Instalación de energía solar para calentamiento de agua en una residencia de estudiantes

1 Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo de Fin de Grado Grado en Ingeniería de las Tecnologías Industriales. Instalación de energía solar para calentamiento de agua en una residencia de estudiantes Autor: Lorenzo Rodríguez Díaz Tutor: José Julio Guerra Macho Dpto. Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2019 2 3 Trabajo de Fin de Grado Grado en Ingeniería de las Tecnologías Industriales. Instalación de energía solar para calentamiento de agua en una residencia de estudiantes Autor: Lorenzo Rodríguez Díaz Tutor: José Julio Guerra Macho Catedrático de Universidad Dpto. Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2019 4 Trabajo Fin de Grado: Instalación de energía solar para calentamiento de agua en una residencia de estudiantes Autor: José Julio Guerra Macho Tutor: Lorenzo Rodríguez Díaz El Tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2019 5 Agradecimientos Primero me gustaría agradecer la ayuda y el apoyo de mi familia, tanto de mi padre y mi madre como de mi hermano, a eseñarme a nunca redirme y dar lo máximo de mi para poder lograr lo que me he propuesto. Siempre alcanzando mis metas con esfuerzo, tesón y con iniciativa para aprender y resolver los problemas que surgieran. En segundo lugar quiero agradecer a mi novia. María José siempre has sido un gran apoyo, tanto en los buenos como en los malos momentos que he pasado realizando la Carerra. Buscando siempre la parte positiva de cualquier circunstancia para hacerme seguir adelante y no decaer a pesar de los tropiezos y suspensos. En tercer lugar agradecer a mis amigos, por el apoyo y la fe que siempre han tenido en mí. Todos los momentos junto a ellos y la ayuda que me han dado para conseguir mis metas. Por último y no menos importante, dar las gracias al tutor de mi trabajo fin de grado Don José Julio Guerra. Le agradezco tanto la ayuda como el trato que me ha ofrecido siempre en las reuniones que hemos tenido. Además de las clases impartidas durante el Grado, las cuales siempre he disfrutado. ¡Muchas gracias a todos! Sin cada uno de vosotros no podría haber conseguido llegar a ser lo que soy. Lorenzo Rodríguez Díaz Junio 2019 6 Resumen La redacción de este proyecto se basa en el diseño de una instalación de energía solar térmica para la producción de agua caliente sanitaria para abastecer a una residencia del alumnado y del profesorado en la Vega de Acá en Almería. En dicho proyecto se estudiará y desarrollará la metodología de cálculo, dimesionamiento y la elección de los diferentes equipos necesarios para el funcionamiento de la instalación de ACS según la normativa vigente en España. Abstract The drafting of this project is based on the design of a solar thermal installation for the production of domestic hot water to supply a residence for students and teachers in the Vega de Acá in Almería. This project will study and develop the methodology of calculation, quantification and the selection of the different equipment necessary for the operation of the ACS installation according to the regulations in force in Spain. 7 Índice Agradecimientos 5 Resumen 6 Abstract 6 Índice 7 Índice de Tablas 9 Índice de Figuras 11 1 Memoria Descriptiva 13 1.1. Objetivo del proyecto 13 1.2. Precedentes 13 1.3. Procedimiento de cálculo 16 1.4. Descripción del edificio 21 1.5. Descripción de la instalación 23 1.6. Características de equipos 36 1.7. Normativa 41 1.8. Bibliografía 48 2 Memoria de Cálculo 50 2.1. Datos de partida 50 2.2. Cálculos iniciales 52 2.2.1. Cálculo de consumo de agua 52 2.2.2. Cáculo de la demanda energética 53 2.3. Cálculo de la superficie de captación 55 2.4. Cálculo del volumen de acumulación 61 2.5. Cálculo de la red de tuberías 61 2.5.1. Cálculo caudal del circuito primario 61 2.5.2. Dimensionado de tuberías 62 2.6. Dimensionado equipo de intercambio 66 2.7. Dimensionado de bombas 67 2.8. Dimensionado vaso de expansión 69 2.9. Dimensionado de equipos auxiliares 73 2.9.1. Dimensionado del interacumulador auxiliar 73 2.9.2. Dimensionado de la caldera de condensación 76 2.9.3. Dimensionado de la bomba auxiliar 77 2.9.4. Dimensionado del vaso de expansión auxiliar 78 2.9.5. Dimensionado de la alimentación del gas a la caldera 80 2.10. Cálculo de espesor de aislamiento 80 2.10.1. Espesor de aislamiento para red de tuberías 80 2.10.2. Espesor de aislamiento para depósito de acumulación 83 2.10.3. Espesor de aislamiento para vaso de expansión 83 2.10.4. Espesor de aislamiento para intercambiador de calor 83 8 2.11. Selección de accesorios 83 3 Pliego de condiciones técnicas y administrativas 84 3.1. Objetivo de los pliegos 84 3.2. Normativa 84 3.3. Condiciones de materiales y equipos 85 3.3.1. Captadores 85 3.3.2. Vávulas 86 3.3.3. Vasos de expansión 88 3.3.4. Bombas 89 3.3.5. Acumuladores 90 3.3.6. Intercambiadores de calor 91 3.3.7. Sistema eléctrico y de control 92 3.3.8. Aparatos de medida 93 3.3.9. Aislamiento 94 3.3.10. Tuberías y accesorios 95 3.4. Provisión del material 98 3.5. Condiciones de montaje 98 3.6. Pruebas, puesta en marcha y recepción 98 3.6.1. General 98 3.6.2. Pruebas parciales 98 3.6.3. Pruebas finales 99 3.6.4. Ajustes y equilibrado 99 3.6.5. Recepción 100 3.7. Mantenimiento 101 3.7.1 Vigilancia 101 3.7.2. Mantenimiento preventivo 102 3.7.3. Mantenimiento correctivo 105 4 Presupuesto 106 4.1. Sistema de captación 106 4.2. Sistema de acumulación 107 4.3. Sistema de intercambio 108 4.4. Sistema hidráulico 109 4.5 Sistema auxiliar 113 4.6. Sistema de control y regulación 115 4.7. Presupuesto total de la instalación 116 5 Planos 117 9 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Contribución solar mínima respecto de la demanda ACS y zona climática 42 Tabla 2. Espesores mínimos fijados por el RITE 47 Tabla 3. Datos geográficos de la residencia 50 Tabla 4. Irradiación global media, temperatura media de agua fría y temperatura media ambiental proporcionada por el software CHEQ4 52 Tabla 5. Demanda litros/día*unidad para cada tipo de edificio 53 Tabla 6. Datos de irradiación, temperatura fría media, temperatura media ambiental y días por mes Fuente: CTE-HE4 54 Tabla 7. Demanda energética de cada mes expresado en J/mes y MJ/mes 54 Tabla 8. Contribución solar mínima frente a la zona climática y demanda ACS del edificio 55 Tabla 9. Tramos de la instalación junto con su longitud y caudal 63 Tabla 10. Pérdida de carga según el diámetro de cada tramo de tuberías 63 Tabla 11. Velocidades según el diámetro de cada tramo de tuberías 64 Tabla 12. Accesorios de cada tramo de la instalación 64 Tabla 13. Longitudes equivalentes de los accesorios 65 Tabla 14. Características de los tramos de la instalación 65 Tabla 15. Circuitos de la instalación 66 Tabla 16. Volúmenes de las tuberías de cada tramo de la instalación 70 Tabla 17. Variación del coeficiente de expansión según la temperatura 71 Tabla 18. Tabla de caudales instantáneos mínimos según norma UNE 149201:2017 74 Tabla 19.Determinación del caudal simultáneo según la norma UNE 149201:2017 75 Tabla 20. Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos calientes que discurren por el interior de edificios 81 Tabla 21. Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos calientes que discurren por el exterior de edificios 81 Tabla 22. Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos fríos que discurren por el interior de edificios 81 Tabla 23. Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos fríos que discurren por el exterior de edificios 82 Tabla 24. Alcance de los planes de vigilancia 102 Tabla 25. Plan preventivo sistema de captación 103 16 1.3. Procedimiento de cálculo  Localización La primera sección se introduce exclusivamente la provincia y la localidad donde se sitúa el edificio a estudiar. A partir de estos datos, el software nos proporciona la zona climática donde se emplaza y latitud de la zona. De igual manera obtenemos una tabla de datos para cada uno de los meses del año, donde se expone la irradación media global, la temperatura media de agua fría y la temperatura media ambiental. Figura 4. Localización, datos geográficos y climáticos del software CHEQ4  Configuración En esta sección se selecciona la configuración más acorde a las características de nuestra instalación. 17 m Figura 5. Selección de la configuración de la instalación  Demanda En este apartado se selecciona el tipo de aplicación, es decir, la tipología del edificio donde se pretende proyectar la instalación de energía solar térmica. Tras dicha selecciona hay que indicar el número de ocupantes que puede albergar el edificio. Existe la posibilidad en este apartado de introducir otras demandas de agua para el edificio, al igual que puede modificarse el porcentaje de ocupación del edificio en cada mes. Esta herramienta puede ejemplificar lo que ocurre en la realidad en ciertos edificios terciarios, como hoteles, hospitales o residencias que tienen ocupación temporal y dependiente de la época del año. Con lo anteriormente explicado se obtiene la demanda según los ocupantes y el tipo de edificio en litros por día a una temperatura de 60 ºC. De igual manera se proporciona la contribución solar mínima exigida según la demanda que tiene el edificio. 18 Figura 6. Cálculo de la demanda en litros por día  Solar/Apoyo La sección de Solar/Apoyo se basa en la elección de la empresa y del modelo de captadores que nos distribuirán para la instalación. Una vez hecha la anterior selección, se generan automáticamente una serie de datos dependientes del modelo que se haya seleccionado. Se debe introducir en el subapartado “Campo de captadores” el número de captadores, la cantidad de captadores que se dispondán en serie y tres datos que afectan al rendimiento del captador: la orientación, la inclinación y el porcentaje de sombras a las que puede estar sometidos los panales solares. Con todo ello obtenemos el área total de captadores en metros cuadrados. En el subapartado “Circuito primario/secundario”, una vez dispuesto los anteriores datos, se genera el caudal primario, aunque puede ser modificado en el caso de que fuese necesario. Tras ello, se selecciona el porcentaje de anticogelante, la longitud del circuito, el diámetro de la tubería y el espesor y tipo de aislante de la tubería. Por último, debe seleccionarse el tipo de sistema de apoyo y con la energía que funciona dicho sistema. 19 Figura 7. Selección de empresa, modelo y número de captadores  Otros parámetros El quinto apartado del software CHEQ4 se basa en la introducción del volumen de acumulación necesario de nuestro depósito. En el subapartado “Distribución” para definir el circuito de distribución es necesario especificar la longitud total de las tuberías (impulsión y retorno o recirculación en su caso), el diámetro interior de la tubería (mm), el tipo de aislante y su espesor (mm). Al igual que en el caso de circuito primario, existe a disposición del usuario la herramienta de cálculo de longitud equivalente. En aquellas configuraciones que así lo requieran, también se deberá especificar la temperatura de impulsión (ºC) o la potencia de los intercambiadores de consumo distribuido (kW). 20 + Figura 8. Volumen de acumulación del depósito  Resultados La última sección nos proporciona un conjunto de resultados. Tras comprobarse que se ha alcanzado la fracción solar mínima según los litros por día que se consuman en el edificio, se acaba el dimensionado de la instalación por el software obteniendo lo siguiente: - Demanda neta (kWh/año): Demanda energética anual sin tener en cuenta las pérdidas en acumulación y en distribución. - Demanda bruta (kWh/año): Demanda energética anual teniendo en cuenta las pérdidas en acumulación y em distribución. - Aporte solar (kWh/año): Energía solar aportada por la instalación. - Consumo auxiliar (kWh/año): Energía aportada por la instalación auxiliar de apoyo para satisfacer la demanda total. - Reducción de CO2 asociada a la utilización del sistema solar térmico (kg) - Gráfica en la que se proyecta dependiendo de los meses, el procentaje de fracción solar y la energía, 21 el consumo auxiliar, fracción solar, demanda bruta y aportación solar. Figura 9. Resultados del software Cheq4 1.4. Descripción del edificio El edificio en el que se basa este trabajo fin de grado es una residencia que pueda albergar a estudiantes y profesorado asociados a la universidad de Almería. 