Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel

Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo de Fin de Grado Grado en Ingeniería de las Tecnologías Industriales Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel Autor: Jesús Pinillos Boralla Tutor: José Julio Guerra Macho Dep. Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2016 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 2 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 3 Trabajo Fin de Grado Grado en Ingenierías de las Tecnologías Industriales Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel Autor: Jesús Pinillos Boralla Tutor: José Julio Guerra Macho Catedrático de Universidad Dep. de Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2016 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 4 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 5 Trabajo Fin de Grado: Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel Autor: Jesús Pinillos Boralla Tutor: José Julio Guerra Macho El tribunal nombrado para juzgar el Trabajo arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2016 El Secretario del Tribunal Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 6 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 7 A mi familia, en especial a mis padres. A mis profesores y compañeros, que me han acompañado en esta etapa. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 8 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 9 Resumen En el siguiente proyecto se ha realizado el estudio de la instalación de un sistema de energía solar para obtener agua caliente sanitaria para un hotel situado en la localidad de Palmones, en Cádiz. Para ello se ha realizado un estudio previo de la localización y el clima de la zona apoyándose en datos históricos de la localidad. Posteriormente se han seleccionado la configuración y los equipos necesarios cumpliendo estrictamente la normativa del Código Técnico de la Edificación. Se ha realizado el diseño del esquema de principio y la red de tuberías del sistema. Por último, se ha definido el pliego de condiciones técnicas y se ha realizado las mediciones y presupuesto del coste de la instalación. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 16 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1: División de la radiación solar incidente 19 Figura 1.2: Instalación para consumo único con sistema prefabricado 21 Figura 1.3: Instalación para consumo único con interacumulador 21 Figura 1.4: Instalación para consumo único con intercambiador independiente 21 Figura 1.5: Instalación para consumo único con intercambiador independiente y piscina cubierta 22 Figura 1.6: Instalación para consumo múltiple con todo centralizado 22 Figura 1.7: Instalación para consumo múltiple con acumulación centralizada y apoyo distribuido 22 Figura 1.8: Instalación para consumo múltiple con acumulación distribuida 23 Figura 1.9: Instalación para consumo múltiple con intercambio distribuido 23 Figura 1.10: Tabla de resultados del CHEQ4 25 Figura 1.11: Gráfica de resultados del CHEQ4 25 Figura 1.12: Localización de la vivienda 26 Figura 1.13: Vista del hotel desde el aparcamiento delantero 26 Figura 1.14: Esquema de principio 28 Figura 1.15: Captador solar TopSon F3.1 32 Figura 1.16: Esquema del interacumulador 33 Figura 1.17: Curva altura/caudal de diseño de la bomba del primario 34 Figura 1.18: Curva de potencia de la bomba del primario 34 Figura 1.19: Dimensiones de la bomba del primario 34 Figura 2.1: Zonas climáticas según la norma UNE 94003:2007 38 Figura 2.2: Radiación global sobre superficie horizontal y sobre superficie inclinada. 44 Figura 2.3: Evolución de la demanda energética a lo largo de un año 45 Figura 2.4: Fracción de demanda cubierta en función de la superficie de captación 48 Figura 2.5: Resultados del CHEQ4 48 Figura 2.6: Gráficos obtenidos por el CHEQ4 48 Figura 2.7: Resultados finales obtenidos por CHEQ4 51 Figura 2.8: Gráficos finales obtenidos por CHEQ4 52 Figura 2.9: Pérdida de carga en captadores 53 Figura 2.10: Distribución de captadores y red de tuberías 54 Figura 2.11: Cálculo de la potencia térmica intercambiada 57 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 17 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 18 1. MEMORIA DESCRIPTIVA 1.1 Objeto del proyecto El objetivo de este proyecto consiste en el diseño de una instalación de captación de energía solar térmica de baja temperatura para la producción de agua caliente sanitaria en un hotel de tres estrellas situado en la urbanización de Los Barrios, en la localidad de Palmones (Cádiz). Además, se realizará una evaluación económica del proyecto mediante un presupuesto por equipos y presupuesto total. El informe se llevará a cabo bajo todas las ordenanzas pertinentes que se mencionarán a lo largo del trabajo. 1.2 Antecedentes Introducción a la energía solar El sol supone una fuente de energía inagotable, la cual llega a la Tierra en forma de radiación. Sin embargo, no toda ella llega a la superficie terrestre ya que solo ¾ partes entran a través de la atmósfera. Esta radiación se percibe en forma de haces de luz, de la que solo una parte llega es captada por el ojo humano. En estos haces de luz está presente la energía que proporciona el sol, que ha de ser captada para poder aprovecharla. Dicha captación debe llevarse a cabo a través de la absorción por algún tipo de material, y así lograr convertirla en energía térmica o eléctrica. La calidad del aprovechamiento de ésta energía depende de la cantidad de radiación que se reciba, de los materiales empleados para su captación y de las formas de almacenamiento y consumo de la energía que se capta. Como la disponibilidad de la radiación solar no coincide normalmente con el periodo de demanda, un factor importante a considerar es el almacenamiento de la energía obtenida, de tal modo que se pueda disponer de la misma en los momentos en los que sea necesario. Las necesidades energéticas han aumentado en los últimos años y, por tanto, su demanda. Por ello se han buscado diferentes fuentes de energía para satisfacer estas necesidades. Históricamente, las principales fuentes se han obtenido de los recursos naturales, como el carbón, petróleo… para más tarde pasar a los recursos hidráulicos, la energía nuclear o el gas natural. El principal problema de estas fuentes es que se ha acarreado un agotamiento paulatino de los recursos naturales y un creciente deterioro del medio ambiente. Las energías de origen renovable surgen como una posibilidad de contrarrestar los inconvenientes de las anteriores, mediante una combinación de las tecnologías actuales y los conocimientos adquiridos acerca de su potencialidad. Las principales fuentes de energía que se presentan como inagotables son la biomasa, la energía hidráulica, la energía eólica, y la captación solar directa. El empleo de estas fuentes, junto con un consumo responsable de la energía, contribuyen a paliar el impacto ambiental y a satisfacer las necesidades energéticas actuales. Fundamentos de la energía solar La energía solar llega a la Tierra en forma de ondas electromagnéticas que se propagan en todas direcciones y se caracterizan por tener una frecuencia (f) con la que la onda se repite. A mayor frecuencia, es decir, mayores oscilaciones, mayor energía transporta la onda. Otro factor característico de una onda es la longitud de onda (λ), dada por el cociente entre la velocidad de la luz y la frecuencia, siendo menor la