manual tecnico solar 2013 - Ministerio de Energía · 2017. 3. 8. · MANUAL PRÁCTICO DEL TÉCNICO SOLAR MANUAL PRÁCTICO DEL TÉCNICO SOLAR / SST DE ACS EN VIVIENDAS UNIFAMILIARES

Manual práctico del técnico solar

Sistemas Solares Térm

icos de Agua Caliente SanitariaEn viviendas unifam

iliares

MIN

ENER

GIA/G

EF/PNU

D/PN

UM

A, 2013ISBN

: 978-956-7469-43-7D

.R©

Programa de las N

aciones Unidas para El D

esarrollo (PNU

D)

Av. Dag H

amm

arskjöld 3241, Vitacura, Chile

ww

w.pnud.cl

D.R

© M

inisterio de Energia (MIN

ENER

GIA)

Alameda Bernardo O

’Higgins 1449, Piso 13 - Edifício Santiago D

owntow

n II, Santiago, Chile

ww

w.m

inenergia.cl

Preparado por

Juan Carlos M

artínez Escribano, experto asesor P

rograma S

olar

��

Revisor

Em

ilio Rauld V

arela, coordinador Program

a Solar

��

Com

ité redacciónJuan C

arlos Martínez E

scribanoE

milio R

auld Varela

��

Com

ité Editorial

Ica Procobre: M

arcos Sepúlveda

AC

ES

OL: C

hristian Antunovic

Colegio de A

rquitectos: Bárbara A

guirre

��

Diseño

Paola F

emenías R

avanal

Impresión: F

ullservice S.A

.Fecha: Junio 2013

MANUAL PRÁCTICO DEL TÉCNICO SOLAR / SST DE ACS EN VIVIENDAS UNIFAMILIARES

MAN

UAL PR

ÁCTIC

O D

EL TÉCN

ICO

SOLAR

� SST DE AC

S EN VIVIEN

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NIFAM

ILIARES � 8

CO

NTE

NID

O

1. Introducción 14

2. Sistem

as Solares Térm

icos 18

2.1 Configuraciones de los S

ST

para AC

S

182.2 T

ipología y clasificación de SS

T

192.3 D

iferencias entre sistema solar prefabricado y a m

edida 22

3. Selección del E

quipo Solar Térm

ico 32

3.1 Selección entre sistem

a directo o indirecto 32

3.2 Selección entre circulación forzada o natural

333.3 S

elección del tamaño del S

ST

34

4. La incorporación del SS

T a la vivienda 40

4.1 Integración arquitectónica 40

4.2 Orientación, inclinación y som

bras 41

4.3 Soluciones estructurales

434.4 E

quipo auxiliar y su acoplamiento al S

ST

44

4.5 Otros factores para la conexión del S

ST

47

4.6 Definición de la integración del S

ST

48

5. Esquem

a y condiciones de funcionamiento

525.1 E

squema de funcionam

iento 52

5.2 Condiciones de funcionam

iento 54

5.3 Fluido de trabajo

565.4 D

ispositivos de seguridad y protección 56

6. Diseño del S

ST

626.1 S

istema de captación

626.2 S

istema de acum

ulación 64

6.3 Circuito hidráulico

656.4 E

quipos de medida

716.5 E

quipo de control 73

7. Instalación 76

7.1 Información previa y planificación

767.2 V

erificación de la instalación 78

8. Pruebas, puesta en m

archa y recepción 82

8.1 Pruebas m

ecánicas de los circuitos 82

8.2 Llenado, purga y presurización 82

8.3 Puesta en m

archa 84

8.4 Pruebas de funcionam

iento 84

8.5 Recepción

86

9. Operación, uso y m

antención 90

9.1 Información al usuario

909.2 P

lan de vigilancia 91

9.3 Mantención

92

9 � SST DE AC

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NIC

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LAR


El G

obierno de Chile, a través del M

inisterio de Ener-

gía, en su misión de velar por el buen funcionam

ien-to y desarrollo del sector energético en C

hile ha ela-borado la E

strategia Nacional de E

nergía, con una proyección al año 2030.E

ntre sus pilares, dicha estrategia considera el de-sarrollo de las energías renovables, especialm

ente, las denom

inadas no convencionales, entre las que se encuentra la energía solar, la que por características se constituye en una fuente energética de gran po-tencial para C

hile.E

n ese entender, nuestro Ministerio viene ejecutando

-entre otras importantes iniciativas- un P

rograma S

olar, que tiene como propósito

remover las barreras para im

pulsar el despegue de la industria solar en Chile. U

n ám

bito de acción relevante de este programa apunta al desarrollo de una indus-

tria solar sostenible, para lo cual, entre los variados usos y tecnologías, se bus-ca la integración m

asiva de la tecnología solar para el calentamiento de agua sa-

nitaria. Es por ello que hem

os asignado recursos para la instalación de sistemas

solares térmicos en viviendas sociales existentes, con la finalidad de facilitar su

integración a los sistemas constructivos y de calefacción sanitaria tradicionales.

De m

anera complem

entaria y en conjunto con los agentes de esta industria, he-m

os entregado sostenido apoyo a la generación de capacidades técnicas para la form

ación de técnicos especialistas en instalaciones solares térmicas, profesio-

nales que el mercado requiere en cantidad y calidad. E

n esa línea, el contar con inform

ación de primer nivel y adecuadam

ente validada, constituye una herramien-

ta necesaria y útil para formar especialistas con el conocim

iento técnico necesa-rio para realizar correctas instalaciones solares térm

icas, precisamente lo que

este Manual para el T

écnico Solar busca apoyar.

Felicitam

os a los profesionales que han desarrollado este material docente y a

las instituciones que lo han validado, especialmente al P

rograma de las N

aciones U

nidas para el Desarrollo, P

NU

D C

hile, por su gran aporte, y a todos quienes han participado en su elaboración.

Jorge Bunster B

etteleyM

inistro de Energía

MIN

ISTE

RIO

DE

EN

ER

GÍA


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ILIARES � 10

PN

UD

El P

rograma de las N

aciones Unidas para el D

esa-rrollo (P

NU

D) tiene el com

promiso con C

hile de im-

pulsar la sostenibilidad energética en el país, lo que hace a través de la im

plementación de diversos pro-

gramas y proyectos de cooperación. U

na de éstas es la “Iniciativa G

lobal de Fortalecim

iento y Transform

a-ción del M

ercado de Colectores S

olares Térm

icos”, que tiene com

o objetivo sustentar el crecimiento del

mercado de colectores solares en C

hile. Esto incluye

apoyar una mayor dem

anda, fortalecer la cadena de sum

inistros y desarrollar el marco regulatorio nece-

sario para aumentar la capacidad instalada de colec-

tores solares en Chile.

Una de las actividades centrales del proyecto es fortalecer las capacidades para

una adecuada instalación y mantención de los sistem

as solares para el calenta-m

iento de agua, asegurando con ello que el usuario reciba todo el valor esperado de esta tecnología de aprovecham

iento del sol como fuente prim

aria de energía lim

pia, eficiente y disponible en todo el territorio nacional.P

recisamente para apoyar este proceso de capacitación, se ha desarrollado el

presente Manual orientado a técnicos especialistas en sistem

as solares térmicos

para agua caliente sanitaria. En este M

anual se les entregan herramientas prácti-

cas que permitirán instalar estos equipos de m

anera apropiada a los requerimien-

tos del usuario, tanto en viviendas nuevas como usadas. E

stamos convencidos

por ello que será muy útil para el proceso de m

asificación de esta tecnología en C

hile.E

ste proyecto es parte de una iniciativa global que cuenta con apoyo del Fondo

Mundial del M

edio Am

biente (GE

F por su sigla en inglés) cuyo objetivo es elim

i-nar las barreras que interfieren el adecuado desarrollo de m

ercados para este tipo de tecnología. E

ste apoyo ha permitido contar con un adecuado co-financia-

miento e incorporar las valiosas experiencias internacionales en esta m

ateria.S

e cumple de esta form

a con la misión central del P

NU

D consistente en apoyar

a los países en la implem

entación de políticas e instrumentos que aseguren la

sostenibilidad a largo plazo de sus procesos de desarrollo, aplicando las mejo-

res prácticas a nivel mundial. P

or ello, el PN

UD

continuará apoyando iniciativas com

o ésta que permiten rem

over las barreras que dificultan una mayor incorpora-

ción de las Energías R

enovables No C

onvencionales en Chile.A

ntonio Molpeceres

Representante R

esidente Del P

rograma D

e LasN

aciones Unidas P

ara El D

esarrollo De C

hile

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PR

OC

OB

RE

PR

OC

OB

RE

, es una red de instituciones latinoame-

ricanas, que forma parte de la International C

opper A

ssociation (ICA

), cuya misión es la prom

oción del uso del cobre, im

pulsando la investigación y el de-sarrollo de nuevas aplicaciones; difundiendo su con-tribución al m

ejoramiento de la calidad de vida y el

progreso de la sociedad. Asim

ismo, busca crear de-

manda para productos de cobre; dar a conocer y pro-

mover productos; difundir resultados científicos para

ayudar en el entendimiento del cobre; generar inves-

tigación, desarrollo y comercialización de nuevos y

mejorados procesos y productos tecnológicos; y por

último; com

unicar sus atributos únicos. El cobre ha

sido reconocido como un m

aterial fundamental en la vida del ser hum

ano; en-tre sus propiedades esta su alta conductividad eléctrica y térm

ica, con múltiples

aplicaciones en eficiencia energética y uso de energías renovables no convencio-nales.E

n línea con su misión, y en la búsqueda de ser un aporte en la calidad de vi-

dade las personas, PR

OC

OB

RE

ha colaborado en el desarrollo de este “Manual-

Práctico del T

écnico Solar”, que tiene com

o objetivo apoyar la formación de ex-

pertos en diseño, instalación y mantenim

iento de Sistem

as Solares T

érmicos en

viviendas. Con estos conocim

ientos, respecto de la tecnología para el aprovecha-m

iento del Sol para el calentam

iento de agua donde el cobre constituye un ma-

terial indispensable para que esta tecnología económica, eficiente y sustentable,

sea correctamente utilizada en todo su potencial com

o tecnología solar térmica

para el calentamiento de agua sanitaria.

En representación de la industria del C

obre, estamos orgullosos de ser parte de

esta iniciativa que pone al servicio de las personas los múltiples beneficios del

cobre. Este M

anual de Técnico S

olar Especialista, está en la línea del aporte que

hemos venido haciendo constantem

ente al mejoram

iento de las capacidades téc-nicasde la industria en C

hile y el mundo.

PR

OC

OB

RE

de esta manera aporta al desarrollo y prom

oción de aplicaciones tecnológicas del C

obre, que le han permitido, y seguirá haciéndolo en el futuro,

ser un elemento indispensable para el desarrollo sustentable de nuestra socie-

dad.M

as Información: w

ww

.procobre.org.

Marcos S

epúlveda HM

arketing Manager


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SOLAR

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La problemática m

undial energética, el cuidado del m

edio ambiente y los recursos naturales, son m

ate-rias que requieren ser abordadas de m

anera que los profesionales que se desem

peñan en el área de la construcción tengan conocim

iento de las estrategias y nuevas técnicas que nos lleven a un m

ejor desem-

peño en el uso de la Energía.

Com

o país, uno de nuestros grandes potenciales es la radiación S

olar, alcanzando rangos favorables in-cluso en zonas del sur de C

hile. Con esta E

nergía, cayendo gratuitam

ente del cielo, no podemos dejar

de evaluar

estrategias y

soluciones tecnológicas,

como los sistem

as solares térmicos, que nos perm

i-tan ser m

enos consumidores de com

bustibles fósiles y otras fuentes contaminan-

tes, para así abrirnos paso a un recurso gratuito y limpio; que nos perm

itirá cam-

biar la cara del desarrollo hacia una mejora en los estándares constructivos que

aporten a la calidad de vida de los usuarios.Los arquitectos, por su parte, som

os los diseñadores, gestores y mediadores de

las obras de arquitectura, siendo de gran importancia que el profesional m

aneje conceptos y técnicas que perm

itan que el desarrollo de proyectos se respalde en base de conocim

ientos; claros y fidedignos, orientados a la innovación y a la integración de grupos m

ultidisciplinarios siendo interlocutores válidos en estas m

aterias.E

s por esta razón que este manual del técnico solar especialista, es una he-

rramienta básica, una guía que pretende orientar, de acuerdo al perfil del con-

sumidor y su condición geográfica, cual es la tipología m

as adecuada para la im

plementación de estos sistem

as; dimensionam

iento y descripción detallada que perm

ite al proyectista y diseñador comprender a cabalidad las partes del sistem

a, y así lograr un óptim

o funcionamiento e im

plementación de un sistem

a solar tér-m

ico.F

inalmente, esta guía favorece m

ucho más allá de la cadena arquitecto, proyec-

tista, instalador, se considera una garantía para los clientes desarrolladores de proyectos residenciales y usuarios, dando así m

ayor confianza en el uso de tec-nologías renovables. C

on la elaboración de este manual, se destaca la labor del

Ministerio de E

nergía como gestor de iniciativas que acerquen m

ás a los profe-sionales estas tecnologías, las prácticas e incentiva el uso de energías de m

enor costo y am

igables con el medio am

biente.B

árbara Aguirre B

almelli

Arquitecto

Ms en E

conomía E

nergética UT

FS

MP

dte. Com

ité Sustentabilidad y E

nergíaC

olegio Arquitectos de C

hile

CO

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UITE

CTO

S

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NIC

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Com

o AC

ES

OL, A

sociación Chilena de E

nergía Solar,

nos enorgullece apoyar la correcta masificación de la

energía solar en nuestro país, en ese camino el m

a-nual que aquí presentam

os es una herramienta que

aporta valor a la generación de conocimiento para

transformar a C

hile en un referente de la energía so-lar a nivel m

undial, y con ello aprovechar las inmen-

sas condiciones que presenta nuestro territorio.La generación de capacidades técnicas, es el prim

er paso

para lograr

instalaciones de

excelencia, que

tengan la capacidad de transformarse en referentes

para más y m

ejores instalaciones; en ese marco el

manual se transform

a en un aporte relevante, que invitamos a leer, com

partir y aplicar.P

or ello felicitamos a todos quienes han hecho posible la consecución de este

manual en especial al P

rograma S

olar del Ministerio de E

nergía; desde ya queda-m

os disponibles para apoyar su difusión y posterior aplicación.