22 Figura 10. Situación geográfica de la parcela donde se emplaza el edificio La parcela donde se encuentra el edificio tiene una superficie de 5208 𝑚2, la cuall está destinada en casi su totalidad a la edificación de la residencia y una pequeña parte de ella en la instalación de una zona con árboles y asientos. Centrándonos en el edifcio, este consta de 138 camas que están distribuidas en la planta baja y primera planta. La ocupación se estima del 100% en todos los meses del año, salvo en Julio y Agosto que es del 80% y en Septiembre que es del 90%. El edificio consta de tres plantas, a continuación, se explica el uso principal de cada una de ellas y los espacios de los que se dispone en cada planta:  Planta Sótano: Su principal uso de aparcamiento aunque de igual manera contine una serie de instalaciones, trasteros y almacenes.  Planta Baja: Su principal uso es pública concurrencia –administrativo, es decir, está destinada a uso cultrual religoso o de transporte de personas (pública concurrencia) y en él se realizan actividades de gestión o de servicios (administrativo). Tiene los siguientes espacios: aseos, gimnasio, vestíbulos, despachos, vestuarios, talleres, salas de reuniones y traducción, habitaciones, almacenes y biblioteca.  Planta Primera: Su principal uso es residencial público, es decir, edificio destinado a proporcionar alojamiento temporal y está regentado por un titular. La primera planta consta de aseos, habitaciones simples y dobles, bibliotecas, zonas comunes e instalaciones. Figura 11. Vista área de la residencia de estudiantes 23 1.5. Descripción de la instalación La instalación de energía solar térmica se utlizará para suministar agua caliente sanitaria en las diferentes estancias y espacios de la residencia de estudiantes y profesorado. 1.5.1 Principio de funcionamiento Figura 12. Principio de funcionamiento de la instalación y sistema de control El principio de funcionamiento de una instalación de energía solar térmica es un proceso sencillo de transformación de energía solar. Se basa en la incidencia de los rayos solares sobre los captadores solares que se calientan y transforman la energía solar en energía térmica, con un fluido caloportador que suele ser aire o agua. Esta energía térmica se suele almacenar en depósitos para hacer uso de ella en cualquier momento. La instalación debe contar con diferentes sistemas que a su vez están compuestos por los equipos necesarios para su funcionamiento. Estos sistemas son los siguientes:  Sistema de captación Está compuesto por el conjunto de captadores solares que componen la instalación y el circuito primario que transporta el fluido caloportador utilizado. Es el encargado de la recepción de la energía solar y su transformación en energía térmica. Está conformado por 30 captadores dispuestos en una configuración mixta serie-paralelo, la orientación de dichos captadores es la sur y una inclinación de 30º. Los captadores se dispondrán en baterías de 5 captadores, por lo que tendremos 6 baterías y una superficie de captación de 72 𝑚2. El fluido caloportador es el agua y el caudal que deber ser movido por las bombas es de 2.592 litros. 24  Sistema de intercambio Este sistema se compone del intercambiador de calor en el que se cede la energía térmica en la que se había transformado la energía solar. El fluido caliente del circuito primario calienta el fluido frio del circuito secundario para luego ser almacenado en el depósito de acumulación.  Sistema de acumulación Como principal componente cuenta con el depósito de acumulación. Dependiendo de la instalación y tamaño del edficio puede ser uno o varios depósitos los que compongan dicho sistema. Su función básica es la de almacenar fluido (en nuestro caso agua) a la temperatura que nos interese para que esté disponible cuando los usuarios del edificio lo necesiten. Estos depósitos deben tener un buen asilante, ya que lo ideal es que se produzca la menor pérdida de temperatura posible. En nuestro caso tendremos 2 depósitos de 3500 litros cada uno para poder almacenar el agua necesaria para el suministro del edificio.  Sistema de apoyo o auxiliar Este sistema tiene como función aportar ayuda a la instalación en forma de energía adicional para que pueda funcionar. Cuando el sistema de captación no capta suficiente energía solar para que posteriormente sea tranformada en energía térmica el sistema de apoyo realiza su función. Normalmente está compuesto por una caldera convencional pero también es utilizado el termo eléctrico como principal variante del uso de energía convencional. En nuestro caso este sistema se compone de: Caldera auxiliar de condesación de 200 kW. Interacumulador auxiliar de 4000 litros, y consta de un serpetín con capacidad para 38 litros. Vaso de expansión de 8 litros. Bomba para circular el caudal necesario, 7689,74 l/h.  Sistema de control La función de este sistema se basa en la regulación y el mantenimiento del buen funcionamiento de cada uno de los equipos de la instalación, entre los elementos que lo forman puede mencionarse los relés, termostatos o sondas. La centralita se encarga de controlar la instalación solar incluyendo dos termostatos, una a la salida del campo de captadores y otra a la entrada del acumulador que se encuentra a menor temperatura. Dicha centralita se programa, optando por un sistema apropiado de arranque y parada. Llamando Tsc a la temperatura de salida del campo de captadores y Tsf a la temperatura de entrada al acumulador: 25 - Si Tsc ˃ Tsf + 6 ºC la bomba comienza a funcionar poniendo la instalación solar en marcha. - Si Tsc ˂ Tsf + 3 ºC la bomba se para deteniendo el funcionamiento de la instalación solar. El sistema de control de igual manera debe mantener el fluido caloportador en un rango de temperatura admisible, por lo que debe de evitar que el fluido baje de 3ºC por encima de la temperatura de congelación de este. Y de esta manera evitar la posible congelación del fluido y los consecuentes fallos en el sistema. Por ello en el momento en que el fluido tenga dicha temperatura se procederá al arranque de la bomba de circulación. Con el calentamiento de los captadores con la energía del depósito se calentará dicho fluido hasta alcanzar 6ºC por encima de la temperatura de congelación, llegado ese punto se produce la parada de la bomba. La centralita reguladora encargada de controlar el equipo auxiliar incluye un termostato ubicado en el interacumulador auxiliar. Consideramos que el interacumulador auxiliar se mantiene a unos 60 ºC aproximadamente, la regulación será la siguiente: - Si la temperatura del interacumulador auxiliar no alcanza los 55 ºC, se activan las bombas y la caldera poniendo en funcionamiento el sistema auxiliar. - Si la temperatura en el depósito alcanza los 60 ºC, se paran las bombas y parando la caldera.  Sistema hidraúlico Está compuesto por bombas y los circuitos de tuberías que transportan el fluido a los distintos equipos y zonas del edificio para que pueda ser utilizada por el usuario. Se han instalado tuberías de cobre de 0,75”, 1” y 1,25” en el circuito primario y secundario, mientras qu en el circuito auxiliar se ha instalado 1,75”. De acuerdo con el caudal que circula por cada tramo y se han aislado con coquillas de espesor de 40 mm para las tuberías que van por el exterior y de 32 mm para las que van por el interior. Para el transporte del fluido caloportador se han instalado dos bombas idénticas en paralelo, dejando siempre una de reserva. De esta forma en caso de avería de una de las bombas, no hay necesidad de parar la instalación solar. Las bombas seleccionadas son capaces de circular un caudal de 2.592 l/h. Este sistema dispone de un vaso de expansión de 18 litros para absorber las variaciones de volumen del fluido caloportador debido a la expansión que pueda producirse por los cambios de temperatura. El sistema hidráulico consta de: - Válvulas de corte: Se han instalado válvulas para aislar cada uno de los componentes y así poder proceder a las tareas de reparación y mantenimiento sin ningún tipo de problema. - Válvulas de seguridad: Se ha instalado una válvula en el circuito primario conectada en el vaso de expansión y otra conectada a los acumuladores solares, protegiendo la instalación contra subidas de presión. - Válvulas de retención: En la impulsión de cada bomba se ha instalado una válvula para impedir que el fluido pueda circular en dirección contraria. - Purgadores: Se ha instalado un purgador a la salida de cada batería, en las partes altas de la instalación, para eliminar el aire que pueda formarse o entrar al circuito. 32 1.5.2.5. Bombas En los sistemas termosolares de circulación forzada, es necesario la instalación de bombas circuladoras, normalmente de tipo centrífuga, también llamados electrocirculadores que son accionados por un motor eléctrico. Toda bomba circuladora, para unas determinadas condiciones de trabajo y tipo de fluido a bombear, se caracteriza por el caudal de fluido bombeado y la altura manométrica de impulsión. Bombas circuladora para instalaciones termosolares Las bombas circuladoras, o circulatorias, de los sistemas termosolares de circulación forzada, son necesarias para generar el movimiento del fluido de trabajo desde la salida del depósito acumulador, una vez pasado por el intercambiador, hasta los colectores solares. Al instalarse las bombas circuladoras para bombear el fluido caloportador del circuito primario, ya el depósito acumulador no es necesario colocarlo junto a los captadores solares en una posición elevada en el exterior del edificio, sino que pueden situarse en otra posición que más convenga, en el interior del edificio por ejemplo, resguardado, y en un lugar situado en posición más baja que los colectores solares. En general, se pueden distinguir dos tipos de electrocirculadores: - Electrocirculadores de rotor sumergido: son silenciosos, requieren un bajo mantenimiento y se montan en línea con la tubería y el eje horizontal. - Monobloc: pueden ser montados con el eje en cualquier posición. Con el paso del tiempo y el uso, en las tuberías de agua caliente se producen precipitaciones y corrosión, lo que hace disminuir el paso libre que queda dentro de la tubería para el agua, produciendo un aumento de la pérdida de carga. En este aspecto, se deberá cuidar la elección de los materiales de fabricación de las bombas para aplicaciones termosolares, que deberán ser muy resistentes a la corrosión. Además, aunque los cálculos hidráulicos para este tipo de instalación se suelen realizar considerando agua como fluido de trabajo, en realidad el fluido de trabajo en el circuito primario de este tipo de instalaciones es una mezcla de agua con anticongelante. Este hecho unido al progresivo aumento de la pérdida de carga en las tuberías por incrustaciones, aconseja un cierto margen de seguridad en la selección de las prestaciones de la bomba, con objeto de poder hacer frente a estos imprevistos. Las bombas circulatorias empleadas en los circuitos termosolares suelen tener varias velocidades y el fabricante lo indicará en sus gráficas de funcionamiento. Lo aconsejable es que se trabaje en una velocidad intermedia, con objeto de tener margen de actuación en el caso de ser necesaria variar la presión de suministro de la bomba ante cambios en las condiciones de la instalación. 33 Asimismo, previo a la aspiración de la bomba, se suele instalar un filtro con objeto de evitar que entren al interior de la bomba impurezas procedentes de los cordones de soldadura y otros desprendimientos del interior de la instalación. Figura 21. Vista de un corte de una bomba circuladora Figura 22. Bomba circuladora 1.5.2.6. Tuberías Cuando se lleve a cabo el montaje de la instalación, tanto de las tuberías que conforman el circuito primario como las del secundario, se llevará a cabo bajo las más estrictas condiciones de limpieza, con objeto de evitar la formación de la legionela. Guía técnica para la Prevención y Control de la Legionelosis en instalaciones Esta bacteria se desarrolla en los circuitos de ACS, preferentemente a temperaturas en torno a los 37 ºC, por lo que es imprescindible someter a toda instalación termosolar a labores de mantenimiento de prevención de la legionelosis de acuerdo a la legislación vigente. Para el circuito primario por donde circula el fluido de trabajo caloportador desde los captadores solares hasta el intercambiador y su posterior retorno, se suelen utilizar tuberías de cobre o de acero inoxidable. En la actualidad se están desarrollando nuevos materiales plásticos termorresistentes, certificados y homologados para esta aplicación. Para el circuito secundario o el de circulación del agua caliente sanitaria para consumo se podrán utilizar tuberías de cobre, de acero inoxidable o de acero galvanizado, pero nunca se utilizarán tuberías de acero negro para circuitos de agua caliente destino al consumo. 