longitud de onda a medida que mayor sea la frecuencia. No toda la radiación solar que llega a la atmosfera alcanza la superficie terrestre, ya Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 19 que se producen una serie de pérdidas en determinados fenómenos físicos, como se muestra en la Figura 1.1: Figura 1.1: División de la radiación solar incidente Por lo tanto, un objeto que se encuentre en la superficie de la Tierra recibirá los siguientes tipos de radiación: - Radiación directa: rayos de luz que inciden directamente sobre la superficie, sin ser desviados. - Radiación difusa: alcanza la superficie tras haber cambiado de dirección varias veces al atravesar la atmosfera. - Radiación reflejada: es la parte de la radiación reflejada por el terreno y otros elementos que se encuentren en la superficie terrestre, la cual puede ser absorbida por otros objetos Para definir la energía solar que llega a una superficie se usan las magnitudes comentadas a continuación: - Irradiancia (I): Potencia solar incidente por unidad de superficie sobre un plano dado. Su unidad de medida es el W/m2. - Irradiación (E): Energía incidente por unidad de superficie sobre un plano dado, obtenida por integración de la irradiancia durante un intervalo de tiempo dado, normalmente una hora o un día. Se expresa en MJ/m2 o kWh/m2. La cantidad de radiación directa que incide sobre una superficie depende del ángulo que formen dicha radiación y la superficie. Siendo máxima si la radiación llega perpendicularmente a la superficie, y disminuyendo a medida que llega más oblicua a la superficie en cuestión. Para conocer correctamente la posición del Sol en cada momento con respecto a un punto de la Tierra, se utilizan dos coordenadas, el azimut solar y la altura solar. El primero consiste en el ángulo de giro del Sol con respecto al sur geográfico medido sobre el plano horizontal. Un azimut de 0º se tendrá cuando el Sol se encuentre justo en el Sur geográfico y coincidirá con el mediodía solar. Por otro lado, la altura solar es el ángulo que forman los rayos del sol sobre la horizontal, que varía a lo largo del día y del año. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 20 A su vez, para saber dónde está situado un objeto en la Tierra, se usan los siguientes parámetros: - Latitud (β): Ángulo formado por la vertical de un punto a la superficie terrestre y el plano del ecuador. Se toma como valor positivo para el hemisferio norte y negativo para el hemisferio sur. - Longitud (l): arco del ecuador comprendido entre el meridiano de un lugar el meridiano de referencia, es decir, el meridiano de Greenwich. 1.3 Método de cálculo En este trabajo se utilizará la herramienta informática CHEQ4 para los cálculos referentes a la fracción de la demanda que debe cubrirse con energía solar. Consiste en una aplicación desarrollada por IDEA y ASIT con el fin de verificar el cumplimiento de la contribución solar mínima en las instalaciones solares térmicas. En esta herramienta vienen incorporada todas las bases de datos necesarias y permite generar un informe de resultados de manera sencilla y rápida. CHEQ4 utiliza como método de cálculo MetaSol, el cual combina la precisión y flexibilidad de la simulación con programas como TRANSOL, la rapidez y simplicidad de métodos como f-Chart, teniendo siempre presente la legislación española. Dicho método de cálculo es una aproximación a los métodos de cálculo del F-Chart: partiendo de modelos detallados, obtenidos del programa TRANSOL, se realizan un gran número de simulaciones para correlacionar los resultados obtenidos finalmente, en función de las variables principales del sistema bajo estudio. A diferencia del F-Chart, las condiciones de contorno, es decir, de radiación, temperatura, ambiente, temperatura del agua de red, demanda entre otros, se fijan de acuerdo a la normativa española vigente (periódicamente existen actualizaciones del CHEQ4 por si existen variaciones de la misma). También se diferencia del F-Chart que, en este caso, no se fija la configuración del sistema, si no que en el CHEQ4 se han elegido entre ocho configuraciones diferentes, incluyendo para viviendas unifamiliares, bloques de pisos y sistemas para climatización de piscinas cubiertas. Se han elegidos estas configuraciones porque son las que cubren si no la totalidad de los sistemas instalados en España, la mayor parte. Si se tiene un sistema que no coincide con los sistemas escogidos por el CHEQ4, se deberá entonces elegir la que más se asemeje a la que se va a diseñar, ya que en cualquier caso la precisión será mejor que utilizando otros métodos de cálculos estáticos desarrollados para el cálculo de sistemas térmicos solares en viviendas multifamiliares. Para obtener los resultados finales deseados, el CHEQ4 necesita de una serie de datos, o parámetros de la instalación a proyectar. Éstos son los siguientes: - Datos del proyecto El programa permite al usuario especificar datos generales y del autor, para que terceros puedan identificar el proyecto en cuestión. Los campos que deben rellenarse son:  Nombre del proyecto.  Comunidad: comunidad autónoma donde se ubicará la instalación.  Localidad: localidad en la que se situará la instalación.  Dirección: calle y número de la ubicación de la instalación.  Nombre: nombre del autor del proyecto.  Empresa o institución: nombre de la empresa o institución responsable.  Email: dirección de correo electrónico de contacto.  Teléfono: teléfono de contacto. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 21 - Localización Las condiciones ambientales y climatológicas son factores determinantes a la hora de diseñar la instalación, ya que condicionan la demanda, la ganancia y las pérdidas energéticas de la misma. Todos estos parámetros vienen definidos según la localización que se establezca. También es necesario indicar a que altura sobre el mar se encuentra la instalación. - Configuración del sistema El usuario puede seleccionar el tipo de instalación que más se ajuste al sistema que se va a desarrollar. Se tienen 8 tipos distintos de configuraciones, divididas en “Consumo único” y “Consumo múltiple”. Las configuraciones que se tienen son las siguientes:  Instalación para consumo único con sistema prefabricado Figura 1.2: Instalación para consumo único con sistema prefabricado  Instalación para consumo único con interacumulador Figura 1.3: Instalación para consumo único con interacumulador  Instalación para consumo único con intercambiador independiente Figura 1.4: Instalación para consumo único con intercambiador independiente  Instalación para consumo único con intercambiador independiente y piscina cubierta Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 22 Figura 1.5: Instalación para consumo único con intercambiador independiente y piscina cubierta  Instalación para consumo múltiple con todo centralizado Figura 1.6: Instalación para consumo múltiple con todo centralizado  Instalación para consumo múltiple con acumulación centralizada y apoyo distribuido Figura 1.7: Instalación para consumo múltiple con acumulación centralizada y apoyo distribuido Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 23  Instalación para consumo múltiple con acumulación distribuida Figura 1.8: Instalación para consumo múltiple con acumulación distribuida  Instalación para consumo múltiple con intercambio distribuido Figura 1.9: Instalación para consumo múltiple con intercambio distribuido - Demanda energética del sistema El