Christian A

ntunovic Muñoz

Presidente de A

CE

SO

L

AC

ES

OL


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1 IN

TRO

DU

CC

IÓN

Este M

anual Práctico del T

écnico Solar tiene por objeto resum

ir y proponer los procedim

ientos de trabajo que pueden seguir los Técnicos S

olares especialistas en proyecto, instalación y m

antención de Sistem

as Solares T

érmicos para agua

caliente sanitaria en viviendas unifamiliares.

Se considera que el T

écnico Solar (T

S) a quién va dirigido, tiene la form

ación básica en la tecnología solar térm

ica por lo que este manual no tiene carácter

didáctico y, por lo tanto, no profundiza en la justificación de las propuestas sino que pasa a ser directam

ente un manual práctico de aplicación.

Sin em

bargo, como se requiere profundizar en la tecnología es necesario lim

itar el ám

bito de aplicación del manual, por lo que se han incorporado exclusivam

en-te las instalaciones de A

gua Caliente S

anitaria (AC

S) que es la aplicación m

ás sencilla y desarrollada, dejando otras, com

o el calentamiento de piscinas o la

calefacción ambiental, para una posterior ocasión. A

simism

o, se ha limitado su

aplicación a pequeños sistemas que, com

o referencia y sin ánimo restrictivo, se-

rán inferiores a 10 m2 de superficie de captación y a 1.000 litros de capacidad de

acumulación.

Asim

ismo, se proporcionan indicaciones que son aplicables a instalaciones para

viviendas unifamiliares tanto existentes com

o nuevas considerando que, en el prim

er caso, es necesario que el TS

adapte las instalaciones a una situación pre-via y en la segunda, por el contrario, se parte exclusivam

ente del proyecto que está realizando un arquitecto.La correcta aplicación de la tecnología solar para la producción de A

CS

en una vivienda existente requiere que el T

S conozca, adem

ás de las características propias de los equipos que va a instalar y m

antener, las características de la vi-vienda que puedan afectar a la seguridad y a la operación del S

istema S

olar Tér-

mico (S

ST

), así como los criterios básicos que debe seguir para distinguir todo

lo que es importante de lo que no lo es y las recom

endaciones para que pueda resolver los im

previstos que se presenten.E

n resumen, para una vivienda existente, este m

anual incluye las actividades del T

S desde que acude por prim

era vez a la vivienda, toma los datos necesarios y

analiza las condiciones en terreno, hasta que selecciona el equipo y define como

lo integra y adapta a la vivienda y finalmente hasta que lo instala, lo entrega y

posteriormente m

antiene.Las situaciones para una vivienda nueva suelen ser m

ás sencillas de resolver, porque no tiene tantos condicionantes de diseño o de instalación; por esas m

is-m

as razones, la experiencia disponible en vivienda existente es muy aprovecha-

ble y aplicable a nueva edificación.E

l TS

se encontrará con la opción de utilizar un sistema prefabricado o proyec-

tar un sistema a m

edida y, aunque posteriormente se describen con m

ás detalle, deben conocerse las principales im

plicaciones de cada solución y se resalta la im

portancia de realizar un buen análisis previo para adoptar una u otra solución.E

n el caso del sistema prefabricado, se tiene que seleccionar el equipo y adap-

tarlo a la vivienda y a la instalación. Desde el punto de vista del diseño, el equi-

po solar puede ser considerado como una caja negra que sólo tiene una entrada

de agua fría y una salida de AC

S; sin em

bargo, se verán los factores a conside-rar que afectan al resto de la instalación.

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El caso del sistem

a a medida surge cuando no se encuentra en el m

ercado un sistem

a prefabricado adecuado y, como m

ejor solución para una determinada vi-

vienda, se prefiera una instalación realizada con componentes (colector, acum

u-lador, tubería, etc.) que requiere un diseño específico realizado por un profe-sional experto, que podrá ser el m

ismo T

S u otro proyectista con acreditación

suficiente.E

s importante tener en cuenta que el T

S debe coordinar todas las funciones ne-

cesarias para la realización de la instalación y debe tener conocimientos básicos

sobre los distintos roles que pueden intervenir en la instalación del SS

T: gasfite-

ría e instalaciones sanitarias, electricidad, calefones, calderas de gas y termos

eléctricos, estructuras de techumbre, cubierta y desagües de aguas lluvias o de

condensación, albañilería básica, estructuras metálicas de soporte y fijaciones,

etc. Ello puede derivar a que, en determ

inadas situaciones deba solicitar la co-laboración de otros técnicos o profesionales cuando por seguridad, dom

inio de la técnica o capacidad sea necesario o recom

endable. La mism

a consideración deberá tener en relación con los procedim

ientos de trabajo a emplear, la capaci-

dad de coordinación de distintas faenas y el control de los medios de seguridad

laboral que se deban utilizar.E

l TS

debe conocer la normativa aplicable que pueda afectar a cualquier aspecto

del SS

T y ser consciente de la capacidad técnica y/o adm

inistrativa que puede ser necesaria para su resolución y, en ese sentido, hay que destacar todo lo rela-tivo a las norm

as de seguridad.D

e cara al usuario, la tecnología solar debe ser un sistema m

ás de la vivien-da que presta un servicio respondiendo a las prestaciones reglam

entarias y/o acordadas con el usuario, con una m

ínima intervención de su parte. P

or ello, es im

portante señalar que para que un SS

T funcione, dure m

uchos años y que el usuario esté satisfecho, debe evitarse la creación de expectativas sobre el des-em

peño de la tecnología solar térmica que después no se puedan cum

plir; se re-salta que la inform

ación y atención que reciba el usuario va en beneficio directo de la instalación y la difusión de la tecnología solar y, por supuesto, es la m

ejor carta de presentación de un buen técnico.

Sistemas solares térm

icos


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2 S

ISTE

MA

S S

OLA

RE

S TÉ

RM

ICO

S

Un S

istema S

olar Térm

ico transforma la energía radiante em

itida por el sol en energía térm

ica y la acumula, en form

a de agua caliente, para pasar al sistema

auxiliar antesde su posterior consumo.

En este capítulo se establece la denom

inación de los sistemas y circuitos que

componen el S

ST

, las posibles configuraciones a emplear, los criterios para su

selección y las principales características que definen sus condiciones de funcio-nam

iento.

2.1 C

onfiguraciones de los SS

T para AC

SE

n el esquema básico de funcionam

iento de un SS

T para preparación de A

CS

, que puede verse en la figura, pueden diferenciarse los siguientes sistem

as: S

istema de captación: transform

a la radiación solar incidente en energía térmica

aumentando la tem

peratura de un fluido de trabajo. ��

Sistem

a de acumulación: alm

acena el agua caliente hasta que se precise su uso.

��S

istema auxiliar (o de apoyo o de respaldo): com

plementa el aporte solar

suministrando la energía necesaria para cubrir el consum

o previsto. En algu-

nos aspectos, este sistema no se considera incluido en la S

ST

.��

Sistem

a auxiliar (o de apoyo o de respaldo): complem

enta el aporte solar sum

inistrando la energía necesaria para cubrir el consumo previsto. E

n algu-nos aspectos, este sistem

a no se considera incluido en la SS

T.

El esquem

a se completa con el circuito hidráulico que está constituido por los

conjuntos de cañerías con su aislante, accesorios, bombas, válvulas y otros que

interconectan los distintos sistemas y m

ediante la circulación de fluidos producen la transferencia de calor desde el sistem

a de captación hasta los puntos de con-sum

o.

Denom

inación de sistemas y circuitos de un S

ST

19 � SST DE AC

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En algunas ocasiones se dispone de un sistem

a eléctrico y de control que aplica las estrategias de funcionam

iento y de protección organizando, cuando exista, el arranque y parada de la bom

ba de circulación.A

simism

o, en el esquema básico de la instalación se pueden distinguir dos circui-

tos hidráulicos:��

Circuito prim

ario: permite la circulación del fluido a través de los colectores

que recogen la energía térmica y la transporta hasta el acum

ulador.��

Circuito de consum

o: transporta agua potable de consumo y com

prende des-de la acom

etida de agua fría, pasando por los sistemas de acum

ulación y au-xiliar, hasta la red de distribución que alim

enta a los puntos de consumo.

En el apartado siguiente se explica cóm

o se puede producir el movim

iento de fluido en el circuito prim

ario; en el circuito de consumo el agua circula con la

apertura de los puntos de consumo gracias a la presión de la red de alim

entación (ya sea externa, estanque elevado o grupo de presión). E

l fluido de trabajo en los circuitos de consum

o es siempre el agua potable.

2.2 Tipología y clasificación de S

ST

Aunque no se describen aquí los distintos criterios de clasificación de los S

ST

para AC

S si se quiere recordar que los S

ST

pueden clasificarse, entre otros cri-terios, atendiendo al principio de circulación, al sistem

a de intercambio y por la

forma de acoplam

iento.

A. E

l principio de circulaciónS

e refiere al mecanism

o mediante el cual se produce el m

ovimiento del fluido el

circuito primario, existiendo dos tipos: la circulación forzada y la circulación na-

tural o más com

únmente conocida por term

osifón.

��

��

��


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EL TÉCN

ICO

SOLAR

� SST DE AC

S EN VIVIEN

DAS U

NIFAM

ILIARES � 20

En el cuadro siguiente se reflejan las diferencias de cada criterio para cada uno

de los tipos de circulación:

B. E

l sistema de intercam

bioS

e refiere a la forma de transferir la energía del circuito prim

ario de colectores al circui-to de consum

o. Esta transferencia se puede realizar de form

a directa, siendo el fluido de trabajo de colectores la m

isma agua de consum

o, dando lugar a los llamados sistem

as directos o, m

anteniendo el fluido de trabajo de colectores en un circuito independiente, sin posibilidad de ser distribuido al consum

o, dando lugar a los sistemas indirectos.

21 � SST DE AC

S EN VIVIEN

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TICO

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NIC

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En el cuadro siguiente se reflejan las diferencias de cada criterio en los sistem

as directos o indirectos:

��

��

��


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EL TÉCN

ICO

SOLAR

� SST DE AC

S EN VIVIEN

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ILIARES � 22

C. Form

a de acoplamiento entre colectores y acum

uladorLos S

ST

se pueden clasificar en tres categorías:1. C

ompacto

cuando todos los componentes del sistem

a se encuentran monta-

dos en una sola unidad, aunque físicamente puedan estar diferenciados.

2. Integrado cuando dentro del m

ismo sistem

a se realizan las funciones de cap-tación y acum

ulación de energía, es decir, colector y depósito constituyen un único com

ponente y no es posible diferenciarlos físicamente.

3. Partido

cuando existe una distancia física relevante entre el sistema de cap-

tación y el de acumulación.

2.3 D

iferencias entre sistema solar prefabricado y a m

edidaLas instalaciones solares para A

CS

en viviendas unifamiliares se pueden proyec-

tar utilizando:��

Sistem

as prefabricados autorizados y adaptándolos a cada situación, o��

Colectores solares y depósitos acum

uladores autorizados que se integran enu-na instalación, lo que se denom

ina como sistem

a solar a medida, definida m

e-diante un proyecto que realiza un profesional experto.

Un sistem

a solar prefabricado, o lo que en C

hile se denomina colector solar

térmico integrado (C

ST

I), es un sistema de aprovecham

iento de energía solar para producción de agua caliente sanitaria destinado, norm

almente, a pequeños-

consumos que está fabricado m

ediante un proceso estandarizado que presupo-ne resultados uniform

es en prestaciones, se ofrece en el mercado bajo un único

nombre com

ercial y se vende como un sistem

a completo listo para su instalación.

El sistem

a solar prefabricado puede estar constituido por un único componente

integral o por un conjunto de componentes, norm

alizados en características, y ensam

blados en una configuración fija y única de fábrica.Los denom

inados en la normativa sistem

as solares a medida son diseñados m

e-diante el ensam

blado de diversos componentes. Los com

ponentes se ensayan de form

a separada y los resultados de los ensayos se integran en una evaluación del sistem

a completo.

��

��

��

23 � SST DE AC

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TICO

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NIC

O SO

LAR


El sistem

a prefabricado está diseñado, ensayado y comercializado por una em

-presa fabricante y la función del proyectista o del técnico sería seleccionarlo com

o el más adecuado y adaptarlo a la aplicación en vivienda o edificio de que

se trate, pero no interviene en su diseño interno. En el sistem

a solar a medida se

requeriría que un profesional experto diseñe el sistema com

pleto, seleccione to-dos los com

ponentes y dimensione el circuito interno.

En todo lo que sigue, este M

anual se refiere a cualquiera de ellos en lo que afec-ta a la aplicación global del S

ST

e integración en la vivienda y se desarrolla en los capítulos 3 y 4. C

uando se adopte la solución de proyectar un sistema solar a

medida los capítulos 5 y 6 se ocupan de su diseño y cálculo com

pleto.A

continuación se recoge la información necesaria para describir com

pletamente

la instalación solar, tanto con sistema prefabricado com

o con sistema a m

edida, y que debe haberse definido a lo largo de todo el proceso de diseño de la instala-ción.

2.3.1 D

escripción de los Sistem

as Prefabricados

En el caso de los sistem

as prefabricados, el cuadro siguiente incluye la infor-m

ación más im

portante que debe ser considerada para la adecuada selección y adaptación del equipo a la vivienda, así com

o su posterior instalación y manten-

ción. Es im

portante extraer toda la información del inform

e del ensayo del siste-m

a prefabricado y de los Manuales de Instalación y del U

suario que todo equipo autorizado debe disponer; toda esta docum

entación formal se solicitará al fabri-

cante y se evitará cualquier información obtenida de otras fuentes ya que pueden

crear confusión.


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2.3.2 D

escripción de los Sistem

as a Medida

Adem

ás de los datos anteriormente reflejados para los sistem

as prefabricados, el diseño de los sistem

as a medida debe recopilarse en una docum

entación técnica que deje constancia expresa de la solución adoptada para que se cum

pla un de-term

inado programa de necesidades propuesto por un usuario. D

ebe contener la inform

ación necesaria y suficiente para que un tercero pueda interpretarla.La M

emoria T

écnica (MT

) es un documento que resum

e e incluye toda la informa-

ción que debe haberse considerado en el diseño del SS

T y su cum

plimentación

exigirá haber definido, calculado, decidido y establecido todo lo referente a la instalación solar.E

n la propia MT

se establecen los documentos anexos (cálculos, esquem

as, pla-nos y especificaciones de com

ponentes) que completan la definición de proyecto.

