manual_diseno_solar_termico
-
Upload
arq-francisco-ruiz-jimenez -
Category
Documents
-
view
218 -
download
0
Transcript of manual_diseno_solar_termico
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
1/135
MANUAL DE BUENASPRCTICAS PARAINSTALACIONESSOLARES TRMICAS
El presente documento contiene recomendaciones y normativas que permiten obtener el mximorendimiento, calidad y seguridad de instalaciones solares trmicas en Chile. Una instalacinsolar trmica diseada de acuerdo a lo que se indica en este manual, garantiza un producto debuen desempeo, mxima rentabilidad, operacin segura y una adecuada prestacin de serviciospor parte del instalador, de acuerdo a los compromisos que aqu se le exigen. Adicionalmente, seincluyen datos climticos y solares actualizados para distintas localidades de Chile, as comoherramientas prcticas para el uso por parte de instaladores.
Corporacin de DesarrolloTecnolgico
CMARA CHILENA DE LACONSTRUCCIN
Patrocina:Centro Chileno de Promocin delCobre, PROCOBRE
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
2/135
INDICE
I. CONSIDERACIONES GENERALES................................................................................ 1
1.1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIN .................................................................................... 1
1.2 GENERALIDADES ................................................................................................................. 1
1.3 REQUISITOS GENERALES .................................................................................................... 4
1.3.1 FLUIDO DE TRABAJO .......................................................................................................... 4
1.3.2 PROTECCIN CONTRA HELADAS ....................................................................................... 5
1.3.3 SOBRECALENTAMIENTOS................................................................................................... 7
1.3.4 RESISTENCIA A PRESIN..................................................................................................... 8
1.3.5 PREVENCIN DE FLUJO INVERSO ....................................................................................... 9
1.3.6 PREVENCIN DE LEGIONELOSIS......................................................................................... 9
II. CONFIGURACIONES BSICAS ................................................................................... 10
III. CRITERIOS GENERALES DE DISEO..................................................................... 14
3.1 DIMENSIONADO Y CLCULO............................................................................................. 14
3.1.1 DATOS DE PARTIDA.......................................................................................................... 143.1.2 DIMENSIONADO BSICO .................................................................................................. 15
3.2 DISEO DEL SISTEMA DE CAPTACIN.............................................................................. 18
3.2.1 GENERALIDADES.............................................................................................................. 18
3.2.2 ORIENTACIN, INCLINACIN, SOMBRAS E INTEGRACIN ARQUITECTNICA................... 18
3.2.3 CONEXIONADO ................................................................................................................. 19
3.2.4 ESTRUCTURA DE SOPORTE............................................................................................... 20
3.3 DISEO DEL SISTEMA DE ACUMULACIN SOLAR ........................................................... 21
3.3.1 GENERALIDADES.............................................................................................................. 21
3.3.2 SITUACIN DE LAS CONEXIONES ..................................................................................... 22
3.3.3 VARIOS ACUMULADORES ................................................................................................ 223.3.4 SISTEMA AUXILIAR EN EL ACUMULADOR SOLAR ........................................................... 24
3.4 DISEO DEL SISTEMA DE INTERCAMBIO TRMICO ........................................................ 25
3.5 DISEO DEL CIRCUITO HIDRULICO ............................................................................... 26
3.5.1 GENERALIDADES.............................................................................................................. 26
3.5.2 CAERAS......................................................................................................................... 26
3.5.3 BOMBAS ........................................................................................................................... 26
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
3/135
3.5.4 ESTANQUE DE EXPANSIN............................................................................................... 27
3.5.5 PURGA DE AIRE ................................................................................................................ 28
3.5.6 DRENAJE .......................................................................................................................... 28
3.6 RECOMENDACIONES ESPECFICAS ADICIONALES PARA SISTEMAS POR
CIRCULACIN NATURAL............................................................................................................. 28
3.7 RECOMENDACIONES ESPECFICAS ADICIONALES PARA SISTEMAS DIRECTOS .............. 29
3.8 DISEO DEL SISTEMA DE ENERGA AUXILIAR. ............................................................... 30
3.9 DISEO DEL SISTEMA ELCTRICO Y DE CONTROL. ........................................................ 323.10 DISEO DEL SISTEMA DE MONITORIZACIN................................................................. 33
ANEXOS
ANEXO I: NORMATIVA DE APLICACIN Y CONSULTA
ANEXO II: DEFINICIONES
ANEXO III: PRUEBAS Y DOCUMENTACIN
ANEXO IV: CLCULO DE DEMANDAS ENERGTICAS
ANEXO V: CLCULO DE LAS PRDIDAS POR ORIENTACIN EINCLINACIN
ANEXO VI: CLCULO DE PRDIDAS DE RADIACIN SOLAR POR SOMBRAS
ANEXO VII: COMPONENTES
ANEXO VIII: CONDICIONES DE MONTAJE
ANEXO IX: REQUISITOS TCNICOS DEL CONTRATO DE MANTENIMIENTO
ANEXO X: TABLAS DE TEMPERATURA Y RADIACIN
ANEXO XI: MTODO DE CLCULO RECOMENDADO
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
4/135
1
I. CONSIDERACIONES GENERALES
1.1 Objeto y campo de aplicacinEl objetivo de este documento es fijar las condiciones tcnicas mnimas
que deben cumplir las instalaciones solares trmicas para el calentamiento de lquido,
especificando los requisitos de durabilidad, fiabilidad y seguridad. Su mbito de
aplicacin se extiende a todos los sistemas mecnicos, hidrulicos, elctricos y
electrnicos que forman parte de las instalaciones. En determinados supuestos para
los proyectos se podrn adoptar, por la propia naturaleza del mismo o del desarrollo
tecnolgico, soluciones diferentes a las exigidas en este documento, siempre que sunecesidad quede suficientemente justificada y que stas no impliquen una
disminucin de las exigencias mnimas de calidad.
1.2 GeneralidadesA las instalaciones recogidas bajo este documento, por lo general se les
puede aplicar el Reglamento de Instalaciones Trmicas en Edificios en Chile
(RITCH) y sus Instrucciones Tcnicas Complementarias (ITC), junto con la serie de
normas NCh, EN y UNE sobre energa solar trmica listadas en el ANEXO I. Este
documento se aplica en instalaciones con captadores cuyo coeficiente global de
prdidas sea inferior o igual a 9 W/(m2C). Las instalaciones con mayores prdidas
son excluidas.
Para efectos de requisitos mnimos, se consideran las siguientes clases de
instalaciones:
a) Sistemas solares de calentamiento compactos o prefabricados: Son lotes deproductos con una marca registrada, los que son vendidos como equipos
completos y listos para instalar, con configuraciones fijas. Los sistemas de esta
categora se consideran como un solo producto y se evalan en un laboratorio
de ensayo como un todo. Si un sistema es modificado ya sea cambiando suconfiguracin, o variando uno o ms de sus componentes, ste ser
considerado como un nuevo sistema, siendo necesaria una nueva evaluacin en
el laboratorio.
b) Sistemas solares de calentamiento a medida o por elementos: Son aquellossistemas construidos de forma nica o montados con partes elegidas de una
lista. Los sistemas de esta categora son considerados como un conjunto de
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
5/135
2
componentes. stos se ensayan de forma separada y los resultados de los
ensayos se integran en una evaluacin del sistema completo.
Los sistemas solares de calentamiento a medida se subdividen en dos
categoras:
i. Sistemas grandes a medida: En general, son diseados por ingenieros,fabricantes y otros expertos para una situacin especfica.
ii. Sistemas pequeos a medida: Son ofrecidos por una compaa y descritosen el archivo de clasificacin, en el cual se especifican todos los
componentes y posibles configuraciones de los sistemas fabricados por la
compaa (Ver ANEXO II). Cada una de estas combinaciones se considera
como un solo sistema a medida.
Como referencia se puede consultar la Tabla 1, en donde se exponen
algunas diferencias entre estas definiciones.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
6/135
3
Tabla 1: Divisin de sistemas solares de calentamiento prefabricados y a medida
Sistemas solares prefabricados1 Sistemas solares a medida2
Sistemas por termosifn3 para agua
caliente sanitaria.
Sistemas de circulacin forzada como lote
de productos con configuracin fija, paraagua caliente sanitaria.
Sistemas montados de circulacin forzada4
o de termosifn, para agua caliente y/o
calefaccin y/o refrigeracin y/o
calentamiento de piscinas, usando
componentes y configuraciones descritos
en un archivo de documentacin
(principalmente sistemas pequeos).
Sistemas con captador-depsito integrados
(es decir, en un mismo volumen), para
agua caliente sanitaria.
Sistemas nicos en el diseo y montaje,
utilizados para calentamiento de agua,
calefaccin y/o refrigeracin y/o
calentamiento de piscinas o usos
industriales (principalmente sistemas
grandes).
Tomando en cuenta el coeficiente global de prdidas de los captadores
solares, se considerarn dos grupos, dependiendo del rango de temperatura de
trabajo:
1 Tambin denominados equipos domsticos o equipos compactos.
2
Tambin denominados instalaciones diseadas por elementos o instalacionespartidas.
3 Termosifn es un circuito con canalizaciones o conductos por los cuales circula un
lquido, sin ser impulsado ni aspirado por bombas, simplemente en razn de las variaciones de
densidad que experimenta al calentarse en una parte del mismo y enfriarse en otra.
4 Los sistemas de circulacin forzada son aquellos que requieren de una bomba de
circulacin para transferir la energa de los captadores al acumulador /interacumulador.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
7/135
4
Las instalaciones destinadas exclusivamente a producir agua calientesanitaria, calentamiento de piscinas, precalentamiento de agua de aporte de
procesos industriales, calefaccin por suelo radiante o fan-coil u otros usos
a menos de 45C, podrn emplear captadores cuyo coeficiente global de
prdidas est comprendido entre 9 W/(m2C) y 4,5 W/(m2C).
Las instalaciones destinadas a climatizacin, calefaccin por sistemasdiferentes a suelo radiante o fan-coil, u otros usos en los cuales la
temperatura del agua de aporte a la instalacin solar y la de referencia de
produccin se siten en niveles semejantes, debern emplear captadores cuyocoeficiente global de prdidas sea inferior a 4,5 W/(m2C).