34 A continuación se realizarán algunas indicaciones para ciertos tipos de tuberías que pueden ser empeladas en las instalaciones termosolares: - Tuberías de cobre: de todos es el tipo de tubería más recomendado, por su excelente relación calidad/precio. Ofrece gran resistencia a la corrosión, es maleable y dúctil que facilita las operaciones de montaje, y es inocua por lo que ofrece buenas condiciones de salubridad. - Acero galvanizado: aunque es muy empleado en instalaciones de fontanería/plomería en agua fría, no se puede emplear como material en el circuito primario, dado que la protección del galvanizado se deteriora cuando se alcanzan temperaturas superiores a los 65 ºC. - Acero negro: no se puede emplear en instalaciones de agua caliente sanitaria (ACS), por producirse oxidaciones que afectan negativamente a la potabilidad del agua. Sólo es posible su uso como material de las conducciones del circuito primario. - Tuberías de plástico termorresistentes: actualmente se están desarrollando nuevos materiales plásticos, que resultan muy competitivos de precio, y que pueden resistir sin problema temperaturas de trabajo superiores a los 100 ºC. No obstante, por lo general este tipo de materiales se deterioran por la exposición directa a los rayos solares, por lo que su uso está restringido a espacios interiores o bajo estructuras de protección que los aísle de la acción directa de los rayos solares. - Figura 23. Tuberías de cobre 35 1.5.2.7. Válvulas La elección del tipo de válvula más idónea se debe realizar atendiendo a la función que realiza dentro del circuito. Además, el tipo de válvula instalada deberá ser capaz de soportar con garantías los valores extremos de presión y temperatura que se alcancen en el sistema. En general, la elección del tipo de válvula se realizará atendiendo el siguiente criterio: • Para funciones de aislamiento: se suelen emplear válvulas de tipo esféricas. • Para el equilibrado de circuitos: válvulas de asiento. • Para vaciado de tuberías: válvulas de esfera o macho. • Para llenado de tuberías: válvulas de esfera. • Para purga de aire: válvulas de esfera o macho. • Para seguridad: válvulas de resorte. • Para retención: válvulas de disco de doble compuerta. En aquellos sistemas sencillos, suele ser suficiente con colocar válvulas de seguridad en cada batería de captadores solares y en la entrada del sistema de acumulación. Por otro lado, y para evitar que el líquido anticongelante del circuito primario circule en la dirección opuesta cuando el sistema está apagado, se suele monta una válvula de paso de sentido único, o bien una electroválvula que se abra en paralelo con el arranque de la bomba. Esta válvula antirretorno se utiliza para evitar retrocesos del fluido caloportador desde los colectores solares hacia la bomba causados por la convección natural. Figura 24. Válvula de seguridad 36 1.6. Características de equipos 1.6.1. Captadores solares El modelo de captadores solares elegido pertenece a la empresa sevillana Termicol, esta empresa tiene una amplia gama de captadores, el modelo seleccionado pertenece a la gama premium de dicha empresa. Es la familia T-S de captadores, son captadores ultraselectivos de parrilla que ofrecen niveles de rendimiento adecuados para climas y zonas de radiación solar muy adversos. Características técnicas del captador : - Longitud : 2130 mm - Anchura : 1200 mm - Longitud de absorción : 2057 mm - Espesor : 100 mm - Área bruta : 2.5 𝑚2 - Área de apertura : 2.4 𝑚2 - Peso en vacío : 38 kg - Capacidad : 1.05 litros - Aislamiento y protección: Marco de aluminio anodizado, cubierta de vidrio solar templado y aislamiento de lana de vidrio de 50 mm. Características energéticas del captador : - Rendimiento : 0.818 - Coeficiente de pérdida K1 : 4.1 W/K𝑚2 - Coeficiente de pérdida K2 : 0.001 W/K𝑚2 - Potencia pico : 1923 Wp - k50 : 0.88 - Caudal de ensayo: 72 l/h𝑚2 - Pérdida de carga : 3.0272 mbar 37 Figura 25. Captador T10S de Termicol 1.6.2. Intercambiador de calor La línea Industrial de Alfa Laval es una amplia gama de productos utilizados en prácticamente todos los tipos de industria. Apto para una amplia gama de aplicaciones, este modelo se encuentra disponible con una extensa selección de tipos de placas y juntas. Se ha elegido el modelo TL3-BFG/24M ya que cumple las carácterísticas idóneas de potencia, salto de temperatura y caudal soportado. Características del intercambiador elegido: - Potencia: 40 kW - Temperatura lado primario: 50 → 40 °C - Temperatura lado secundario: 15 → 45 °C - Caudal lado primario: 2.6 m³/h - Caudal lado secundario: 2,6 m³/h - Pérdida de carga en el circuito primario : 3,1 mca - Pérdida de carga en el circuito secundario : 3,3 mca - Conexión para circuito primario y secundario: ISO R 1 ¼” - Material: AISI 316 38 - Superficie de intercambio : 3.92 𝑚2 - Bastidor: Acero al carbono pintado. - Placas: Acero inoxidable AISI 316, Titanio - Conexiones: Rosca externa ISO-R 1” 1/4. - Temp. máxima de trabajo: 130-140ºC. - Presión máxima de trabajo: Bastidor FG 16 bar. Figura 26. Intercambiador de calor de Alfa Laval 1.6.3. Acumulador El modelo seleccionado ha sido Master Vitro MVV-3500-RB de la empresa Lapesa. Estos depósitos están diseñados para una capacidad de acumulación energética extraordinaria, que se traduce en un ahorro real. Además están preparados para su instalación junto con intercambiadores de placas. Características del acumulador: - Volumen : 3500 litros - Diámetro exterior (D) : 1660 milímetros - Altura total (H) : 2580 milímetros - Diagonal : 3068 milímetros - Entrada de agua red : 3 pulgadas - Salida ACS : 3 pulgadas - Recirculación ACS : 2 pulgadas - Vaciado : 1 ½ pulgada - Conexión lateral : 2 pulgadas 39 - Conexión “lapesa correx-up” : 1 ½ pulgada - Conexiones sensores : ¾ pulgada - Peso : 755 kilogramos Figura 27. Acumulador MVV-3500-RB Lapesa 1.6.4. Bombas La bomba seleccionada pertenece a la empresa Wilo, se ha elegido esta empresa debido a que es una de las principales fabricantes de bombas y abastecimiento de agua del mundo. El modelo seleccionado según las características de pérdida de carga que hay que superar y el caudal que hay que aportar es Wilo-Stratos-Z25. Características de la bomba: - Volumen de circulación máximo 8,8 𝑚3/h - Presión máxima de operación PN 10 bar - Agua potable hasta 3,57 mmol/l (20 °dH): 0 °C a +80 °C - Agua de calefacción: -10 °C a +110 °C - Alimentación eléctrica 1~230 V, 50/60 Hz - Tipo de protección IP X4D - Conexión roscada o embridada (según el tipo) Rp 1 hasta DN 65 40 - Presión de trabajo máx. de la ejecución estándar: 6/10 bar (ejecución especial: 16 bar) - Peso neto 5,3 kg - Pérdida de carga máxima a vencer : 75 kPa Figura 28. Bomba de circulación Wilo 1.6.4. Vaso de expansión El vaso de expansión seleccionado pertenece a la empresa Ibaiondo, empresa vasca que se especializa en la fabricación de elementos de control, de seguridad y de almacenamiento para instalaciones hidráulicas. Se ha seleccionado el modelo 18 CMR que cumple las condiciones de almacenaje de agua en caso de necesitarse de su empleo. Caracteristicas del vaso de expansión : - Tipo: 18 CMR - Presión máxima : 10 bar - Temperatura máxima de operación : 100 ºC - Temperatura mínima de operación : -10 ºC - Capacidad : 18 litros - Precarga : 3 bar - Dimensiones : 270x415 mm - Conexión Agua : ¾” - Peso : 3,5 kilogramos 41 Figura 29. Vaso de expansión 18 CMR Ibaiondo 1.7. Normativa Debido a que se está realizando un proyecto de instalación real de energía solar térmica de baja temperatura, se debe tener en cuenta las restricciones y normativas aplicables a las que se deben de atener dicho tipo de instalaciones. Se procede a nombrar las normas a tener en cuenta:  Código Técnico de Edificación (CTE) HE-4  Normas UNE  Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios (RITE) 1.7.1. Código Técnico de Edificación (CTE) HE-4  Contribución solar mínima de ACS (%) La contribución solar mínima anual es la fracción entre los valores anuales de la energía solar aportada exigida y la demanda energética anual para ACS o climatización de piscina cubierta, obtenidos a partir de los valores mensuales. 48 - En las bombas: un manómetro para lectura de la diferencia de presión entre aspiración y descarga, uno por cada bomba. - En el intercambiador de calor: termómetros y manómetros a la entrada y salida de los fluidos. IT 2.3.3. Sistema de distribución de agua Establece las bases en las que la empresa instaladora realizará y documentará el procedimiento de ajuste y equilibrado de los sistemas de distribución de agua. A lo largo del proyecto aparecen explicadas las especificaciones contenidas en esta instrucción, pudiendo así afirmar el cumplimiento de la misma. IT 2.3.4. Control automático Establece el equipamiento mínimo del control de las instalaciones centralizadas de preparación de agua caliente sanitaria, referido tanto al control de la temperatura de la instalación como al control para los usuarios. También queda recogido que cuando la instalación disponga de un sistema de control, mando y gestión o telegestión basado en la tecnología de la información, como es el caso de este proyecto, su mantenimiento y la actualización de las versiones de los programas deberá ser realizado por personal cualificado o por el mismo suministrador de los programas. .1.8. Bibliografía - Oficina Europea de Estadística (Eurostat). Base de datos de energía solar térmica, 2019. - Código Técnico de la Edificación (CTE), apartado HE 4 “Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria.” 2013. - AENOR, Norma UNE 100-155 “Diseño y cálculo de sistemas de expansión” 2004. - AENOR, Norma UNE 94002 “Instalaciones solares térmicas para producción de agua caliente sanitaria” 2005. - AENOR, Norma UNE 94003 “Datos climáticos para el dimensionado de instalaciones térmicas” 2007. - Reglamento de InstalacionesTérmicas en los Edificios (RITE), 2013. - Asociación Solar de la Industria Térmica (ASIT), Guía ASIT de la Energía Solar Térmica, 2010. - Departamento de Ingeniería Energética, Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sevilla, Documentación de la asignatura de Instalaciones Térmicas de la Edificación. - Departamento de Ingeniería Energética, Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sevilla, Documentación de la asignatura de Energía Solar. - Catálogo de productos Lapesa.( http://www.lapesa.com/) - Catálogo de productos Ibaiondo.( http://www.ibaiondo.es/) - Catálogo de productos Salvador Escoda. (https://www.salvadorescoda.com/) 49 - Catálogo de productos Alfa Laval. (https://www.alfalaval.es/) - Catálogo de productos Termicol. (https://termicol.es/) - Catálogo de productos Genebre. (http://www.genebre.es/) - Catálogo de productos Bosch. (https://www.bosch-home.es/) - Catálogo de productos Wilo (https://wilo.com/es/es/) 50 2 MEMORIA DE CÁLCULO 2.1. Datos de partida 2.1.1. Datos geográficos La residencia de estudiantes, como se ha mencionado anteriormente, está situada en la ciudad de Almería, concretamente en la avenida Cabo de Gata (barrio Vega de Acá). Como datos greográficos reseñables pueden exponerse los siguientes: Latitud 36° 50′ 0″ N Longitud 2° 27′ 0″ W Elevación sobre el niveldel mar 27 msnm Zona climática V Número de camas 138 Tabla 3. Datos geográficos de la residencia 2.1.2. Datos climáticos El Código Técnico de Edificicación (CTE) clasifica el territorio español en 5 zonas climáticas, las cuales se han definido teniendo en cuenta la Radiación Solar Global media diaria anual sobre superficie horizontal. Si fuera necesaria mayor exactitud en cuanto a conocer concretamente la zona climática de algún municipio o ciudad que no quedase claro, al estar en los límites de las diferentes zonas climáticas, se puede consultar un documento que proporciona el CTE. En este documento aparecen todas las localidades de España junto con la zona climática correspondiente. La zona climática que corresponde a Almería es la zona climática V. Esta zona engloba gran parte de Andalucía, Extremadura y Castilla La Mancha, son estas las que reciben una mayor radiación solar global media como se puede observar en la Figura 32. 