa generada en
l d t ion
a
d
o
el campo de captacin: acumulacin directamente con ACS acumulacin en tanques de inercia (circuito cerrado)
m
e
n
s
i
o
acumulacin en tanques de inercia (circuito cerrado) Recibe la energa mediante un intercambiador: serpentn 1-2 m2 (interacumulador, hasta 1000 l)
4
.
D
i
m
intercambiador de placa plana externo (acer inox): calculado y ensamblado a medida (fabricantes) (a partir de 1000l)
doble envolvente (tank-in-tank) (hasta 700 l)
o
s
/
4
( ) ( ) Combinaciones
Caractersticas fsicas:
m
e
n
t
o
verticales / horizontales (estratificacin!!) mural / de pie bocas de conexin (depsito de derechas o izquierdas)
3
.
E
l
e
m
bocas de conexin (depsito de derechas o izquierdas)
3
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AcumuladorAcumuladoro AcumuladorAcumulador
Aislamiento: para material con coef= 0 04 W/m2/C a 20on
a
d
o
Aislamiento: para material con coef= 0,04 W/m2/ C a 20 C (p.e. espuma rgida de poliuretano) superfcie < 2m2 30mm
m
e
n
s
i
o
superfcie > 2m2 50mm (a partir de unos 1.500 litros) si exterior: + 10 mm
4
.
D
i
m
Materiales (atencin corrosin!!): acero al carbono galvanizado en caliente: deposicin de zinc, ok
h t 60C [LAPESA 600 lit i i 851 ]os
/
4
hasta 60C [LAPESA 600 litros inercia = 851 ]. acero al carbono vitrificado: revestimiento cermico (esmaltado),
ok hasta 70C [LAPESA 500 l = 1.122 ]
m
e
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t
o
acero al carbono con resinas epoxy: similar vitrificado pero aceptavolmenes mayores (coef. dilatacin similar al acero)
acero inoxidable: AISI 316L (Cromo-Nquel-Molibdeno) el mejor
3
.
E
l
e
m
acero inoxidable: AISI 316L (Cromo Nquel Molibdeno) el mejorpara la corrosin [LAPESA 500 l =1.636]3
-
AcumuladorAcumuladoro AcumuladorAcumulador Proceso de fabricacin muy delicado:
o
n
a
d
o
Proceso de fabricacin muy delicado: grandes volmenes (transporte!) soldaduras en caliente pueden estropear el material los revestimientos deben poder dilatar el acero: si no quebraduras!
m
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i
o
los revestimientos deben poder dilatar el acero: si no quebraduras! Proteccin contra la corrosin:
corrosin depende de: T, contenido cal, sales, ... Se forma por deposicin, desgaste y oxidacin del material
4
.
D
i
m
proteccin catdica con nodo de magnesio: hasta volmenes de 1000 l, recambio anual
proteccin catdica con corrientes: sistema de polarizacin inica con CC Consumo elctrico Correx up
o
s
/
4
CC. Consumo elctrico. Correx-up Bocas y entradas:
entrada y salida ACS entrada y salida circuito solar
m
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t
o
entrada y salida circuito solar boca de inspeccin purga de lodos bocas sondas
3
.
E
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m
bocas sondas entrada y salida sistema convencional 3
-
AcumuladorAcumuladoro AcumuladorAcumulador Dimensionamiento:
o
n
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o
en proporcin a los m2 de captacin y segn el desfase entre captacin y consumo.
lmites segn CTE (para ACS): entre 50 i 180 l/m2
m
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i
o
lmites segn CTE (para ACS): entre 50 i 180 l/m el volmen del acumulador auxiliar es siempre
menor que el del solar
4
.
D
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s
/
4
Perode de desfasament Volum dacumulador( l/m2 de collector )
m
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t
o
( l/m2 de col lector )
Coincidncia entre captaci i consum De 35 a 50
Inferior a 24 hores (vivendes, hotels...) De 60 a 90
3
.