En particular, para colectores con cubierta, se exigir un factor de
prdidas menor a 9 [W/(m2C)]. Para colectores sin cubierta, como los utilizados en
piscinas, el factor U debe ser inferior a 12 [W/(m2C)]. En ambos grupos, el
rendimiento medio anual de la instalacin deber ser mayor al 30%calculado de
acuerdo a lo especificado en el Captulo III. Criterios Generales de Diseo.
1.3 Requisitos generales1.3.1 Fluido de trabajo
Como fluido de trabajo en el circuito primario se utilizar agua de la red,
agua desmineralizada o con aditivos, segn las caractersticas climatolgicas del
lugar (ver Temperaturas Ambientales en distintas ciudades en el ANEXO X) y del
agua utilizada. Los aditivos ms usuales son los anticongelantes, aunque en
ocasiones se puedan utilizar anticorrosivos. La utilizacin de otros fluidos trmicos
requerir incluir su composicin y calor especfico en la documentacin del sistema
y la certificacin favorable de un laboratorio acreditado. En cualquier caso, el pH5 a
20C del fluido de trabajo, estar comprendido entre 5 y 9, y el contenido en sales se
ajustar a los sealados en los puntos siguientes:
5 Indicador de la acidez de una sustancia.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
8/135
5
a) La salinidad del agua del circuito primario no exceder los 500 mg/l totales desales solubles. En el caso de no disponer de este valor, se tomar el de
conductividad como variable limitante, no sobrepasando los 650jiS/cm.
b) El contenido en sales de calcio no exceder los 200 mg/l, expresados comocontenido en carbonato clcico.
c) El lmite de dixido de carbono libre contenido en el agua no exceder los 50mg/l. Fuera de estos valores, el agua deber ser tratada. El diseo de los circuitos
evitar cualquier tipo de mezcla de los distintos fluidos que pueden operar en la
instalacin. En particular, se debe prestar especial atencin a una eventualcontaminacin del agua potable por el fluido del circuito primario.
Para aplicaciones en procesos industriales, refrigeracin o calefaccin,
las caractersticas del agua exigidas por dicho proceso no sufrirn ningn tipo de
modificacin que pueda afectar al mismo.
1.3.2 Proteccin contra heladasEl fabricante, suministrador final, instalador o diseador del sistema,
deber fijar la mnima temperatura permitida en ste. Todas las partes del sistemaque estn expuestas al exterior debern ser capaces de soportar la temperatura
especificada sin daos permanentes en l. Cualquier componente que vaya a ser
instalado en un recinto donde la temperatura pueda caer por debajo de los O C,
deber estar protegido contra heladas (ver ANEXO X para temperaturas mnimas
histricas segn ubicacin). El fabricante deber describir el mtodo de proteccin
anti-heladas usado por el sistema. Para efectos de este documento, podrn utilizarse
como sistemas de proteccin anti-heladas:
a) Mezclas Anticongelantesb) Recirculacin de agua de los circuitosc) Drenaje automtico con recuperacin de fluidod) Drenaje al exterior (slo para sistemas prefabricados)
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
9/135
6
1.3.2.1 Mezclas anticongelantesComo anticongelantes podrn utilizarse los productos, solos o mezclados
con agua, que cumplan la reglamentacin vigente y cuyo punto de congelacin sea
inferior a 0C6. En todo caso, su calor especfico no ser inferior a 3 kJ/(kgK),
equivalentes a 0,7 kcal/(kgC). Se debern tomar precauciones para prevenir posibles
deterioros del fluido anticongelante, como resultado de condiciones de altas
temperatura. Estas precauciones debern ser comprobadas de acuerdo con
NCh3120/2.c2007. La instalacin dispondr de los sistemas necesarios para facilitar
el llenado de la misma y para asegurar que el anticongelante est perfectamentemezclado. Es conveniente que se disponga de un depsito auxiliar para reponer las
prdidas de fluido que se puedan dar en el circuito, de forma que nunca se utilice
para la reposicin un fluido cuyas caractersticas no cumplan lo estipulado en este
documento. Este ltimo punto ser de carcter obligatorio en los casos en que exista
riesgo de heladas y cuando el agua deba ser tratada. En cualquier caso, el sistema de
llenado no permitir que las prdidas de concentracin producidas por fugas del
circuito sean resueltas con reposicin de agua de red.
1.3.2.2
Recirculacin del agua del circuitoEste mtodo de proteccin anti-heladas asegurar que el fluido de trabajo
est en movimiento cuando exista riesgo a helarse. Cuando la temperatura detectada,
preferentemente en la entrada de captadores (o salida, o aire ambiente circundante),
alcance un cierto valor cercano al de congelacin del agua (como mnimo 3 C
superior para mayor seguridad), el sistema de control actuar activando la circulacin
del circuito primario. Este sistema es adecuado para zonas climticas con perodos de
baja temperatura de corta duracin. Se evitar, siempre que sea posible, la
circulacin de agua en el circuito secundario, debido a que supone grandes prdidas
energticas.
6 El punto de congelacin deber estar acorde con las condiciones climticas del lugar
(ver ANEXO X para valores de temperatura ambientales mnimas por ciudad).
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
10/135
7
1.3.2.3 Drenaje automtico con recuperacin del fluidoCuando hay riesgo de heladas, el fluido en los componentes del sistema
que est expuesto a baja temperatura ambiente, es drenado a un depsito para su
posterior uso. La inclinacin de las caeras horizontales debe estar en concordancia
con las recomendaciones del fabricante en el manual del instalador y sta ser de al
menos 20 Mm./m, para as evitar estancamientos y posibles congelamientos. El
sistema de control activar la electrovlvula de drenaje, cuando la temperatura
detectada en captadores alcance un cierto valor cercano al de congelacin del agua
(como mnimo 3C superior para una mayor seguridad). El vaciado del circuito serealizar en un tanque auxiliar de almacenamiento, debindose prever un sistema de
llenado de captadores para recuperar el fluido. El sistema requiere utilizar un
intercambiador de calor entre los captadores y el acumulador, para mantener en ste
la presin de suministro de agua caliente.
1.3.2.4 Sistemas de drenaje al exterior (slo para sistemas solares prefabricados)El fluido en los componentes del sistema que est expuesto a baja
temperatura ambiente, es drenado al exterior cuando existe peligro de heladas. La
inclinacin de las caeras horizontales debe estar en concordancia con lasrecomendaciones del fabricante en el manual de instalacin y sta ser de al menos
20 Mm./m. Este sistema no est permitido en los sistemas solares a medida.
1.3.3 Sobrecalentamientos1.3.3.1 Proteccin contra sobrecalentamientos
El sistema deber estar diseado de tal forma que con altas radiaciones
solares prolongadas sin consumo de agua caliente, no se produzcan situaciones en las
cuales el usuario tenga que realizar alguna accin especial para que el sistema retome
su forma normal de operacin.
Cuando el sistema disponga de la posibilidad de drenajes, como
proteccin ante sobrecalentamientos, la construccin deber realizarse de tal forma
que el agua caliente o vapor del drenaje no supongan ningn peligro para los
habitantes y no se produzcan daos en el sistema, ni en ningn otro material en el
edificio o vivienda.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
11/135
8
Cuando las aguas sean duras7, se realizarn las previsiones necesarias
para que la temperatura de trabajo de cualquier punto del circuito de consumo no sea
superior a 60C, sin perjuicio de la aplicacin de los requerimientos necesarios
contra la legionella8. En cualquier caso, se dispondrn los medios necesarios para
facilitar la limpieza de los circuitos. En cuanto a la seleccin de materiales, existen
variadas alternativas que responden satisfactoriamente a estas condiciones
operacionales. Su eleccin va a depender principalmente si la aplicacin se refiere al
circuito primario o secundario. Dado que normalmente el circuito primario utiliza
fluido caloportador, existe mayor libertad en cuanto a la seleccin de materiales. Uno
de los materiales ms adecuados para aplicaciones en circuitos secundarios es el
cobre.
1.3.3.2 Proteccin contra quemadurasEn sistemas de agua caliente sanitaria donde la temperatura de agua
caliente en los puntos de consumo pueda exceder los 60C, se deber instalar un
sistema automtico de mezcla u otro que limite la temperatura de suministro a 60C
aunque en la parte solar pueda alcanzar una temperatura superior para sufragar las
prdidas. Este sistema deber ser capaz de soportar la mxima temperatura posible
de extraccin del sistema solar.
1.3.3.3 Proteccin de materiales y componentes contra altas temperaturasEl sistema deber ser diseado de tal forma que la temperatura mxima
alcanzada por el sistema sea siempre inferior a la permitida por los materiales y
componentes.
1.3.4 Resistencia a presinSe debern cumplir los requisitos de la norma NCh3120/1.c2007. En
caso de sistemas de consumo abiertos con conexin a la red, se tendr en cuenta la
7 Contenido en sales de calcio mayores a 100 mg/L.
8 La Legionella es una bacteria con forma de bacilo, que vive en aguas estancadas con
un amplio rango de temperatura; requiere de presencia de materia orgnica para su crecimiento.
Hay que distinguirtambin entre circuito primario (delos colectores) con el secundario,
por el cual circula el agua calientesanitaria.
hay mucha
Si parecerecomendable que en el circuitosecundario las tuberas sean de
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
12/135
9
mxima presin de la misma para verificar que todos los componentes del circuito de
consumo soportan dicha presin.
1.3.5 Prevencin de flujo inversoLa instalacin del sistema deber asegurar que no se produzcan prdidas
energticas relevantes, debidas a flujos inversos no intencionados, en ningn circuito
hidrulico del sistema. La circulacin natural que produce el flujo inverso se puede
favorecer cuando el acumulador se encuentra por debajo del captador, por lo que en
esos casos habr que tomar las precauciones oportunas para evitarlo. En sistemas con
circulacin forzada, se aconseja utilizar una vlvula anti-retomo para evitar flujos
inversos.