usuario debe especificar la demanda total de agua caliente en el edificio. Los parámetros que hay que introducir dependen de si se trata de una instalación para consumo único o para consumo múltiple. Para un consumo único, el cálculo de la demanda se realiza en función de cuál sea su tipo de aplicación final (según HE4-4.1.1). El usuario únicamente debe seleccionar el tipo de aplicación y el número de elementos de dicha aplicación. Por otro lado, para el consumo múltiple se deberá especificar el número de viviendas y dormitorios. Se ha considera un consumo en viviendas multifamiliares de 28 (l/día a 60ºC) por persona (según HE4-4.1.1.1). El número de personas por dormitorio y el factor de centralización también están especificados según la norma (HE4-4.1.4 y HE4-4.1.5). Existe la opción de incluir también otras demandas que no se hayan podido incluir en ninguno de los apartados anteriores. El valor de dichas demandas se sumará directamente al valor previamente calculado en los apartados anteriores. Es posible, además, establecer la ocupación estacional especificando el porcentaje de ocupación estacional mensual de la instalación. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 24 Finalmente, el CHEQ4 es capaz de determinar automáticamente cuál ha de ser el requerimiento de contribución solar mínima exigida por el HE4. - Parámetros del sistema El usuario deberá especificar todos los parámetros comunes a ambas configuraciones  Captadores Aquí se debe seleccionar el modelo de captador concreto con el que se quiere trabajar. CHEQ4 tiene una extensa base de datos con un gran número de modelos de captadores homologados que existen en el mercado.  Campo de captadores Para que el campo de captadores quede correctamente definido, hay que especificar lo siguiente: o Número de captadores (n): número de unidades de captador que se instalarán. o Número de captadores en serie (n): número de captadores en serie que se dispondrán en la instalación. o Pérdidas por sombras (%): porcentaje de pérdidas anulares por sombras. o Orientación (º): orientación del campo de captación respecto al eje norte-sur. o Inclinación (º): inclinación del campo de captadores según la horizontal. o Área total de captación (m2): superficie total de captación solar de la instalación.  Circuito primario/secundario El circuito solar, que se divide en primario y secundario, viene caracterizado por los siguientes parámetros: o Caudal del circuito primario o caudal de campo (l/h). o Longitud equivalente del circuito primario (m). o Espesor (mm) y tipo de aislante utilizado.  Sistema de apoyo La aplicación permite seleccionar entre varios sistemas de apoyo distintos con diferentes combustibles. - Otros parámetros del sistema Además, deben especificarse los siguientes parámetros que dependen de la configuración:  Volumen de acumulación  Volumen de acumulación de las subestaciones  Distribución - Resultados Se finaliza llegando al cálculo y visualización de los resultados. El usuario puede conocer rápidamente si el sistema especificado cumple o no los requerimientos de contribución solar mínima exigida. Estos resultados vienen expresados según una tabla y una gráfica, como se muestra en la Figura 1.10 y Figura 1.11: Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 25 Figura 1.10: Tabla de resultados del CHEQ4 Como se puede observar, la tabla de resultados permite ver al usuario rápidamente los resultados en cuanto a fracción solar, demanda, aportación, consumo auxiliar y la cantidad de CO2 que se evita producir al emplear la instalación solar. Figura 1.11: Gráfica de resultados del CHEQ4 - Certificado HE4 Si se cumplen los requerimientos mínimos de contribución solar mínima fijada por el HE4, la aplicación permite generar un informe de resultados o “Certificado” en el que se recogen los datos del proyecto y los resultados obtenidos. 1.4 Descripción del edificio El edificio se encuentra en el Polígono Industrial Palmones III, Carretera La Térmica, Los Barrios, en Cádiz, con latitud 36º 11’ 12,536” N y longitud -5º 25’ 55,414” O. En la Figura 1.12 se aprecia donde se encuentra el edificio en cuestión. El edificio consiste en un hotel de tres estrellas con planta baja y 5 plantas tipo, disponiendo de una capacidad para 226 personas entre 119 habitaciones, de las cuales 107 son dobles, y 12 individuales. El hotel está compuesto, en la planta baja, por un hall central, donde encontramos la recepción con un núcleo de comunicaciones verticales provista de tres ascensores y unas escaleras cerradas; hall a los servicios comunes comprendiendo comedor, salas de reuniones, así como los espacios destinados al vestuario del personal, cuartos de instalaciones, administración, cocina, local de mercancías, basuras, almacén, lavabo, y aseos con anteaseos independientes para ambos sexos (disponiendo ambos de aseo para discapacitados). Además de zonas comunes y privadas en esta planta se sitúan 4 habitaciones (2 dobles y 2 individuales). Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 32 Figura 1.15: Captador solar TopSon F3.1 b) Interacumulador Para el interacumulador se ha decidido usar 3 depósitos de 5000 l. cada uno, conectados en serie con una capacidad total de 15000 l. El que se usará será el modelo MXV5000 SSB, de la marca Lapesa. - Capacidad de ACS: 5000 l. - Temperatura máx. depósito de ACS: 90 ºC - Presión máx. depósito de ACS: 8 bar - Temperatura máxima circuito de calentamiento: 120 ºC - Presión máxima circuito de calentamiento: 25 bar - Numero de serpentines: 6 unidades - Capacidad de serpentines: 56 l. - Superficie de intercambio: 10,0 m2 - Peso en vacío aprox.: 745 kg - Dimensiones: o Entrada de agua fría (kw): 3 “GAS/M o Desagüe (e): 1 “GAS/M o Salida agua caliente (ww): 3 “GAS/M o Recirculación (z): 2 “GAS/M o Avance caldera (kv): 2 “GAS/M o Retorno caldera (kr):2 “GAS/M o Conexión resistencia de apoyo (Ra): 2 “GAS/H o Conexión sensores laterales (tm): 1/2 “GAS/H Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 33 o Conexión protección catódica (pc): 3/4 “GAS/H o Nº de conexiones protección catódica: 5 unidades. Figura 1.16: Esquema del interacumulador c) Grupo de bombeo Para el circuito solar se ha seleccionado la bomba de la marca Wilo, TOP-Z 25/6, con las características que aparecen a continuación: o Descripción: bomba circuladora de rotor húmedo que no requiere mantenimiento, con conexión roscada o embridada y velocidades preseleccionables para la adaptación de la potencia. o Máxima presión de trabajo: 10 bar o Rango de temperatura: hasta 80 ºC o Alimentación eléctrica: 1~230 V, 50 Hz o Intensidad nominal: 1,00 A o Potencia nominal del motor: 100 W o Peso: 4,1 kg Sus curvas características son las que se muestran en la Figura 1.17 y la Figura 1.18. Por último, se muestra en la Figura 1.19 un esquema de la bomba y sus dimensiones. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 34 Figura 1.17: Curva altura/caudal de diseño de la bomba del primario Figura 1.18: Curva de potencia de la bomba del primario Figura 1.19: Dimensiones de la bomba del primario Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 35 d) Vaso de expansión El vaso de expansión de la instalación será de la marca Wolf, modelo 18L. sus características son: o Capacidad: 18 l. o Presión máxima de trabajo: 2,5 bar o Temperatura máxima de funcionamiento: 90 ºC 1.7 Normativa La normativa aplicable durante el diseño y desarrollo de la instalación se comentará a continuación. - Código Técnico de la Edificación (CTE) -HE4  Contribución solar mínima La localidad de Los Barrios se sitúa en la zona climática IV, por lo cual se establece una contribución solar mínima del 70%, cumpliéndose esta norma con el número y distribución de captadores que se ha diseñado.  