La MT

puede utilizarse como docum

ento guía para el desarrollo del diseño por el propio proyectista, para que un tercero, supervisor de proyectos, pueda llevar a cabo la revisión del m

ismo, o para que se pueda realizar la instalación proyecta-

da.Independientem

ente de si el diseño y cálculo de estas instalaciones tienen el ca-rácter de proyecto o no, se debe resaltar que siem

pre debe ser realizado por un proyectista experto que será el responsable de todos los contenidos de la docu-m

entación relativa al SS

T así com

o de la coordinación con el resto de instalacio-nes y de la integración con el del edificio.E

n función de las actuaciones a desarrollar con la documentación y de las ca-

racterísticas de la instalación, se podrá catalogar como proyecto e incorporar en

cualquiera de los niveles que se consideren y tendrá el nivel de definición nece-sario para que un tercero pueda interpretarlo sin necesidad de otra inform

ación adicional. E

s importante tener en cuenta que para todo lo que no esté definido en

el proyecto se está dejando libertad de criterio o interpretación.S

e ha definido un formato para la M

T de la instalación solar que se incorpora a

continuación:


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Selección del equipo solar térmico


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3 S

ELE

CC

IÓN

DE

L EQ

UIP

O S

OLA

R TÉ

RM

ICO

En prim

er lugar, para seleccionar la configuración básica de un equipo solar térm

ico (directo o indirecto, termosifón o forzado, y la form

a de acoplamiento)

existen una serie de criterios generales que están asociados al lugar de empla-

zamiento del S

ST

(características climáticas y del agua del lugar) o a la localiza-

ción concreta (planeamiento urbano, tipo de vivienda y de usuarios, etc.).

En segundo lugar, el dim

ensionado básico que se refiere a los criterios necesa-rios para seleccionar el tam

año del equipo solar que mejor se adapte a la dem

an-da prevista.E

n tercer lugar, habrá que conocer las condiciones específicas de la vivienda o del edificio de que se trate, así com

o de sus instalaciones, lo que permitirá con-

cretar la tipología del equipo y junto con el dimensionado básico del S

ST

hacer el análisis com

parativo de las posibles soluciones para seleccionar la mejor (ver

capítulo 4).A

demás de los criterios técnicos anteriorm

ente resumidos, com

o la selección del equipo siem

pre será una solución de comprom

iso entre ventajas y desventajas, costos y ahorros, etc. de las distintas alternativas; para ese análisis siem

pre será im

portante la experiencia disponible y el asesoramiento aportado por terce-

ros.

3.1 S

elección entre sistema directo o indirecto

La selección se realiza analizando los criterios descritos en el apartado 2.2 pero, sobre todo, los dos factores principales que se definen por el lugar de em

plaza-m

iento:

��

El riesgo de heladas de una localización se define en base la tem

peratura míni-

ma registrada en un periodo largo de tiem

po. A falta de datos concretos deben

adoptarse criterios

conservadores consultando

información

climática

cercana. C

uando exista riesgo de heladas, debe definirse el procedimiento de protección

antiheladas del que dispone el equipo.

��

Si se dispusiera de datos sobre características y dureza del agua, deben utilizar-

se para definir la necesidad de utilizar un sistema indirecto y, con ello, plantear

como se deben resolver los problem

as de incrustaciones calcáreas.S

i se proyecta un SS

T en zonas con riesgo de heladas y con aguas m

uy duras, a priori ya se habrá definido que los equipos a instalar en esa zona serán del tipo circuito indirecto. E

n caso de que no se disponga de datos hay que recurrir a la experiencia en la zona con sistem

as convencionales de preparación de AC

S.

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3.2 S

elección entre circulación forzada o natural

Para cada caso particular se deben evaluar los criterios indicados en el capítulo

2 comparando las dos alternativas. P

ara facilitar la toma de decisiones se han

seleccionado los cuatro criterios que habitualmente m

ás ponderan en la selec-ción de alguna de las soluciones:

Se pueden hacer las siguientes observaciones:

1. La integración arquitectónica puede ser determinante en edificios de esm

era-do diseño o en los que se tenga especial preocupación por la estética.

2. El em

plazamiento del acum

ulador puede ser crítico cuando su peso, en un equipo term

osifón, exija una estructura especial muy costosa y, en sentido

contrario, puede ser excluyente un sistema forzado cuando no exista posibili-

dad de ocupar espacios en el interior de la vivienda.3. Las pérdidas térm

icas en estas instalaciones pueden ser muy im

portantes si no se adoptan las m

edidas adecuadas. La primera m

edida es que el acumula-

dor esté lo más cerca posible del sistem

a auxiliar y de los puntos de consumo

de forma que la longitud de cañerías del circuito prim

ario y de consumo sean

lo más cortas posibles. C

uantificar las pérdidas en ambas opciones sería la

forma de com

parar este criterio.4. C

uando el costo de inversión es un factor crítico, la opción de los sistemas

forzados es más difícil de im

plantar.

��

��

��


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ILIARES � 34

3.3 S

elección del tamaño del S

ST

El parám

etro básico para seleccionar el tamaño de un S

ST

es el consumo m

edio diario de agua caliente por lo que su correcta estim

ación es el dato fundamental

para calcular la demanda de energía y los ahorros que los diferentes S

ST

puedan producir; con ese cálculo se determ

ina la contribución solar del equipo. Debe

prestarse especial atención a la cuantificación del consumo adquiriendo toda la

información posible sobre las costum

bres del usuario y las características de la instalación convencional si existe.E

s importante que el usuario sea consciente que la m

oderación del consumo es

la primera m

edida para ahorrar energía y agua. Debe saber que si el consum

o es elevado, el S

ST

resultará más grande y costoso, en cam

bio si su consumo está

ajustado, su equipo podrá ser más pequeño y económ

ico porque, aunque la ener-gía solar sea gratis, los equipos que la transform

an en agua caliente no lo son. C

on la moderación del consum

o no se trata de reducir el confort sino de tener el m

ás apropiado con el menor gasto posible de recursos.

En viviendas existentes, rara vez un potencial usuario de una instalación solar

conoce la cantidad de agua caliente que consume y por eso es im

prescindible que se le asesore adecuadam

ente. Una vez fijado el consum

o de diseño, el usua-rio debe conocer que el uso de agua caliente real variará sobre ese valor m

edio establecido. D

ebe señalarse el hecho, suficientemente contrastado, que los con-

sumos de agua caliente de una vivienda pueden sufrir grandes variaciones con el

tiempo, no sólo de un día a otro, sino en años sucesivos debido a cam

bios en el núm

ero de personas que la utilizan, las costumbres, etc.

Puede realizarse otra estim

ación del consumo de A

CS

a partir del tamaño de la

vivienda, medida por el núm

ero de dormitorios que, a su vez, se relaciona con la

capacidad potencial de ocupación. Por eso, cuando no se disponga de datos de

consumo en viviendas unifam

iliares se puede utilizar el número de personas y el

dato de 40 litros por persona y día a 45ºC. N

aturalmente en nueva edificación, en

los que no se dispone de referencias previas de consumo, el uso de estos valo-

res normalizados es evidente.

El cálculo de prestaciones que se realice o el m

anual del equipo solar proporcio-nará la energía solar aportada y, por tanto, la selección del tam

año del equipo debe reducirse a elegir el que m

ejor se adapte a cada caso. Si no se dispone de

esos datos correspondientes a la localidad se debe requerir al proveedor la infor-m

ación suficiente para calcularla.La característica básica que define el tam

año del SS

T es la superficie de capta-

ción y, en segundo lugar, la capacidad de acumulación. E

stos datos, junto con las características constructivas del equipo, perm

iten estimar la energía solar

que aporta el SS

T para el consum

o previsto. Naturalm

ente, el resultado final de-pende de los factores relacionados con la localización (radiación solar, tem

pera-turas) y la orientación e inclinación de colectores.P

ara cada localización, en una primera aproxim

ación y para un determinado ran-

go de consumos, se puede estim

ar la contribución solar anual para varios equi-pos de diferentes tam

años y características.

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En este ejem

plo se establece un rango de consumos entre 120 y 400 litros/día,

se incorpora su equivalencia en personas y dormitorios definidos según la Ley N

º 20.365 que establece F

ranquicia Tributaria respecto de S

ST

y los equipos se de-nom

inan (como S

ST

A/V

) por su área de captación A y volum

en de acumulación

V. La estim

ación de la contribución solar se ha realizado para Santiago con co-

lectores orientados al Norte y con una inclinación de 35º.

Para un consum

o de, por ejemplo, 240 litros/día se podría optar por un equipo de

2m² y 150 litros que tendría una contribución solar del 60%

anual o un equipo de 4 m

² y 300 litros con el que se puede alcanzar una contribución solar anual del 85%

. Naturalm

ente existen multitud de soluciones adicionales y distintas, cada

una con sus ventajas e inconvenientes.P

or último, será oportuno analizar com

o varía, en cada uno de los casos, la con-tribución solar a lo largo del año que es m

uy superior en verano que en invier-no. P

ara el ejemplo anterior puede observarse la variación m

ensual para el SS

T-

2/150 a la izquierda y para el SS

T-4/300 a la derecha:

Para el dim

ensionado de un SS

T se establece, de acuerdo con el m

andante, los criterios que deben utilizarse para el cálculo de prestaciones de la instalación; básicam

ente, los distintos planteamientos y alternativas se pueden resum

ir en dos:1. E

n edificios nuevos cuyas instalaciones deban cumplir una norm

ativa, el pro-ceso de cálculo norm

almente se lim

ita a seleccionar la mejor instalación que

justifica, como m

ínimo, el cum

plimiento de las condiciones establecidas en

la normativa. C

omo ejem

plo, para cumplir la Ley de F

ranquicia Tributaria se

debe justificar que, para la demanda establecida, la instalación solar alcanza

una contribución solar mínim

a determinada en función de la localización geo-

gráfica.


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2. En edificios nuevos o existentes, en los que no hay que cum

plir normativa es-

pecífica de instalaciones solares o se quieren superar los requisitos mínim

os, se pueden establecer otros criterios que se consideren oportunos com

o por ejem

plo: que se produzca cobertura total durante determinados m

eses, que se produzca un nivel de ahorro de energía convencional o de reducción de em

i-siones, que se consiga la m

áxima ocupación de un espacio disponible para los

colectores, etc.E

xiste una amplia gam

a de métodos de cálculo cuyos datos de entrada, datos de

salida, propiedades, bases de cálculo, aplicaciones, etc. son muy diferentes. E

n principio, se pueden adm

itir como válidos los distintos m

étodos aceptados por el sector con las siguientes anotaciones:��

Que su uso esté contrastado por entidades públicas y privadas

��Q

ue esté ampliam

ente difundido o sea utilizable por muchos

��Q

ue sea adaptable a las distintas configuraciones��

Que tenga la posibilidad de seleccionar com

ponentes distintosE

l método de cálculo que se utilice debería ser aceptado por las partes que inter-

vienen y, en cualquier caso, debería ser requisito imprescindible la disponibilidad

del método de cálculo para distintas opciones y se deberían descartar los m

éto-dos que im

piden modificar parám

etros de cálculo. Si se quieren com

parar solu-ciones, es necesario que el m

étodo de cálculo y las bases de datos de partida sean las m

ismas.

El m

étodo f-Chart es suficientem

ente preciso como m

étodo de cálculo simplifica-

do con estimaciones m

edias mensuales y para su aplicación se utilizan los va-

lores medios m

ensuales y la instalación queda definida por sus parámetros m

ás significativos. P

ermite calcular la contribución solar de una instalación de cale-

facción y de producción de agua caliente mediante colectores solares planos.

En este punto se ha preseleccionado el tipo de equipo y se ha realizado el di-

mensionado básico, queda por exam

inar la viabilidad de la solución adoptada o evaluar las distintas opciones para seleccionar la que m

ejor se incorpora en la vivienda.

��

��

��

La incorporación del SST a la vivienda


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4 LA

INC

OR

PO

RA

CIÓ

N D

EL S

ST A

LA V

IVIE

ND

A

Para la incorporación del S

ST

en la vivienda y la adaptación a sus instalaciones, deben analizarse los siguientes factores:1. Integración arquitectónica2. O

rientación, inclinación y sombras

3. Seguridad y solución estructural

4. Equipo de energía auxiliar, su conexionado y recorridos hasta consum

o5. O

tros factores y detalles para la conexión del SS

TLa selección del em

plazamiento suele ser una solución de com

promiso entre las

diversas alternativas que pueden plantearse analizando las ventajas e inconve-nientes que cada una introduce. E

s importante a estos efectos utilizar la expe-

riencia, propia o de otros, sobre las soluciones a adoptar ante la variedad de situaciones que se pueden presentar.

4.1 Integración arquitectónica

En su concepto m

ás amplio la integración arquitectónica del S

ST

se refiere a todos los factores que perm

iten su adaptación al edificio así como las m

edidas que se tom

an en éste para facilitar la instalación del equipo solar. Estos factores

comprenden desde condiciones urbanísticas, hasta pequeños detalles constructi-

vos pasando por el diseño del edificio, y normativa que se deba cum

plir.D

esde un punto de vista más concreto, el concepto de integración arquitectónica

a veces se asocia a un tipo de SS

T donde los colectores que lo conform

an susti-tuyen elem

entos constructivos convencionales o bien son elementos constituyen-

tes de la envolvente del edificio y de su composición arquitectónica.

Al objeto de este m

anual lo importante es que el T

S tenga la capacidad de defi-

nir cuando es necesario que intervenga un arquitecto para que resulte la mejor

integración posible y, todo ello, aunque la integración arquitectónica no se haya planteado desde el prim

er mom

ento. Con una intervención profesional y experi-

mentada será m

ás fácil resolver factores como el im

pacto de la estética del SS

T,

la posible adaptación con el estilo arquitectónico, la alineación con los ejes prin-cipales y la continuidad de volúm

enes.S

obre edificios existentes, las soluciones integradas suelen ser más com

plicadas de im

plantar, salvo que exista una superficie disponible y orientada aproximada-

mente al norte que adm

ita la instalación de colectores.