1.3.6 Prevencin de Legionelosis9La temperatura del agua en el circuito de distribucin de agua caliente no
deber ser inferior a 50C en el punto ms alejado y previo a la mezcla necesaria
para la proteccin contra quemaduras o en la tubera de retorno al acumulador. La
instalacin permitir que el agua alcance una temperatura de 70C. De aqu que no seadmita la presencia de componentes de acero galvanizado.
9 La Legionelosis es producida por la especie Legionella pneumophila; esta infeccin
puede presentarse como neumona tpica o como una enfermedad febril sin focalizacin pulmonar,
denominada Fiebre de Pontiac. Esta infeccin es causada por la entrada de la legionella en el pulmn,
al encontrarse con los macrfagos alveolares en los cuales puede multiplicarse.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
13/135
10
II. CONFIGURACIONES BSICAS
En consideracin con los diferentes objetivos atendidos por este
documento, se aplicarn los siguientes criterios de clasificacin:
a) Por el principio de circulacin se clasificarn en:i. Instalaciones por termosifn o circulacin naturalii. Instalaciones por circulacin forzada
b) Por el sistema de transferencia de calor:i. Instalaciones de transferencia directa sin intercambiadorii. Instalacin con intercambiador de calor en el acumulador solariii. Sumergidoiv. De doble envolventev. Instalaciones con intercambiador de calor independiente
c) Por el sistema de expansin:i. Sistema abiertoii. Sistema cerrado
d) Por el sistema de aporte de energa auxiliar:i. Sistema de energa auxiliar en el acumulador solarii. Sistema de energa auxiliar en acumulador secundario individualiii. Sistema de energa auxiliar en acumulador secundario centralizadoiv. Sistema de energa auxiliar en acumuladores secundarios distribuidosv. Sistema de energa auxiliar en lnea centralizadovi. Sistema de energa auxiliar en lnea distribuidovii.Sistema de energa auxiliar en paralelo
e) Por su aplicacin:i. Instalaciones para calentamiento de agua sanitariaii. Instalaciones para usos industrialesiii. Instalaciones para calefaccin
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
14/135
11
iv. Instalaciones para refrigeracinv. Instalaciones para climatizacin de piscinasvi. Instalaciones de uso combinadovii.Instalaciones de precalentamiento
Esta clasificacin se hace con referencia a lo definido en el ANEXO II.
En la Figura 1, se observan las diferentes configuraciones de instalaciones
recomendadas segn el tipo de aplicacin, considerando las ms usuales. Siempre
pueden existir combinaciones de stas e incluso otras.
El empleo de configuraciones diferentes a las que aqu se recomiendan debe dar
lugar a prestaciones o ganancias solares similares o mejores a las obtenidas por stas.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
15/135
12
Figura 1
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
16/135
13
Figura 1 (continuacin)
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
17/135
14
III. CRITERIOS GENERALES DE DISEO
3.1 Dimensionado y clculo3.1.1 Datos de partida
Los datos de partida necesarios para el dimensionado y clculo de la
instalacin estn constituidos por dos grupos de parmetros, que definen las
condiciones de uso y climticas.
3.1.1.1 Condiciones de usoLas condiciones de uso vienen dadas por la demanda energtica asociada
a la instalacin, segn los diferentes tipos de consumo:
Para aplicaciones de agua caliente sanitaria, la demanda energtica sedetermina en funcin del consumo de agua caliente, siguiendo lo
especificado en el ANEXO IV.
Para aplicaciones de calentamiento de piscinas, la demanda energtica secalcula en funcin de las prdidas de la misma, siguiendo lo recogido en el
ANEXO IV.
Para aplicaciones de climatizacin (calefaccin y refrigeracin), la demandaenergtica viene dada por la carga trmica del habitculo a climatizar,
calculndose segn lo especificado en el RITCH.
Para aplicaciones de uso industrial, se deber tener en cuenta la demandaenergtica y potencia necesaria, realizndose un estudio especfico y
pormenorizado de las necesidades, definiendo claramente si es un proceso
discreto o continuo, y el tiempo de duracin del mismo.
Para instalaciones combinadas, se realizar la suma de las demandasenergticas sobre base diaria o mensual, aplicando factores de simultaneidad
si es necesario.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
18/135
15
3.1.1.2 Condiciones climticasLas condiciones climticas vienen dadas por la radiacin global total en
el campo de captacin, la temperatura ambiente diaria y la temperatura del agua de la
red. Para objeto de este documento podrn utilizarse datos de radiacin y
temperatura de entidades de reconocido prestigio. A falta de otros datos, se
recomienda usar las tablas de radiacin publicados por el Centro Mundial de Datos
de Radiacin (WRDC), del Observatorio Principal de Geofsica de Voeikov, Servicio
Ruso Federal para Monitoreo Hidrometeorolgico y Ambiental, San Petersburgo,
Rusia. Los datos de temperatura ambiental se pueden obtener del Centro Climticode la Universidad de Utah (EEUU). Los datos anteriores se encuentran recogidos en
el ANEXO X. Por ltimo, para la temperatura del agua de la red, se usarn los datos
tabulados en el ANEXO IV.
Para piscinas cubiertas, los valores ambientales de temperatura y
humedad debern ser fijados en el proyecto. La temperatura de bulbo seco del aire
del local ser entre 2 y 3C mayor que la del agua de la piscina, con un mnimo de
26C y un mximo de 28C; mientras que la humedad relativa del ambiente se
mantendr entre el 55 y 70%, siendo recomendable escoger un valor de diseo de
60%.
3.1.2 Dimensionado bsicoPara los efectos de este documento, el dimensionado bsico de las
instalaciones o sistemas a medida, se refiere a la seleccin de la superficie de
captadores solares y, en caso de que exista, al volumen de acumulacin solar para la
aplicacin a la que est destinada la instalacin. El dimensionado bsico de los
sistemas solares compactos se refiere a la seleccin del sistema solar prefabricado,
para la aplicacin de agua caliente sanitaria a la que est destinado.
El dimensionado bsico de una instalacin, cualquiera sea su aplicacin,deber realizarse de modo que durante ningn mes del ao la energa producida
supere el 110% de la demanda de consumo, ni el 100% en no ms de tres meses
seguidos. Para estos efectos, y para instalaciones de un marcado carcter estacional,
no se tomarn en consideracin aquellos perodos de tiempo en los cuales la
demanda se site un 50% debajo de la media correspondiente al resto del ao. En
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
19/135
16
caso de no aplicarse esta restriccin, se debe indicar el sistema utilizado para la
disipacin del exceso de energa producida.
En el caso de que se d la situacin de estacionalidad en los consumos
indicados anteriormente, debern tomarse las medidas de proteccin de la instalacin
indicadas en el ANEXO IX.
El rendimiento de la instalacin se refiere slo a la parte solar de la
misma. En caso de sistemas de refrigeracin por absorcin, se refiere a la produccin
de la energa solar trmica necesaria para el sistema de refrigeracin.
Para este caso, se definen los conceptos de fraccin solar y rendimiento
medio estacional o anual de la siguiente forma:
100"" =x
sx
D
ExMesSolarFraccin
100"" =y
sy
D
EyAoSolarFraccin
100""dimRe =y
sy
I
EyAoMedioienton
= xIyAoIncidentenIrradiaci "" SIxMesIncidentenIrradiaci x ="" ;
DondesiE es la energa solar aportada en el perodo i, iD es la
demanda energtica en el perodo i,iI es la irradiacin solar en el perodo i y S
es la superficie captadora.
El concepto de energa solar aportada el aoy, se refiere a la energa
demandada que realmente es satisfecha por la instalacin de energa solar. Esto
significa que para su clculo nunca podr considerarse ms de un 100% de aporte
solar en un determinado mes.
Para el clculo del dimensionado bsico de instalaciones a medida, podr
utilizarse cualquiera de los mtodos de clculo comerciales de uso aceptado por
proyectistas, fabricantes e instaladores. El mtodo de clculo especificar, al menos
sobre base mensual, los valores medios diarios de la demanda de energa y del aporte
solar. Asimismo, el mtodo de clculo incluir las prestaciones globales anuales
definidas por:
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
20/135
17
La demanda de energa trmica La energa solar trmica aportada La fraccin solar media anual El rendimiento medio anual
La seleccin del sistema solar prefabricado se realizar a partir de los
resultados de ensayo del sistema, teniendo en cuenta que tendr tambin que cumplir
lo especificado en RITCH ITE 3.13.
Independientemente de lo especificado en los prrafos anteriores, en casode agua caliente sanitaria, hay que tener en cuenta que el sistema solar se debe
disear y calcular en funcin de la energa que aporta a lo largo del da, no de la
potencia de los captadores solares. Por tanto, se debe prever una acumulacin acorde
con la demanda y el aporte, al no ser sta simultnea con la generacin.
Para esta aplicacin, el rea total de los captadores tendr un valor tal que
cumpla la condicin:
18050
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
21/135
18
3.2 Diseo del sistema de captacin3.2.1 Generalidades
El captador seleccionado deber poseer la certificacin emitida por un
organismo competente en la materia o por un laboratorio de ensayos reconocido.
Para efectos de este documento, ser necesaria la presentacin de la
homologacin del captador por el organismo de la administracin competente en la
materia y la certificacin del mismo por un laboratorio acreditado. Se recomienda
que los captadores que integren la instalacin sean del mismo modelo, tanto por
criterios energticos como por criterios constructivos.
3.2.2 Orientacin, inclinacin, sombras e integracin arquitectnicaLa orientacin e inclinacin del sistema de captacin y las posibles
sombras sobre el mismo, sern tales que las prdidas respecto al ptimo sean
inferiores a los lmites de la tabla 2. El mtodo para calcular las prdidas aludidas es
el que se muestra en ANEXO V y ANEXO VI. Se considerarn tres casos: General,
superposicin de captadores e integracin arquitectnica, segn se define ms
adelante. En todos los casos se deben cumplir tres condiciones: Prdidas pororientacin e inclinacin, prdidas por sombreado y prdidas totales inferiores a los
lmites estipulados respecto a los valores ptimos.