E
l
e
m
Entre 24 i 72 hores (processos industrials...) De 75 a 150
Superior a 72 hores (segona vivenda...) a calcular
3
-
AcumuladorAcumuladoro AcumuladorAcumuladoro
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IntercambiadorIntercambiador dede energaenergao IntercambiadorIntercambiador de de energaenerga Donde tiene lugar el intercambio de energa trmica entre el
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o
Donde tiene lugar el intercambio de energa trmica entre el circuito solar y el circuito secundario o de acumulacin.
Tipos: doble pared:
m
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o
doble pared: o rendimiento inferioro poca prdida de cargao hasta 700 litros acumulacin
t
4
.
D
i
m
serpentn: o rendimiento medianoo prdida de carga no negligible (m de tubo lineal)o hasta 1000 litros acumulacin
o
s
/
4
o hasta 1000 litros acumulacin placas:
o rendimiento altoo mucha prdida de carga (mx 3 m.c.a.)
m
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o
o necesita 1 bomba extra conjunto ms caroo Diseo modular: compuesta por placas AISI 316L + bastidoreso Diseo de fbrica: placas electrosoldadas
3
.
E
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IntercambiadorIntercambiador dede energaenergao IntercambiadorIntercambiador de de energaenerga
Potencia de intercambio: Pi [W]> 500 x A [m2]on
a
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Potencia de intercambio: Pi [W]> 500 x A [m ]
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IntercambiadorIntercambiador dede energaenergao IntercambiadorIntercambiador de de energaenergao
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VasoVaso dede expansinexpansino VasoVaso de de expansinexpansin Absorbe las variaciones de volmen del fludo del
circuito debidas a cambios de temperatura
o
n
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d
o
circuito debidas a cambios de temperatura. El fludo del circuito aumenta su volmen, y por
consiguiente aumenta la presin del circuito, cuandose calienta
m
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s
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o
se calienta. Normalmente se utilizan los vasos de expansin
cerrados.
4
.
D
i
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Fabricados en acero, tienen diferentes cualidadessegn el fludo que deben contener.
Tienen una cmara de gas (p e nitrogen) separadaos
/
4
Tienen una cmara de gas (p.e. nitrogen) separada por una membrana flexible.
Se debe dimensionar en funcin del volmen de fludod l i it V 10% Vm
e
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t
o
del circuito: Vmin= 10% Vcircuito Hay otros condicionantes como: la altura, presin del
circuito, % anticongelante,...
3
.
E
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, g ,
3
-
VasoVaso dede expansinexpansino VasoVaso de de expansinexpansino
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FludoFludo caloportadorcaloportadoro FludoFludo caloportadorcaloportador
Agua: para circuitos abiertos Poco utilizados
o
n
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Agua: para circuitos abiertos. Poco utilizados. Problemas de corrosin con la temperatura.
Agua + anticongelante: normalmente un alcohol
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g g(propilenglycol) en una cierta proporcin (%). toxicidad: P primari > P circuit ACS aumento de la viscosidad aumento prdidas de carga
4
.
D
i
m
aumento de la viscosidad aumento prdidas de carga el fludo se dilata ms baja la capacidad calorfica del fludo
o
s
/
4
baja la capacidad calorfica del fludo sube la temperatura de ebullicin
Debe escogerse la proporcin de anticongelante en fm
e
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t
o
funcin de la temperatura mnima histrica del emplazamiento.
Utilizar un grfico T vs %
3
.
E
l
e
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Utilizar un grfico Tcongelacin vs. %anticongelante
3
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FludoFludo caloportadorcaloportadoro FludoFludo caloportadorcaloportadoro
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VlvulasVlvulas yy accesoriosaccesorioso VlvulasVlvulas y y accesoriosaccesorios Vlvula de corte (manual)
Vl l d 2 ( t t ti )on
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Vlvula de 2 vas ( corte automtico) Vlvula de 3 vas (de zona, diferentes circuitos) Vlvula mezcladora termosttica
m
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Vlvula mezcladora termosttica Vlvula antiretorno Vlvula de regulacin de caudal - caudalmetro
4
.