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4.2 O

rientación, inclinación y sombras

Es evidente que si la superficie de captación de un equipo no está expuesta a

la máxim

a insolación posible no cumplirá los objetivos previstos por lo que hay

que cuidar tanto el lugar como la form

a de implantación. C

omo no siem

pre pue-de ser objetivo único el obtener la m

áxima insolación a costa de otros factores,

es importante evaluar, cuando no se puedan conseguir las m

ejores condiciones, las ventajas y desventajas de cada situación. La orientación, inclinación y las som

bras son los factores cuya cuantificación aportan criterios suficientes a este respecto.C

omo criterio general, la m

ejor orientación para los colectores solares es el norte geográfico. S

in embargo, las desviaciones, incluso hasta ±45º, respecto del nor-

te geográfico no afectan significativamente a las prestaciones de la instalación

aunque debería evaluarse la disminución de prestaciones en cada caso y siem

pre analizar cóm

o afecta esa disminución en verano e invierno.


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De la m

isma form

a y para cada caso, debería estudiarse y justificarse la inclina-ción óptim

a de los colectores aunque, en primera aproxim

ación y admitiendo des-

viaciones de hasta ±15º, la inclinación de colectores respecto al plano horizontal se puede estim

ar con los siguientes criterios:1. E

n instalaciones de uso anual constante: la latitud geográfica2. E

n instalaciones de uso estival: la latitud geográfica -10º3. E

n instalaciones de uso invernal: la latitud geográfica +10ºE

n cualquier caso y sabiendo a priori que es importante la distribución anual del

consumo, la optim

ización de las prestaciones energéticas debería realizarse exa-m

inando la sensibilidad de las mism

as a variaciones tanto de la orientación como

de la inclinación.La ubicación de los colectores en el edificio se debe definir de form

a que eviten tanto las som

bras alejadas (de otras edificaciones) como las cercanas de la m

is-m

a vivienda u obstáculos puntuales (extractores, chimeneas, etc.) así com

o las predecibles en el futuro (nuevos edificios o crecim

iento de árboles).La com

probación más sencilla para ver que no existen problem

as de sombras es

analizar que la posición de los obstáculos en relación con los colectores cumpli-

rán los requisitos geométricos que se especifican a continuación para som

bras frontales y laterales:

��

�� !�� "�� "��

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'�� (��

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NIC

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��P

ara las sombras frontales (obstáculos que en planta form

an un ángulo con el norte inferior o igual a 45º), se establece que la distancia (d) entre la parte baja y anterior del colector y un obstáculo frontal, que pueda producir som

bras sobre la m

isma será superior al valor obtenido por la expresión d=k*h donde h

es la altura relativa del obstáculo en relación con la parte baja y anterior del colector. E

n función de la latitud el valor de k, que siempre se debería adoptar

del lado de la seguridad es:

��P

ara las sombras laterales (obstáculos que en planta form

an un ángulo con el sur superior a 45º) la distancia (d) entre el colector y los obstáculos laterales que puedan producir som

bras sobre la instalación será superior al valor ob-tenido de la tabla anterior para desviaciones de 45º y por la expresión: d = h donde h es la altura del obstáculo para desviaciones de 90º.

En cualquier caso, pero sobre todo cuando las proyecciones de som

bra sobre el equipo no cum

plan los requisitos anteriores, se realizará un estudio más detalla-

do y se informará al usuario de la posible reducción de prestaciones de la insta-

lación debido a las sombras que pueden producirse y obtener su conform

idad y aceptación.

4.3 S

oluciones estructuralesE

l equipo solar es suministrado con una estructura soporte diseñada y calculada

por el fabricante para soportar y cumplir todos los requisitos establecidos en la

normativa vigente y que tiene en cuenta todas las acciones, que deben ser co-

nocidas, a las que puede estar sometida: peso, viento, nieve, sism

icidad, etc.; el propio diseño de la estructura define las condiciones que deben cum

plirse para apoyar y sujetar correctam

ente el equipo.P

ara las distintas opciones de emplazam

iento deberá comprobarse que el apoyo

de la estructura es apto para soportar las cargas que se pueden generar y deben considerarse tanto las que puedan producirse durante el m

ontaje como durante el

funcionamiento norm

al y en las operaciones de mantención.

Debe garantizarse tanto la rigidez estructural del equipo com

o del lugar donde se apoya y, en caso de duda, debe consultarse con un profesional com

petente en seguridad estructural que podrá evaluar y certificar, si fuera necesario, las resis-tencias de los elem

entos y la viabilidad del montaje.

�� )�� *��


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Norm

almente, para cada equipo el fabricante dispone de uno o varios diseños de

estructura adaptados a cubiertas planas o inclinadas que facilita el apoyo y la sujeción a algún elem

ento estructural de la vivienda. En algunos casos es nece-

sario diseñar una estructura base intermedia que sujete la estructura del equipo

a la estructura de la vivienda.T

odos los materiales de la estructura soporte se deben proteger contra la ac-

ción de los agentes ambientales, especialm

ente contra el efecto de la radiación solar y la acción com

binada del aire y el agua. En particular, las estructuras de

acero deben protegerse mediante galvanizado por inm

ersión en caliente, pinturas orgánicas de zinc o tratam

ientos anticorrosivos equivalentes. La realización de taladrados o perforaciones en la estructura se deberá llevar a cabo antes de pro-ceder al galvanizado o protección de la estructura, nunca en terreno. Los pernos, tornillos, fijaciones y piezas auxiliares deberían estar protegidas por galvanizado o cincado, o bien serán de acero inoxidable.

4.4 E

quipo auxiliar y su acoplamiento al S

ST

El equipo que realiza el aporte de energía auxiliar al S

ST

puede ser:��

Instantáneo (Calefón, calentador eléctrico o caldera m

ixta)��

Con acum

ulación (Term

o eléctrico o acumulador con caldera)

��Incorporado en el acum

ulador solar. Deben tom

arse precauciones especiales cuando se utilice esta solución para que no perjudique la eficiencia global del conjunto.

Cuando el equipo auxiliar es externo al S

ST

, el conexionado en el circuito de consum

o debe ser siempre en serie de form

a que el agua fría entre primero en el

acumulador solar, después pase precalentada al sistem

a auxiliar y de éste a los puntos de consum

o. Se deben tom

ar medidas para proteger al equipo auxiliar si

no soporta la temperatura de salida del S

ST

y para impedir que llegue a los pun-

tos de consumo agua a tem

peraturas superiores a 60ºC para evitar quem

aduras de los usuarios. S

e pueden utilizar los esquemas indicados a continuación sa-

biendo que, aunque se representen equipos termosifón, las soluciones son sim

i-lares para los acum

uladores solares de los equipos forzados:1. C

on válvula mezcladora term

ostática a la salida del sistema auxiliar para

protección del usuario si el equipo auxiliar soporta la temperatura caliente del

equipo solar.

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2. Con válvula m

ezcladora termostática a la salida del equipo solar para lim

i-tar la tem

peratura que entra en el auxiliar; si esta temperatura o la de salida

del auxiliar fuera superior a 60ºC sería necesario utilizar, adem

ás, la válvula m

ezcladora en la salida a consumo.

3. Con válvula diversora que se utiliza com

o bypass al equipo auxiliar cuando éste no adm

ite la entrada de agua caliente a cualquier temperatura. E

stá vál-vula evita que el agua del equipo solar entre en el sistem

a auxiliar cuando la tem

peratura es superior a su valor de consigna.

En los esquem

as anteriores, la última válvula m

ezcladora en el punto de consu-m

o representa el grifo que manipula el usuario para establecer la tem

peratura de uso que requiera.E

n casos excepcionales, que posteriormente se describen, puede ser necesario

utilizar la conexión en paralelo entre el SS

T y el equipo auxiliar; en ese caso los

esquemas pueden ser:

1. Si el equipo auxiliar no requiere válvula term

ostática mezcladora se debe m

on-tar exclusivam

ente la del SS

T


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2. Si el equipo auxiliar requiere válvula term

ostática mezcladora se debe m

ontar en la salida a consum

o y opcional y adicionalmente se podría m

ontar otra en el S

ST

.

Un factor im

portante a considerar es el recorrido desde el acumulador solar al

equipo auxiliar y desde éste a los puntos de consumo de form

a que, si no es muy

largo, siempre se debe utilizar el conexionado en serie con el sistem

a de apoyo.P

ero si los recorridos son excesivamente largos (superiores a 12-15 m

etros) se puede utilizar, excepcionalm

ente, el conexionado en paralelo con el sistema de

apoyo. En esta configuración hay que seleccionar un punto de conexión adecua-

do, con diámetro de cañería suficiente y que perm

ita minim

izar recorridos, como

en el ejemplo de la figura siguiente:

Cuando el sistem

a de apoyo se conecte en paralelo, además de que la conm

uta-ción de sistem

as debe ser muy sim

ple, se recomienda instalar un term

ómetro in-

dicador de la temperatura del acum

ulador solar fácilmente visible y accesible por

el usuario o un termostato para realizar la conm

utación automática.

En cualquiera de los casos, siem

pre hay que realizar el acoplamiento del S

ST

al equipo auxiliar de la forma m

ás sencilla e inmediata posible y no tiene ningún

sentido implem

entar soluciones muy com

plicadas ya que el usuario sólo requiere A

CS

. Hay algunos fabricantes que tienen bien resuelto este conexionado con sis-

temas expresam

ente diseñados para este uso que suelen ser de fácil montaje y

manipulación.

47 � SST DE AC

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4.5 O

tros factores para la conexión del SS

TE

n la cañería de alimentación

de agua al SS

T, cuyo diám

etro debe ser adecua-do para el caudal m

áximo de consum

o, es necesario confirmar que la presión y el

caudal disponibles son suficientes para el servicio que se quiere dar.La cañería de salida de A

CS

del SS

T debe ser de cobre o acero inoxidable

debido a que las temperaturas pueden ser superiores a 90-95ºC

, después de la válvula m

ezcladora termostática se pueden utilizar cañerías de m

ateriales plás-ticos adecuadas a las tem

peraturas y presiones de servicio (PB

, PV

C-C

, PE

-X,

PP

, PE

-RT

). Todas las cañerías por las que circule agua caliente deben estar tér-

micam

ente aisladas y es muy im

portante la protección mecánica del aislam

iento térm

ico frente a las condiciones exteriores.Los diám

etros de cañerías de conexión del SS

T deben ser los ajustados a cada

caso ya que:��

Si están sobredim

ensionados producen, en primer lugar, un m

ayor consumo de

agua y energía en su utilización y, en segundo lugar, mayores pérdidas térm

i-cas al aum

entar la superficie exterior de la cañería.��

Si están infra dim

ensionados pueden reducir significativamente el caudal dis-

ponible o aumentar la pérdida de carga y esto producirá diferencia de presio-

nes entre los circuitos de agua fría y caliente en el punto de consumo.

La dilatación del agua en los acumuladores de los circuitos de consum

o pue-de producir un aum

ento de presión que debe ser evitado usando estanques de expansión

junto a la válvula de seguridad correspondiente. En algunos casos

se utilizan válvulas combinadas de presión y tem

peratura pero no son recomen-

dables sobre todo si pueden funcionar a menudo y si la calidad del agua puede

favorecer su deterioro u obstrucción.

+��

�� ,��

��


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ILIARES � 48

Si se quiere controlar el consum

o de agua caliente o la energía solar aportada por el S

ST

es necesario instalar, respectivamente, un caudalím

etro o un con-tador de energía térm

ica; en ambos casos se recom

ienda instalar el medidor de

caudal en la acometida de agua fría y contabilizar la energía m

idiendo la tempe-

ratura caliente después de la válvula mezcladora ya que esa situación proporcio-

na mayor estabilidad en las tem

peraturas.E

n las viviendas existentes que dispongan de sistema de recirculación de A

CS

es importante analizar la im

portancia de las longitudes del circuito de consumo,

analizar los consumos de agua y las pérdidas térm

icas asociadas y ver las posi-bles soluciones para anular o reducir su funcionam

iento.E

n relación con el equipo de energía auxiliar y su conexionado, interesa infor-

mar y asesorar al usuario de las diversas opciones que pueda disponer: sistem

a m

odulante y específico para energía solar, bypass para mantención, term

ómetros

digitales fácilmente accesibles para conocer la tem

peratura del acumulador solar,

contadores de horas para control de funcionamiento de bom

ba o de sistema auxi-

liar y otros.D

eben definirse los desagües y la red de saneamiento que se utilizará para la

evacuación de fluido o agua que pueda salir del circuito: válvulas de vaciado, es-capes conducidos, purgas, etc. Incluso prever las posibles fugas en los circuitosdel interior del edificio.P

or último, resaltar la im

portancia de controlar los factores relativos a la segu-ridad

tanto del TS

como del usuario com

o de terceros. Para ello hay que recor-

dar:��

Los requisitos de seguridad laboral durante el montaje

��S

eguridad estructural de todo el SS

T��

Protección frente a elevadas tem

peraturas del equipo evitando cualquier tipo-de contacto con el m

ismo y la accesibilidad de personas no técnicas

��P

rotección frente a elevadas temperaturas de fluido, utilizando tanto las válvu-

las mezcladoras en circuitos com

o los escapes conducidos de todas las válvu-las que puedan expulsar fluido al exterior

4.6 D

efinición de la integración del SS

TU

na vez analizada toda la información disponible, realizada la propuesta al usua-

rio y aceptada por éste, todas las características del SS

T y los criterios estable-

cidos para su adaptación e integración a la vivienda deben quedar documentados

en la Mem

oria Descriptiva (M

D) del S

ST

que recoge toda la información de los

Manuales del Instalador y del U

suario junto con las condiciones de integración aceptadas por el usuario.S

i se trata de un sistema a m

edida, deberá adicionalmente realizarse la M

emoria

Técnica (M

T) cuyos contenidos pueden resolverse siguiendo los capítulos 5 y 6

siguientes. La MT

recoge la información de diseño interno del sistem

a que debe integrarse en la M

D para dar un resultado equivalente al que se ha referido para

los sistemas prefabricados.