Tabla 2
Orientacin einclinacin (OI)
Sombra(S)
Total(OI+S)
General 10 % 10 % 15 %
Superposicin 20 % 15 % 30 %
Integracinarquitectnica
40 % 20 % 50 %
Se considera la direccin norte como orientacin ptima y para lainclinacin ptima opt , se elige uno de los valores siguientes, dependiendo del
perodo de utilizacin:
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
22/135
19
Consumo constante anual: GeogrficaLatitudopt =
Consumo preferente en invierno: 10+= GeogrficaLatitudopt
Consumo preferente en verano: 10= GeogrficaLatitudopt
Se debe evaluar la disminucin de prestaciones que se origina al
modificar la orientacin e inclinacin de la superficie de captacin.
Se considera que existe integracin arquitectnica cuando los captadores
cumplen una doble funcin energtica y arquitectnica, y adems sustituyen
elementos constructivos convencionales. En cambio, se considera que existesuperposicin arquitectnica cuando la colocacin de los captadores se realiza en
forma paralela a la envolvente del edificio, no aceptndose en este concepto la
disposicin horizontal del absorbedor. Una regla fundamental para conseguir la
integracin o superposicin de las instalaciones solares es la de mantener, dentro de
lo posible, la alineacin con los ejes principales de la edificacin.
3.2.3 ConexionadoLos captadores se dispondrn en filas constituidas preferentemente por el
mismo nmero de elementos. Las filas de captadores se pueden conectar entre s enparalelo, en serie o en serie-paralelo. Se debe instalar vlvulas de cierre en la entrada
y salida de las distintas bateras de captadores y entre las bombas, de manera que
puedan utilizarse para aislamiento de estos componentes en labores de
mantenimiento, sustitucin, entre otros.
Dentro de cada fila, los captadores se conectarn en serie o en paralelo.
El nmero de captadores que se pueden conectar en paralelo tendr en cuenta las
limitaciones del fabricante. El nmero de captadores conexionados en serie no ser
superior a tres para evitar bajos rendimientos. En casos de aplicaciones para algunos
usos industriales y refrigeracin por absorcin, si est justificado, este nmero podrelevarse a cuatro, siempre y cuando sea permitido por el fabricante. En el caso de
que la aplicacin sea de agua caliente sanitaria no deben conectarse ms de dos
captadores en serie.
Se dispondr de un sistema para asegurar igual recorrido hidrulico en
todas las bateras de captadores. En general, se debe alcanzar un flujo equilibrado
mediante el sistema de retorno invertido. Si esto no es posible, se puede controlar el
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
23/135
20
flujo mediante mecanismos adecuados, como vlvulas de equilibrado. Se deber
prestar especial atencin en la estanquidad y durabilidad de las conexiones del
captador.
En la Figura 2 se pueden ver las conexiones mencionadas en este
apartado:
Figura 2. Conexin de captadores: a) En serie; b) En paralelo; c) En serie-paralelo.
3.2.4 Estructura de soporteSi el sistema posee una estructura soporte que es montada normalmente
en el exterior, el fabricante deber especificar los valores mximos de Sk (carga de
nieve) y Vm (velocidad media de viento), de acuerdo con ENV 199 1-2-3 y ENV
199 1-2-4.
Esto deber verificarse durante el diseo, calculando los esfuerzos de la
estructura soporte de acuerdo con estas normas. El sistema slo podr ser instalado
en localizaciones donde los valores de Sk y Vm determinados de acuerdo con ENV
1991-2-3 y ENV 1991-2-4, sean menores que los valores mximos especificados por
el fabricante.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
24/135
21
El diseo y la construccin de la estructura y el sistema de fijacin de
captadores, permitir las necesarias dilataciones trmicas, sin transmitir cargas que
puedan afectar a la integridad de los captadores o al circuito hidrulico.
Los puntos de sujecin del captador sern suficientes en nmero,
teniendo el rea de apoyo y posicin relativa adecuadas, de forma que no se
produzcan flexiones en el captador superiores a las permitidas por el fabricante. Los
topes de sujecin de los captadores y la propia estructura no darn sombra sobre
estos ltimos.
3.3 Diseo del sistema de acumulacin solar3.3.1 Generalidades
Los acumuladores para agua caliente sanitaria y las partes de
acumuladores combinados que estn en contacto con agua potable, debern cumplir
los requisitos de UNE EN 12897.
Preferentemente, los acumuladores sern de configuracin vertical y se
ubicarn en zonas interiores. Para aplicaciones combinadas (agua sanitaria +
calefaccin) con acumulacin centralizada, es obligatoria la configuracin vertical
del depsito; adems, la relacin altura/dimetro del mismo debe ser mayor a 2.
En caso de que el acumulador est directamente conectado con la red de
distribucin de agua caliente sanitaria, deber ubicarse un termmetro en un sitio
claramente visible por el usuario. El sistema deber ser capaz de elevar la
temperatura del acumulador a 60C y hasta 70C con objeto de prevenir la
Legionelosis.
En caso de aplicaciones para agua sanitaria y sistema de energa auxiliar
no incorporado en el acumulador solar, es necesario realizar una conexin entre el
sistema auxiliar y el solar de forma que se pueda calentar este ltimo con el auxiliar,
para poder cumplir con las medidas de prevencin de legionella. Se podrn proponer
otros mtodos de tratamiento anti-legionella.
Aun cuando los acumuladores solares tengan el intercambiador de calor
incorporado, se cumplirn los requisitos establecidos para el diseo del sistema de
intercambio en el apartado 3.4 de este documento. Dadas las caractersticas
bactericidas del cobre, se sugiere su aplicacin en circuitos de agua sanitaria.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
25/135
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
26/135
23
como se puede ver en la Figura 3. La conexin de los acumuladores permitir la
desconexin individual de los mismos sin interrumpir el funcionamiento de la
instalacin.
Figura 3. a) Conexin en serie invertida con el circuito de consumo; b) Conexin
en paralelo con el circuito secundario equilibrado.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
27/135
24
3.3.4 Sistema auxiliar en el acumulador solarNo se permite la conexin de un sistema auxiliar en el acumulador solar,
ya que esto puede suponer una disminucin de las posibilidades de la instalacin
solar, para proporcionar las prestaciones energticas que se pretenden obtener con
este tipo de instalaciones. No obstante, y cuando existan circunstancias especficas
en la instalacin que lo demanden, se podr considerar la incorporacin de energa
convencional en el acumulador solar. Para esto ser necesaria la presentacin de una
descripcin detallada de todos los sistemas y equipos empleados, que justifique
suficientemente que se produce el proceso de estratificacin y que adems permita laverificacin del cumplimiento, como mnimo, de cada una de las siguientes
condiciones en el acumulador solar:
a) Deber tratarse de un sistema indirecto: Acumulacin solar en el secundario.b) Volumen total mximo de 2000 litros.c) Configuracin vertical con relacin entre la altura y el dimetro del
acumulador no inferior a 2.
d) Calentamiento solar en la parte inferior y calentamiento convencional en laparte superior, considerndose el acumulador dividido en dos partes
separadas por una de transicin de, al menos, 10 centmetros de altura. La
parte solar inferior deber cumplir con los criterios de dimensionado de estas
prescripciones; mientras que la parte convencional superior deber cumplir
con los criterios y normativas habituales de aplicacin.
e) La conexin de entrada de agua caliente procedente del intercambiador solaral acumulador se realizar, preferentemente, a una altura comprendida entre
el 50 y 75 % de la altura total del mismo, siempre por debajo de la zona de
transicin. La conexin de salida de agua fra hacia el intercambiador se
realizar por la parte inferior del acumulador.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
28/135
25
f) Las entradas de agua estarn equipadas con una placa deflectora oequivalente, a fin de que la velocidad residual no destruya la estratificacin
en el acumulador.
g) No existir recirculacin del circuito de distribucin de consumo de aguacaliente sanitaria.
Para los equipos compactos que no cumplan lo indicado anteriormente en
este apartado y vengan preparados de fbrica para albergar un sistema auxiliar
elctrico, se deber anular esta posibilidad de forma permanente, mediante sellado
irreversible u otro medio.
3.4 Diseo del sistema de intercambio trmicoLa potencia mnima de diseo del intercambiador independiente P, en W,
en funcin del rea de captadores A, en m2, cumplir la condicin:
AP 500
El intercambiador independiente ser de placas de acero inoxidable o
cobre, y deber soportar las temperaturas y presiones mximas de trabajo de la
instalacin. Se deber tener especial cuidado en aquellos sistemas en donde se puedagenerar corrosin por corrientes galvnicas.
El intercambiador del circuito de captadores incorporado al acumulador
solar estar situado en la parte inferior de este ltimo y podr ser de tipo sumergido o
de doble envolvente. El intercambiador sumergido podr ser de serpentn o de haz
tubular. La relacin entre la superficie til de intercambio del intercambiador
incorporado y la superficie total de captacin, no ser inferior a 0,15.
En caso de aplicacin para agua caliente sanitaria se puede utilizar el
circuito de consumo con un intercambiador. Se debe tener en cuenta que con el
sistema de energa auxiliar de produccin instantnea en lnea o en acumuladorsecundario, hay que elevar la temperatura hasta 60C y siempre en el punto de
consumo ms alejado hay que asegurar 50C.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
29/135
26
3.5 Diseo del circuito hidrulico3.5.1 Generalidades
En la fase de diseo debe concebirse un circuito hidrulico de por s
equilibrado. Si no fuera posible, el flujo debe ser controlado por vlvulas de
equilibrado. En caso de aplicacin para agua caliente sanitaria, el circuito hidrulico
del sistema de consumo deber cumplir los requisitos especificados en UNE-EN
806-1. En cualquier caso, los materiales del circuito debern cumplir lo especificado
en ISO/TR 10217.
En particular, Chile es un pas que posee una gran diversidad de calidad
de aguas, las que no se encuentran totalmente normalizadas. Por esta razn, se debe
tomar especial precaucin al momento de especificar los materiales y condiciones de
operacin del circuito secundario.