51 Figura 33. Mapa de radiación y zonas climáticas de España Se ha utilizado el software CHEQ4 suministrado por el IDAE (Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía) para conocer los datos climáticos que se obtienen en el lugar donde se proyecta la residencia. Este software a partir de la localidad donde se realice la instalación nos proporciona tres datos principales para cada mes del año. Figura 34. Precipitaciones y variación de temperatura en Almería Se obtiene la irradación global, temperatura ambiental media y temperatura media de agua fría. En la siguiente tabla se presentan los datos obtenidos para nuestro caso. 52 Irradación global media (MJ/m2) Temperatura media de agua fría Tac (ºC) Temperatura media ambiental Tm (ºC) Enero 10.2 12.0 12.4 Febrero 13.4 12.0 13.0 Marzo 17.7 13.0 14.4 Abril 23.5 14.0 16.1 Mayo 26.0 16.0 18.7 Junio 28.6 18.0 22.3 Julio 28.4 20.0 25.5 Agosto 25.3 21.0 26.0 Septiembre 20.6 19.0 24.1 Octubre 14.9 17.0 20.1 Noviembre 10.9 14.0 16.2 Diciembre 9.0 12.0 13.3 Tabla 4. Irradiación global media, temperatura media de agua fría y temperatura media ambiental proporcionada por el software CHEQ4 2.2. Cálculos iniciales 2.2.1. Cálculo del consumo de agua Según el código técnico CTE HE-4 que establece las demandas unitarias de los diferentes edificios, expresada en litros por persona y día. Esta tabla tiene como objetivo final el cálculo de la contribución solar mínima. Esta demanda unitaria viene referencia a una temperatura de 60 ºC. En nuestro caso esta demanda unitaria a 60ºC corresponde a una residencia,ya que la instalación ha sido proyectada para una residencia de estudiantes. 53 Tabla 5. Demanda litros/día*unidad para cada tipo de edificio El cálculo del consumo de agua para la residencia de estudiantes es el siguiente: 𝑄𝐴𝐶𝑆 =𝑄𝑈∗𝑁𝑝=41 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑í𝑎∗𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎∗138 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 =5658 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑í𝑎 Siendo: 𝑄𝑈 ∶ 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑í𝑎∗𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 𝑁𝑝∶ 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 2.2.2. Cálculo de la demanda energética Datos de partida Para el cálculo de la demanda energética necesitamos conocer los siguientes datos: 𝑄𝐴𝐶𝑆 =5658𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑í𝑎 ⍴𝑎𝑔𝑢𝑎 =1 𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝐶𝑝=4.182 𝑘𝑖𝑙𝑜𝑗𝑢𝑙𝑖𝑜𝑠 𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠∗𝐾𝑒𝑙𝑣𝑖𝑛 𝑇𝑎𝑐 =60 º𝐶 Siendo: 𝑄𝐴𝐶𝑆:𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑í𝑎 ) ⍴𝑎𝑔𝑢𝑎:𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 ) 𝐶𝑝:𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 ( 𝑘𝑖𝑙𝑜𝑗𝑢𝑙𝑖𝑜𝑠 𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠∗𝐾𝑒𝑙𝑣𝑖𝑛) 𝑇𝑎𝑐:𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 (º𝐶) 54 Expresión de cáculo de la demanda energética: 𝐷𝐴𝐶𝑆 = 𝑄𝐴𝐶𝑆 ∗ ⍴𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗𝐶𝑝∗( 𝑇𝑎𝑐 − 𝑇𝑎𝑓)∗∆𝑡 Siendo: 𝐷𝐴𝐶𝑆 ∶𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑠 ( 𝐽 𝑚𝑒𝑠) ∆𝑡∶𝐷í𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑚𝑒𝑠 (𝑑í𝑎𝑠) 𝑇𝑎𝑓:𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑓𝑟í𝑎 (º𝐶) RAD(MJ/m2) Taf (ºC) Tamb (ºC) Días Enero 10.2 12 12.4 31 Febrero 13.4 12 13 28 Marzo 17.7 13 14.4 31 Abril 23.5 14 16.1 30 Mayo 26 16 18.7 31 Junio 28.6 18 22.3 30 Julio 28.4 20 25.5 31 Agosto 25.3 21 26 31 Septiembre 20.6 19 24.1 30 Octubre 14.9 17 20.1 31 Noviembre 10.9 14 16.2 30 Diciembre 8.9 12 13.3 31 Tabla 6. Datos de irradiación, temperatura fría media, temperatura media ambiental y días por mes. Fuente: CTE-HE4 Mes del año Demanda energética (J/mes) Demanda energética (MJ/mes) Enero 35276045760 35276,04576 Febrero 31862234880 31862,23488 Marzo 34541128140 34541,12814 Abril 32715687600 32715,6876 Mayo 32336375280 32336,37528 Junio 29870845200 29870,8452 Julio 29396704800 29396,7048 Agosto 28661787180 28661,78718 Septiembre 29159634600 29159,6346 Octubre 31601457660 31601,45766 Noviembre 32715687600 32715,6876 Diciembre 35276045760 35276,04576 Tabla 7. Demanda energética de cada mes expresado en J/mes y MJ/mes 55 Figura 35. Gráfica de demanda energética en MJ/mes 2.3. Cálculo de la superficie de captación Debido a que el Código Técnico de la Edificación (CTE) delimita la demanda mínima que puede cubrir la instalación solar, es necesario calcular la fracción de demanda cubierta, la cual se expresa como el cociente entre la demanda anual cubierta por la radiación solar y la demanda anual total: 𝑓 = 𝑄𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑄𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 Siendo: - 𝑄𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 : Potencia solar térmica destinada a cubrir parte de la demanda energética anual. - 𝑄𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 : Potencia térmica consumida durante el año. El valor mínimo que fija el Código Técnico de la Edificación para la contribución solar mínima para esta instalación es del 70%, esto es debido a que la demanda de la residencia de estudiantes esta comprendida en el rango entre 5000 y 10000 litros por día y la residencia esta situada en Almería, zona climática V. Tabla 8. Contribución solar mínima frente a la zona climática y demanda ACS del edificio 56 A partir de los siguientes datos de partida se procederá a analizar como varía la fracción de demanda cubierta modificando el número de captadores utilizados, de esta manera podremos comprobar qué superficie de captación es necesaria para cumplir los requisitos del CTE. - Ángulo acimut: 0º. - Número de captadores en serie: 2 - Inclinación de los captadores: 30º sobre horizontal. - 𝐹𝑅𝑈𝐿 : 4.1 𝑊/𝑚2∗𝐾. - 𝐹𝑅(𝛼𝑛)𝑛 : 0.88.  Análisis de la superficie de captación Se procede a la realización de una serie de gráficas para la selección del número de captadores o superficie de captación. Como anteriormente se ha expuesto, nuestra contribución solar mínima es del 70%, por lo que tendrá que ser superada para el correcto funcionamiento de la instalación. Figura 36.Fracción solar frente al número de captadores para distintos captadores en serie En esta gráfica se puede observar la evolución de las tres series, a medida que aumentamos el número de captadores aumenta la fracción solar. Aunque si aumenta el número de de captadores en serie este aumento se reduce respecto a los que tienen menos captadores en serie. Se debe buscar el equilibrio en el tipo de configuración seleccionada (en serie, paralelo o mixto serie-paralelo) por lo que se ha optado por tener dos captadores en serie. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 Fracción Solar (%) Número de captadores Fracción solar vs Número de captadores Ns=1 Ns=2 Ns=3 57 Figura 37. Fracción solar frente a número de captadores para dos captadores en serie Por lo tanto como se puede observar en la figura 37, si tenemos dos captadores en serie para que se cumpla la contribución solar mínima, fijada por la norma en 70%, se deberá disponer de 30 captadores. Estos 30 captadores equivalen a 72 metros cuadrados, ya que los captadores seleccinados tienen un área de 2,4 metros cuadrados. Figura 38.Fracción solar frente a captadores en serie para Nc=30 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 Fracción solar vs Nº de captadores para Ns=2 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 1 2 3 4 Fracción Solar (%) Número de captadores en serie Fracción solar vs Ns (Nc=30) 64 Tabla 11. Velocidades según el diámetro de cada tramo de tuberías Aunque algunos de los diámetros seleccionados tienen una pérdida de carga algo superior al límite de 400Pa/m se asumirán ya que utilizar un díametro produce una diferencia de pérdida de carga peor que asumir este pequeño incremento de la pérdida de carga en ciertos tramos. Por lo tanto una vez seleccionado los diámetros para los tramos de tuberías, se debe conocer qué tipos de accesorios tenemos en cada tramo, ya que estos accesorios generan una pérdida de carga adicional al tramo al que pertenezca. Los tipos de accesorios que hay en nuestra instalación son los codos de 90º, ramas en T alineada, ramas en T derivada y válvulas. En la siguiente tabla se expone los accesorios de cada tramo Tabla 12. Accesorios de cada tramo de la instalación En la Tabla 13 se exponen las longitudes equivalentes asociadas a cada uno de los accesorios anteriormente descritos: D(") 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 D (mm) 19,05 25,40 31,75 38,10 44,45 T1 2,53 1,42 0,91 0,63 0,46 T2 0,84 0,47 0,30 0,21 0,15 T3 1,68 0,95 0,61 0,42 0,31 T4 0,84 0,47 0,30 0,21 0,15 T5 0,84 0,47 0,30 0,21 0,15 T6 1,68 0,95 0,61 0,42 0,31 T7 2,53 1,42 0,91 0,63 0,46 Velocidad (m/s) Tramo Accesorios Tramo 1 (Nudo 2 - Nudo 3) 6 codos de 90º Tramo 2 (Nudo 2 - Nudo 3) Rama en T alineda, 2 válvulas y 5 codos de 90º Tramo 3 (Nudo 2 - Nudo 3) Rama en T derivada Tramo 4 (Nudo 2 - Nudo 3) Rama en T derivada, 2 válvulas y 4 codos de 90º Tramo 5 (Nudo 2 - Nudo 3) Rama en T alineda, 2 válvulas y 5 codos de 90º Tramo 6 (Nudo 2 - Nudo 3) Rama en T alineda Tramo 7 (Nudo 6 - Nudo 1) Rama en T derivada y 10 codos de 90º 65 Tabla 13. Longitudes equivalentes de los accesorios. Según estas longitudes equivalentes se obtienen las pérdidas de cargas de cada uno de los accesorios que se encuentran en los tramos de tuberías. Una vez se conocen los accesorios y las características de los tramos de tuberías se proceden a calcular las pérdidas de cargas totales, sumando a la pérdida total en las tuberías, las pérdidas de carga en los equipos y en los accesorios V L D Dp_t L_acc Dp_t Dp_Acc Dp_eq Dp_total Tramo (L/h) (m) (") (Pa/m) (m) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) Tramo 1 2592,00 74,75 1,25 256,7 6,60 19,2 1,7 0 20,9 Tramo 2 864,00 17,40 0,75 419,6 2,98 7,3 1,3 0,6 9,2 Tramo 3 1728,00 4,57 1,00 363,0 2,48 1,7 0,9 0 2,6 Tramo 4 864,00 4,56 0,75 419,6 3,26 1,9 1,4 0,6 3,9 Tramo 5 864,00 12,47 0,75 419,6 7,75 5,2 3,3 0 8,5 Tramo 6 1728,00 7,91 1,00 363,0 0,24 2,9 0,1 0,6 3,6 Tramo 7 2592,00 85,74 1,25 256,7 6,77 22,0 1,7 0 23,8 Tabla 14. Características de los tramos de la instalación Siendo: - V: el volumen que circula por cada tramo - L: la longitud de cada tramo - D: el diámetro de las tuberías 66 - Dp_t: la pérdida de carga de las tuberías expresadas en Pa/m y kPa - L_acc: la longitud equivalente de los accesorios - Dp_Acc: la pérdida de carga de los accesorios - Dp_eq: la pérdida de carga de los equipos - Dp_total: la suma de las pérdidas de carga de las tuberías,equipos y accesorios Tras conocer qué pérdida de carga tenemos en cada tramo es necesario comprobar los diferentes circuitos que puede haber en nuestra instalación y averigurar cuál de ellos es el más desfavorable, es decir, el que tiene una mayor pérdida de carga. Como se pude observar en la siguiente tabla, el circuito más desfavorable es la circuito 3, que está compuesto por los tramos 1, 3, 5,6 y 7. La pérdida de carga que tiene este circuito es 59,25 kPa. A partir del circuito con mayor pérdida de carga se seleccionala bomba que tendrá que impulsar el fluido. Tabla 15. Circuitos de la instalación. 2.6. Dimensionado de equipo de intercambio El CTE fija una relación para comprobar los límites de potencia que tiene que tener el intercambiador solar que tenemos que utilizar. Dicha relación es entre la capacidad de energía que tiene el intercambiador y el área total de captadores solares. 