Toda la inform

ación recogida en la visita e inspección a la vivienda puede resu-m

irse con el formato que se incluye a continuación y debe docum

entarse con las fotografías, dibujos y esquem

as que reflejen la situación de partida así como las

posibles soluciones.

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Esquema y condiciones de funcionam

iento


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5 E

SQ

UE

MA

Y C

ON

DIC

ION

ES

DE

FUN

CIO

NA

MIE

NTO

5.1 E

squema de funcionam

ientoA

demás de los colectores y el acum

ulador, se debe cerrar y completar el circuito

primario con las cañerías para im

pulsión y retorno (ver esquema abajo) y con, al

menos, lo siguiente:

��U

n sistema de protección con válvula de seguridad y estanque de expansión

��U

na bomba de circulación

��U

na válvula de retención��

Un sistem

a de llenado y vaciado��

Un sistem

a de purga manual

��U

n m

anómetro

y un

termóm

etro o

una sonda

de tem

peratura para

el acum

ulador��

Un control diferencial con 2 ó 3 sondas de tem

peratura.

En el circuito de consum

o, los componentes m

ínimos im

prescindibles son:��

Una válvula de retención y válvula de corte en la entrada de agua fría

��U

n sistema de protección con válvula de seguridad y estanque de expansión

��C

ircuito de consumo para sum

inistro del AC

S m

ediante el equipo de energía auxiliar (supuesto que éste soporta la tem

peratura solar) y una válvula mez-

cladora termostática

��U

n sistema de vaciado del acum

ulador

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En algunos casos, se puede com

pletar el esquema de principio con otros com

po-nentes que pueden facilitar los ajustes, el uso, la vigilancia o la m

antención. Por

ejemplo, en el circuito prim

ario de la figura abajo, se dispone:��

Un caudalím

etro o rotámetro para regular el caudal

��D

os válvulas de corte que independiza el circuito de colectores��

Dos term

ómetros para controlar las tem

peraturas de entrada y salida de colec-tores

A veces, todos estos com

ponentes se integran en un conjunto premontado y tér-

micam

ente aislado, que se denomina E

stación o Kit S

olar, que facilita la instala-ción de todos los com

ponentes.E

n el circuito se consumo, com

o ya se ha indicado, se puede prever:��

Una válvula m

ezcladora (o podría ser válvula diversora) previa al sistema au-

xiliar si éste no soporta la temperatura de salida del S

ST

.��

Un bypass de conexión del S

ST

que permite aislarlo hidráulicam

ente y mante-

ner en funcionamiento la producción de A

CS

con el sistema auxiliar

��U

n contador de calorías que mide la energía térm

ica entregada por el SS

T.

De esta form

a y antes de diseñar totalmente el S

ST

se habrá completado la con-

figuración básica con todos los componentes necesarios para asegurar que la

instalación funcione perfectamente en cualquier condición. S

e ha considerado el caso de un sistem

a forzado indirecto que es el más recom

endable para este tipo de instalaciones


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ILIARES � 54

Naturalm

ente, existen otras posibilidades tanto de esquemas básicos com

o de esquem

as de funcionamiento pero se quiere destacar, sobre todo, la necesidad

de simplificar al m

áximo para no com

plicar una instalación que sólo pretende pro-ducir A

CS

. En cualquier caso, se recom

ienda utilizar esquemas que hayan sido

experimentados y de los que se conozca, adem

ás de su comportam

iento y pres-taciones, toda la casuística relativa a las distintas condiciones de funcionam

iento y sus efectos inducidos. La elección de una buena configuración es un prim

er paso, aunque no suficiente, para asegurar el correcto funcionam

iento de la insta-lación. S

in experiencia previa, no se recomienda utilizar otros esquem

as de fun-cionam

iento distinto al señalado.E

l esquema de funcionam

iento permite generar la lista básica de m

ateriales a la que habrá que añadir, para com

pletar su definición, los requisitos exigidos a cada com

ponente en función de las condiciones de diseño del circuito. Todo ello

permitirá realizar el presupuesto y el esquem

a detallado del instalador. Es ne-

cesario resaltar la diferencia entre el proyecto del profesional experto y el del técnico solar instalador ya que éste es, fundam

entalmente, com

plementario y con

mayor nivel de definición y de detalle.

5.2 C

ondiciones de funcionamiento

Analizar y definir las condiciones de trabajo de los distintos circuitos de una ins-

talación solar térmica es un requisito im

prescindible para asegurar un correcto diseño y debe prestársele la m

áxima atención. S

e analizan en este apartado, para cada circuito, los criterios para definir las presiones y las tem

peraturas de trabajo así com

o las máxim

as y las mínim

as alcanzables.

5.2.1 P

resiones de trabajoE

n todos y cada uno de los circuitos siempre habrá que tener en consideración

las diferencias de presión que se producen por el peso de la columna del fluido

de trabajo debido a la diferencia de alturas. Para el agua se puede considerar

una presión de 1 bar por cada 10 metros de altura.

A continuación se establecen los criterios y el procedim

iento para definir las pre-siones m

anométricas, es decir, las presiones relativas que tom

an como referen-

cia la presión atmosférica en todos los circuitos de la instalación solar.

'��

�� -�� -��

�� -�� *�-��

necesarios

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��

��

E

l circuito primario se diseña de form

a que la presión máxim

a que pueda alcan-zar el fluido en su interior no deteriore ni afecte a ninguno de los com

ponentes y para ello se seguirá el siguiente proceso:1. E

mpezar por conocer la presión nom

inal de cada componente

2. Definir la presión nom

inal de cada uno de los circuitos3. E

stablecer la presión de tarado de la válvula de seguridad4. La presión m

áxima de trabajo de cada circuito es inferior a la presión de ta-

rado de la válvula de seguridad con un margen de seguridad del 10%

o, como

mínim

o, de 0,5 bar.P

ara el circuito de consumo, norm

almente se parte de la presión m

áxima de la

acometida de agua fría, la del grupo de presión que alim

enta la red interior del edificio o la altura del estanque y se seleccionan m

ateriales que soporten dicha presión con los m

ismos m

árgenes anteriormente establecidos.

��

��

E

n el circuito primario, para evitar que entre aire en los circuitos, la presión m

í-nim

a en la parte más alta del circuito será del orden de 1,0 bar por encim

a de la presión atm

osférica.E

n el circuito de consumo, la presión m

ínima de trabajo de la red de abasteci-

miento puede ser cero o incluso negativa para sistem

as ubicados en cubierta.Las presiones m

áximas y m

ínimas de cada circuito se utilizan para el dim

ensio-nado del sistem

a de expansión que se encarga de absorber las dilataciones sin que se alcance la presión de tarado de la válvula de seguridad.

5.2.2 Tem

peraturas de trabajoLas tem

peraturas más significativas para el diseño de una instalación son los va-

lores máxim

os y mínim

os que se pueden alcanzar y definen las condiciones que deben soportar cada uno de los com

ponentes de ambos circuitos.

��

��

Se definen hasta tres tem

peraturas máxim

as de trabajo del circuito primario que

estarán asociadas a tres partes del circuito:��

La temperatura de estancam

iento del colector en la batería de colectores.��

La temperatura de saturación del fluido a la presión m

áxima, norm

almente se

considera 140ºC para presión m

áxima de unos 5 bar, en los tram

os desde co-lectores a conexión del sistem

a de expansión y desde la salida hasta la entra-da al intercam

biador.��

La temperatura m

áxima en el resto de tram

os del circuito primario será de

110ºC.

La temperatura m

áxima del circuito de consum

o vendrá impuesta por la tem

pera-tura del lim

itador del sistema de control (norm

almente es del orden de 90ºC

) o, sin lim

itador y en función de las presiones, se pueden alcanzar los 110 ºC.

��

��

Las temperaturas m

ínimas de cada uno de los circuitos se definirán a partir de

las temperaturas am

bientes mínim

as exteriores (histórica de un mínim

o de 20 años) y de las tem

peraturas mínim

as de suministro de agua fría.


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ILIARES � 56

5.3 Fluido de trabajo

El agua de la red, de uso sanitario o de consum

o siempre va a ser uno de los

fluidos de trabajo y puede encontrarse de diferentes calidades y durezas con grandes

diferencias dependiendo

de la

zona geográfica

y del

suministrador.

Se tendrá en cuenta la dureza y el contenido en sales del agua para planificar

la mantención de intercam

biadores y para su utilización en el circuito primario

cuando se pueda utilizar en zonas sin riesgo de heladas.E

n el circuito primario se puede utilizar una m

ezcla de agua con anticongelante que perm

ite proteger del riesgo de heladas al circuito. Los productos comercia-

les, a veces, incorporan aditivos para proteger interiormente el circuito frente a

la corrosión, sobre todo cuando se utilizan distintos materiales.

Com

o anticongelante no se puede utilizar el etilenglicol porque es tóxico y cual-quier falla en el sistem

a de intercambio produciría la contam

inación del agua po-table.

.��

� �� "��

La proporción de anticongelante en la mezcla se seleccionará de form

a que, con un m

argen de seguridad de 5ºC, garantice que se protege el circuito prim

ario para las tem

peraturas mínim

as; por ejemplo, en una localidad con tem

peratura m

ínima histórica de -10ºC

utilizar una proporción de mezcla para -15ºC

. En cual-

quier caso, no se debe superar el 40% en la proporción de anticongelante ya que

afecta al rendimiento de la instalación.

5.4 D

ispositivos de seguridad y protecciónE

n este apartado se hace referencia a los dispositivos que deben utilizarse para proteger, a la instalación o a los usuarios, de las condiciones extrem

as de pre-sión y tem

peratura que pueden encontrarse.

5.4.1 P

rotección frente a altas temperaturas

Para evitar quem

aduras de los usuarios hay que tener en cuenta que:��

La temperatura de agua en el punto de consum

o nunca podrá superar los 60ºC

.��

Cuidar la instalación de todos los elem

entos que puedan evacuar fluido al ex-terior (válvulas de seguridad, de vaciado y sistem

as de purga).��

Las superficies externas del colector y otras partes del circuito, pueden al-canzar tem

peraturas superiores a 60 ºC por lo que se debe evitar el contacto

accidental.

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La protección de los componentes y m

ateriales del SS

T frente a altas tem

pe-raturas será de seguridad intrínseca, es decir, la m

isma estará diseñada para

que después de alcanzar la temperatura m

áxima por cualquier situación, la ins-

talación pueda volver a su forma norm

al de funcionamiento sin que el usuario

tenga que hacer ninguna actuación. A veces se utilizan sistem

as de evacuación de calor, com

o la recirculación nocturna, el uso de disipadores de calor u otros que efectivam

ente disminuyen las elevadas tem

peraturas que se puedan alcanzar pero no son sistem

as de protección de la instalación.C

omo sistem

as de seguridad intrínseca se pueden utilizar los siguientes:1. D

iseño de la expansión para absorber la formación de vapor. S

i se permite la

formación de vapor en el circuito prim

ario se debe tener prevista la expansión del m

ismo de form

a que el aumento de volum

en producido sea completam

ente absorbido por el sistem

a de expansión.2. D

iseño del primario con presiones superiores a la de vapor. S

i no se permite

la formación de vapor, se debe diseñar el circuito prim

ario con una presión de trabajo siem

pre superior a la presión de vapor del fluido a la temperatura de

trabajo.3. S

istemas de drenaje autom

ático. En S

ST

de pequeño tamaño se pueden uti-

lizar los sistemas de drenaje autom

ático en los que, en las condiciones ex-trem

as de funcionamiento, los colectores perm

anecen totalmente vacíos del

fluido de trabajo y no se forma vapor. T

ambién es un sistem

a de protección contra heladas. E

stos sistemas tienen varios factores singulares y su diseño

queda fuera del alcance de este manual por lo que, cuando se quiera utilizar

esta configuración, se recomienda utilizar sistem

as prefabricados.

5.4.2 P

rotección contra heladasE

n las zonas con riesgo de heladas, en el circuito primario con trazado de cañe-

rías que discurran por el exterior se deberá utilizar un sistema de protección ade-

cuado: circuito indirecto con mezcla anticongelante o vaciado autom

ático de cir-cuitos com

o ya se indicó anteriormente para la protección a altas tem

peraturas.E

n las zonas con riesgo de heladas bajo a veces se utiliza, sustituyendo a los anteriores, un sistem

a de protección antiheladas mediante recirculación del fluido

pero hay que saber que este sistema tiene riesgos si puede faltar la alim

entacióneléctrica.

5.4.3 P

rotección frente a las máxim

as presionesE

l sistema de protección frente a las altas presiones está constituido por el sis-

tema de expansión y, sólo en caso de falla de éste, funcionarán las válvulas de

seguridad que actúan expulsando fluido al exterior.S

e debe utilizar un sistema de expansión independiente y cerrado en cada uno

de los circuitos de la instalación. El ram

al de conexión del sistema de expansión

del circuito primario se conectará en la parte del circuito, indicada en los esque-

mas, que facilita la expansión del fluido de colectores y puede estar constituido

por un tramo de cañería sin aislam

iento (a veces se utiliza cañería aleteada o se intercala un depósito tam

pón no aislado) de forma que la capacidad total de flui-

do desde los colectores hasta el estanque de expansión sea superior el volumen

de vapor.


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El volum

en del depósito de expansión deberá ser la suma de:

��V

olumen de expansión debido a la dilatación térm

ica del líquido.��

Volum

en debido a la formación de vapor que puede crearse en los colectores

y en las cañerías durante el estancamiento del sistem

a.��

Volum

en de reserva para asegurar que el depósito no se vacía de fluido cuan-do las tem

peraturas son más bajas que aquellas a las que se hizo el llenado.