3.5.2 CaerasCon el propsito de evitar prdidas trmicas, la longitud de las caeras
del sistema deber ser tan corta como sea posible, evitando al mximo los codos y
prdidas de carga en general. En caso de caeras al descubierto, stas deben contarcon una aislacin suficiente, para que la superficie exterior del aislante no tenga una
temperatura sustancialmente mayor a la ambiente en ningn momento.
El diseo y los materiales debern ser tales que no exista posibilidad de
formacin de obturaciones o depsitos de cal en sus circuitos, los que puedan influir
drsticamente en el rendimiento del sistema.
3.5.3 BombasSi el circuito de captadores est dotado con una bomba de circulacin, la
cada de presin se debera mantener aceptablemente baja en todo el circuito.Siempre que sea posible, las bombas en lnea se montarn en las zonas ms fras del
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
30/135
27
circuito, teniendo en cuenta que no se produzca ningn tipo de cavitacin10 y siempre
con el eje de rotacin en posicin horizontal.
En instalaciones con superficies de captacin superiores a 50 m2, se
montarn dos bombas idnticas en paralelo, dejando una de reserva tanto en el
circuito primario como en el secundario. En este caso se establecer el
funcionamiento alternativo de las mismas, de forma manual o automtica. Las
caeras conectadas a las bombas se soportarn en las inmediaciones de stas, de
forma que no provoquen esfuerzos recprocos de torsin o flexin. El dimetro de las
caeras de acoplamiento nunca podr ser inferior al dimetro de la boca deaspiracin de la bomba.
En instalaciones de piscinas nuevas la disposicin de los elementos ser
la siguiente: El filtro debe colocarse siempre entre la bomba y los captadores, y el
sentido de la corriente ha de ser bomba-filtro-captadores. De esta forma se evita que
la resistencia del filtro provoque una sobrepresin perjudicial para los captadores,
prestando especial atencin a su mantenimiento. La impulsin de agua caliente
deber hacerse por la parte inferior de la piscina, quedando la impulsin de agua
filtrada en superficie.
3.5.4 Estanque de expansinLos estanques de expansin se conectarn preferentemente en la
aspiracin de la bomba. Cuando no se cumpla el punto anterior, la altura en la que se
situarn los vasos de expansin abiertos ser tal que asegure el no desbordamiento
del fluido y la no introduccin de aire en el circuito primario.
Es absolutamente necesaria la incorporacin de al menos un estanque de
expansin en el circuito primario y otro en el circuito secundario.
10 La cavitacin o aspiracin en vaco, es un efecto hidrodinmico que se produce
cuando el agua o cualquier otro fluido pasa a gran velocidad por una arista afilada, produciendo una
descompresin del fluido.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
31/135
28
3.5.5 Purga de aireEn los puntos altos de la salida de bateras de captadores y en todos
aquellos puntos de la instalacin donde pueda quedar aire acumulado, se colocarn
sistemas de purga constituidos por botellines de desaireacin y purgador manual o
automtico. El volumen til del botelln ser superior a 100 cm3. Este volumen
podr disminuirse si se instala a la salida del circuito solar y antes del intercambiador
un desaireador con purgador automtico.
3.5.6 DrenajeLos conductos de drenaje de las bateras de captadores deben disearse,
en lo posible, de forma que no puedan congelarse.
3.6 Recomendaciones especficas adicionales para sistemas porcirculacin natural
Es muy importante, en instalaciones que funcionen por circulacin
natural, el correcto diseo de los distintos componentes y circuitos que integran el
sistema, de forma que no se introduzcan grandes prdidas de carga y se desfavorezcala circulacin del fluido por termosifn. Para esto se recomienda prestar atencin a:
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
32/135
29
a) El diseo del captador y su conexionado: Preferentemente se instalarncaptadores con conductos distribuidores horizontales y sin cambios
complejos de direccin de los conductos internos.
b) El trazado de caeras: Deber ser de la menor longitud posible, situando elacumulador cercano a los captadores. En ningn caso el dimetro de las
caeras ser inferior a DN15. En general, dicho dimetro se calcular de
forma que corresponda al dimetro normalizado inmediatamente superior al
necesario en una instalacin equivalente con circulacin forzada.
c) El sistema de acumulacin: Depsitos situados por encima de la batera decaptadores favorecen la circulacin natural. En caso de que la acumulacin
est situada por debajo de la batera de captadores, es muy importante utilizar
algn tipo de dispositivo que, sin introducir prdidas de carga adicionales de
consideracin, evite el flujo inverso no intencionado.
d) Vlvulas de Seguridad: Es imprescindible la incorporacin de vlvulas deseguridad tanto de presin como de temperatura en los circuitos.
3.7 Recomendaciones especficas adicionales para sistemas directosCon la documentacin del sistema, se deber aportar un certificado de los
anlisis de agua de la empresa de abastecimiento, en el cual sea posible verificar que
se cumple con lo especificado en el apartado Requisitos generales del presente
documento. En este caso, el usuario debe utilizar el agua que provenga de la fuente
de abastecimiento referida, no empleando por ningn motivo la procedente de otros
suministros, tales como pozos. En el caso de que no est previsto el suministro por
parte de la empresa de abastecimiento y se utilicen otras fuentes, se realizarn las
mediciones correspondientes para comprobar que cumple con lo especificado en el
apartado Requisitos generales, aportando en la documentacin el certificado
correspondiente. En este caso, el usuario debe comprometerse a utilizar el agua queprovenga de la fuente de abastecimiento referida, no empleando por ningn motivo
la procedente de otros suministros.
En el caso que no se disponga de una fuente de suministro que cumpla
con lo especificado sobre el fluido de trabajo en el apartado Requisitos generales,
se incorporar un equipo de tratamiento de agua. En este caso, el usuario debe
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
33/135
30
mantener el equipo siempre en perfectas condiciones de utilizacin, para as respetar
los parmetros de calidad de agua del presente documento.
En el manual de instrucciones se indicar las condiciones del agua para el
buen funcionamiento de la instalacin.
No podrn instalarse sistemas directos en zonas con riesgo de heladas.
Siempre que se opte por un sistema directo se aportar documentacin, obtenida en
la Direccin Meteorolgica de Chile u otra entidad similar, donde se demuestre que
la zona donde se va a realizar la instalacin no tiene riesgo de heladas.
3.8 Diseo del sistema de energa auxiliarPara asegurar la continuidad en el abastecimiento de la demanda
trmica, las instalaciones de energa solar deben disponer de un sistema de energa
auxiliar.
Por razones de eficiencia energtica, entre otras, se desaconseja la
utilizacin de energa elctrica efecto Joule11 como fuente auxiliar, especialmente en
los casos de altos consumos y fracciones solares anuales bajas.
Queda prohibido el uso de sistemas de energa auxiliar en el circuito primario decaptadores.
El diseo del sistema de energa auxiliar se realizar en funcin de la
aplicacin (o aplicaciones) de la instalacin, de manera que slo entre en
funcionamiento cuando sea estrictamente necesario y que se aproveche lo mximo
posible la energa extrada del campo de captacin solar. Para ello se seguirn los
siguientes criterios:
11 Si en un conductor circula corriente elctrica, parte de la energa cintica de los
electrones se transforma en calor, debido al choque que sufren con las molculas del conductor por el
que circulan, elevando la temperatura del mismo. Este fenmeno es conocido como efecto Joule en
honor a su descubridor, el f sico britnico James Prescott Joule.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
34/135
31
1. Para pequeas cargas de consumo, se recomienda usar un sistema de energaauxiliar en lnea, siendo para estos casos los sistemas de gas modulantes en
temperatura los ms idneos.
2. En caso de aceptarse, de acuerdo con el punto 3.3.4, la instalacin de unaresistencia elctrica como sistema de energa auxiliar dentro del acumulador
solar, su conexin salvo que se apruebe expresamente otro procedimiento
slo se podr hacer mediante un pulsador manual y la desconexin ser
automtica a la temperatura de referencia. Adicionalmente, se instalar un
termmetro en la parte baja de la zona de calentamiento con energaconvencional (ver 3.3.4), cuya lectura sea fcilmente visible para el usuario.
La documentacin que se entregar al usuario deber contener instrucciones
claras de operacin del sistema auxiliar.
3. No se recomienda la conexin de un retomo desde el acumulador de energaauxiliar al acumulador solar, salvo que existan perodos de bajo consumo
estacionales en los que se prevea elevadas temperaturas en este ltimo. La
instalacin trmica deber efectuarse de modo que en ningn caso se
introduzca en el acumulador solar energa procedente de la fuente auxiliar.
4.
Para la preparacin de agua caliente sanitaria, se permitir la conexin delsistema de energa auxiliar en paralelo con la instalacin solar cuando se
cumplan los siguientes requisitos:
Que exista previamente un sistema de energa auxiliar constituido por
uno o varios calentadores instantneos no modulantes y sin que sea posible
regular la temperatura de salida del agua.
Que exista una preinstalacin solar que impida o dificulte el
conexionado en serie.
5. Para sistemas con energa auxiliar en paralelo y especialmente enaplicaciones de climatizacin, usos industriales y otras aplicaciones en eserango de temperaturas, es necesario un sistema de regulacin del agua
calentada por el sistema solar y auxiliar de forma que se aproveche al
mximo la energa solar.
En los puntos 4 y 5, la conmutacin de sistemas ser fcilmente
accesible.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
35/135
32
Para A.C.S., el sistema de aporte de energa auxiliar con acumulacin o
en lnea siempre dispondr de un termostato de control sobre la temperatura de
preparacin, que en condiciones normales de funcionamiento permitir cumplir con
el RD 909/2001. Este punto no ser de aplicacin en los calentadores instantneos de
gas no modulantes. En el caso de climatizacin de piscinas, el termostato de control
sobre la temperatura se equilibrar de forma que se cumpla lo establecido por el
RITCH en ITE 10.2.1.2. En caso de climatizacin, el termostato de control estar
ajustado en funcin de la aplicacin de fro o calor de forma automtica o manual.