𝑃𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑎𝑑𝑜𝑟(𝑊) ≥500∗𝐴𝑐𝑎𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 (𝑚2) En nuestro caso, la instalación está compuesta por 30 captadores con área unitaria de 2,4𝑚2 , por lo tanto: 𝑃𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑎𝑑𝑜𝑟(𝑊) ≥36000 𝑃𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑎𝑑𝑜𝑟 ≥36 𝑘𝑊 A partir de la siguiente ecuación y atendiendo al criterio que fija el Código Técnico de la Edificación, se puede obtener el rango de difrencias de temperaturas admisibles por el equipo de intercambio de calor. Circuito 1 Dp_tot Circuito 2 Dp_tot Circuito 3 Dp_tot Tramo (kPa) (kPa) (kPa) T1 1 20,89 1 20,89 1 20,89 T2 1 9,16 0 0,00 0 0,00 T3 0 0,00 1 2,56 1 2,56 T4 0 0,00 1 3,88 0 0,00 T5 0 0,00 0 0,00 1 8,48 T6 1 3,56 1 3,56 1 3,56 T7 1 23,75 1 23,75 0 23,75 Dp_cir (kPa) 57,36 54,65 59,25 67 𝑃𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑎𝑑𝑜𝑟 =𝑄𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑖𝑜 ∗𝐶𝑝∗∆𝑇 36 𝑘𝑊 ≥𝑄𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑖𝑜 ∗𝐶𝑝∗∆𝑇 Sabiendo que: 𝑄𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑖𝑜 =2592 𝑙 𝑕 𝐶𝑝=4184 𝐽 𝐾∗𝑘𝑔 ∆𝑇 ≥11,95 º𝐶 El intercambiador elegido es el modelo TL3-BFG/24M de la empresa Alfa Laval, ajustandose a la necesidades de potencia, caudal soportado y salto de temperatura. Nº de placas Potencia máxima (kW) Caudal primario (m³/h) Caudal secundario (m³/h) Pérdida de carga en el primario (mca) Pérdida de carga en el secundario (mca) 24 40 2,6 2,6 3,1 3,3 2.7. Dimensionado de la bomba La bomba seleccionada para transportar el fluido por la instalación es el modelo Wilo-Stratos-Z es una bomba de recirculación de rotor húmedo con conexión de roscada o embridada. Se ha seleccionado la bomba de dicho fabricante debido a que es uno de los principales fabricantes mundiales de bombas y sistemas para el abastecimiento de agua y la climatización, además de su amplia gama y gran fiabilidad. Figura 43. Modelo Wilo-Stratos-Z 68 Dentro de Wilo-Stratos-Z se debe seleccionar el modelo que se ajuste a las características de la instalación, en nuestro caso la pérdida de carga que se debe vencer para transportar el fluido es de 59,257 kPa que equivalen a 6,04 mca. Por otro lado, el caudal que debe soportar la bomba es de 2592 L/h lo que es igual a 2,592 m3/h. Dicha bomba consume una potencia de 9 W, siendo una bomba monofásica. Como podemos observar introducimos en la gráfica aportada por el fabricante para obtener el modelo de la bomba que satisfaga las características de la instalación. Figura 44. Selección de la bomba Wilo Una vez conocidas las características de nuestra instalación, mediante la gráfica que aporta el fabricante se elige el modelo de la bomba preseleccionada. Como se puede observar en dicha gráfica con los datos que tenemos se debe seleccionar el modelo Wilo-Stratus-Z25. 2.7.1. Dimensionado de la bomba del circuito secundario El dimensionado de la bomba de circulación del secundario se realiza de forma parecida al del circuito primario. Debido a la longitud de este circuito, la bomba tendrá que vencer 3,3 mca de pérdida de carga del intercambiador y 1.2 kPa (0,12 mca) de la pérdida de carga en los 2,25 metros de tuberías del circuito. La pérdida de carga del intercambiador viene impuesta por el producto y por el fabricante en última instancia, mientras que la pérdida de carga de la red de tuberías del sistema secundario se ha realizado de igual manera que para el primario. A partir del cálculo en Excel, en el que sabiendo el caudal que circula por el circuito secundario (similar al caudal del circuito primario) y los metros de tuberías, se ha seleccionado un diámetro que cumpla los requisitos de velocidad y pérdidas de carga, en nuestro caso es de 1,25”. Una vez se conoce el diámetro del circuito secundario, la longitud de tuberías el conjunto de accesorios que están en dicho sistema (en nuestro caso varias válvulas) se obtiene la pérdida de carga que genera en el sistema. 69 Que queda: 𝐻 = 3,42 𝑚 .𝑐 .𝑎 . Esta bomba moverá un caudal del orden del caudal del circuito primario, por ello se elige una bomba de circulación Wilo-Star-Z-20/7. En la siguiente gráfica se puede observar la selección de dicha bomba: Figura 45. Curva de selección de la bomba del circuito secundario 2.8. Dimensionado del vaso de expansión La instalación debe tener un vaso de expansión para poder contener las posibles modificaciones que se producen en el volumen del fluido que se transporta por el circuito al variar la temperatura, manteniendo la presión que se ha establecido y evitando de esa manera pérdidas y reposiciones de agua. El dimensionado de este equipo viene fijado por la norma UNE 100155: Climatización. Diseño y cálculo de sistemas de expansión. El volumen del vaso de expansión se puede calcular a partir de la expresión: 𝑉𝑉𝐸𝑥𝑝 =𝑉𝑅𝐸 ∗𝐶𝑒∗𝐶𝑝 Siendo: - 𝑉𝑉𝐸𝑥𝑝 : volumen del vaso de expansión - 𝑉𝑅𝐸 : volumen total, que incluye volumen de red tuberías y de los distintos equipos - 𝐶𝑒 : coeficiente de expansión - 𝐶𝑝 : coeficiente de presión  Volumen total El volumen total para el cálculo del volumen del vaso de expansión se compone de la suma del volumen de la red de tuberías, del volumen del fluido de los captadores y del volumen de los intercambiadores. 70 𝑉𝑅𝐸 =𝑉𝑅𝑇 +𝑉𝑆+𝑉𝐶 Siendo: - 𝑉𝑅𝑇 : Volumende la red de tuberías - 𝑉𝑆 : Volumen de seguridad - 𝑉𝐶 : Volumen del fluido de los captadores - El volumen de la red de tuberías es aquel compredido en los diferentes tramos de tuberías de la instalación, al tener tramos de diferente diámetro se deben calcular de forman individual con la siguiente fórmula: 𝑉𝑅𝑇 =𝐿∗𝜋∗𝐷𝑖2 4 Tramo Longitud (m) Diámetro de tubería Volumen Tramo 1 76,91 1,25” 0,06089 Tramo 2 12,47 0,75” 0,00355 Tramo 3 7,91 1,00” 0,00401 Tramo 4 4,56 0,75” 0,00130 Tramo 5 7,91 0,75” 0,00225 Tramo 6 12,47 1,00” 0,00632 Tramo 7 77,89 1,25” 0,06167 Tabla 16. Volúmenes de las tuberías de cada tramo de la instalación 𝑉𝑅𝑇 =0,13999 𝑚3 𝑉𝑅𝑇 =139,99 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 - El volumen del fluido en los captadores es la capacidad que tienen los captadores utilizados en la instalación. La capacidad del captador solar depende del modelo y empresa que los suministra. En nuestro el modelo seleccionado ha sido T10 S de la empresa Termicol, cuya capacidad por captador es de 1.05 litros. 71 𝑉𝐶=1.05∗30=31,5 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 - El volumen de seguridad que se debe introducir es aproxidamente un 10% de la suma del volumen de fluido en los captadores y en las tuberías de la instalación. Por lo tanto: 𝑉𝐼=0.1∗(31.5+139,99)=17,15 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑉𝑅𝐸 =𝑉𝑅𝑇 +𝑉𝑆+𝑉𝐶=188,64 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠  Coeficiente de expansión El coeficiente de expansión es siempre positivo y menor que la unidad y representa la relación entre el volumen útil del vaso de expansión, que debe ser igual al volumen de fluido expansionado, y el volumen de fluido contenido en la instalación. C 𝑒= (3,24 ⋅ T2 + 102,13 ⋅ T – 2708,3)⋅ 10−6 Esta fórmula se obtiene de la norma UNE 100155:2004, utilizándose para calcular el coeficiente de expansión para temperaturas comprendidas entre 30 y 120 grados. Por lo tanto se realiza el cálculo del cofieciente de expansión para los valores que comprenden dicho rango para ver como se comporta el coeficiente. Temperatura del fluido caloportador (ºC) Coeficiente de expansión (Ce) 30 0,003272  0,333 % 40 0,006561  0,66 % 50 0,010498  1,05% 60 0,015084  1,51 % 70 0,020317  2,03 % 80 0,026198  2,62 % 90 0,032727 3,27 % 100 0,039905 3,99 % 110 0,04773  4,77 % 120 0,056203  5,62 % Tabla 17. Variación del coeficiente de expansión según la temperatura 72 Como se puede observar en la anterior gráfica a medida que aumenta la temperatura del fluido caloportador aumenta el coeficiente de expansión. Si la instalación funciona correctamente no se deben alcanzar temperaturas tan altas como las expuestas, pero para el dimensionado del vaso de expansión se va a elegir la situación más desfavorable. Por lo tanto: C 𝑒=0,056203  Coeficiente de presión Este coeficiente, es siempre positivo y mayor que la unidad, representa la relación entre el volumen total y el volumen útil del vaso de expansión. 𝐶𝑃=𝑃𝑀 𝑃𝑀−𝑃𝑚 Siendo: - 𝑃𝑀 : Presión máxima - 𝑃𝑚 : Presión mínima Para el cálculo de la presión absoluta máxima partimos de la presión de tarado de la válvula de seguridad. Dicha presión de tarado deberá ser menor o igual que la presión máxima de servicio del elemento menos resistente de la instalación. Una expresión válida es la siguiente, consistente en considerar el 90% de la presión de tarado de la válvula de seguridad (manométrica) y pasarla a presión absoluta, la presión de tarado de la válvula estará entre 6 y10 bar: 𝑃𝑀=0,9∗𝑃𝑣𝑠 +1=10 𝑏𝑎𝑟 𝑃𝑣𝑠 =10 𝑏𝑎𝑟 Por su parte la presión mínima será igual a la presión absoluta de llenado en el punto donde se instala el vaso. Sumamos uno para pasar presiones manométricas en bar a presiones absolutas y añadimos un factor de seguridad, en este caso 0,5: 𝑃𝑚=𝑃0+1+0.5=2,24 𝑏𝑎𝑟 La presión de llenado es igual a la diferencia de altura entre la situación del vaso de expansión y el punto donde se sitúa la instalación, en nuestro caso la diferencia es de 7 metros y 40 centimetros. 73 𝑃0=0,74 𝑏𝑎𝑟 Por lo tanto obtendremos que: 𝐶𝑃=10 10−2.24=1,29 𝑉𝑉𝐸𝑥𝑝 =𝑉𝑅𝐸 ∗𝐶𝑒∗𝐶𝑝=188,64∗1,29∗0,056203= 13,68 litros Por lo tanto se ha seleccionado un vaso de expansión de acorde al volumen necesario. Se ha seleccionado un vaso de expansión de la marca Ibaiondo Vaso de expansión 18 CMR con una capacidad para 18 litros. 2.9. Dimensionado de los equipos auxiliares Se procede al dimensionado del interacumulador auxiliar y la caldera eléctrica. Serán utilizados cuando los captadores solares que componen la instalación de energía solar térmica no puedan aportar la demanda total que requiere dicho edificio. En este sistema auxiliar también tendrán que ser dimensionados tanto la bomba auxiliar que implusa el fluido en dicho sistema como el vaso de expansión y la alimentación de gas natural que la caldera de condensación necesita para generar el calor suficiente para calentar la cantidad demandada de agua por el edificio. 2.9.1. Dimensionado del interacumulador auxiliar Primero ha de calcularse el caudal instatáneo que tendría soportar el interacumulador auxiliar en el caso en el que la instalación no genere la energía suficiente para hacer frente a la demanda del edificio. Para ello debemos atender a la norma UNE 149201:2017, en la cual están estipulados los caudales instantáneos mínimos de cada uno de los elementos que consumen agua. La temperatura 𝑇𝐴𝐶𝑆 se ha elegido en base a lo establecido la norma UNE 149201:2017 e igualmente establecida en la norma DB-HS4 “Suministro de agua en edificios en edficios de vivienda”. En la segunda norma expuesta se establece la temperatura dede ACS entre 50 y 65 ºC, mientras que en la norma UNE 149201:2017 se establece que para temperaturas menores de 60ºC serán mayores lo caudales de cada uno de los aparatos seleccionados. Por lo que la temperatura que se fija es de 60ºC. 80 𝐶𝑃=10 10−2.24=1,29 𝑉𝑉𝐸𝑥𝑝 =𝑉𝑅𝐸 ∗𝐶𝑒∗𝐶𝑝=84,19∗1,29∗0,056203= 6,1 litros Por lo tanto se ha seleccionado un vaso de expansión de acorde al volumen necesario. Se ha seleccionado un vaso de expansión de la marca Ibaiondo Vaso de expansión 8 CMR con una capacidad para 8 litros. 2.9.5. Dimensionado de la alimentación del gas a caldera Para el cálculo del caudal de alimentación del gas a la caldera se deben tener varios factores en cuenta: el rendimiento que tiene la caldera, el poder calorífico inferior del gas natural,que es el combustible utilizado para generar la combustión y que se genere el calor suficiente para calentar el agua, y la potencia que tiene dicha caldera. La fórmula utilizada para el cálculo del caudal es la siguiente: 𝜂 = 𝑃𝑐𝑎𝑙𝑑𝑒𝑟𝑎 𝑃𝐶𝐼∗𝑚𝑐𝑏𝑙𝑒 Siendo: - 𝜂 : Rendimiento de la caldera, 1,053 (105,3%) - 𝑃𝑐𝑎𝑙𝑑𝑒𝑟𝑎 : Potencia de la caldera, 200 kW - 𝑃𝐶𝐼 : Poder calorífico inferior, 34,6 kJ/kg de cble - 𝑚𝑐𝑏𝑙𝑒 : caudal de combustible, 𝑚3/𝑘𝑔 𝑚𝑐𝑏𝑙𝑒 =200𝑘𝐽 𝑠∗3600𝑠 𝑕 34,6𝑀𝐽 𝑘𝑔 ∗1000 𝑘𝐽 𝑀𝐽∗0,737𝑘𝑔 𝑚3∗1,053=26,81𝑚3 𝑕 2.10. Cálculo de espesor del aislamiento 2.10.1. Espesor de aislamiento para red de tuberías El Reglamento de Instalaciones Térmicas en la Industria (RITE) en su apartado IT1.2.4.2.1. Aislamiento térmico de redes de tuberías fija las condiciones que deben cumplirse para aislar los distintos tramos de tuberías que componen el circuito primario de la instalación. 81 El aislamiento de las tuberías se realiza debido a diferentes factores: - Reducción de las pérdidas energéticas. - Evitar condensaciones en la superficie de las tuberías. - Reducción de riesgos, evitando el contacto con superficies calientes. - Reducción de posibles congelaciones en tuberías en exteriores de los edificios. - Minimizar un posible incremento de temperatura en el agua de consumo humano. Tabla 20. Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos calientes que discurren por el interior de edificios Tabla 21. Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos calientes que discurren por el exterior de edificios Tabla 22. Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos fríos que discurren por el interior de edificios 82 Tabla 23. Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos fríos que discurren por el exterior de edificios Al no ser imprescindible un mayor aislamiento en las tuberías que transportan agua fría a los captadores, se supondrán los mismos aislamientos que para las tuberíasde agua caliente. Esto es debido a que el cometido de la instalación es el aumento de temperatura de la misma y por lo tanto se adopta la medida anteriormente expuesta. Una vez dimensionada la red de tuberías y obtenidos los diámetros de las tuberías y atendiendo a las tablas que recoge el RITE y que se exponen anteriormente, se pueden fijar los correspondientes aislamientos para cada uno de los tramos de tuberías. Cabe destacar que al ser un circuito cerrado y continuo el RITE obliga a incrementar en 5 mm el espesor seleccionado para cada tubería. - En el tramo 1, tendremos una parte que discurre por el interior del edificio y el resto por el exterior. En los que 56,49 m son interiores por lo tanto al tener un diámetro de tubería de 1,25” el aislamiento de 30 mm. En los 20,42 m restantes, que discurren por el exterior del edificio y al igual que todo el tramo tiene un diámetro de1,25”, el asilamiento que se debe poner es de 40 mm. - En el tramo 2 discurre completamente todo el tramo por el exterior y el diámetro de las tuberías de 0,75”, el aislamiento que se fija a la tubería es de 40 mm. - El tramo 3 que transporta fluido discurre completamente todo el tramo por el exterior y el diámetro de las tuberías de 1”, el aislamiento que se fija a la tubería es de 40 mm. - En el tramo 4 discurre completamente todo el tramo por el exterior y el diámetro de las tuberías de 0,75”, el aislamiento que se fija a la tubería es de 40 mm. - En el tramo 5 discurre completamente todo el tramo por el exterior y el diámetro de las tuberías de 0,75”, el aislamiento que se fija a la tubería es de 40 mm. - En el tramo 6 discurre completamente todo el tramo por el exterior y el diámetro de las tuberías de 1”, el aislamiento que se fija a la tubería es de 40 mm. - En el tramo 7, tendremos una parte que discurre por el interior del edificio y el resto por el exterior. En los que 56,99 m son interiores por lo tanto al tener un diámetro de tubería de 1,25” el aislamiento de 30 mm. En los 20,91 m restantes, que discurren por el exterior del edificio y al igual que todo el tramo tiene un diámetro de1,25”, el asilamiento que se debe poner es de 40 mm. 83 2.10.2. Espesor de aislamiento para depósito de acumulación Los depósitos de acumulación generalmente son suministrados por la empresa proveedora con sus respectivos aislamientos para minimizar las pérdidas caloríficas y de esta manera tener el mayor ahorro energético posible. Se ha seleccionado Master Vitro MVV-3500-RB que es un depósito de acumulación de Lapesa. Estos vienen provistos de un aislamiento térmico de fábrica, están aislados con espumarígida de poliuretano PU inyectada en molde, de 80 mm de espesor, con pieza aislante del mismo material en la BH DN400 lateral. 2.10.3. Espesor de aislamiento para vaso de expansión Para una conductividad térmica de λ=0,04 W/(m·ºC), será como mínimo de 30 mm de espesor. El aislamiento debe ir recubierto de pintura tipo asfáltica, clorocaucho o similar. El modelo elegido en nuestra instalación está homologado y es diseñado de acuerdo a la normativa actual. 2.10.4. Espesor de aislamiento para intercambiador de calor Teniendo en cuenta la temperatura de trabajo del equipo y su localización interior, el aislamiento para un material con conductividad térmica de 0,003 W/m·K será de 20 mm. Será un aislante de la empresa Maquituls, el material aislante es poliuretano de espuma rígida y soporta temperaturas hasta 180 ºC. 2.11. Selección de accesorios Para el correcto funcionamiento de la instalación de energía solar térmica deben de introducirse una serie de accesorios, cuya función es:  Válvulas de retención: se sitúa una en el grupo de bombeo del circuito primario.  Válvula de seguridad: situadas en vaso de expansión, acumulador e interacumulador auxiliar.  Válvulas de corte: se seleccionan de los diámetros correspodientes según donde se dispongan, se situarán en: o Entrada y salida del conjunto de captadores. o Entrada y salida de acumuladores. o Entrada al grupo de bombeo primario. o Entrada y salida del interacumulador y conexión con el sistema auxiliar.  Purgador automático: Situado a la salida del vaso de expansión y del campo solar.  Purgador de aire: situado a la entrada y salida de la batería de capatadores.  Filtros: situados en la entrada de agua de acometida  Sistema de llenado y vaciado: se disponen en la instalación para mantener presión de trabajo constante y la temperatura de los captadores dentro de los límites de seguridad. 84 3 PLIEGO DE CONDICIONES 3.1 Objetivo de los pliegos La finalidad del pliego de condiciones técnicas es explicar y asegurar la puesta en prática de los criterios generales de la instalación de captadores solares de baja temperatura para la producción de agua caliente sanitaria, situada en el barrio de la Vega de Acá en la ciudad de Almería. Hay que definir los diferentes equipos y materiales para llevar a cabo la instalación. De igual manera, hay que definir el montaje de cada uno de los equipos y los ensayos parciales para comprabar el correcto funcionamiento, detallando su mantenimiento. 3.2 Normativa Todos los materiales y tareas que forman parte de la Instalación deberán cumplir con los requisitos exigidos en los siguientes reglamentos: - Pliego de Especificaciones Técnicas para Instalaciones de Energía Solar Térmica a Baja Temperatura. - Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), y sus Instrucciones Técnicas Complementarias (ITE). Real Decreto 1027/2007 de 20 de julio. - Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) y sus instrucciones Complementarias MI.BT, incluidas las hojas de interpretación. - Código Técnico de la Edificación - Acciones en la Edificación (CTE-DB-AE). - Código Técnico de la Edificación – Seguridad en caso de incendio (CTE-DBSI). - Código Técnico de la Edificación – Protección frente al ruido (CTE-DB-HR) - Norma UNE-EN 12975-1:2006. “Sistemas solares térmicos y componentes. Captadores solares.” - Igualmente, se cumplirá con toda la normativa de carácter regional y local (Ordenanzas, etc.). - Aparte de la Normativa de carácter obligatorio antes mencionada, se utilizarán otras 85 - Normas como las UNE de la Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR), normas NTE del Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo o de las Compañías suministradores de energía eléctrica, etc. En ocasiones, a falta de normativa española, podrán utilizarse de organismos internaciones, como CER, ISO, etc. De igual manera, se respetarán cualesquiera otras normativas o reglamentos mencionados en el presente pliego. 3.3 Condiciones de materiales y equipos 3.3.1. Captadores 3.3.1.1 Generalidades El captador llevará una etiqueta visible y duradera con los siguientes datos: - Nombre del fabricante. - Tipo. - Número de serie. - Ano de fabricación. - Superficie total del captador. - Dimensiones del captador. - Presión máxima de trabajo. - Temperatura de estancamiento a 1000 W/m2 y 30oC. - Volumen del fluido de transferencia de calor. - Peso del captador vacío. - Lugar de fabricación. Es recomendable que se utilicen captadores solares que se ajusten a las siguientes características técnicas: - Material de la cubierta transparente: vidrio templado de espesor no inferior a 3 mm y transitividad mayor o igual a 0,8. - Distancia media entre el absorbedor y la cubierta transparente no inferior a 2 cm ni superior a 4 cm. - Absorbedor constituido solo por materiales metálicos. 86 La instalación de sistemas integrados en cubierta se debería realizar mediante procedimiento acreditado por el fabricante y de forma que se garanticen las características funcionales y de durabilidad del conjunto. Los datos para la caracterización térmica, hidráulica y mecánica del captador Solar deberían proceder de los resultados del ensayo realizado conforme a la norma UNE 12975. A estos efectos, es importante señalar que la función de rendimiento del captador siempre está relacionada con una superficie útil y un caudal de ensayo. 3.3.1.2. Modelo de captador Todos los captadores que integren la instalación se recomienda que sean del mismo tipo y modelo. Si no fuera posible mantener el mismo modelo en la rehabilitación o ampliación, se dispondrá de un sistema de regulación de caudal por baterías que permita que las nuevas baterías presenten el mismo caudal (diferencia máxima del 10%) que las existentes cuando circule por el circuito primario el caudal de diseño. En el caso que la instalación disponga de captadores en una única batería, se podrán utilizar captadores distintos siempre que: - No implique modificaciones en el caudal que circula por dicho captador fuera del rango de 5% respecto del caudal original de diseño unitario. - No suponga una disminución del rendimiento térmico del sistema de captación en las condiciones habituales de operación. - Estéticamente sean similares. 3.3.1.3. Estructura soporte y sujeción del captador La estructura soporte cumplirá los requisitos establecidos en el CTE-SE. Todos los materiales de la estructura soporte se deberían proteger contra la acción de los agentes ambientales, en particular contra el efecto de la radiación solar y la acción combinada del aire y el agua. Las estructuras de acero deberían protegerse mediante galvanizado por inmersión en caliente, pinturas orgánicas de zinc o tratamientos anticorrosivos equivalentes. La realización de taladros en la estructura se debería llevar a cabo antes de proceder al galvanizado o protección de la estructura. La tornillería y piezas auxiliares deberían estar protegidas por galvanizado o cincado, o bien serán de acero inoxidable. 3.3.2. Válvulas  Generalidades Las válvulas llevarán impreso de forma indeleble el diámetro nominal, la presión nominal y, si procede, la presión de ajuste. 87 La elección de las válvulas se realizará, de acuerdo con la función que desempeñan y las condiciones extremas de funcionamiento (presión y temperatura). Siguiendo los siguientes criterios: - Para aislamiento: válvulas de esfera. - Para equilibrado de circuitos: válvulas de asiento. - Para vaciado: válvulas de esfera o de macho. - Para llenado: válvulas de esfera. - Para purga de aire: válvulas de esfera o de macho. - Para seguridad: válvula de resorte. - Para retención: válvulas de disco, de capeta o de muelle (disco partido). Las válvulas de seguridad, por su importante función, deberían ser capaces de derivar la potencia máxima del captador o grupo de captadores, incluso en forma de vapor, de manera que en ningún caso sobrepase la máxima presión de trabajo del captador o del sistema. Los purgadores automáticos resistirán las presiones y temperaturas máximas alcanzables en el circuito correspondiente. Los del circuito primario se recomienda que resistan, al menos, temperaturas de 150ºC.  Materiales Los componentes fundamentales de las válvulas deberían estar constituidos por los materiales que se indican a continuación: - Válvulas de esfera: Cuerpo de fundición de hierro o acero. Esfera y eje de acero duro cromado o acero inoxidable. Asientos, estopada y juntas de teflón. Podrán ser de latón estampado para diámetros inferiores a 1 1/2 con esfera de latón duro cromado. - Válvulas de asiento: Cuerpo de bronce (hasta 2") o de fundición de hierro o acero. Tapa del mismo material que el cuerpo. Obturador en forma de pistón o de asiento plano con cono de regulación de acero inoxidable y aro de teflón. No será solidario al husillo. El asiento será integral en bronce o en acero inoxidable según el cuerpo de la válvula. Prensa-estopas del mismo material que cuerpo y tapa. 88 - Válvulas de seguridad de resorte: Cuerpo de hierro fundido o acero al carbono con escape conducido. Obturador y vástago de acero inoxidable. Prensa-estopas de latón. Resorte en acero especial para muelle. - Válvulas de retención de capeta: Cuerpo y tapa de bronce o latón. Asiento y capeta de bronce. Conexión rosca hembra. - Válvulas de retención de muelle: Cuerpo y tapa de bronce o latón. Asiento y capeta de bronce. Conexión rosca hembra. Resorte en acero especial para muelle. - Purgadores automáticos de aire: Cuerpo y tapa de fundición de hierro o latón. Mecanismo de acero inoxidable. Flotador y asiento de acero inoxidable o de plástico. Obturador de goma sintética. 