Contribución solar máxima La instalación estará limitada por el cumplimiento de las condiciones de que en ningún mes del año se produzca una energía superior al 110% de la demanda, y que no se supere el 100% durante tres meses seguidos. Estas condiciones se cumplen en este diseño.  Potencia mínima de intercambio La relación entre la superficie de intercambio y la superficie total de captación debe ser, al menos, igual a 0,15. Esta restricción se cumple, ya que, en esta instalación, dicha relación vale 0,18  Superficie total de captación El área total de captadores debe ser tal que se cumpla la relación siguiente: 50 < V/A < 180. Donde V es el volumen del acumulador, y A el área total de captación. En este caso se cumple, al tener un valor de 89,7  Pérdidas máximas El CTE impone un máximo para las perdidas por orientación, inclinación y sombras. Como la herramienta empleada ha sido el CHEQ4, que intrínsecamente controla este límite, se cumplen las condiciones de pérdidas máximas. - Norma UNE  UNE 94002 La demanda energética de ACS se obtiene según esta norma, tomándose como datos iniciales para los cálculos el consumo unitario de ACS y la temperatura del agua fría de la red de distribución, en este caso, para la provincia de Cádiz.  UNE 94003 Con esta normativa se tienen los datos climáticos para dimensionar la instalación. Nos da los valores de la irradiación global horizontal y temperatura ambiente en la provincia donde se encuentre la instalación.  UNE 100155 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 36 Esta normativa hace referencia al dimensionado del vaso de expansión, y consiste en un método de cálculo. - Reglamento de instalaciones térmicas en la edificación (RITE)  Preparación de agua caliente para usos sanitarios (IT 1.1.4.3.1) Impone las condiciones de funcionamiento para prevenir la legionelosis en la producción de ACS, ya que en las instalaciones con acumulación y recirculación es donde mayor riesgo hay. Este riesgo se evita mediante lo siguiente: En la preparación de ACS se cumplirá con la legislación higiénico-sanitaria para prevención y control la legioneosis. Del mismo modo, los componentes de la instalación térmica también deberán cumplir con dicha legislación, de tal modo que los equipos deben estar diseñados para resistir el choque térmico y la acción corrosiva del agua. Además, no está permitido preparar ACS como resultado de mezclar directamente agua fría con condensado o vapor procedente de la caldera.  Aislamiento térmico (IT 1.2.4.2.1) Todas las tuberías, accesorios y equipos que componen la instalación deberán estar correctamente aislados térmicamente. Así se evitarán consumos energéticos superfluos y la temperatura a la que el fluido caloportador llegará a las unidades terminales será más próxima a la de salida de producción. Los espesores de aislamiento vienen calculados en el presente informe en el apartado 2.10, cumpliendo las restricciones que impone el RITE. Para evitar la congelación del agua en la red de exteriores cuando la temperatura sea menor a la de fusión de la misma, se utiliza una mezcla formada por agua y un 20% de glicol en peso.  Medición (IT 1.3.4.4.5) La instalación cuenta con instrumentación de medida para poder supervisar todas las magnitudes que intervienen en el funcionamiento de ésta: presión y temperatura. Estos instrumentos son fundamentalmente termómetros, termostatos y manómetros. Deben estar situados en lugares visibles y de fácil acceso para su lectura y mantenimiento. El equipo mínimo es el siguiente: - Un manómetro en el vaso de expansión situado en el circuito primario. - Un manómetro en la aspiración y otro en la descarga de las bombas, para una lectura diferencial de la presión. - Termómetros y manómetros a la entrada y salida del interacumulador.  Sistema de distribución de agua (IT 2.3.3) Los distintos ramales del circuito primario están conectados de forma que quede equilibrado hidráulicamente y con retorno invertido. Las tuberías deben ser de fácil acceso para su inspección y mantenimiento, sobre todo los tramos con accesorios.  Control automático (IT 2.3.4) Hace referencia al equipamiento mínimo de control del que deben disponer la instalación. También dice que cuando la instalación disponga de un sistema de control, mando y gestión o telegestión basado en la tecnología de la información, 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. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 37 Bibliografía 1. Apuntes de la asignatura “Energía solar” del grupo de termotecnia, Departamento de Ingeniería Energética, de la Escuela Superior de Ingeniería de Sevilla. 2. IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía). “Reglamento de instalaciones térmicas en edificios”. 2013 3. Código Técnico de la Edificación, sección HE4 (CTE-HE4). “Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria”. 2013 4. Reglamento de Instalaciones Térmicas en la Edificación (RITE) 5. AENOR. “Datos climáticos para el dimensionado de instalaciones solares térmicas”. (UNE 94003:2007) 6. AENOR. “Instalaciones solares térmicas para producción de agua caliente sanitaria. Cálculo de la demanda de energía térmica”. (UNE 94002:2005) 7. AENOR. “Diseño y cálculo de sistemas de expansión”. (UNE 100-155:2004) 8. “Instalación de energía solar para producción de ACS en un hospital” (2015). Autor Claudia Merino Sáez, Universidad de Sevilla. Referencias web: 9. http://www.aenor.es 10. http://www.idae.es 11. http://www.wilo.es 12. http://www.wolfiberica.es 13. http://www.lapesa.com Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 38 2. MEMORIA DE CÁLCULO 2.1 Introducción A lo largo de la presente memoria se desarrollarán los cálculos llevados a cabo para el diseño de una instalación solar térmica para la producción de ACS en un hotel de localidad de Palmones (Los Barrios) con las pertinentes justificaciones de las decisiones que se han tomado. 2.2 Datos de partida Parámetros geográficos El edificio en cuestión está situado en el Parque Empresarial y Tecnológico “Las Marismas del Palmones” del municipio de Los Barrios (Cádiz), a una altura de 21,90m, y con latitud 36º 11’ 12,536” N y longitud -5º 25’ 55,414” O. Parámetros climáticos Según la norma que corresponde, el hotel está situado en la zona climática IV, según el mapa nacional de las zonas climáticas según la norma UNE 94003:2007 mostrado en la Figura 2.1. Figura 2.1: Zonas climáticas según la norma UNE 94003:2007 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 39 Siguiendo la misma norma también se obtienen los datos de la radiación solar global media diaria anual sobre superficie horizontal y de temperatura ambiente para la provincia de Cádiz, según la tabla Tabla 2.1. Mes Rad (𝑴𝑱/ (𝒎𝟐𝒅𝒊𝒂)) T. Red (ºC) T. Amb (ºC) Enero 10,0 11,9 12,6 Febrero 13,4 11,9 13,3 Marzo 18,1 12,9 14,5 Abril 22,9 13,9 16,0 Mayo 26,2 15,9 18,5 Junio 28,4 17,9 21,3 Julio 28,7 18,9 23,8 Agosto 25,6 19,9 24,3 Septiembre 20,9 18,9 23,3 Octubre 14,9 16,9 19,9 Noviembre 10,7 13,9 15,9 Diciembre 8,6 11,9 13,1 Promedio 19,0 15,4 18,0 Tabla 2.1: Radiación global sobre superficie horizontal, temperatura de red y temperatura ambiente según la norma UNE: 94003:2007 Como para este proyecto