Cuando el sistema de energa auxiliar sea elctrico, la potenciacorrespondiente ser inferior a 300 W por cada metro cuadrado de superficie
captadora. Para instalaciones de tamao inferior a 5 m2, la potencia podr ser de
1500 W. En el caso de resistencias sumergidas, los valores de potencia disminuirn
hasta 150 W por metro cuadrado y hasta 750 W para instalaciones de
tamao inferior a 5 m2. En el caso de sistemas preexistentes, no habr ningn lmite.
3.9 Diseo del sistema elctrico y de controlEl diseo del sistema de control asegurar el correcto funcionamiento de
las instalaciones, procurando obtener un buen aprovechamiento de la energa solarcaptada y asegurando un uso adecuado de la energa auxiliar. El sistema de
regulacin y control comprende los siguientes sistemas:
1. Control de funcionamiento del circuito primario y secundario (si existe).2. Sistemas de proteccin y seguridad de las instalaciones contra
sobrecalentamientos, heladas, etc.
El sistema de control asegurar que en ningn caso se alcancen
temperaturas superiores a las mximas soportadas por los materiales, componentes y
tratamientos de los circuitos. Con independencia de que realice otras funciones, el
sistema de control se realizar por control diferencial de temperaturas, mediante undispositivo electrnico (mdulo de control diferencial, en los esquemas representado
por MCD), que compare la temperatura de captadores con la temperatura de
acumulacin o retorno, como por ejemplo, lo que ocurre en la acumulacin
distribuida.
El sistema de control actuar y estar ajustado de manera que las bombas
no estn en marcha cuando la diferencia de temperaturas sea menor de 2C y no
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
36/135
33
estn paradas cuando la diferencia sea mayor de 7C. La diferencia de temperaturas
entre los puntos de arranque y de parada de termostato diferencial no ser menor a
2C. De esta forma, el funcionamiento de la parte solar de una instalacin se
optimiza. Para optimizar el aprovechamiento solar de la instalacin y, cuando exista
intercambiador exterior, se podrn instalar tambin dos controles diferenciales.
El sistema de control asegurar que en ningn punto la temperatura del
fluido de trabajo, descienda por debajo de una temperatura tres grados superior a la
de congelacin del fluido. Las instalaciones con varias aplicaciones debern ir
dotadas con un sistema individual para seleccionar la puesta en marcha de cada unade ellas, complementado con otro que regule la aportacin de energa a la misma.
Esto se puede realizar por control de temperatura o caudal actuando sobre una
vlvula de reparto, de tres vas todo o nada, bombas de circulacin, o por
combinacin de varios mecanismos.
Las sondas de temperatura para el control diferencial se colocarn en la
parte superior de los captadores, de forma que representen la mxima temperatura
del circuito de captacin. Cuando exista, el sensor de temperatura de la acumulacin
se colocar preferentemente en la parte inferior, en una zona no influenciada por la
circulacin del circuito secundario o por el calentamiento del intercambiador si ste
fuera incorporado.
3.10 Diseo del sistema de monitorizacinPara el caso de instalaciones mayores de 20 m2, se deber disponer al
menos de un sistema analgico de medida local que indique como mnimo las
siguientes variables:
Opcin 1:
Temperatura de entrada de agua fra de red Temperatura de salida del acumulador solar Caudal de agua fra de red
Opcin 2:
Temperatura inferior del acumulador solar Temperatura de captadores
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
37/135
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
38/135
0
ANEXOS
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
39/135
0
ANEXO I: Normativa de aplicacin y consulta
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
40/135
1
I.1 Normativa de aplicacin
Reglamento de Instalaciones Trmicas en los Edificios en Chile (RITCH) y susInstrucciones Tcnicas Complementarias.
D.S. N 222-1996: Reglamento de Instalaciones Interiores de Gas. Ministerio deEconoma/SEC. ltima modificacin 1998.
NCh Elec. 4/2003: Norma para Instalaciones de Baja Tensin en Chile.
D.S. N 47-1992: Reglamento General de Urbanismo y Construccin. Ministerio deVivienda y Urbanismo. ltima modificacin 2006.
NCh352.Of1961: Condiciones acsticas que deben cumplir los edificios.
NCh352/1.Of2000: Aislacin acstica - Parte 1: Construcciones de uso habitacional Requisitos mnimos y ensayos.
NCh1914/1.Of1984: Prevencin de incendios en edificios - Ensayo de reaccin al fuego- Parte 1: Determinacin de la no combustibilidad de materiales de construccin.
NCh1914/2.Of1985: Prevencin de incendio en edificios - Ensayo de reaccin al fuego -Parte 2: Determinacin del calor de combustin de materiales en general.
D.S. N 594-1999: Reglamento sobre condiciones sanitarias y ambientales bsicas en loslugares de trabajo. ltima modificacin 2003.
Ley N 19.300: Sobre Bases Generales del Medio Ambiente (LBGMA).
NCh30. Of1998 ISO 1000: Unidades SI y recomendaciones para el uso de sus mltiplosy de otras ciertas unidades.
I.2 Normativa de consulta
NCh3096/1.c2007: Sistemas solares trmicos y componentes. Colectores solares. Parte1: Requisitos generales. (Norma internacional equivalente:UNE-EN 12975-1).
NCh3096/2.c2007: Sistemas solares trmicos y componentes. Colectores solares. Parte2: Mtodos de ensayo. (Norma internacional equivalente:UNE-EN 12975-2).
NCh3120/1.c2007: Sistemas solares trmicos y componentes. Sistemas solaresprefabricados. Parte 1: Requisitos generales. (Norma internacional equivalente:UNE-EN 12976-1).
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
41/135
2
NCh3120/2.c2007: Sistemas solares trmicos y componentes. Sistemas solaresprefabricados. Parte 2: Mtodos de ensayo. (Norma internacional equivalente:UNE-EN 12976-2).
NCh3088/1.c2007: Sistemas solares trmicos y componentes. Sistemas solares amedida. Parte 1: Requisitos generales. (Norma internacional equivalente:UNE-EN12977-1).
NCh3088/2.c2007: Sistemas solares trmicos y componentes. Sistemas solares amedida. Parte 2: Mtodos de ensayo. (Norma internacional equivalente:UNE-EN12977-2).
NCh3088/3.c2007: Sistemas solares trmicos y sus componentes - Sistemas hechos amedida - Parte 3: Caracterizacin del reconocimiento de acumuladores para sistemas
solares de calefaccin.
prEN 806-1: Specifications for installations inside buildings conveying water for humanconsumption. Part 1: General.
prEN 1717: Protection against pollution of potable water in drinking water installationsand general requirements of devices to prevent pollution by back flow.
ENV 1991-2-3:Eurocode 1. Basis of design and actions on structures. Part 2-3: Actionon structures; snow loads.
ENV 1991-2-4:Eurocode 1. Basis of design and actions on structures. Part 2-4: Actionon structures; wind loads.
EN 60335-1/1995: Safety of household and similar electrical appliances. Part 1:General requirements (IEC 335-1/1991 modified).
EN 60335-2-21: Safety of household and similar electrical appliances. Part 2:Particular requirements for storage water heaters (IEC 335-2-21/1989 + Amendments1/1990 and 2/1990, modified).
ENV 61024-1: Protection of structures against lightning. Part 1: General principles(IEC 1024-1/1990, modified).
NCh2904.Of2004:Energa solar trmica. Vocabulario. (Basada en ISO 9488).
Se considerar la edicin ms reciente de las normas antes mencionadas, con las ltimasmodificaciones oficialmente aprobadas.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
42/135
0
ANEXO II: Definiciones
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
43/135
1
1 Parmetros ambientalesRadiacin solar: Energa procedente del sol en forma de ondas electromagnticas.
Radiacin solar directa:Radiacin solar incidente sobre un plano dado, procedente
de un pequeo ngulo slido centrado en el disco solar.
Radiacin solar hemisfrica: Radiacin solar incidente en una superficie plana dada,
recibida desde un ngulo slido de 2 sr (del hemisferio situado por encima de la
superficie). Hay que especificar la inclinacin y azimut de la superficie receptora.
Radiacin solar difusa: Radiacin solar hemisfrica menos la radiacin solar directa.Radiacin solar global:Radiacin solar hemisfrica recibida en un plano horizontal.
Irradiancia solar:Potencia radiante incidente por unidad de superficie sobre un
plano dado. Se expresa en W/m2.
Irradiancia solar directa:Cociente entre el flujo radiante recibido en una superficie
plana dada, procedente de un pequeo ngulo slido centrado en el disco solar, y el
rea de dicha superficie. Si el plano es perpendicular al eje del ngulo slido, la
irradiancia solar recibida se llama directa normal. Se expresa en W/m2.
Irradiancia solar difusa:Irradiancia de la radiacin solar difusa sobre una superficie
receptora plana. Hay que especificar la inclinacin y el azimut de la superficie
receptora.
Irradiancia solar reflejada:La radiacin por unidad de tiempo y unidad de rea que,
procedente de la reflexin de la radiacin solar en el suelo y otros objetos, incide
sobre una superficie.
Irradiacin:Energa incidente por unidad de superficie sobre un plano dado,
obtenida por integracin de la irradiancia durante un intervalo de tiempo dado,
normalmente una hora o un da. Se expresa en MJ/m2 o kWh/m2.
Aire ambiente:Aire (tanto interior como exterior) que envuelve a un acumulador de
energa trmica, a un captador solar o a cualquier objeto que se est considerando.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
44/135
2
2 Instalacin
Instalaciones abiertas:Instalaciones en las que el circuito primario est comunicado
de forma permanente con la atmsfera.
Instalaciones cerradas: Instalaciones en las que el circuito primario no tiene
comunicacin directa con la atmsfera.
Instalaciones de sistema directo: Instalaciones en las que el fluido de trabajo que
pasa por los captadores es a la vez el agua de consumo.
Instalaciones de sistema indirecto: Instalaciones en las que el fluido de trabajo semantiene en un circuito separado, sin posibilidad de comunicarse con el circuito de
consumo.
Instalaciones por termosifn:Instalaciones en las que el fluido de trabajo circula por
conveccin libre.
Instalacin con circulacin forzada: Instalacin equipada con dispositivos que
provocan la circulacin forzada del fluido de trabajo.