3.3.3. Vasos de expansión Los vasos de expansión serán siempre cerrados. El vaso de expansión llevará una placa de identificación situada en lugar claramente visible y escrito con caracteres indelebles en las que aparecerán los siguientes datos: - Fabricante - Marca - Modelo Se recomienda que los vasos de expansión utilizados en los circuitos primarios tengan una temperatura máxima de funcionamiento superior a 100 ºC pero, en cualquier caso, se adoptarán las medidas necesarias (vaso tampón, tubería de enfriamiento, etc.), para que no llegue al vaso fluido a temperatura superior a la que el mismo pueda soportar. En casos de fugas, los vasos de expansión deberían presurizarse con nitrógeno puro. El uso de aire no es aconsejable porque puede reducir la vida útil. El cuerpo exterior del depósito será de acero, timbrado y estará construido de forma que sea accesible la membrana interior de expansión. El interior tendrá un tratamiento anticorrosivo y exteriormente un doble tratamiento antioxidante con acabado pintado al duco o esmaltado al horno. 89 El depósito estará dividido en dos cámaras herméticas entre sí, por la membrana de dilatación, construida en caucho butílico o polipropileno, con elasticidades recuperables a temperaturas inferiores a 60ºC, sin degradación del material. La cámara de expansión de gas estará rellena con nitrógeno u otro gas inerte disponiendo de acometida para reposición de gas y manómetro. En la acometida del agua se incluirá manómetro, termómetro, válvula de alimentación, purga de agua y seguridad. Asimismo, esta acometida dispondrá de sifón en cuya parte superior se dispondrá de botellón de recogida de aire con purgador manual y automático. 3.3.4. Bombas La bomba de circulación llevará una placa de identificación situada en lugar claramente visible y escrito con caracteres indelebles en las que aparecerán los siguientes datos: - Fabricante - Marca - Modelo - Características eléctricas Los grupos bombas deberán reunir las siguientes características en cuanto a materiales y prestaciones: - Cuerpo en fundición o bronce. Partidos, o no, según planos. Se incluirán conexiones para cebado, venteo, drenaje y manómetros en impulsión y descarga. - Rodete de fundición/polysulfone o bronce. - Eje en acero inoxidable AISI 316. - Tubo de estanqueidad en acero inoxidable. - Cojinetes a bolas de carbono, a prueba de polvo y humedad. - Cierres Mecánicos: todas las bombas deberán de estar provistas con cierres mecánicos y separadores de sedimentos. - Juntas torcas de EPDM. - Acoplamientos flexibles del tipo todo acero con protector de acoplamiento. Se incluirá espaciador en el acoplamiento para facilitar el mantenimiento del grupo. - Rotor húmedo o seco, según documentos de proyecto. - Motor de 2 o 4 polos, 2900 o 1450 rpm, 220V/1~ o 220/380V/ 3~, 50 Hz, - IP.44 clase F. - Presión de aspiración 2 maca. para 82 ºC. - Caudal, altura manométrica, potencia del motor, número de velocidades y presión sonora según lo establecido en el presupuesto o especificaciones técnicas. - En circuitos de agua caliente para usos sanitarios, los materiales de la bomba serán resistentes a la corrosión. 96 - Lubricante de roscas. General: no endurecedor, no venenoso. Acoplamientos dieléctricos o latiguillos. Se incluirán acoplamientos dieléctricos o latiguillos en las uniones entre cobre y acero o fundición, tanto en la conducción de impulsión, como en el retorno - Derivaciones: Para las derivaciones se pueden usar empalmes soldados. Todas las aberturas realizadas a las tuberías se harán con precisión para lograr intersecciones perfectamente acabadas. - Codos en bombas: Se suministrarán codos de radio largo en la succión y descarga de las bombas. - Sombreretes: Se incluirá la protección adecuada para cada una de las tuberías que pasen a través del tejado de acuerdo a las instrucciones de la Dirección Facultativa. - Guías: Se suministrarán guías, donde se indique y donde sea necesario como en liras, Juntas de expansión, instaladas de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. - Termómetros: Los termómetros serán de mercurio en vidrio, con una escala adecuada para el servicio (divisiones de 1/2 grado) dentro de una caja metálica protectora con ventana de vidrio, instalados de modo que su lectura sea sencilla. - Manómetros: Los manómetros serán con válvula de aguja de aislamiento en acero inoxidable e inmersos en glicerina. Los rangos de los manómetros serán tales que la aguja, durante el funcionamiento normal, esté en el medio del dial. La precisión será de al menos el 1%. Puntos de toma de presión: Se incluirán los puntos de toma con válvula necesarios y/o indicados en planos o especificaciones. - Válvulas de seguridad: 97 Se incluirán todas las válvulas de seguridad indicadas, o necesarias (de tarado Adecuado) para un funcionamiento completamente seguro y correcto de los sistemas. Durante el periodo de pruebas de la instalación se procederá al timbrado de las mismas. Las válvulas de seguridad de alivio serán de paso angular y carga por resorte. Serán adecuadas para condiciones de trabajo de 0 a 120 ºC y hasta 25 kg/𝑐𝑚2. Los materiales de fabricación serán bronce RG-5 para el cuerpo, vástago, tornillo de fijación, tuerca deflectora y la tobera, latón para el cabezal y obturador, acero cadmiado para el resorte Y PTFE para la junta. - Purgadores de aire: Cuando sea necesario, y con el fin de disponer de una instalación silenciosa y evitar formación de cámaras de aire se dispondrá la tubería con pendiente ascendente hacia la dirección de flujo. Las derivaciones se harán de tal modo que se eviten retenciones de aire y se permita el paso libre del mismo. Se incluirán purgadores de aire, manuales o automáticos, en todos los puntos altos, particularmente en los puntos más elevados de los montantes principales, así como en todos los puntos necesarios, teniéndose especial cuidado en los retornos (ascensos, codos ascendentes). En el caso de que, una vez que las redes estén en funcionamiento, se den anomalías por presencia de aire en la instalación, se instalarán nuevos empalmes, purgadores, válvulas según se considere necesario y sin costes extra. Si se deben realizar trabajos que requieran rotura, y reposición de acabados, el contratista se hará cargo de los gastos generados. Se preferirán por norma general los purgadores manuales, salvo en puntos ocultos o de difícil acceso, que hagan recomendable la instalación de purgadores automáticos. - Vaciados: Los vaciados, purgadores, válvulas de seguridad, reboses, se dirigirán al sumidero o desagüe más cercano. En cualquier caso, se adoptarán las medidas oportunas para evitar que una descarga accidental produzca daños o desperfectos. Se suministrarán las válvulas de vaciado que sean necesarias para el vaciado completo de todas las tuberías y equipos. - Conexiones a equipos: Se dispondrán elementos de unión que permitan una fácil conexión y desconexión de los diferentes equipos y elementos de la red de tuberías, tales como latiguillos, bridas, etc., dispuestas de tal modo que los equipos puedan ser mantenidos o que puedan retirarse sin tener que desmontar la tubería. La instalación se realizará de tal modo que no se transmitan esfuerzos de las redes de tuberías a los equipos 98 3.4 Provisión del material Los componentes instalados deberán ser de marcas acreditadas y en su caso homologados, para que ofrezcan las máximas garantías posibles. Se dispondrá de un lugar adecuado y seguro para almacenar los materiales y elementos de la instalación hasta el momento en que estos vayan a ser puestos en obra. Los captadores, por su especial fragilidad, deberán ser suministrados apilados sobre una base de madera adecuada para su traslado mediante carretilla elevadora. En el supuesto de que los captadores una vez desembalados deban quedarse temporalmente a la intemperie, se colocarán con un ángulo mínimo de 20º y máximo de 80º. 3.5 Condiciones de montaje Las condiciones de montajes serán las indicadas por los fabricantes de los diferentes materiales, aparatos o equipos. La instalación de las distintas partes de la obra se realizará teniendo en cuenta la práctica normal conducente a obtener un buen funcionamiento durante el periodo de vida que se le puede atribuir. 3.6 Pruebas, puesta en marcha y recepción 3.6.1 General La ejecución de la instalación términa con la entrega de la instalación al promotor o usuario para iniciar el periodo de uso así como el de mantenimiento. Para realizar la recepción de la instalación debería estar realizado, además del montaje completo, las pruebas y ajustes especificados, así como la puesta en marcha. El instalador se responsabilizará de la ejecución de las pruebas funcionales, del buen funcionamiento de la instalación y del estado de la misma hasta su entrega a la propiedad. La memoria de diseño contemplará la relación de las pruebas a realizar. En el Documento de Control de Ejecución se recogerán las pruebas parciales, finales y funcionales realizadas, la fecha en la que tuvieron lugar, los resultados obtenidos y el grado de cumplimiento de las expectativas. Al objeto de la recepción de la instalación se entenderá que el funcionamiento de la misma es correcto, cuando la instalación satisfaga como mínimo las pruebas parciales incluidas en el presente capitulo. 3.6.2 Pruebas parciales Todas las pruebas estarán precedidas de una comprobación de los materiales al momento de su recepción a obra. Durante la ejecución de obra, todos los tramos de tubería, uniones o elementos que vayan a quedar ocultos, deberían ser expuestos para su inspección y debería quedar expresamente aprobado su montaje antes de quedar ocultos. Adicionalmente, se inspeccionarán los soportes de tubería utilizados, los diámetros, trazados y pendientes de tuberías, la continuidad de los aislamientos, etc. 99 - Pruebas de equipos Los materiales y componentes deberían llegar a obra con certificación de origen industrial, que acredite el cumplimiento de la normativa en vigor. Su recepción se realizará comprobando el cumplimiento de las especificaciones de proyecto y sus características aparentes. - Pruebas de estanqueidad de redes hidráulicas Todas las redes de circulación de fluidos portadores deberían ser probadas hidrostáticamente, a fin de asegurar su estanquidad, antes de quedar ocultas por obras de albañilería, material de relleno o por el material aislante. Son aceptables las pruebas realizadas de acuerdo a UNE-EN 14336:2005, en función del tipo de fluido transportado. - Pruebas de libre dilatación Una vez que las pruebas anteriores de las redes de tuberías hayan resultado satisfactorias y se haya comprobado hidrostáticamente el ajuste de los elementos de seguridad, las instalaciones equipadas con captadores solares se llevarán hasta la temperatura de estancamiento de los elementos de seguridad, habiendo anulado previamente la actuación de los aparatos de regulación automática. Durante el enfriamiento de la instalación y al finalizar el mismo, se comprobará visualmente que no hayan tenido lugar deformaciones apreciables en ningún elemento o tramo de tubería y que el sistema de expansión haya funcionado correctamente. 3.6.3 Pruebas finales Las pruebas finales permitirán garantizar que la instalación reúne las condiciones de calidad, fiabilidad y seguridad exigidas en proyecto. Son aceptables, las pruebas finales que se realicen siguiendo las instrucciones indicadas en la norma UNE-EN 12599. Las pruebas de libre dilatación y las pruebas finales de la instalación solar se realizarán en un día soleado y sin demanda. En la instalación solar se llevará a cabo una prueba de seguridad en condiciones de estancamiento del circuito primario, a realizar con este lleno y la bomba de circulación parada, cuando el nivel de radiación sobre la apertura del captador sea superior al 80% del valor de irradiación que defina como máxima el proyectista, durante al menos una hora. 3.6.4. Ajustes y equilibrado La instalación solar debería ser ajustada a los valores de proyecto dentro de los Márgenes admisibles de tolerancia. Se realizarán de acuerdo con los establecido en la Norma UNE 100.010 (partes 1, 2 y 3), "Climatización. Pruebas de ajuste y equilibrado", que habrá que particularizar para las características específicas de cada sistema o instalación. 