D
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Vlvula de seguridad (tarada a ...) Filtro de colador
P d t ti ( 150 C )os
/
4
Purgador automtico ( 150 C ) Manmetro Termmetro
m
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Termmetro Vainas y sondas Alimentador automtico
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Presostato3
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VlvulasVlvulas yy accesoriosaccesorioso VlvulasVlvulas y y accesoriosaccesorioso
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VlvulasVlvulas yy accesoriosaccesorioso VlvulasVlvulas y y accesoriosaccesorioso
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VlvulasVlvulas yy accesoriosaccesorioso VlvulasVlvulas y y accesoriosaccesorioso
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CentralitaCentralita de controlde controlo CentralitaCentralita de controlde control Un termostato diferencial es el equipo electrnico ms sencillo para el
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o
Un termostato diferencial es el equipo electrnico ms sencillo para el control de la instalacin para aprovechar la energa solar.
Se encarga de verificar la temperatura en los captadores y en el acumulador, y cuando debe pone en funcionamiento las bombas.
m
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s
i
o
Sondas de temperatura: normalmente son PTC o NTC (cambio de resistencia en funcin de la
temperatura)
4
.
D
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1 instalada dentro de la salida del captador (TC) 1 instalada en el depsito en la parte baja (TF)
Actuador: la centralita tiene un rel que se activa cuando la diferencia t l t t d d ll io
s
/
4
entre las temperaturas de sonda llega a una consigna. Se recomienda utilizar un contactor externo a la centralita para protegerla
de sobreintensidades y asegurar la duracin del rel.
m
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Consigna:REL ON SI (TC TF) > 7 CREL OFF SI (TC TF) < 2 C
3
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E
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CentralitaCentralita de controlde controlo CentralitaCentralita de controlde control
Hay muchos modelos de centralitas que incluyen mson
a
d
o
Hay muchos modelos de centralitas que incluyen ms opciones de control. Por ejemplo: PARADA por TF > Tmax
m
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o
p ARRANQUE de sistema de evacuacin de calor si TC > 100C
y TA > Tmax ARRANQUE de bomba si TC < 5 C (antihielo)
4
.
D
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m
ARRANQUE de bomba si TC < 5 C (antihielo) ACTIVA vlvula de zona para dirigir el fludo caloportador al
sistema de calefaccin o refrigeracin por disipador.
o
s
/
4
ARRANQUE instalaci por clula de radiacin Control de velocidad de la bomba para conseguir una
temperatura exacta del fludo caloportador.
m
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p p
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CentralitaCentralita de controlde controlo CentralitaCentralita de controlde controlo
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DisipadoresDisipadores de calorde caloro DisipadoresDisipadores de calorde calor
Disipando el exceso de calor generado por:on
a
d
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Disipando el exceso de calor generado por: Falta de consumo Averas o falta de corriente elctrica
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Sobredimensionamiento superfcie de captacin Necesarios para evitar que: Se produzcan saltos trmicos superiores a 60C entre la temperatura
4
.
D
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Se produzcan saltos trmicos superiores a 60 C, entre la temperatura ambiente y la del colector
Se produzcan presiones elevadas y prdidas de fludo caloportador, obligando a su posterior reposicin
o
s
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4
g p p Corrosiones internas por entradas de agua de la red
Ubicacin: a la salida del campo de captacin
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o
Tipos: AEROTERMOS: los ms utilizados en medianas y grandes
instalaciones
3
.