Circuito primario: Circuito del que forman parte los captadores y las caeras que
los unen, en el cual el fluido recoge la energa solar y la transmite.
Circuito secundario:Circuito en el que se recoge la energa transferida del circuito
primario para ser distribuida a los puntos de consumo.
Circuito de consumo:Circuito por el que circula agua de consumo.
Sistema solar prefabricado:Sistema de energa solar para los fines de preparacin
slo de agua caliente, ya sea como un sistema compacto o como un sistema partido.
Consiste bien en un sistema integrado o bien un conjunto y configuracin uniformes
de componentes. Se produce bajo condiciones que se presumen uniformes y
ofrecidas a la venta bajo un solo nombre comercial. Un solo sistema puede ser
ensayado como un todo en un laboratorio, dando lugar a resultados que representan
sistemas con la misma marca comercial, configuracin, componentes y dimensiones.Sistemas de energa auxiliar conectados en serie con el sistema solar prefabricado no
se consideran partes del mismo.
Sistema compacto: Equipo solar prefabricado cuyos elementos se encuentran
montados en una sola unidad, aunque fsicamente pueden estar diferenciados.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
45/135
3
Sistema partido:Equipo solar prefabricado cuyos elementos principales (captacin y
acumulacin) se pueden encontrar a una distancia fsica relevante.
Sistema integrado: Equipo solar prefabricado cuyos elementos principales (captacin
y acumulacin) constituyen un nico componente y no es posible diferenciarlos
fsicamente.
3 Captadores
Captador solar trmico: Dispositivo diseado para absorber la radiacin solar ytransmitir la energa trmica as producida a un fluido de trabajo que circula por su
interior.
Captador solar de lquido: Captador solar que utiliza un lquido como fluido de
trabajo.
Captador solar de aire: Captador solar que utiliza aire como fluido de trabajo.
Captador solar plano: Captador solar sin concentracin cuya superficie absorbedora
es sensiblemente plana.
Captador sin cubierta: Captador solar sin cubierta sobre el absorbedor.
Captador de concentracin: Captador solar que utiliza reflectores, lentes u otros
elementos pticos para redireccionar y concentrar sobre el absorbedor la radiacin
solar que atraviesa la apertura.
Captador de vaco: Captador en el que se ha realizado el vaco en el espacio entre
absorbedor y cubierta.
Captador de tubos de vaco: Captador de vaco que utiliza un tubo transparente
(normalmente de cristal), donde se ha realizado el vaco entre la pared del tubo y el
absorbedor.
Cubierta: Elemento o elementos transparentes (o translcidos), que cubren elabsorbedor para reducir las prdidas de calor y protegerlo de la intemperie.
Absorbedor:Componente de un captador solar cuya funcin es absorber la energa
radiante y transferirla en forma de calor a un fluido.
Placa absorbente:Absorbedor cuya superficie es sensiblemente plana.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
46/135
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
47/135
5
Bomba de circulacin: Dispositivo electromecnico que produce la circulacin
forzada del fluido a travs de un circuito.
Purgador de aire: Dispositivo que permite la salida del aire acumulado en el
circuito. Puede ser manual o automtico.
Vlvula de seguridad:Dispositivo que limita la presin mxima del circuito.
Vlvula anti-retorno:Dispositivo que evita el paso de fluido en un sentido.
Controlador diferencial de temperaturas: Dispositivo electrnico que comanda
distintos elementos elctricos de la instalacin (bombas, electro vlvulas, etc.) enfuncin, principalmente, de las temperaturas en distintos puntos de dicha instalacin.
Termostato de seguridad:Dispositivo utilizado para detectar la temperatura mxima
admisible del fluido de trabajo en algn punto de la instalacin.
Controlador anti-hielo:Dispositivo que impide la congelacin del fluido de trabajo.
5 Otras definiciones
Almacenamiento estacional: Es el que se produce o realiza durante una estacin o
parte del ao. Archivo de clasificacin: Es el archivo de documentacin tcnica para sistemas
solares de calentamiento pequeos a medida de una compaa, el cual incluye:
Clasificacin completa para sistemas pequeos a medida.
Descripcin completa de todas las configuraciones del sistema.
Descripcin completa de todas las combinaciones comercializadas de las
configuraciones del sistema y componentes, incluyendo dimensiones de stos
y nmero de unidades.
Informacin tcnica de todos los componentes.
(Referencia: Sistemas solares de calentamiento pequeos a medida,
NCh3088/1.c2007, prrafo 3.2)
Archivo de documentacin: La documentacin del sistema deber ser completa y
entendible:
Todos los componentes de cada sistema pequeo a medida, debern ir
provistos con un conjunto de instrucciones de montaje y funcionamiento
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
48/135
6
entendibles, as como de recomendaciones de servicio. Es necesario que esta
documentacin incluya todas las instrucciones necesarias para el montaje,
instalacin, operacin y mantenimiento. Estas instrucciones debern contener
toda la informacin que especifica la lista de 4.6 de NCh3120/1.c2007.
Cada sistema grande a medida deber ir provisto con un conjunto de
instrucciones de montaje y funcionamiento, as como recomendaciones de
servicio. Esta documentacin debe reunir todas las instrucciones necesarias
para el montaje, instalacin, operacin y mantenimiento, y todos los registros
de arranque inicial y puesta en servicio de acuerdo con 6.6. de laNCh3088/1.c2007.
Se recomienda que estos documentos sean guardados en un lugar visible
(preferentemente cerca del acumulador), protegidos del calor, agua y polvo.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
49/135
0
ANEXO III: Pruebas y documentacin
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
50/135
1
III.1 Pruebas
El suministrador entregar al usuario un documento-albarn12 en el que conste elsuministro de componentes, materiales y manuales de uso y mantenimiento de lainstalacin. Este documento ser firmado por duplicado por ambas partes, conservandocada una un ejemplar.
Las pruebas a realizar por el instalador sern, como mnimo, las siguientes:
Llenado, funcionamiento y puesta en marcha del sistema. Se probarn hidrostticamente los equipos y el circuito de energa auxiliar. Se comprobar que las vlvulas de seguridad funcionan y que las tuberas de
descarga de las mismas no estn obturadas, y estn en conexin con la atmsfera. Laprueba se realizar incrementando hasta un valor de 1,1 veces el de tarado ycomprobando que se produce la apertura de la vlvula. Se comprobar la correcta actuacin de las vlvulas de corte, llenado, vaciado ypurga de la instalacin. Se comprobar que alimentando (elctricamente) las bombas del circuito, entran enfuncionamiento y el incremento de presin indicado por los manmetros secorresponde en la curva con el caudal de diseo del circuito. Se comprobar la actuacin del sistema de control y el comportamiento global de lainstalacin, realizando una prueba de funcionamiento diario que consiste en verificarque, en un da claro, las bombas arrancan por la maana en un tiempo prudencial yque paran al atardecer, detectndose en el depsito saltos de temperaturasignificativos.
Concluidas las pruebas y la puesta en marcha, se pasar a la fase de la RecepcinProvisional de la instalacin. No obstante, el Acta de Recepcin Provisional no sefirmar hasta haber comprobado que todos los sistemas y elementos han funcionadocorrectamente durante un tiempo mnimo de un mes, sin interrupciones o paradas.
III.2 Documentacin
III.2.A Documentacin para sistemas solares prefabricados
III.2.A.1 Generalidades
Con cada sistema solar prefabricado, el fabricante o distribuidor oficial debersuministrar instrucciones para el montaje e instalacin (para el instalador), e instrucciones deoperacin (para el usuario). Estos documentos debern estar escritos en el/los idioma(s)oficial(es) del pas de venta. Asimismo, debern incluir todas las instrucciones necesariaspara el montaje y operacin, incluyendo mantenimiento, y prestando atencin a mayoresrequisitos y reglas tcnicas de inters.
12 Documento pblico.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
51/135
2
III.2.A.2 Documentos para el instalador
Las instrucciones de montaje debern ser apropiadas al sistema e incluir informacinconcerniente a:
a) Datos tcnicos. Aquellos que se refieren a:1) Diagramas del sistema.2) Localizacin y dimetros nominales de todas las conexiones externas.3) Un resumen con todos los componentes que se suministran (tales como captadorsolar, depsito de acumulacin, estructura soporte, circuito hidrulico, provisiones deenerga auxiliar, sistema de control/regulacin y accesorios), con informacin de cadacomponente del modelo, potencia elctrica, dimensiones, peso, marca y montaje.
4) Mxima presin de operacin de todos los circuitos de fluido del sistema, talescomo circuito de captadores, consumo y de calentamiento auxiliar (en kg/cm2).5) Lmites de trabajo: Temperaturas y presiones admisibles, entre otros, a travs delsistema.6) Tipo de proteccin contra la corrosin.7) Tipo de fluido de transferencia de calor.b) Embalaje y transporte de todo el sistema y/o componentes y modo de almacenaje(exterior, interior, embalado, no embalado).
c) Guas de instalacin con recomendaciones sobre:1) Superficies de montaje.2) Distancias a paredes y seguridad en relacin con el hielo.3) Forma en la que las tuberas de entrada al edificio deben estar terminadas(resistencia a lluvia y humedad).