se tiene una superficie de los captadores distinta de la horizontal, es necesario llevar a cabo una serie de cálculos para obtener la radiación global media sobre superficie inclinada. A partir de la ecuación de Cooper calculamos la declinación, que se define por: 𝛿=23,45∗sin(360 365∗(𝑛+284)) Donde n es el día del año. Sabiendo que la latitud de la zona es 36º11’12,536” (36,18682º) y que el ángulo horario viene dado por la siguiente expresión: 𝑤𝑠=cos−1(−tanФ∗tan𝛿) Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 40 Donde Ф es la latitud del lugar. Mes Día del mes Día del año Declinación (º) Enero 16 17 -20,92 Febrero 14 45 -13,62 Marzo 16 75 -2,42 Abril 15 105 9,42 Mayo 16 136 19,03 Junio 15 166 23,31 Julio 16 197 21,35 Agosto 16 228 13,46 Septiembre 15 258 2,22 Octubre 16 289 -9,97 Noviembre 15 319 -19,15 Diciembre 16 350 -23,37 Tabla 2.2: Declinación mensual Mediante esta ecuación conseguimos el ángulo solar medio mensual, mostrado en la Tabla 2.3 Lo siguiente que debemos hacer es calcular el índice de claridad media mensual, que se define según la expresión siguiente: 𝑘𝑡=𝐻𝑔0 𝐻0 Donde: - 𝐻𝑔0: irradiación global horizontal - 𝐻0: irradiación extraterrestre horizontal para la latitud de nuestra ubicación. Los resultados obtenidos del índice de claridad media mensual se muestran en la Tabla 2.4 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 41 Mes Ángulo solar (º) Enero 73,76 Febrero 79,79 Marzo 88,23 Abril 96,97 Mayo 104,62 Junio 108,38 Julio 106,62 Agosto 100,08 Septiembre 91,62 Octubre 82,61 Noviembre 75,29 Diciembre 71,57 Tabla 2.3: Ángulo solar medio mensual Mes Radiación extraterrestre horizontal (MJ/(𝒎𝟐dia)) Índice de claridad media mensual Enero 17,4 0,575 Febrero 22,9 0,585 Marzo 29,3 0,618 Abril 35,7 0,641 Mayo 39,9 0,657 Junio 41,7 0,681 Julio 40,9 0,702 Agosto 37,6 0,681 Septiembre 32,0 0,653 Octubre 25,5 0,584 Noviembre 19,2 0,557 Diciembre 16,2 0,531 Tabla 2.4: Radiación extraterrestre e índice de claridad para latitud 36º Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 48 Aunque el valor de la demanda cubierta es superior al mínimo exigido, se escoge éste número de captadores sabiendo que a continuación hay que elegir la cantidad de captadores en serie. En la Figura 2.6 se exponen los resultados obtenidos para la superficie de captación elegida. Figura 2.4: Fracción de demanda cubierta en función de la superficie de captación Figura 2.5: Resultados del CHEQ4 Figura 2.6: Gráficos obtenidos por el CHEQ4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Fracción de demanda cubierta (%) Superficie de captación (m2) Fracción de demanda cubierta (%) Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 49 Nº de captadores Área de captación (𝒎𝟐) 𝑽𝒂𝒄𝒖𝒎(l) f (%) 50 99,50 7462 53 52 103,48 7761 54 54 107,46 8059 56 56 111,44 8358 57 58 115,42 8656 58 60 119,40 8955 59 62 123,38 9253 61 64 127,36 9552 62 66 131,34 9850 63 68 135,32 10149 64 70 139,30 10447 65 72 143,28 10746 66 74 147,26 11044 67 76 151,24 11343 68 78 155,22 11641 69 80 159,20 11940 70 82 163,18 12239 70 84 167,16 12537 71 86 171,14 12836 72 Tabla 2.9: Estudio paramétrico de la fracción de demanda cubierta frente a superficie de captación Determinación del número de captadores en serie Una vez obtenido el número de captadores con el que se va a diseñar la instalación, lo que se debe hacer a continuación es ver cómo va a ser la conexión entre ellos, ya que esta característica afecta al rendimiento de la instalación y, por tanto, a la fracción de demanda cubierta. Para analizar esta dependencia se va a hacer uso del CHEQ4. En este caso, los valores que quedarán fijados son: la relación de volumen de acumulación/área de captación (75l/𝑚2), la inclinación (26º), número de captadores (84) y los datos de partida del CHEQ4 del apartado 2.4.1, para los que se variará el número de captadores en serie. Aquí se trabajará con el caudal de operación del captador, de valor 2520 l/h. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 50 Número de captadores en serie para 84 captadores Fracción de demanda cubierta (%) 1 72 2 71 3 70 4 69 Tabla 2.10: Variación de la fracción de demanda cubierta en función del número de captadores en serie A la vista de la tabla, se aprecia que a medida que aumenta el número de captadores, disminuye la fracción de demanda cubierta. Por este motivo, se escogerá trabajar con 3 captadores en serie. Disposición de captadores El campo de captadores estará compuesto por 84 captadores distribuidos en baterías de 12 unidades. Los captadores estarán conectados entre ellos de modo que cada módulo de 12 estará compuesto por 4 hileras en paralelo de 3 captadores en serie. La entrada del fluido frío a cada batería será por la parte inferior del primer captador, y la salida de agua caliente será por la parte superior del último captador de la tercera fila. El IDAE impone que la distancia d, medida sobre la horizontal, entre filas de módulos o entre una fila y un obstáculo de altura h que pueda proyectar sombras, se recomienda que sea tal que se garanticen al menos 4 horas de sol en torno al mediodía del solsticio de invierno, y viene dada por la expresión: 𝑑= ℎ tan (61º−𝑙𝑎𝑡𝑖𝑡𝑢𝑑) Teniendo una altura (h) de 2,76 metros (equivalente a la altura de los tres captadores en serie) obtenemos que debe haber una distancia sobre la horizontal de aproximadamente 5,90 metros entre las distintas baterías de captadores Para reducir las pérdidas de carga y facilitar el equilibrado, se llevará a cabo el retorno invertido. 2.5 Cálculo del volumen de acumulación En este apartado se calculará el volumen del acumulador. El CTE H4 obliga a tener una relación volumen de captación-superficie de captación (V/A) comprendida entre 50 < V/A <180. Para el cálculo del óptimo de este valor se va a proceder de la análogamente al apartado anterior: estudiando la variación de los parámetros en el CHEQ4 para distintos valores de la relación mencionada anteriormente. Se aprecia que a medida que aumenta el volumen del acumulador, aumenta la fracción de demanda cubierta. Se escoge trabajar con un volumen de acumulación de 15000 litros, teniendo una fracción de demanda cubierta del 72%. Cabe mencionar que, al estar las calderas de agua caliente en la cubierta, el sistema de acumulación se debe situar también en la cubierta Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 51 para así evitar el consumo energético que supondría tener que bombear el agua desde el sótano para calentarla en caso de tener que usar el sistema de apoyo. Además, en la Planta Sótano no hay espacio suficiente para esta capacidad de acumulación. Esto supondrá una carga adicional importante para la estructura, por lo que habrá que reforzar el forjado adecuadamente para que no exista riesgo de que el peso rompa la estructura. V (l) V/A (l/𝒎𝟐) Demanda cubierta (%) 8359 50 66 10029 60 68 11701 70 69 13373 80 70 15044 90 72 16716 100 73 18388 110 74 20059 120 75 21731 130 76 23402 140 77 25074 150 78 26746 160 79 28417 170 80 30089 180 81 Tabla 2.11: Variación de la fracción de demanda cubierta en función del volumen del acumulador Por lo tanto, las características del diseño final de la instalación serán las que aparecen en la Figura 2.7 y la Figura 2.8: Figura 2.7: Resultados finales obtenidos por CHEQ4 Por tanto, a modo de resumen, el campo de captación será diseñado con las siguientes características: 84 captadores solares F3-1 de la marca Wolf, distribuidos en 7 baterias de 12 captadores cada una, de tal modo que haya cuatro líneas de tres captadores en serie cada una, en paralelo entre ellas. El volumen de acumulación será de 15000 litros, y el caudal se calculará a continuación. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 52 Figura 2.8: Gráficos finales obtenidos por CHEQ4 2.6 Cálculo de la red de tuberías Caudal del circuito primario Para calcular la cantidad de fluido que circula por el circuito de captadores se hará uso de la siguiente expresión: 𝑀𝐵=𝐺∗𝐴𝑇 𝑁=𝐺∗𝑁𝐶∗𝐴 𝑁 Donde: - 𝑀𝐵: Caudal en el circuito de captación (kg/s). - G: Caudal específico en el captador solar ( 0,0125 𝑘𝑔/(𝑠 ∗ 𝑚2) ). - 𝐺𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜: Caudal de ensayo en el captador solar (0,021 𝑘𝑔/(𝑠∗ 𝑚2)) - 𝑁𝐶: Número de captadores. - N: Número de captadores en serie. - 𝐴𝑇: Área total de captadores solares (𝑚2). - A: Área de un captador solar (1,99 𝑚2). Por lo tanto, se obtiene un caudal de: 𝑀𝐵=𝐺∗𝑁𝐶∗𝐴 𝑁=0,0125∗84∗1,99 3=0,6965𝑘𝑔 𝑠=2507,2𝑘𝑔 ℎ Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 53 Pérdida de carga en captadores Para poder calcular la pérdida de carga en los captadores, se hará uso del catálogo de captador de la marca Wolf, a partir del cual se podrá determinar la pérdida de carga sabiendo el caudal circulante. Asimismo, en dicho catálogo se encuentra también una ecuación para calcular esta pérdida: 𝛥𝑝=0,223∗𝐶+0,0784∗𝐶2 A partir de la cual se obtiene una pérdida de presión de: 𝛥𝑝=0,223∗90+0,00784∗902=83,574 𝑚𝑏𝑎𝑟=0,852 𝑚.𝑐.𝑎. Este valor es la pérdida de presión para un único captador, como se está trabajando con hileras de tres captadores en serie, la pérdida de presión por hilera será: 𝛥𝑝=3∗0,852=2,556 𝑚.𝑐.𝑎. Figura 2.9: Pérdida de carga en captadores Pérdidas de carga en el circuito primario Para el cálculo de las pérdidas de carga en la instalación es necesario tener en cuenta las recomendaciones del IDEA siguientes: - La velocidad de circulación del fluido debe ser inferior a 2m/s cuando están situadas en locales habitados, e inferior a 3 m/s cuando se trate de zonas exteriores. Para esta instalación, por tanto, al estar en la cubierta del edificio podremos trabajar con un máximo de 3m/s. - El dimensionado de las tuberías debe realizarse de tal modo que las pérdidas de carga por metro lineal sean inferiores a 40 mm.c.a/m cuando se trate de agua, aplicándose un factor de corrección de 1,3 si se trata de una mezcla de agua y anticongelante, como es nuestro Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 54 caso. Por tanto, la máxima perdida lineal posible es: 𝛥𝑃𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙 ≤1,3∗40=52 𝑚𝑚.𝑐.𝑎./𝑚=509,95 𝑃𝑎/𝑚 - El diámetro de las tuberías debe ser normalizado (DN) Teniendo en cuenta esto, se divide el circuito primario en tramos para simplificar el cálculo según la Figura 2.10. Se calcula la pérdida de carga para cada tramo, teniendo en cuenta los accesorios y baterías de captadores que hay en cada tramo, y se obtiene la siguiente tabla, donde se observa que se cumple que la pérdida de presión en los tramos de tubería es menor a 509 Pa/m. En la Tabla 2.12 se muestran los resultados. Figura 2.10: Distribución de captadores y red de tuberías TRAMO L(m) V (l/h) 𝑫𝒊𝒏𝒕 (mm) 𝜟𝑷𝒍𝒊𝒏𝒆𝒂𝒍 (Pa/m) 𝑳𝒆𝒒 𝜟𝑷𝑬𝒒𝒖𝒊𝒑𝒐𝒔 (mca) 𝜟𝑷𝒕𝒖𝒃𝒆𝒓í𝒂 (mmca) 𝜟𝑷𝒕𝒐𝒕 (mca) T1 24,342 2520 40 132,711 3,07 2,03 (Interacumulador) 370,69 2,578 T2 0,76 1080 33 60,3105 1,19 11,98 0,0119 T3 4,85 720 26 105,3246 0,24 54,62 0,0546 T4 26,89 360 20 97,6827 2,1 2,556 (Captadores) 288,56 2,844 T5 1,14 360 20 97,6827 0,46 2,556 (Captadores) 15,92 2,572 T6 5,33 720 26 92,6107 1,16 61,25 0,0612 T7 0,68 360 20 97,6827 0,66 2,556 (Captadores) 13,34 2,569 T8 4,43 1080 33 60,3105 1,5 36,44 0,0364 T9 14,86 1440 33 99,107 0,31 153,20 0,153 T10 4,32 1080 33 60,3105 1,19 33,86 0,0338 T11 4,86 720 26 92,6107 0,24 48,13 0,0481 T12 5,59 360 20 97,6827 0,46 2,556 (Captadores) 60,22 2,616 T13 5,94 360 20 97,6827 1,24 2,556 (Captadores) 71,47 2,627 T14 0,7 360 20 97,6827 0,66 2,556 (Captadores) 13,54 2,569 T15 4,9 720 26 92,6107 1,16 57,19 0,0572 T16 0,7 360 20 97,6827 0,66 2,556 (Captadores) 13,54 2,569 T17 4,95 1080 33 60,3105 1,5 39,64 0,0396 T18 32,92 1440 33 99,107 3,06 363,36 0,363 Tabla 2.12: Pérdidas de carga en circuito primario En la Tabla 2.14 se muestra un resumen de las características del circuito primario: TRAMO L(m) V (l/h) 𝑫𝒊𝒏𝒕 (mm) 𝑫𝒆𝒙𝒕 (mm) v (m/s) 𝜟𝑷𝒕𝒐𝒕 (mca) T1 24,342 2520 40 42 0,5571 2,578 T2 0,76 1080 33 35 0,3508 0,0120 T3 4,85 720 26 28 0,3767 0,0546 T4 26,89 360 20 22 0,3183 2,844 T5 1,14 360 20 22 0,3183 2,572 T6 5,33 720 26 28 0,3767 0,0612 T7 0,68 360 20 22 0,3183 2,569 T8 4,43 1080 33 35 0,3508 0,0364 T9 14,86 1440 33 35 0,4677 0,153 T10 4,32 1080 33 35 0,3508 0,0339 T11 4,86 720 26 28 0,3767 0,0481 T12 5,59 360 20 22 0,3183 2,616 T13 5,94 360 20 22 0,3183 2,627 T14 0,7 360 20 22 0,3183 2,569 T15 4,9 720 26 28 0,3767 0,0572 T16 0,7 360 20 22 0,3183 2,569 T17 4,95 1080 33 35 0,3508 0,0396 T18 32,92 1440 33 35 0,4677 0,363 Tabla 2.13: Características del circuito primario 2.7 Cálculo de los equipos de intercambio Para el cálculo de la superficie de intercambio, el CTE obliga a que la relación entre el área de intercambio y el área de captación sea al menos de 0,15. Por lo tanto: 𝐴𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟 ≥0,15∗167,16=25,074 𝑚2 No se ha encontrado un interacumulador que cumpla la capacidad y superficie de intercambio requerida, por lo que se va a optar a trabajar con el que teníamos seleccionado en principio (LAPESA MXV5000 SSB), el cual tiene una superficie de intercambio de 10𝑚2. Pero se hará teniendo 3 depósitos de 5000l. Habrá una superficie de intercambio de 30𝑚2, siendo la relación de áreas igual a 0,18, superior a la que impone el CTE. Para calcular la potencia térmica intercambiada se utilizará la gráfica dada por el fabricante: Usando los datos del circuito primario (caudal en el primario (Cp) igual a 2,520𝑚3/ℎ) y considerando un salto de temperatura en el primario de 30ºC, se obtiene una potencia de 140kW aproximadamente. Para una temperatura de entrada en el primario de 70ºC se tendría alrededor de 3500 litros ACS/hora. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 57 Figura 2.11: Cálculo de la potencia térmica intercambiada 2.8 Dimensionado de la bomba de circulación A la hora de dimensionar las bombas de impulsión, el CTE sostiene que en instalaciones con superficie de captación superiores a 50𝑚2 se deben montar dos bombas idénticas en paralelo, dejando una de reserva. Debido a esto, se deberán instalar dos bombas conectadas en paralelo en el circuito primario. Para dimensionar la bomba de impulsión se debe conocer primero las pérdidas de carga asociadas a los captadores, al intercambiador y a las tuberías, para que sea posible determinar la altura manométrica que tiene que vencer el grupo de bombeo, Por esto, se calcula la pérdida de carga del circuito más desfavorable como la suma de las pérdidas de carga totales de los tramos que lo componen, de donde se obtiene un resultado de 3,61 m.c.a. Por lo que la altura manométrica que la bomba tendrá que vencer será, aplicando un coeficiente de seguridad del 5%: 𝛥𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 =𝛥𝑃𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑖𝑡𝑜+5% 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑=3,61∗1,05=3,79 𝑚.𝑐.𝑎. Dicho grupo de bombeo estará situado en la cubierta, y deberá mover un caudal de 2520 l/h, es decir 2,52 𝑚3/ℎ. El modelo seleccionado de bomba (Wilo-TOP-Z 25/6) mueve un caudal máximo de 6 𝑚3/ℎ y alcanza una altura máxima de 6 metros, por lo que cumple el rango de funcionamiento del circuito primario. 