E
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Disipadores de seguridad por gravedad: para pequeas instalaciones(
-
DisipadoresDisipadores de calorde caloro DisipadoresDisipadores de calorde caloro
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DisipadoresDisipadores de calorde caloro DisipadoresDisipadores de calorde caloro
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ContadorContador dede energaenergao ContadorContador de de energaenerga
Mide la energa producida o consumida: Q= VCeT (kcal)
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Mide la energa producida o consumida: Q= V Ce T (kcal) Segn CTE: obligado en instalaciones > 20 m Ubicacin:
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Circuito primario (aspiracin bomba): mide la produccin solar Circuito secundario (entrada acumulador solar): mide la energa solar
aportada al usuarioF d
4
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D
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Formado por: Contador volumtrico o caudalmetro con emisor de impulsos Dos sondas de temperatura (ida y retorno)
o
s
/
4
Unidad de adquisicin y procesamiento de datos Tipos: Compacto: procesador incorporado al caudalmetro
m
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t
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Compacto: procesador incorporado al caudalmetro Mural: procesador independiente para colocarlo en pared o caja
Se recomienda colocar FILTRO en la boca de alimentacin del contador.
3
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ContadorContador dede energaenergao ContadorContador de de energaenergao
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CONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOS1. Introduccin a la energa solar1. Introduccin a la energa solar2. Conceptos bsicos de radiacin solar3 El t d i t l i l3. Elementos de una instalacin solar4. Dimensionamiento de instalaciones 5. Tipologas y esquemas principales6 Normativa aplicable6. Normativa aplicable7. Ejemplo terico-prctico8. Mantenimiento en una instalacin9. Visita a una instalacin real9. Visita a una instalacin real
-
CaractersticasCaractersticas de los de los tipostipos de de i t l ii t l i
m
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s
instalacionesinstalaciones Aprovechamiento ACTIVO o PASIVO
q
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p Rango de temperatura: T 500 C : alta temperatura
Tipos de sistema:
o
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Tipos de sistema: equipos compactos sistema por elementos (modular)
T
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o Movimiento de la energa: Termosifnico Circulacin forzada
5
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T
Circulacin forzada Fludo caloportador: Agua de consumo (ACS)g ( ) Agua aditivada (intercambiador-ACS)
-
AplicacionesAplicaciones comunescomunesAplicacionesAplicaciones comunescomunes consumo domstico unifamiliar:
m
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ACS ACS + CALEFACCIN (suelo radiante)
q
u
e
m
ACS + CALEFACCIN + PISCINA ACS + PISCINA
y
e
s
q
consumo domstico en edificios de viviendas:ACS
o
g
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s
ACS + PISCINA (comunitaria) gran consumo:
T
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p
o
l
o
ACSACS + PISCINA5
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T
-
ClasificacinClasificacinClasificacinClasificacin Tipo centralizada:
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p Vivienda unifamiliar Grandes consumidores: hoteles
q
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m
Grandes consumidores: hoteles, polideportivos, hospitales...
Tipo distribuda: Vivienda plurifamiliary
e
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Tipo distribuda: Vivienda plurifamiliar Acumulacin de ACS solar individual Acumulacin de ACS solar comunitaria
o
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Acumulacin de ACS solar comunitariao Aporte auxiliar individual
Aporte auxiliar comunitario
T
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o Aporte auxiliar comunitario Acumulacin de inercia comunitaria
Distribucin a acumulador individual
5
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T
o Distribucin a acumulador individualo Distribucin con intercambiador
-
EsquemaEsquema BsicoBsicoEsquema Esquema BsicoBsicoEnerga solar para ACS en vivienda
if ili
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unifamiliar:
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m CALENTADOR INSTANTNEO(MODULANTE POR
y
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Campo de
(MODULANTE POR TEMPERATURA)
o
g
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s
colectores
T
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ACS 40C
5
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Suministro de aguaGrupo de impulsin
CIRCUITO SOLAR O PRIMARIO
ACUMULACIN CIRCUITO CONVENCIONAL
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Esquema en Esquema en edificioedificiom
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Esquema en Esquema en edificioedificiom
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Esquema en Esquema en edificioedificiom