4) Procedimiento a seguir para el aislamiento trmico de las tuberas.5) Integracin en el tejado del captador (si es apropiado).d) Si una estructura soporte, que normalmente montada al exterior es parte del sistema,los valores mximos de Sk (carga de nieve) y vm (velocidad principal de viento) debenestar de acuerdo con ENV 1991-2-3 y ENV 1991-2-4; siendo necesaria una declaracinde que el sistema slo puede ser instalado en sitios con valores menores de Sk y vm .e) Mtodo de conexin de tuberas.f) Tipos y tamaos de los dispositivos de seguridad y su drenaje. Las instrucciones demontaje debern indicar que cualquier vlvula de tarado de presin que se instale, por lacual pueda salir vapor en condiciones de operacin normal o estancamiento, habr de sermontada de tal forma que no se produzcan lesiones, agravios o daos causados por elescape de vapor. Cuando el sistema est equipado para drenar una cantidad de agua comoproteccin contra sobrecalentamiento, el drenaje de agua caliente debe estar construidode tal forma, que el agua drenada no cause ningn dao al sistema ni a otros materialesdel edificio.g) Los dispositivos necesarios de control y seguridad con esquema unifilar, incluyendo lanecesidad de una vlvula termosttica de mezcla que limite la temperatura de extraccina 60C, cuando as se requiera de acuerdo con 1.3.3.2.h) Revisin, llenado y arranque del sistema.i) Montaje del sistema.j) Una lista de comprobacin para el instalador, que permita verificar el correctofuncionamiento del sistema.k) La mnima temperatura hasta la cual el sistema puede soportar heladas.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
52/135
3
III.2.A.3 Documentos para el usuario
Las instrucciones de operacin debern incluir informacin concerniente a:a) Componentes de seguridad existentes y ajustes de termostato cuando sea aplicable.b) Implementacin del sistema, poniendo especial atencin a lo siguiente:
1) Antes de poner el sistema en operacin se debe comprobar que todas las vlvulastrabajan correctamente y que el sistema est llenado completamente con agua y/ofluido anticongelante, de acuerdo con las instrucciones del fabricante.2) En caso de cualquier avera se debe llamar a un especialista.
c) Operacin normal de las vlvulas de seguridad.d) Precauciones en relacin con riesgo de daos por congelacin o sobrecalentamiento.
e) La manera de evitar averas cuando se arranque el sistema bajo condiciones decongelacin o posible congelacin.f) Desmontaje del sistema.g) Mantenimiento del sistema por un especialista, incluyendo frecuencia de inspeccionesy mantenimiento, y una lista de partes que tienen que ser repuestas durante elmantenimiento normal.h) Datos de rendimiento del sistema:
1) Rango de cargas recomendado para el sistema (en l/da) a la temperaturaespecificada.2) Consumo de electricidad anual de bombas, sistemas de control y vlvulas elctricasdel sistema, para las mismas condiciones que las especificadas para el rendimientotrmico, asumiendo un tiempo de operacin de la bomba de captadores de 2000 h.3) Si el sistema contiene dispositivos de proteccin contra heladas que causen
consumo elctrico, se har constar la potencia elctrica de estos dispositivos (en W) ysus caractersticas (temperatura de arranque).i) Cuando el sistema de proteccin contra heladas dependa de la electricidad y/osuministro de agua fra, y/o el sistema haya sido llenado con agua de consumo, elrequisito es no cortar el suministro elctrico y/o el suministro de agua fra, o no drenar elsistema cuando exista alta radiacin solar.j) El hecho de que durante situaciones de alta radiacin el agua de consumo puede serdrenada, si ste es el mtodo usado para prevenir sobrecalentamientos.k) Mnima temperatura hasta la cual el sistema puede soportar heladas.l) Tipo de fluido de transferencia de calor.m) En caso de sistemas con calentadores de emergencia, se debe indicar que dichocalentador deber ser usado para propsitos de emergencia.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
53/135
4
III.2.B Documentacin para sistemas solares a medida
La documentacin del sistema descrita a continuacin deber ser completa y entendible.Para sistemas pequeos debera estar disponible la documentacin tcnica, describiendo laclasificacin propuesta por la compaa y estableciendo el archivo de acuerdo conIII.2.B.1. Deber suministrarse una documentacin de cada sistema de acuerdo con III.2.B.2.Para sistemas grandes, deber suministrarse una documentacin completa del sistema deacuerdo con III.2.B.3.
III.2.B.1 Fichero de clasificacin para sistemas pequeos
La documentacin describiendo la clasificacin de los sistemas pequeos debera incluir:
a) Todas las configuraciones propuestas del sistema, incluyendo los esquemas hidrulicosy de control, as como las especificaciones que permitan al usuario entender el modo defuncionamiento del sistema.b) Lista de componentes a incluir dentro de las configuraciones del sistema, conreferencias completas de dimensin y tipo. La identificacin de los componentes de lalista deber ser fcil y sin ambigedades.c) Una lista de combinaciones propuestas de opciones dimensionales en cada una de lasconfiguraciones del sistema.d) Diagramas o tablas, estableciendo el rendimiento del sistema bajo condiciones dereferencia para cada combinacin propuesta de opciones dimensionales en cadaconfiguracin del sistema. Las condiciones de referencia deberan estar completamenteespecificadas incluyendo supuestos hechos en cargas trmicas y datos climatolgicos.Las cargas trmicas supuestas deberan estar en el rango comprendido entre 0,5 y 1,5
veces la carga de diseo especificada por el fabricante.
III.2.B.2 Documentacin para sistemas pequeos
Todos los componentes de cada sistema pequeo a medida, debern ir provistos con unconjunto de instrucciones de montaje y funcionamiento entendibles, as comorecomendaciones de servicio. Esta documentacin deber incluir todas las instruccionesnecesarias para el montaje, instalacin, operacin y mantenimiento.Los documentos debern ser guardados en un lugar visible (preferentemente cerca delacumulador), protegidos del calor, agua y polvo.
III.2.B.3 Documentos para sistemas grandes
Cada sistema grande a medida deber ir provisto con un conjunto de instrucciones demontaje y funcionamiento, as como recomendaciones de servicio. Esta documentacindeber incluir todas las instrucciones necesarias para el montaje, instalacin, operacin ymantenimiento, as como las de arranque inicial y puesta en servicio.Los documentos debern ser guardados en un lugar visible (preferentemente cerca delacumulador), protegidos del calor, agua y polvo.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
54/135
5
III.2.B.3.1 Documentos con referencia a la puesta en servicio
La documentacin debera incluir:a) Todos los supuestos hechos en la carga (ofreciendo un conjunto de valores en elintervalo 30 % sobre la carga media seleccionada).b) Referencia completa de los datos climticos usados.c) Registro completo del mtodo usado para el dimensionado del rea de captadores,sistema(s) de almacenamiento e intercambiador de calor, incluyendo todas los supuestos(fraccin solar deseada) y referencia completa a cualquier programa de simulacin usado.d) Registro completo de los procedimientos usados para el dimensionado hidrulico delcircuito de captadores y sus componentes.e) Registro completo de procedimientos usados para la prediccin del rendimiento
trmico del sistema, incluyendo una referencia completa al programa de simulacinusado.
III.2.B.3.2 Documentos de montaje e instalacin
Los documentos debern cumplir con los puntos a), e), f), g), h), j) y k) del punto III.2.A.2.La descripcin del montaje e instalacin del sistema deber dar lugar a una instalacincorrecta de acuerdo con los dibujos del sistema.
III.2.B.3.3 Documentos para el funcionamiento
La documentacin deber cumplir con los prrafos a), f) y g) de III.2.A.2. Los documentosdebern incluir tambin:
a) Esquemas hidrulicos y elctricos del sistema.b) Descripcin del sistema de seguridad con referencia a la localizacin y ajustes de loscomponentes de seguridad.NOTA: Se debera dar una gua para la comprobacin del sistema antes de ponerlo enfuncionamiento de nuevo, despus de haber descargado una o ms vlvulas de seguridad.c) Accin a tomar en caso de fallo del sistema o peligro, como est especificado segnconcepto de seguridad.d) Descripcin del concepto y sistema de control, incluyendo la localizacin de loscomponentes del control (sensores). stos deberan estar incluidos en el esquemahidrulico del sistema.e) Instrucciones de mantenimiento incluyendo arranque y parada del sistema.f) Comprobacin de funcin y rendimiento.
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
55/135
0
ANEXO IV: Clculo de demandas energticas
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
56/135
1
IV.1 Clculo de demanda energtica en instalaciones de calentamientode piscinas
La demanda energtica viene dada por las prdidas trmicas en la pila de la piscina,calculndose de forma diferente si se trata de piscina cubierta o al aire libre.Se seguirn las indicaciones del RITCH en su punto ITE 10.2.1.2 sobre la temperaturadel agua de la pileta.
IV.1.A Clculo en piscina cubierta
En piscinas cubiertas, las prdidas vienen dadas por:
Las prdidas por evaporacin representan entre el 70 y 80% de las prdidas totales. Las prdidas por radiacin representan entre el 15 y 20% de las prdidas totales. Las prdidas por conduccin son despreciables.
Para el clculo de las prdidas energticas en piscinas cubiertas, se utilizar lasiguiente frmula emprica:
[ ] ( )( )1000/2,03130 2 wwsws SttkWP += Donde:
wst = Temperatura del agua (C)
wS = Superficie de la piscina (m2)
IV.1.B Clculo en piscina al aire libre
En piscinas al aire libre, se tendrn en cuenta los distintos tipos de prdida de energa:
Por radiacin del agua hacia la atmsfera, ms acentuadas por la noche. Por evaporacin del agua. Por conveccin, influidas por el viento. Por conduccin, con las paredes de la piscina. Por arrastre y salpicaduras de agua.
Para el clculo de las prdidas energticas en piscinas al aire libre, se utilizar lasiguiente frmula emprica:
( ) ( )( )[ ] 1000/2028/ 2 WBSws SttVKmWP += Donde:
wst = Temperatura del agua (C)
BSt = Temperatura del aire (C)
V = Velocidad del viento (m/s)
wS = Superficie de la piscina (m2)
-
8/7/2019 manual_diseno_solar_termico
57/135
2
IV.2 Clculo de demanda energtica en instalaciones de agua calientesanitaria
La demanda energtica en instalaciones de agua caliente sanitaria, viene dada por elvolumen de consumo diario y las temperaturas de preparacin y de agua fra.
En instalaciones existentes para las que se disponga de datos de consumo medidos enaos anteriores, se utilizarn estos datos previa justificacin de los mismos. Eninstalaciones nuevas o existentes, para las que se disponga de datos de consumo deinstalaciones similares, podr utilizarse stos previa justificacin13.
En caso de no disponer de datos, se utilizarn para el diseo los consumos unitariosmximos expresados en la Tabla 3.
Tabla 3. Criterios de consumo
Criterio de Consumo Lts./dia
Viviendas unifamiliares 40 por persona
Viviendas multifamiliares 30 por persona
Hospitales y clnicas 80 por cama
Hoteles (4 estrellas)