2.9 Dimensionado del vaso de expansión Para el diseño del vaso de expansión se van a seguir una serie de instrucciones propuestas por la norma UNE 100155: Diseño y cálculo de sistemas de expansión. Primero se tiene que calcular el volumen total de fluido caloportador del circuito primario como la suma del volumen de fluido contenido en captadores, más el volumen del fluido en las tuberías y más un 10% de seguridad, resulta: Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 64 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 65 CENTRALITA DE CONTROL Y REGULACIÓN Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 66 ANEXO II: CERTIFICADO CHEQ4 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 67 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 68 Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 69 3. PLIEGO DE CONDICIONES TÉCNICAS Y ADMINISTRATIVAS 3.1 Objeto El presente pliego de condiciones técnicas fija los criterios generales del proyecto de instalación de captadores solares planos para la producción de agua caliente sanitaria en un edificio de viviendas en Sevilla. Habrán de definirse los equipos y materiales utilizados, montajes de los equipos, además de las pruebas y ensayos parciales a realizar, detallándose también su mantenimiento. 3.2 Normativa aplicable 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 – Protección frente al ruido (CTE-DB-HR) - Código Técnico de la Edificación – Seguridad en caso de incendio (CTE-DB-SI). - 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 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. En cualquier caso, se seguirá la edición más reciente de toda la normativa mencionada, con las últimas modificaciones oficialmente aprobadas. De igual manera, se respetarán cualesquiera otras normativas o reglamentos mencionados en el presente pliego. 3.3 Condiciones de materiales y equipos Tuberías y accesorios En los distintos circuitos cerrados de la instalación podrán utilizarse tuberías de cobre, de acero negro, de acero inoxidable o material plástico compatibles con el fluido que utilizan, que soporten las condiciones extremas de funcionamiento del correspondiente circuito y con la protección Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 70 necesaria en función de su ubicación. En los circuitos de agua caliente sanitaria podrán utilizarse cobre y acero Inoxidable. Podrán utilizarse materiales plásticos que soporten las condiciones extremas (presión y temperatura) de funcionamiento del circuito, y que estén autorizadas por la normativa vigente. Las tuberías de cobre serán tubos estirados en frio y sus uniones serán realizadas por accesorios a presión que soporten las condiciones extremas o, mediante soldadura por capilaridad de acuerdo a la norma UNE EN 1057. Se realizará soldadura fuerte cuando la temperatura del circuito pueda superar en algún momento los 125ºC. En todos los casos es aconsejable prever la protección catódica del acero según norma UNE 100050. Todos los elementos metálicos no galvanizados, ya sean tuberías, soportes, o bien accesorios, o que no estén debidamente protegidos contra la oxidación por su fabricante, se les aplicará dos capas de pintura antioxidante a base de resinas sintéticas acrílicas multipigmentadas por minio de plomo, cromado de zinc y óxido de hierro. Las dos manos se darán: la primera fuera de obra y la otra con el tubo instalado. Accesorios: a) Compensadores de dilatación Se utilizarán en los circuitos de agua caliente. Los compensadores de dilatación han de ser instalados allí donde indique el plano y, en su defecto, donde se requiera según la experiencia del instalador, adaptándose a las recomendaciones del Reglamento E Instrucciones Técnicas correspondientes. La situación será siempre entre dos puntos fijos garantizados como tales, capaces de soportar los esfuerzos de dilatación y de presión que se originan. Los extremos del compensador serán de acero al carbono preparados para soldar a la tubería con un chaflán de 37o 30' y un talón de 1,6 mm cuando el diámetro nominal de la tubería sea de hasta 2'' inclusive. Para tuberías de diámetro superior, las conexiones serán por medio de bridas en acero al carbono s/normas DIN 2502 o 2503, según las presiones sean de 6 y 10 o 16 Kg/cm2. Estas bridas irán soldadas a los cuellos del compensador por los procedimientos recomendados para la soldadura de piezas en acero al carbono de espesores medios. b) Juntas No se utilizará amianto. La presión nominal mínima será PN-10, y soportaran temperaturas de hasta 200ºC. c) Lubricante de roscas General: no endurecedor, no venenoso. d) 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. e) 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. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 71 f) Codos en bombas Se suministrarán codos de radio largo en la succión y descarga de las bombas. g) 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. h) 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. i) 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. j) 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, este en el medio del día. 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. k) Válvulas de seguridad 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. l) Purgadores de aire Cuando sea necesario, y con el fin de disponer de una instalación silenciosa y evitar la 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 instalaran 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. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 72 m) 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 danos o desperfectos. Se suministrarán las válvulas de vaciado que sean necesarias para el vaciado completo de todas las tuberías y equipos. n) 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. Válvulas 3.3.2.1 Generalidades Las válvulas llevaran impreso de forma indeleble el diámetro nominal, la presión nominal y, si procede, la presión de ajuste. 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. 3.3.2.2 Materiales Los componentes fundamentales de las válvulas deberían estar constituidos por los materiales que se indican a continuación: a) Válvulas de esfera Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 73 - 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. b) 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. c) Válvulas de retención de capeta - Cuerpo y tapa de bronce o latón. Asiento y capeta de bronce. - Conexiones rosca-hembra. d) Válvulas de retención de muelle - Cuerpo y tapa de bronce o latón. - Asiento y capeta de bronce. Conexiones rosca-hembra. - Resorte en acero especial para muelle. e) 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. Aislamiento El material usado como aislamiento debería cumplir con la norma UNE 100171. El material aislante situado a la intemperie debería protegerse adecuadamente frente a los agentes atmosféricos de forma que se evite su deterioro. Como protección del material aislante se podrá utilizar una cubierta o revestimiento de escayola protegido con pinturas asfálticas, poliésteres reforzados con fibra de vidrio o chapa de aluminio. En el caso de que el aislamiento este basado en espuma elastómera se podrán usar pinturas plásticas impermeables cuya exposición prolongada al sol no afecte a sus propiedades fundamentales. En el caso de acumuladores e intercambiadores de calor situados a la intemperie podrán usarse forros de telas plásticas como protección del material aislante. Vasos de expansión Los vasos de expansión serán siempre cerrados. El vaso de expansión llevara una placa de identificación situada en lugar claramente visible y escrito con caracteres indelebles en las que aparecerán los siguientes datos: Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 80 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 General La ejecución de la instalación termina 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. 