El volum

en útil del depósito de expansión (Vu) se calcula de la siguiente m

anera:V

u = (V

e + Vv + V

r) * Cp

Ve =

Vt * C

eC

p = (P

M + 1)/(P

M – P

m)

Vv =

Vcol + V

tub�

��

��

��

��

��

�

Donde:

��V

e : volum

en de expansión��

Vv

: volumen debido a la form

ación de vapor��

Vr

: volum

en de reserva. Se considerará el 3%

del volumen del

circuito con un mínim

o de 3 litros��

Vt

: contenido total del líquido en el circuito

��C

: coeficiente de expansión. Se recom

ienda adoptar 0,043 para el

agua y 0,085 para las m

ezclas agua-glicol��

Vcol

: volumen total contenido en los colectores del circuito

��V

tub : volum

en total contenido en las cañerías del circuito primario que

están por encim

a de la parte inferior de los colectores��

Cp

: coeficiente de presión��

PM

: presión máxim

a��

Pm

: presión m

ínima

��P

vs : presión de tarado de la válvula de seguridad

Debe ajustarse la presión inicial del gas (P

i) del depósito de expansión en fun-ción de la presión m

ínima del m

ismo: P

i = Pm

- 0,3

+) �

�� /��

��(,��

��

�� ,��

Diseño del SST


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ILIARES � 62

6 D

ISE

ÑO

DE

L SS

T

En este capítulo se analiza el diseño del S

ST

desde el punto de vista hidráulico y térm

ico, para que el resultado final sea una solución optimizada; todo lo rela-

cionado con los posibles emplazam

ientos donde se pueda ubicar, las sombras, la

estructura y la seguridad global se analizan en el capítulo 4.P

ara el diseño del SS

T se parte del parám

etro básico del dimensionado de la

instalación que es el número y las características de los colectores solares y, a

partir de ese dato se determina el volum

en de acumulación y se selecciona una

configuración determinada de acuerdo a lo descrito en el capítulo 5.

Queda por seleccionar el resto de com

ponentes y realizar el diseño del SS

T en la

forma que se indica en el presente capítulo. A

unque algunos criterios de selec-ción de com

ponentes ya se deben haber aplicado en el proceso normal de diseño

del SS

T, se incorporan todos en este capítulo para que queden asociados al di-

seño del sistema correspondiente.

6.1 S

istema de captación

6.1.1 S

elección del colector solarLos factores a considerar para la selección del colector solar son:1.

La disponibilidad de un certificado del colector2.

Los resultados del ensayo: fundamentalm

ente los parámetros de rendim

iento del colector y la pérdida de carga

3. Los m

ateriales que lo componen: espesor y calidad del vidrio, m

ateriales del absorbedor y su circuito hidráulico, form

as de conexionado exterior, tipo de aislación y m

ateriales de la carcasa4.

La facilidad para constituir baterías de colectores y los tipos de accesorios de conexión y de sujeción, así com

o los procedimientos de trabajo a utilizar

5. La capacidad de adaptación a la estructura soporte, al edificio y a las condi-ciones de generales de la instalación

6. Los requisitos del fluido de trabajo que se pueda utilizar

7. La disponibilidad de un m

anual de instrucciones claro8.

Las condiciones de mantención previstas en el m

anual9.

Las formas de em

balaje, transporte y almacenaje previstos

10. Las condiciones y los plazos de la garantía, así como la seguridad de servi-

cio técnico a largo plazo, ofrecidas por el fabricante y el distribuidor11. Las referencias de instalaciones en los que se ha utilizado y los años de ex-

periencia constatable12. E

l costo de adquisición del colector y de los accesorios necesarios para su m

ontaje y acoplamiento

13. Los costos de transporte y montaje incluso las diferencias de costos de la

instalación asociada a cada caso14. Las prestaciones energéticas de la instalación estudiando los resultados de

los programas de cálculo con distintos colectores solares y realizando un

análisis comparativo de los m

ismos

63 � SST DE AC

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6.1.2 D

iseño de la batería de colectoresLos colectores de una batería podrán estar conectados entre sí en paralelo o en serie:

Conexión de colectores en paralelo

La característica principal de la conexión en paralelo de los colectores es que el caudal total de la batería se reparte entre los distintos colectores y lo m

ás im

portante es que el reparto de flujo sea idéntico para que todos los colectores trabajen con el m

ismo caudal y la tem

peratura de salida será la mism

a. Aunque

la conexión de colectores en paralelo se puede realizar con un trazado de ca-ñerías exterior, norm

almente éstos disponen de distribuidores con 4 conexiones

exteriores que se utilizan como cañerías de reparto del flujo por todos los absor-

bedores.E

l fabricante del colector debe definir el número de colectores que pueden com

-poner una batería y debe establecer los lím

ites correspondientes a los caudales que se pueden utilizar y definir las pérdidas de carga que se producen.

�� ,�� /��

Conexión de colectores en serie

La característica principal de la conexión en serie de los colectores en una bate-ría, es que el fluido recorre todos los colectores conectados de la serie, de for-m

a que el flujo total es el que recorre cada colector. Sin em

bargo a medida que

aumenta el núm

ero de colectores en serie, el fluido recorre más distancia y cada

vez son mayores las pérdidas de carga. U

n factor importante a considerar es que

el rendimiento de los colectores de la serie va dism

inuyendo ya que cada vez el fluido de trabajo entra a m

ayor temperatura.

�� ,�� /��

6.1.3 C

onexionado hidráulico de la batería de colectoresE

n un SS

T de pequeño tam

año, con una única batería de colectores, no tiene m

ucho sentido sectorizar la instalación y, al no haber circuitos en paralelo no hay problem

as con que alguna parte deje de funcionar. Para asegurar el buen funcio-

namiento sólo se requiere la correcta actuación de la bom

ba circuladora y una buena distribución de flujo en el interior de la batería.


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ILIARES � 64

Este

criterio sim

plifica m

ucho la

instalación y,

salvo en

ocasiones m

uy es-

peciales, no tiene mucho sentido que la batería dispongas de dos válvulas de

corte,situadas a la entrada y salida, para interrumpir su conexión al circuito ya

que eso obligaría a disponer otra válvula de seguridad necesaria para proteger la batería cuando queda aislado del sistem

a de protección general.E

n función del trazado de los circuitos, como el contenido de fluido no es m

uy grande, tam

bién se puede evitar válvulas de vaciado parcial y es suficiente con una única válvula de vaciado total.C

omo en cualquier S

ST

y en relación con el trazado de cañerías, para minim

izar las pérdidas térm

icas asociadas a la circulación del fluido en el circuito primario,

el criterio fundamental es reducir la longitud del trazado de cañerías. T

ambién se

deben considerar el ajuste de los caudales de circulación que permite reducir las

secciones de cañerías y la priorización del trazado corto del tramo caliente.

Es im

portante cuidar el trazado de largos tendidos horizontales con el objetivo de facilitar la purga de aire del sistem

a.

6.2 S

istema de acum

ulación6.2.1

Selección del acum

ulador solarA

unque los acumuladores utilizados en las instalaciones solares térm

icas son de características constructivas sim

ilares a los empleados para producción de A

CS

en sistemas convencionales, se deben evaluar los criterios específicos que defi-

nen su correcto funcionamiento y su durabilidad para decidir su selección. E

ntre-ellos se encuentran:1.

La disponibilidad de un certificado del acumulador

2. E

l cumplim

iento de los requisitos exigidos para mantener la potabilidad y ca-

lidad del agua caliente sanitaria3.

La capacidad de trabajar adecuadamente dentro de los m

árgenes de presión y tem

peratura previstos4.

Las dimensiones en relación con los espacios disponibles para su ubicación

definitiva y para su traslado durante la instalación5.

Los materiales constructivos y protecciones interiores así com

o la compatibi-

lidad con el resto de materiales de la instalación

6. E

l tipo de intercambiador de calor interno, los m

ateriales de los que esté construido y la superficie útil de intercam

bio7.

El aislam

iento térmico definido por el tipo, m

aterial y espesor (y/o evaluando pérdidas térm

icas) y sus protecciones exteriores en relación con el procedi-m

iento de traslado y el lugar de ubicación8.

El sistem

a de protección catódica9.

La disposición del depósito acumulador, form

a y relación superficie/volumen

10. La disponibilidad de todas las bocas necesarias para entradas y salidas de agua así com

o para elementos de m

edida, de vaciado y de purga11. La situación de conexiones de entrada y salida así com

o formas de conexión

y uso de dispositivos12. La existencia de m

edidas y dispositivos para favorecer la estratificación13. Los costos de adquisición, traslado, m

ontaje y mantención, incluyendo todos

los accesorios hasta conexión de cañerías14. C

ondiciones y plazos de la garantía y seguridad de servicio técnico a largo plazo ofrecidas por el fabricante y el distribuidor

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6.2.2 D

imensionado y diseño

El volum

en total del sistema de acum

ulación se puede definir, en función de la superficie de colectores, utilizando un valor de la acum

ulación específica de 75±15 litros de acum

ulación por metro cuadrado de captación. E

s recomendable

realizar un análisis de sensibilidad y evaluar la influencia sobre el rendimiento de

la instalación. No obstante, la acum

ulación específica se debe encontrar dentro de los rangos recom

endable (de 60 a 120 litros/m2) y obligatorio (de 40 a 180 li-

tros/m2) siguientes:

��!"�!

#$%

�&

'!*+�!

*/�

En general, el sistem

a de acumulación preferentem

ente debe estar constituido por un único acum

ulador, de configuración vertical y situado en el interior del edificio:1. E

l acumulador único perm

ite tener la menor superficie de pérdidas térm

icas para un determ

inado volumen acum

ulado.2. La configuración vertical favorece la estratificación del agua caliente en su

interior.3. La ubicación en espacios interiores m

ejora su durabilidad por el resguardo frente a acciones clim

atológicas y reduce sensiblemente las pérdidas térm

i-cas.

El dim

ensionado del intercambiador de calor incorporado al acum

ulador debe quedar definido por el área útil de intercam

bio situada en la mitad inferior del

acumulador (A

INT ) que, en relación con el área total de captación (A

CO

L ), cumplirá

siempre la relación:

AIN

T (en m2;�<

��=+��%C

OL (en m

2)

6.3 C

ircuito hidráulicoE

l diagrama de flujo de la instalación debe especificar, sobre planos a escala,

la ubicación de los colectores solares, acumulador, bom

ba, válvulas, depósitos de expansión, sistem

a auxiliar y el trazado de cañerías de todos los circuitos de la instalación. A

demás, deberá tener el grado de definición necesario para efec-

tuar los cálculos de dimensionado de los circuitos, especificando el m

aterial y las secciones de cañerías, así com

o el caudal nominal que circula a través de ellas.

6.3.1 C

audales de los circuitosS

e debe buscar la solución de comprom

iso entre los costos de los circuitos, las pérdidas térm

icas y las pérdidas de carga que se producen.

Circuito P

rimario

Se recom

ienda adoptar un caudal, referido a la superficie de colectores, entre30

y 60

l/(h.m2),

siendo habitualm

ente los

más

utilizados valores

entre40 y 50 l/(h.m

2). Es im

portante comprobar que el flujo del fluido de trabajo selec-

cionado esté en el rango de valores recomendados por el fabricante de los colec-

tores solares.E

s importante señalar que la selección del caudal no está condicionada por la

forma de conexión de los colectores, serie o paralelo, aunque naturalm

ente hay que considerarlo para evaluar el caudal en cada colector y las pérdidas de carga que se generan.


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Circuito de consum

oE

l agua en el circuito de consumo se m

ueve, impulsada por la presión de red o

por la de un grupo de presión, o por el estanque de agua fría situado en altura cuando se abre cualquier grifo o punto de consum

o.D

esde el punto de vista hidráulico, en el acoplamiento de la instalación solar al

circuito de consumo se deben adoptar precauciones para que no se introduzcan

pérdidas de carga excesivas. En instalaciones existentes, esta situación norm

al-m

ente se resuelve utilizando los mism

os diámetros de la instalación y no introdu-

ciendo ningún tipo de estrechamiento.

6.3.2 S

elección del tipo de cañeríasLas cañerías interconectan hidráulicam

ente todo los componentes y canalizan el

movim

iento de los fluidos. Para la selección de los m

ateriales es importante te-

ner en cuenta que:��

En el circuito prim

ario se recomienda utilizar cañerías de cobre aunque tam

-bién se pueden em

plear de acero inoxidable o de acero negro. Las cañerías de m

ateriales plásticos no deberían utilizarse en circuitos primarios porque

normalm

ente no existen plenas garantías de que vayan a soportar las condi-ciones extrem

as de presión y temperatura del circuito.

��P

ara el circuito de consumo ver apartado 4.5

Las cañerías de cobre será realizada con tubos estirados en frío y sus uniones serán realizadas, preferentem

ente, mediante soldadura por capilaridad teniendo

en cuenta que se utilizará soldadura fuerte cuando la temperatura del circuito

pueda superar en algún mom

ento los 125ºC, lo que ocurre norm

almente en casi

todo el circuito primario.

Se tom

arán las medidas necesarias para garantizar la com

patibilidad y durabili-dad de la instalación cuando se utilicen m

ateriales diferentes.T

odas las cañerías, accesorios y componentes de la instalación se aislarán para

disminuir las pérdidas térm

icas en los circuitos. El aislam

iento no dejará zonas visibles de cañerías o accesorios, quedando únicam

ente al exterior los elementos

que sean necesarios para el buen funcionamiento y operación de los com

ponen-tes.N

o se aislarán los depósitos de expansión ni el ramal de conexión entre el depó-

sito de expansión y la línea principal del circuito.E

l aislamiento de las cañerías de intem

perie deberá llevar una protección externa que asegure la durabilidad ante las acciones clim

atológicas siendo las más reco-

mendables la protección con chapa de alum

inio. Son adm

isibles revestimientos

con pinturas asfálticas, poliésteres reforzados con fibra de vidrio o pinturas acrí-licas.