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Esquema sistema Esquema sistema centralizadocentralizadom
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Esquema sistema Esquema sistema centralizadocentralizadom
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Esquema sistema Esquema sistema centralizadocentralizadom
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Esquema sistema Esquema sistema centralizadocentralizadom
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CONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOS1. Introduccin a la energa solar1. Introduccin a la energa solar2. Conceptos bsicos de radiacin solar3 El t d i t l i l3. Elementos de una instalacin solar4. Dimensionamiento de instalaciones 5. Tipologas y esquemas principales6 Normativa aplicable6. Normativa aplicable7. Ejemplo terico-prctico8. Mantenimiento en una instalacin9. Visita a una instalacin real9. Visita a una instalacin real
-
Normativa en laNormativa en la construccinconstruccine
Normativa en la Normativa en la construccinconstruccin
Desde 1999 Barcelona tiene Ordenanza
l
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l Desde 1999 Barcelona tiene OrdenanzaMunicipal sobre Captacin Solar Trmicaen edificios
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en edificios Desde febrero 2006: Ordenanza Solar
Modificada de Barcelona (adaptacin)
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Modificada de Barcelona (adaptacin) A partir de agosto de 2006: Decret
dEcoeficincia de Catalunya
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N
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d Ecoeficincia de Catalunya A partir de septiembre de 2006: Cdigo
Tcnico de la Edificacin DB HE4
6
Tcnico de la Edificacin DB HE4 Otra normativa de aplicacin: RITEIT
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CTECTEe
CTECTEUsos de aplicacin, demanda para clculos
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energticos y contribucin solar mnima:
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CTECTEe
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CTECTEe
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DecretDecret dEcoeficinciadEcoeficincia CatalunyaCatalunyaDecret Decret d Ecoeficinciad Ecoeficincia -- CatalunyaCatalunyae
Usos de aplicacin, demanda para clculos
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p , penergticos y contribucin solar mnima:
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DecretDecret dEcoeficinciadEcoeficincia CatalunyaCatalunyaDecret Decret d Ecoeficinciad Ecoeficincia -- CatalunyaCatalunyae
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DecretDecret dEcoeficinciadEcoeficincia CatalunyaCatalunyaDecret Decret d Ecoeficinciad Ecoeficincia -- CatalunyaCatalunyae
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OrdenanzasOrdenanzase
Ayuntamiento de BarcelonaUsos de aplicacin demanda para clculos energticos y
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l Usos de aplicacin, demanda para clculos energticos y contribucin solar mnima:
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Captador solarCaptador solarCaptador solarCaptador solare
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Captador solarCaptador solarCaptador solarCaptador solare
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Estructura deEstructura de soportesoporteEstructura de Estructura de soportesoportee
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TuberasTuberasTuberasTuberase
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Bomba deBomba de recirculacinrecirculacinBomba de Bomba de recirculacinrecirculacine
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AcumuladorAcumuladorAcumuladorAcumuladore
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AcumuladorAcumuladorAcumuladorAcumuladore
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IntercambiadorIntercambiador dede energaenergaIntercambiadorIntercambiador de de energaenergae
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VasoVaso dede expansinexpansinVasoVaso de de expansinexpansine
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FludoFludo caloportadorcaloportadorFludoFludo caloportadorcaloportadore
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Prueba de presin - Manmetro
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VlvulasVlvulas yy accesoriosaccesoriosVlvulasVlvulas y y accesoriosaccesoriosVlvula antiretorno
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Vlvula de seguridad
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VlvulasVlvulas yy accesoriosaccesoriosVlvulasVlvulas y y accesoriosaccesoriosPurgadores
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Vlvulas de dos y tres vas
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CONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOSCONTENIDOS1. Introduccin a la energa solar1. Introduccin a la energa solar2. Conceptos bsicos de radiacin solar3 El t d i t l i l3. Elementos de una instalacin solar4. Dimensionamiento de instalaciones 5. Tipologas y esquemas principales6 Normativa aplicable6. Normativa aplicable7. Ejemplo terico-prctico8. Mantenimiento en una instalacin9. Visita a una instalacin real9. Visita a una instalacin real
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