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. 3.6.2.1 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. 3.6.2.2 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. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 81 3.6.2.3 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 llevaran 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. 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. Ajuste 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 lo 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. 3.6.4.1 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. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 82 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. 3.6.4.2 Control automático Se ajustarán todos los parámetros del sistema de control automático a los valores de diseño especificados en el proyecto y se comprobara el funcionamiento de todos los componentes que configuran el sistema de control. Recepción 3.6.5.1 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 quedara 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. - 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. 3.6.5.2 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 transformará en Recepción Definitiva. A partir de la Recepción Definitiva entrara en vigor la garantía. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 83 3.7 Mantenimiento 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. Vigilancia El plan de vigilancia se refiere básicamente 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. Mantenimiento preventivo El plan de mantenimiento ha de incluir todas las operaciones de mantenimiento necesarias para que el sistema funcione correctamente durante su vida útil. El mantenimiento preventivo implicara 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 implicara, 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 la siguiente hoja se definen las operaciones de mantenimiento preventivo que deben realizarse, la periodicidad mínima establecida (en meses) y observaciones en relación con las prevenciones a observar. Mantenimiento correctivo Las actividades de mantenimiento correctivo no pueden estar sometidas a un plan, dado el carácter impredecible de estas acciones. Como su propio nombre indica, las acciones de mantenimiento correctivo se realizarán para corregir anomalías observadas durante el funcionamiento normal de la instalación. No obstante, si es posible llevar un control de las acciones de mantenimiento correctivo realizado, mediante el uso de un parte de mantenimiento correctivo. En este parte aparecerá recogido el componente afectado, la causa aparente del problema, la acción correctiva realizada, además de la fecha y la firma del responsable de dicha acción. Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 84 4. MEDICIONES Y PRESUPUESTO 4.1 Sistema de captación Nº ord Concepto Cantidad Unidad Precio/Ud (€) Total (€) 1.1 Ud. Captador Solar Wolf F3-1, o similar, con las siguientes características: -Superficie útil: 1,99 m2 --Dimensiones: 2099 x 1099 x 110 mm -Peso del captador: 40 kg -Rendimiento óptico: - Coeficiente k1: 3,235 - Coeficiente k2: 0,0117 - Presión máxima de trabajo: 10 bar 84 Ud. 690,00 57960,00 1.2 Sistema soporte 4 captadores verticales sobre cubierta plana 21 Ud. 675,00 14175,00 1.3 Bidón de Líquido anticongelanteantiincrustante-anticorrosivo "Solar Fluid-100" con 20% de glicol de 50 litros 12 Ud. 246,00 2706 Total sistema de captación 75087 Tabla 4.1: Presupuesto del sistema de captación Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 85 4.2 Sistema de interacumulación Nº ord Concepto Cantidad Unidad Precio/Ud (€) Total (€) 2.1 Interacumulador de calor de 5000 litros marca Lapesa, modelo Master Inox MXV5000-SSB - Capacidad: 5000 l - Altura: 2710 mm - Diámetro exterior: 1910 mm - Peso en vacío: 745 kg - Superficie de intercambio: 10,0 m2 3 Ud. 20.344,00 61032,00 Total sistema de interacumulación 61032,00 Tabla 4.2: Presupuesto del sistema de interacumulación Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 86 4.3 Sistema hidráulico Nº ord Concepto Cantidad Unidad Precio/Ud (€) Total (€) 3.1 Bomba Wilo Top-Z 25/6 - Altura manométrica: 6,0 m - Caudal del circuito: - Consumo: 0,2 kW 2 Ud. 839 1678 3.2 Tubería de cobre 20/22 mm 41,64 Metros 7,32 304,80 3.3 Tubería de cobre 26/28 mm 19,94 Metros 9,08 181,06 3.4 Tubería de cobre 33/35 mm 62,24 Metros 12,9 802,9 3.5 Tubería de cobre 40/42 mm 54,34 Metros 17,26 937,91 3.6 Aislamiento de tubería de 22 mm de diámetro, 30 mm de espesor 41,64 Metros 6,95 289,39 3.7 Aislamiento de tubería de 28 mm de diámetro, 30 mm de espesor 19,94 Metros 8,2 163,51 3.8 Aislamiento de tubería de 35 mm de diámetro, 30 mm de espesor 62,24 Metros 9,28 577,59 3.9 Aislamiento de tubería de 42 mm de diámetro, 30 mm de espesor 54,34 Metros 10,23 555,9 3.10 Codo 90º de cobre 22 x 22 mm 9 Ud. 1,53 13,77 3.11 Codo 90º de cobre 35 x 35 mm 3 Ud. 9,18 27,54 3.12 Codo 90º de cobre 42 x 42 mm 4 Ud. 14,66 58,64 3.13 Unión en T 42-35-35 mm 1 Ud. 51,94 51,94 3.14 Unión en T 35-28-22 mm 4 Ud. 34,28 137,12 3.15 Unión en T 28-22-22 mm 4 Ud. 10,61 42,44 3.16 Unión en T 35 mm 1 Ud. 5,9 5,9 3.17 Unión en T 35-35-22 mm 2 Ud. 41,39 82,78 3.18 Vaso de expansión de 18 litros de la marca Wolf, o similar 1 Ud. 123 123 3.19 Válvula de seguridad 42 mm 3 Ud. 119,78 359,34 3.20 Válvula de retención 42 mm 2 Ud. 62,32 124,64 3.21 Válvula de corte 42 mm 19 Ud. 66,55 1264,45 3.22 Válvula de corte 22 mm 14 Ud. 32,08 449,12 3.23 Purgador de aire automático SOLARVENT o similar 7 Ud. 70,21 491,47 Total sistema hidráulico 8723,20 Tabla 4.3: Presupuesto del sistema hidráulico Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 87 4.4 Sistema de control y regulación Nº ord Concepto Cantidad Unidad Precio/Ud (€) Total (€) 4.1 Termómetro con escala de 0 a 120ºC 4 Ud. 12,30 49,20 4.2 Manómetro de Ø40 mm, escala entre 0 y 6 bar 4 Ud. 4,05 16,20 4.3 Centralita de control marca SOREL modelo XTDC 1 Ud. 416,89 416,89 Total sistema de control 482,29 Tabla 4.4: Presupuesto del sistema de control y regulación 4.5 Presupuesto instalación completa PRESUPUESTO TOTAL Sistema de captación 75087 € Sistema de interacumulación 61032 € Sistema hidráulico 8723,20 € Sistema de control 482,29 € PRESUPUESTO TOTAL SIN IVA 145324,49 € IVA (21%) 30518,14 € PRESUPUESTO TOTAL 175842,63 € RATIO €/𝒎𝟐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒑𝒕𝒂𝒄𝒊ó𝒏 1051,94 € Por lo tanto, el presupuesto final de la instalación es de CIENTO OCHENTA Y UN MIL SETECIENTOS NOVENTA Y SEIS EUROS CON VEINTISEIS CÉNTIMOS. 52,73% 40,54% 6,41% 0,32% SISTEMA DE CAPTACIÓN SISTEMA DE INTERACUMULACIÓN SISTEMA HIDRÁULICO SISTEMA DE CONTROL Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 88 5. PLANOS Diseño de una instalación de energía solar para producción de agua caliente en un hotel JESÚS PINILLOS BORALLA 89