6.3.3 C

álculo de diámetros de cañerías y pérdidas de carga

El cálculo de los diám

etros de la cañería de cobre del circuito primario se puede

obtener, de forma aproxim

ada, de la siguiente tabla:

67 � SST DE AC

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Los diámetros anteriores están calculados para una velocidad de fluido de unos

0,5 m/s y una pérdida de carga resultante de todo el circuito, incluyendo todos

los accesorios normales, equivalente a unos 4 m

bar/m quiere ello decir que un

circuito de 10 metros de longitud total tiene una pérdida de carga de 40 m

bar, es decir 0,4 m

ca (metro de colum

na de agua).P

ara el cálculo de la pérdida de carga total del circuito primario deben sum

arse las de todos los com

ponentes del lazo y para ello se considerarán, además de la

pérdida de carga en cañerías y sus accesorios, la de la batería de colectores y la del intercam

biador que, en ambos casos, deberán ser facilitadas por el fabrican-

te.E

jemplos de cálculos abreviados de la pérdida de carga aproxim

ada del circuito prim

ario para diferentes longitudes de cañería y de tipo de colector:

6.3.4 B

omba de circulación

Las bombas de circulación, accionadas por un m

otor eléctrico, se encargan de m

over el fluido en el circuito primario. S

on del tipo en línea, normalm

ente de ro-tor húm

edo, y deberán ajustarse a las condiciones de operación para su mejor y

eficiente funcionamiento. S

e deben situar en las zonas más frías del circuito y,

cuando sea posible, en cañerías verticales y evitando las zonas bajas que puede retener suciedades.La bom

ba se debe seleccionar de forma que el caudal y la pérdida de carga de

diseño se encuentren dentro de la zona de rendimiento óptim

o especificado por el fabricante:��

El caudal nom

inal será igual al caudal de diseño del circuito��

La presión de la bomba debería com

pensar la pérdida de carga del circuito correspondiente


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La pérdida de carga total del circuito primario, con colectores tipo parrilla, nor-

malm

ente está comprendida entre 1 y 2,5 m

ca y las potencias eléctricas de las bom

bas suelen estar comprendidas entre 20 y 80W

.E

stas bombas pueden tener conm

utación manual de varias velocidades de rota-

ción que proporcionan distintas curvas de funcionamiento y, en el caso en que el

cálculo de las pérdidas de carga no sea muy fiable, no conviene seleccionar una

bomba a la velocidad m

áxima. P

or el contrario, estas soluciones pueden aumen-

tar el consumo eléctrico.

6.3.5 A

ccesorios del circuito hidráulico

# ��

Es el dispositivo que absorbe las variaciones de volum

en y presión en un circuito cerrado causadas por las variaciones de tem

peratura del fluido circulante. Es un

depósito dividido en dos partes por medio de una m

embrana elástica. A

un lado de la m

embrana esta el fluido de trabajo correspondiente en estado liquido y en

el otro aire o un gas inerte como el nitrógeno. A

l dilatarse el fluido aumenta la

presión y la mem

brana se desplaza comprim

iendo el aire del otro lado.La presión inicial en el lado aire viene precargada por el fabricante pero debe ser ajustada a las condiciones de la instalación. S

e recomienda que la presurización

se realice con nitrógeno ya que el uso de aire, por la mezcla de oxigeno y hum

e-dad que incorpora, puede oxidar el interior y reducirla vida útil del m

ismo.

Se debe poner especial atención a la resistencia de la m

embrana a los com

po-nentes anticongelantes así com

o a su resistencia a la temperatura y esfuerzos

mecánicos correspondientes. E

n cualquier caso, el sistema de expansión debe

ser de calidad alimentaria en el circuito de consum

o.H

ay que destacar la importancia del sistem

a de expansión para la fiabilidad de los circuitos prim

arios de los SS

T y es por ello que se recom

iende realizar su se-lección entre com

ponentes de reconocida calidad, con características de diseño y operación holgadas para la situación de que se trate y calculado, con el proce-dim

iento indicado anteriormente, utilizando valores no ajustados de las condicio-

nes de funcionamiento.

#��>��

69 � SST DE AC

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Se em

plean para abrir o cerrar el paso de fluido a través de una cañería lo que perm

ite independizar componentes aislándolos del resto del circuito. S

e deben instalar válvula de corte a la entrada del acum

ulador solar y opcionalmente se

pueden utilizar en el circuito primario, en la im

pulsión y retorno de colectores pero cuidando que no se pueda interrum

pir el circuito que une los colectores con expansión y seguridad. T

ambién se pueden utilizar, junto con la de entrada al

acumulador, para configurar el bypass del S

ST

.E

s importante analizar los circuitos para no instalar m

ás válvulas de corte de las estrictam

ente necesarias, ya que su uso indiscriminado, adem

ás del mayor costo

que representan, produce mayores pérdidas térm

icas y puede introducir más ries-

gos de fallas.

#��>��

Se utilizan para expulsar fluido de trabajo al exterior del circuito y así evitar pre-

siones más elevadas. S

on válvulas de resorte y el obturador permanece cerrado

por la acción de un muelle. C

uando la presión del fluido es superior a la que ejer-ce el resorte, éste cede y el obturador se desplaza dejando pasar fluido.S

e debe instalar, como m

ínimo, una válvula de seguridad en cada uno de los cir-

cuitos cerrados de la instalación: primario y otra en el acum

ulador de consumo.

La posición de las válvulas de seguridad y la conducción del escape debería ga-rantizar que, en caso de descarga, no se provoquen accidentes o daños. P

ara ello, los escapes de las válvulas de seguridad deberán estar conducidos para proteger la seguridad de las personas. La conducción a los desagües debería ser visible para poder com

probar la salida de fluido y en caso de evacuación a redes del edificio, deberá verificarse la resistencia de las m

ismas a la alta tem

peratura del fluido.

#��>��

Impide el paso de fluido en un sentido y perm

ite la circulación en el otro. Suelen

ser de clapeta, ya que las de muelle o de disco tienen m

ás pérdida de carga y es im

portante limitarla. S

e deben instalar válvulas de retención o antirretorno en la alim

entación de agua fría y en el circuito primario para evitar flujo inverso.


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#��>�� > �� ?��

Se deben instalar válvulas de vaciado que perm

itan el vaciado total de la insta-lación y deben estar conducidas, de form

a visible, hasta la red de drenaje del edificio. E

n pequeños SS

T se utilizan a veces éstas para el llenado del circuito

primario. Las cañerías de drenaje dispondrán de las pendientes necesarias para

que no existan retenciones de líquido en todo su recorrido.

#��>��

��

Son válvulas de tres vías que perm

iten regular la temperatura de salida del agua

caliente y funcionan mezclando agua a dos tem

peraturas diferentes, normalm

ente una procedente del S

ST

o del sistema auxiliar y otra de la red de agua fría.

6.3.6 E

quipo de llenadoS

i el fluido es una mezcla anticongelante, el sistem

a de llenado podrá ser:��

Con una bom

ba de presión desde un depósito auxiliar y utilizando las dos co-nexiones instaladas a am

bos lados de la válvula de corte para recircular el fluido y extraer el aire.

��C

on bomba de presión sin recirculación, eléctrica o m

anual, realizar la cone-xión por la parte inferior del circuito (se puede preparar y utilizar la válvula de vaciado) y dejando abierta la parte m

ás alta para facilitar la salida de aire.��

Manual por gravedad utilizando un em

budo y una conexión que garantice que se va a alcanzar el nivel de fluido del circuito; asim

ismo, prever la salida fácil

del aire.S

i el sistema de llenado es con agua de red, se debe disponer com

o mínim

o, una válvula de retención y otra de corte, pero es recom

endable instalar un filtro, un reductor de presión y un contador de caudal.

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6.3.7 S

istemas de purga

La mejor solución para la purga de aire es un único purgador m

anual situado en la parte m

ás alta del circuito primario que disponga de botellín de desaire (un pe-

queño volumen por encim

a del colector) y una válvula de corte manual.

Cuando se instalen purgadores autom

áticos de aire, siempre se instalarán con

una válvula de corte que permita cortar su conexión con los circuitos para evitar

problemas si se produce la vaporización del fluido de trabajo.

Los acumuladores norm

almente pueden ser purgados fácilm

ente a través de la línea de consum

o de AC

S y no es necesario ningún sistem

a de purga adicional.

'��"��

(��!(�!�� "��

��

6.4 E

quipos de medida

Adem

ás de los elementos de m

edida de tipo electrónico que las instalaciones puedan disponer integrados en el sistem

a de control, el SS

T debe disponer de

elementos de m

edida necesarios para visualizar directamente los principales pa-

rámetros funcionales y estos son, fundam

entalmente, tem

peraturas y presiones.

Termóm

etroLos term

ómetros bim

etálicos proporcionan la temperatura de los circuitos y acu-

muladores con precisión suficiente y se deben utilizar, m

ejor que los de contac-to, los de inm

ersión con vainas. En el circuito prim

ario se recomienda em

plear term

ómetros con escala de 0 a 120 ºC

; en el circuito de consumo pueden ser de

fondo de escala inferior.P

ara medida de tem

peraturas se deberían disponer termóm

etros en:1. La parte m

ás alta del acumulador que es la referencia de la tem

peratura dis-ponible para su utilización y perm

ite controlar el correcto funcionamiento del

proceso de calentamiento del agua del interior del acum

ulador.


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2. La entrada y salida del campo de colectores, sabiendo que se m

iden tempera-

turas de calentamiento m

ientras la bomba esté funcionando. C

uando se para la bom

ba circuladora, la temperatura de las tuberías evoluciona hacía la del

ambiente del lugar donde estén ubicados; cuando esto no ocurra se deben

analizar posibles flujos inversos.

Manóm

etrosE

l manóm

etro se utiliza para la medida de la presión del circuito prim

ario y, nor-m

almente, deben disponer de una esfera de 60/80 m

m y escala graduada de 0 a

6 bar.P

ara la medida de presión, se suele instalar en un lugar próxim

o y asociado al sistem

a de expansión y a la válvula de seguridad aunque, a efectos de la medi-

da, no es relevante su posición.

Caudalím

etros y rotámetros

Los caudalímetros perm

iten la medida de caudal y deben tener un diám

etro idén-tico o inferior a la cañería en donde irá instalado. Las m

ediciones de caudales se pueden realizar m

ediante turbinas, medidores de flujo m

agnético, medidores de

flujo de desplazamiento positivo o procedim

ientos gravimétricos. S

e suele insta-lar un contador de agua en la entrada de agua fría al S

ST

(sólo o como parte de

contador de calorías) y un rotámetro en el circuito para realizar la regulación de

caudal del mism

o.

Contadores de calorías

Los contadores de calorías o medidores de energía térm

ica deben estar constitui-dos por los siguientes elem

entos:��

Medidor de caudal de agua

��D

os sondas de temperatura

��M

icroprocesador electrónico, montado en la parte superior del contador o se-

paradoLa posición del m

edidor y de las sondas define la energía térmica que se m

edirá. E

l microprocesador podrá estar alim

entado por la red eléctrica o mediante pilas

con una duración de servicio mínim

a de 3 años. El m

icroprocesador multiplicará

la diferencia de ambas tem

peratura por el caudal instantáneo de agua y su peso específico. La integración en el tiem

po de estas cantidades proporcionará la can-tidad de energía.

� ��

��-��

��/� ��

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6.5 E

quipo de control

Para el control de funcionam

iento normal de la bom

ba del circuito primario se

recomienda utilizar un sistem

a de control de tipo diferencial, actuando en función del salto de tem

peratura entre la salida de colectores y el sistema de acum

ula-ción solar.E

l sensor que refleje la temperatura de salida de los colectores se debe colocar

en la parte interna y superior de éstos, en contacto con el absorbedor o a la sali-da de la batería de colectores solares.E

l sensor de temperatura del acum

ulador solar se debe situar en la parte inferior del m

ismo, en una zona influenciada por la circulación del circuito prim

ario y, en el caso de usar un intercam

biador de tipo serpentín, se recomienda ubicarlo en la

parte media de la altura intercam

biador.C

omo función de protección de la instalación se suele lim

itar la temperatura

máxim

a del acumulador para lo que se utilizará un sensor de tem

peraturas, pre-ferentem

ente situado en la parte alta del mism

o, que actuará anulando el aporte de energía. C

omo esta lim

itación de temperatura del acum

ulador siempre supone

una reducción de las prestaciones de la instalación solar, se procurará que sea a la tem

peratura de consigna más alta posible.

Cuando la protección contra heladas sea m

ediante circulación del circuito prima-

rio, se utilizará la señal de un sensor de temperaturas situado en los colectores,

que actuará sobre la bomba del circuito prim

ario para mantener la circulación en

el mism

o.E

l control debe incluir señalizaciones visibles de la alimentación del sistem

a y del funcionam

iento de bombas. E

s recomendable el uso de controladores que

muestren la tem

peratura de los sensores, así como aquellos que, adicionalm

ente, m

uestren la temperatura del fluido en la entrada al cam

po de colectores para ob-servar el salto de tem

peraturas.

Instalación


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7 IN

STA

LAC

IÓN

7.1 Inform

ación previa y planificaciónE

l TS

que va a realizar la instalación tiene que recibir, aunque también la puede

realizar él mism

o, la documentación necesaria y apropiada para la ejecución de

la instalación. Aunque pueden existir otros docum

entos, al menos, incluirá:

��La M

emoria D

escriptiva completa con los anexos de planos y esquem

as nece-sarios

��U

na lista de componentes y m

ateriales necesarios��

Los Requerim

ientos o Condiciones previas del m

andante y la normativa aplica-

ble��

La programación o hitos a cum

plir y los requisitos para la Planificación de la

InstalaciónLa lista de m

ateriales deberá incorporar todos los componentes que se deben in-

cluir en el suministro ya sean propios del equipo solar o necesarios para su m

on-taje y conexión. S

e indica a continuación un posible formato a em

plear para lista de m

ateriales:

(i) Marcar com

ponentes incluidos en el suministro del equipo solar dom

éstico

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En cualquier caso, el T

S debe disponer de una lista de chequeo de dicha docu-

mentación y de otras com

probaciones previas como se indica a continuación:


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Se adopta el criterio de que el T

S es distinta persona que el profesional o técnico

que ha visitado la vivienda por primera vez, que ha diseñado la instalación o ha

seleccionado el sistema prefabricado y que ha tratado con el usuario y, por tanto,

se organiza el proceso como si fuera la prim

era información que recibe. S

i fuera la m

isma persona el procedim

iento sería más sencillo y fácilm

ente adaptable a partir de éste.D

e acuerdo con el criterio anterior, el TS

tiene que dedicar una parte “suficiente y adecuada” de tiem

po a estudiar y comprender la instalación, los distintos com

-ponentes así com

o todos los factores que intervienen; ahorrará tiempo y otros

recursos y evitará fallos durante el montaje. T

odo lo que sea necesario y que no se le haya definido, lo tendrá que decidir él.E

l estudio debe completarse con el análisis logístico de:

��D

isponibilidad y plazos de suministro de m

ateriales��

Especialidades que intervienen (gasfitería, albañilería, etc.)

��Listado de herram

ientas (de montaje, de pruebas, etc.)