100 - Sistemas de distribución de agua Se comprobará que el fluido anticongelante contenido en los circuitos expuestos a heladas cumple con los requisitos especificados en el proyecto. Cada bomba, de la que se debería conocer la curva característica, debería ser ajustada al caudal de diseño, como paso previo al ajuste de los caudales en circuitos. De cada circuito hidráulico se deberían conocer el caudal nominal y la presión, así como los caudales nominales cada uno de los ramales. Los distintos ramales, o los dispositivos de equilibrado de los mismos, serán equilibrados al caudal de diseño. Se debería comprobar el correcto equilibrado hidráulico de los diferentes ramales mediante el procedimiento previsto en el proyecto. De cada intercambiador de calor se deberían conocer la potencia, temperatura y caudales de diseño, debiéndose ajustar los caudales de diseño que lo atraviesan. Cuando exista más de un grupo de captadores solares en el circuito primario del subsistema de energía solar, se debería probar el correcto equilibrado hidráulico de los diferentes ramales de la instalación mediante el procedimiento previsto en el proyecto. Se comprobará el mecanismo del subsistema de energía solar en condiciones de estancamiento, así como el retorno a las condiciones de operación nominal sin intervención del usuario con los requisitos especificados en el proyecto. - Control automático Se ajustarán todos los parámetros del sistema de control automático a los valores de diseño especificados en el proyecto y se comprobará el funcionamiento de todos los componentes que configuran el sistema de control. 3.6.5. Recepción  Recepción provisional El objeto de la recepción es comprobar que la instalación está de acuerdo con los servicios contratados y que se ajusta, por separado cada uno de sus elementos y globalmente, a lo especificado en el proyecto. Una vez realizadas las pruebas funcionales con resultados satisfactorios, se procederá al acto de recepción provisional de la instalación por parte de la propiedad, con lo que se da por finalizado el montaje de la instalación. El acto de recepción provisional quedará formalizado por un acta donde figuren todos los intervinientes y en la que se formalice la entrega conforme de la documentación referida. La documentación disponible y entregada debería ser, al menos, la siguiente: - Una memoria descriptiva de la instalación, en la que se incluyen las bases de proyecto y los criterios adoptados para su desarrollo. - Una copia reproducible de los planos definitivos, comprendiendo, como mínimo, los esquemas de principio de todas las instalaciones, los planos de sala de máquinas y los planos de plantas donde se debería indicar el recorrido de las conducciones y la situación de las unidades terminales. 101 - Una relación de todos los materiales y equipos empleados, indicando fabricante, marca, modelo y características de funcionamiento. - Las hojas desopilativas de los resultados de las pruebas parciales y finales. - Un manual de instrucciones de funcionamiento de los equipos principales de la instalación.  Recepción definitiva Desde el acta de recepción provisional, la propiedad podrá y deberá notificar cualquier incidencia en el funcionamiento de la instalación. Transcurrido el plazo estipulado desde el acta de recepción, la recepción provisional se transformara en recepción definitiva. A partir de la recepción definitiva entrará en vigor la garantía. 3.7 Mantenimiento Se basa en las condiciones generales que debe seguirse para el adecuado mantenimiento de las instalaciones de energía solar térmica para producción de agua caliente sanitaria. Se definen tres escalones de actuación para englobar todas las operaciones necesarias durante la vida útil de la instalación para asegurar el funcionamiento, aumentar la fiabilidad y prolongar la duración de la misma: - Vigilancia. - Mantenimiento preventivo. - Mantenimiento correctivo. 3.7.1 Plan de vigilancia El plan de vigilancia se refiere a las operaciones que permiten asegurar que los valores operacionales de la instalación sean correctos. Es un plan de observación simple de los parámetros funcionales principales, para verificar el correcto funcionamiento de la instalación. Puede ser llevado a cabo por el usuario, siendo este asesorado por el instalador. 102 Tabla 24. Alcance de los planes de vigilancia 3.7.2 Plan de mantenimiento preventivo Ha de incluir todas las operaciones de mantenimiento necesarias y sustitución de los elementos desgastados o fungibles para asegurar que el sistema funcione correctamente durante su vida útil. El mantenimiento preventivo implicará operaciones de inspección visual, verificación de actuaciones y otros, que aplicados a la instalación deberían permitir mantener dentro de límites aceptables las condiciones de funcionamiento, prestaciones, protección y durabilidad de la instalación. El mantenimiento preventivo implicará, como mínimo, una revisión anual de la instalación para instalaciones con área de apertura de captación inferior a 20 𝑚2 y una revisión cada seis meses para instalaciones superiores a 20 𝑚2. En las siguientes tablas se fijan las operaciones de mantenimiento preventivo que deben realizarse, la periodicidad mínima establecida (en meses) y observaciones en relación con las prevenciones a observar. 103 Tabla 25. Plan preventivo sistema de captación. Tabla 26. Plan preventivo sistema de acumulación. Tabla 27. Plan preventivo sistema de intercambio. 104 Tabla 28. Plan preventivo circuito hidráulico. Tabla 29. Plan preventivo sistema eléctrico y de control. Tabla 30. Plan preventivo sistema de energía auxiliar. 105 Siendo: CF: Control de funcionamiento IV: Inspección visual 3.7.3 Mantenimiento correctivo Las actividades de mantenimiento correctivo no pueden estar sometidas a un plan, dado el carácter impredecible de estas acciones. Son operaciones que se realizan debido a la detección por anomalías o fallo en el funcionamiento de la instalación. Los costes económicos forman parte del precio anual del contrato de mantenimiento. Pueden no estar incluidas la mano de obra ni resposiciones necesarias de equipos. 112 - Espesor 40 mm Aislamiento tubería 0,75” - Empresa: Salvador Escoda o similar - Espesor 40 mm 15,44 29,5 metro 455,48 Sistema de llenado y vaciado - Empresa : Caldia Solar o similar - Modelo : Segursol Electrónico - Capacidad : 300 Litros (25-35 captadores) - Peso : 23 kg - Medidas: 1,64X0,61X0,61 m - Tensión de alimentación: 220/230 V 1.940,00 1 Ud 1.940,00 Filtro - Empresa : Genebre o similar - Medida : 1,25” - Material : Latón UNE-EN 12165 - Extremos rosca gar (BSP) H-H ISO 228/1 - Temperatura máx: 120 ºC - Presión máx : 16 bar 23,61 1 Ud 23,61 Purgador automático de aire - Empresa : Genebre o similar - Cuerpo de latón - Flotador en PP - Junta de cierre elastómero - Extremo rosca macho - Presión máx : 16 bar - Temperatura máx : 120 ºC 23,54 6 Ud 141,24 Presupuesto total del sistema hidráulico ……………………………………………………………………13741,98 113  4.5. Sistema auxiliar Descripción Precio unitario (€) Cantidad Unidad Precio (€) Caldera de condensación - Empresa : Bosch o similar - Modelo:Condens 7000 F o similar - Potencia : 200 kW - Peso: : 210 kilogramos - Consumo eléctrico : 230 W - Dimensiones : 1317x670x1624 mm - Salto de temperatura : 80/60 - Combustible : Gas natural 12.100,00 1 Ud 12.100,00 Interacumulador auxiliar - Empresa : Lapesa o similar - Modelo : MVV-4000-SB - Capacidad 4000 litros - Temp. Máx del deposito: 90ºC - Presión máx : 8 bar - Peso : 980 - Capacidad serpentines : 38 L - Temp. Máx calentamiento:120 ºC 11.098,00 1 Ud 11.098,00 Tubería de cobre 1,75” - Empresa : Salvador Escoda o similar 24,48 8,11 metro 198,53 Aislamiento tubería 1,75” - Empresa : Salvador Escoda o similar - Espesor: 32 mm 11,41 8,11 metro 92,54 Válvula de seguridad - Empresa : Salvador Escoda o similar 133,99 2 Ud 267,98 114 - T. maxima : 120ºC - Manómetro - Rosca 1-1/4” Válvula de retención - Empresa : Salvador Escoda o similar - Modelo:Sei Rosca 1-1/2” 17,74 2 Ud 35,48 Válvula de corte - Empresa : Salvador Escoda o similar - Válvula de esfera - Presión max : 25 bar - Temp : -10/130 ºC 13,15 8 Ud 105,2 Termómetro - Empresa : Salvador Escoda o similar - Bimetálicos con vaina - Temp : 0-120 ºC - Longitud : 100 mm 17,29 1 Ud 17,29 Manómetro - Empresa : Salvador Escoda o similar - Presión : 0 -10 bar 13,44 1 Ud 13,44 Vaso de expansión - Empresa : Ibaiondo o similar - Modelo : 8 CMR - Presión máxima : 10 bar - Capacidad : 8 litros 22,84 1 Ud 22,84 Bomba de circulación - Empresa : Wilo o similar - Modelo : Wilo Stratos Z 40 o similar - Agua calefacción: -10 °C 110 °C - Alimentación eléctrica 1~230 V, 50/60 Hz 3.376,00 1 Ud 3.376,00 115 - Tipo de protección IP X4D - Conexión roscada o embridada (según el tipo) Rp 1 hasta DN 65 - Presión de trabajo máx. de la ejecución estándar: 6/10 bar (ejecución especial: 16 bar) - Consumo : 25 W - Potencia : 0,45 kW - Caudal : 7689,74 l/h - Altura máxima de impulsión: 12m Presupuesto total del sistema de auxiliar………………………………………………………………….27.327,30  4.6. Sistema de control Descripción Precio unitario (€) Cantidad Unidad Precio (€) Centralita reguladora diferencial - Empresa : Soler o similar - Modelo: LDTC 152,89 1 Ud 152,89 Termómetro - Empresa: Salvador Escoda o similar - Bimetálicos con vaina - Temp : 0-120 ºC - Longitud : 100 mm 17,29 3 Ud 51,87 Manómetro - Empresa: Salvador Escoda o similar - Presión : 0 -10 bar 13,44 4 Ud 53,76 Presupuesto total del sistema de control…………………………………………………………………..258,52 116  4.7. Presupuesto total Sistemas Presupuesto (€) Sistema de captación 31.710,00 Sistema de acumulación 13.474,00 Sistema de intercambio 1.761,95 Sistema hidráulico 13.741,98 Sistema auxiliar 27.327,30 Sistema de control 258,52 TOTAL SIN IVA…………………………………………………88.273,75€ TOTAL (21% IVA).....................................................................106.811,24 €  Ratio €/ 𝑚2de captación : 1.483,49 € Figura 49. Presupuesto Final Presupuesto Sistema de captación Sistema de acumulación Sistema de intercambio Sistema hidráulico Sistema auxiliar Sistema de control 117 5 PLANOS Nombre: Plano de situación de la parcela del edificio Trabajo Fin de Grado: Diseño de una instalación de energía solar en una residencia de estudiantes para la producción de ACS Fecha: Firma: Fdo: Lorenzo Rodríguez Díaz Número de plano : 1 Escala : 1:1000 Leyenda: Perímetro de la parcela M M T M M M Consumo Retorno Equipo auxiliar Caldera de condesación Intercambiador de calor T Acumulador 1 Acumulador 2 Grupo de bombeo Acometida de agua de red Interacumulador auxiliar T Sistema de llenado Sistema de llenado Nombre: Esquema de principio de funcionamiento Trabajo Fin de Grado: Leyenda: Diseño de una instalación de energía solar en una residencia de estudiantes para la producción de ACS Fecha: Firma: MT Válvula de corte Válvula de retención Manómetro Purgador Bomba Válvula de vaciado Válvula de seguridad Termómetro Fdo: Lorenzo Rodríguez Díaz Vía de desague Filtro Número de plano : 2 M M T M M M Consumo Retorno Equipo auxiliar Caldera de condesación Intercambiador de calor T Acumulador 1 Acumulador 2 Grupo de bombeo Sistema de control Interacumulador auxiliar Acometida de agua de red Sistema de control auxiliar T Sistema de llenado Sistema de llenado Nombre: Esquema de principio de funcionamiento de sistema de control Trabajo Fin de Grado: Leyenda: Diseño de una instalación de energía solar en una residencia de estudiantes para la producción de ACS Fecha: Firma: MT Vávula de corte Vávula de retención Manómetro Purgador Bomba Vávula de vaciado Vávula de seguridad Termómetro Fdo: Lorenzo Rodríguez Díaz Vía de desague Filtro Número de plano : 3 5 34 6 2 1 1,25" 1,25" 1" 0,75" 0,75" 0,75" 1" Sur Avenida Adolfo Suárez 30º Nombre: Esquema de la situación de captadores solares en la cubierta del edificio Trabajo Fin de Grado: Leyenda: Diseño de una instalación de energía solar en una residencia de estudiantes para la producción de ACS Fecha: Firma: Fdo: Lorenzo Rodríguez Díaz Red de agua caliente Red de agua fría Captador solar Calo Tramo 2-3 : 1,25 " Tramo 3-5 : 0,75 " Diámetros de tuberías Tramo 3-4 : 1,00 " Tramo 4-5 : 0,75 " Tramo 4-6 : 1,00 " Tramo 5-6 : 0,75 " Tramo 6-1 : 1,25 " Número de plano : 4 Escala : 1:160 Esquema de inclinación del captador