��E

quipos de transporte y elevación

Con todo ello, el T

S define e incorpora la organización del m

ontaje:��

Procedim

iento de trabajo��

Planificación del trabajo, siendo m

uy importante la coordinación de los dife-

rentes roles que puedan intervenir. Com

o este tipo de instalación suele ser un m

ontaje de corta duración es fundamental la planificación previa y el ajuste de

fechas con el usuario adoptando los márgenes de seguridad necesarios

��

��E

l TS

, antes de empezar el m

ontaje de la instalación y con el visto bueno del usuario, debe realizar el replanteo de la m

isma para com

probar, verificar y dar conform

idad a que se puede realizar todo el montaje de la instalación recogida

en el proyecto. En particular:

��U

bicación y espacios disponibles para colector y acumulador

��P

revisiones de espacios para el trazado de circuitos��

Colocación del resto de com

ponentes de la instalación��

Soluciones para la sujeción de estructura y otras ayudas de albañilería

��P

untos y formas de conexión con los circuitos de agua y el sistem

as de apoyo��

Procedim

ientos de montaje previstos

��M

edios auxiliares necesarios para la correcta ejecución de la instalación��

Accesibilidad a toda la instalación tanto para el m

ontaje como para operacio-

nes posteriores de mantención

@G+�#

��K�� U

na vez realizada la instalación se puede proceder a su inspección y verificación que podrá desglosarse en dos conceptos:��

Inspección de que se cumplen todos los requisitos de la M

emoria y resto de la

documentación. S

e puede utilizar los mism

os documentos com

o plantillas��

Verificación de la correcta calidad de la ejecución pudiendo utilizarse la si-

guiente lista de comprobación:

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Pruebas, puesta en marcha y recepción


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ILIARES � 82

8 P

RU

EB

AS

, PU

ES

TA E

N M

AR

CH

A Y

RE

CE

PC

IÓN

Una vez term

inada la instalación, verificada su correcta ejecución de acuerdo con la lista de com

probación anterior y después de realizadas las pruebas mecáni-

cas, se puede realizar la puesta en marcha y las pruebas de funcionam

iento para verificar que funciona de la form

a prevista.

8.1 P

ruebas mecánicas de los circuitos

Después de term

inar la instalación es necesario limpiar todos los circuitos hi-

dráulicos y realizar las pruebas mecánicas de estanqueidad y estancam

iento.

8.2 Llenado, purga y presurización

Una vez realizadas las pruebas, los circuitos están listos para que se puedan lle-

nar de fluido, purgar de aire y dejarlos a la presión de trabajo, preparados para em

pezar a funcionar. A continuación se detalla el proceso de llenado para una

instalación típica. El orden norm

al para el llenado de las partes del sistema es,

en primer lugar, acum

ulador y circuito de consumo y por últim

o el circuito prima-

rio. Es im

portante en todas estas operaciones seguir el manual de instrucciones

del SS

T.

En función del fluido de trabajo y del sistem

a de llenado disponible hay que con-siderar:1. S

i el fluido es una mezcla anticongelante, se debe haber calculado el volum

en del circuito determ

inando la proporción de anticongelante en función de las tem

peraturas mínim

as históricas. Se debe preparar la cantidad de m

ezcla anti-congelante que va a ser necesaria antes de introducirla en el circuito:

��S

i el sistema de llenado es con bom

ba de presión desde un depósito auxiliar y se realiza el llenado del circuito prim

ario utilizando las dos conexiones insta-ladas a am

bos lados de la válvula de corte, cerrando ésta, alimentando por la

conexión que va hacia los colectores y abriendo la otra válvula para dar salida al aire; tam

bién saldrá fluido que deberá verterse en el mism

o depósito para ser nuevam

ente bombeado. E

sta operación se mantiene hasta que se purgue

todo el aire del circuito y para finalizarla cerrar las 2 válvulas de conexión ex-terior y abrir la válvula de corte interm

edia.

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��S

i el llenado se realiza con bomba de presión sin recirculación, eléctrica o

manual, realizar la conexión por la parte inferior del circuito y dejar abierta la

parte más alta para facilitar la salida de aire.

��S

i el llenado es manual por gravedad utilizar un em

budo y una conexión que garantice que se va a alcanzar el nivel de fluido del circuito; asim

ismo, dejar

abierta una válvula en la parte más alta para facilitar la salida de aire.

2. Si el sistem

a de llenado es con agua de red, abrir la válvula de alimentación y

abrir los purgadores de aire manuales para facilitar que salga el aire y entre

el agua, cerrándolos cuando se vea que sale agua sin aire. Si los purgadores

son automáticos conviene desm

ontarlos para que esta operación dure menos

tiempo.

Una vez llenos de fluidos y purgados de aire, todos los circuitos deben presuri-

zarse hasta la presión mínim

a de trabajo. Antes de realizar esta operación veri-

ficar el correcto posicionamiento de todas las válvulas de los sistem

as de purga para asegurar que los circuitos van a quedar estancos.


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8.3 P

uesta en marcha

Antes de dejar funcionando el sistem

a en su modo norm

al y automático de ope-

ración se debe realizar la puesta en marcha utilizando el encendido m

anual que perm

ite calibrar el sistema de control, ajustar el sistem

a de distribución de agua así com

o realizar las verificaciones finales que se indican.

8.4 P

ruebas de funcionamiento

Después de que el sistem

a se encuentra en modo autom

ático se procede a rea-lizar las pruebas de funcionam

iento para verificar que el sistema opera correc-

tamente bajo las distintas condiciones. D

entro de estas pruebas se encuentran

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1) el encendido y apagado diario, 2) los procesos de calentamiento y evolución

diaria de temperaturas, 3) la entrega de agua caliente y 4) los sistem

as de pro-tección de la instalación.A

demás se refieren las com

probaciones globales que son las relacionadas con las prestaciones energéticas del S

ST

y están muy relacionadas con los equipos

de medida que se dispongan en la instalación.


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8.5 R

ecepciónLa ejecución de la instalación term

ina con la entrega del SS

T al usuario com

pro-bando que está de acuerdo con lo especificado inicialm

ente. Hasta este m

omento

el instalador es responsable de su estado y funcionamiento pero a partir de la re-

cepción la responsabilidad pasa al usuario que empieza a utilizarla norm

almente.

El instalador, salvo orden expresa, entregará la instalación llena y en funciona-

miento que será com

pletamente explicado al usuario o en quién éste delegue.

Para realizar la recepción del S

ST

por parte del usuario, y entrega por parte del instalador, adem

ás de la instalación completa, deberían estar realizadas todas

las pruebas mecánicas, la puesta en m

archa, calibración, ajustes y pruebas de funcionam

iento. Todos los resultados quedarán reflejados en el acta, incluso las

pruebas no realizadas que se podrán realizar con posterioridad.E

l acto de recepción quedará formalizado por un acta donde figuren todos los

intervinientes, además del usuario y el instalador podría participar el proyectista,

y en la que se formalice la entrega conform

e de la documentación referida a con-

tinuación:S

i la instalación es un sistema prefabricado, el usuario recibe la M

emoria D

es-criptiva que incluye toda la docum

entación disponible:��

Manual del U

suario��

Condiciones de integración a la vivienda

��R

esultados de las pruebas realizadasS

i la instalación es un sistema a m

edida, el usuario recibe el proyecto realizado con la docum

entación desarrollada:��

Mem

oria Técnica de la instalación

��P

lanos definitivos, comprendiendo, com

o mínim

o: esquema de principio, situa-

ción de todos los componentes, trazados de tuberías y sistem

a eléctrico y de control

��R

elación de todos los componentes y equipos em

pleados, indicando fabrican-te, m

arca, modelo y características de funcionam

iento��

Resultados de las pruebas realizadas

��M

anual de instrucciones: uso, vigilancia y mantención

A partir del acta de recepción provisional, el usuario podrá solicitar la subsana-

ción de cuantas anomalías o defectos se detecten o incluso pruebas adicionales

cuya reclamación debería ser notificada form

almente. T

ras la recepción se inicia el periodo de m

antención así como entran en vigor la garantía y los seguros que

sean de aplicación.

Operación, uso y m

antención


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PE

RA

CIÓ

N, U

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Y M

AN

TEN

CIÓ

N

El S

ST

está diseñado para operar de manera autom

ática, por lo que el arranque, parada y las funciones de protección se deben realizar en los m

omentos ade-

cuados que sólo dependen de las condiciones meteorológicas y del consum

o de agua caliente. La operación autom

ática de la instalación no requiere ninguna in-tervención del usuario ni de ningún técnico.D

ebido a la existencia del sistema auxiliar, y m

ientras esté conectado, siempre

habrá agua caliente disponible en los puntos de consumo y, m

uchas veces, el usuario no observará directam

ente las fallas del sistema por lo que es necesario

hacer un seguimiento específico del correcto funcionam

iento de la instalación y para ello siem

pre se debe disponer un plan de vigilancia que más adelante se

describe.

9.1 Inform

ación al usuarioP

ara el correcto funcionamiento de la instalación solar es im

portante que el usuario de la m

isma conozca las condiciones de funcionam

iento, los componen-

tes de la mism

a y los criterios fundamentales para su m

ejor aprovechamiento.

Es recom

endable disponer de una información de uso que deberá contener la fi-

losofía del consumo sostenible de agua caliente, con el nivel de detalle necesario

para su mejor com

prensión y que, en forma de recom

endaciones, le informe que:

��E

l consumo racional del agua caliente está asociado a un determ

inado nivel de cultura y lleva im

plícito un ahorro tanto de agua como de energía

��Las form

as de consumo que ahorran agua y energía así com

o las temperatu-

ras más apropiadas.

��La disponibilidad de la instalación solar no significa que el agua caliente se pueda despilfarrar porque sea “gratis”

��E

l correcto funcionamiento de la instalación solar y del sistem

a de apoyo, ex-plicando lo que aporta cada parte a las necesidades totales.

En líneas generales no hay que cam

biarle las costumbres al usuario, com

o mu-

chas veces se ha pretendido, sólo hay que transmitirle la realidad del funciona-

miento, sus ventajas y sus lim

itaciones. A esos efectos se adjunta a continuación

un ejemplo de los criterios que se pueden transm

itir en relación con los efec-tos del consum

o en las prestaciones del S

ST

:S

i el consumo es el previsto el equipo

solar proporcionará la energía suficiente para cubrir hasta un 60-80%

de las nece-sidades y funcionará con un rendim

ientoadecuado.E

n el ejemplo, realizado para un consu-

mo m

edio diario de 200 litros, se consu-m

en anualmente 2.628 kW

h y el equipo solar aporta 1.780 kW

h o sea que la con-tribución solar m

edia anual es del 68%

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Si

el consum

o fuera

inferior al

previs-to (supongam

os la mitad) el equipo so-

lar proporcionará menos energía pero le

dará mayor contribución solar.

En el ejem

plo, para un consumo de agua

de 100 litros/día, el consumo anual de

energía sería de 1.314 kWh y el equipo

aportaría 1.173 kWh, es decir, casi un

90%.

Las temperaturas de funcionam

iento son m

ás altas y disminuye algo el rendim

ien-to. E

l consumo de energía auxiliar se re-

duce.S

i el

consumo

es superior

al previsto

(supongamos el doble) la instalación so-

lar le proporcionará más energía pero le

dará menor contribución solar.

En el ejem

plo, para un consumo de agua

de 400 litros/día, el consumo anual de

energía sería

de 5.256

kWh

año y

el equipo aportaría 2.129 kW

h, o sea, algo m

ás del 41 %.

Las temperaturas de funcionam

iento son m

ás bajas y aumenta el rendim

iento del equipo solar pero aum

enta significativa-m

ente el consumo de energía auxiliar.

9.2 P

lan de vigilanciaE

l plan de vigilancia del SS

T es el procedim

iento que permita asegurar que los

valores operacionales de la instalación son correctos y que las prestaciones son adecuadas a las previsiones. E

n función de las características de la instalación, del sistem

a de medida disponible y el tipo de usuario, se establecen los indicado-

res de control que, normalm

ente, deben ser supervisados por él mism

o.E

l plan de vigilancia debe establecerse para cada instalación y puede haber dis-tintos niveles operativos: desde un plan de vigilancia básico de sim

ple control de funcionam

iento hasta uno automático que proporcione señales de alarm

a cuando algo falla o incluso hasta un plan de vigilancia com

pleto que supervise constan-tem

ente todos los parámetros de funcionam

iento. Norm

almente éste últim

o sola-m

ente se aplica en grandes instalaciones.E

n pequeñas instalaciones la vigilancia suele ser una actividad muy sencilla que,

aunque algunas operaciones deberían hacerse diariamente, la experiencia de-

muestra que la periodicidad se puede cam

biar a varios días o hasta semanas

y meses, cuando se tenga seguridad del correcto funcionam

iento. En cualquier

caso, cuando se detecte algún problema durante el proceso de vigilancia se de-

berán aplicar los procedimientos de actuación ante avisos de fallos previstos en

los manuales correspondientes hasta encontrar la posible causa y su solución.


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El T

S debe definir y entregar un form

ato específico del plan de vigilancia para cada S

ST

y dar los valores de referencia para su adecuado seguimiento. U

n posi-ble form

ato se indica a continuación:

9.3 M

antenciónE

s necesario realizar la mantención del S

ST

para que siempre funcione correcta-

mente y conseguir una vida útil de todos los com

ponentes lo más larga posible;

por ello se recomienda disponer de un plan de m

antención preventiva y un proce-dim

iento de actuación correctivo si hubiera aviso de fallas.La m

antención preventiva implicará operaciones de inspección visual (IV

), control de funcionam

iento (CF

) de cada uno de los elementos y otras actuaciones que

permiten m

antener dentro de límites aceptables las condiciones de funcionam

ien-to, prestaciones, protección y durabilidad de la instalación. S

e debería realizar al m

enos una vez al año.E

l plan de mantención correctiva contem

pla todas las operaciones necesarias para resolver las fallas y problem

as que entorpecen el adecuado funcionamiento

del SS

T, generalm

ente detectadas durante el plan de vigilancia o la mantención

preventiva.

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manual tecnico solar 2013 - Ministerio de Energía · 2017. 3. 8. · MANUAL PRÁCTICO DEL TÉCNICO SOLAR MANUAL PRÁCTICO DEL TÉCNICO SOLAR / SST DE ACS EN VIVIENDAS UNIFAMILIARES