PODER EJECUTIVO
MINISTERIO DE INDUSTRIA, ENERGÍA Y MINERÍA
Resolución S/n
Apruébanse las condiciones técnicas mínimas de calidad, seguridad y
eficiencia que deben cumplir las instalaciones solares térmicas para
calentamiento de agua.
(958*R)
MINISTERIO DE INDUSTRIA, ENERGÍA Y MINERÍA
Montevideo, 14 de Mayo de 2014
VISTO: la Ley N° 18.585 de 18 de setiembre de 2009 y su decreto
reglamentario N° 451/011 de 19 de diciembre de 2011.
RESULTANDO: I) que el artículo 9 de la Ley N° 18.585 y el artículo 16 del
Decreto N° 451/011 encomendó al Ministerio de Industria, Energía y Minería
determinar las normativas exigibles y aplicables para el equipamiento, en
lo referente a su calidad, seguridad y eficiencia;
II) que el artículo 2 del Decreto N° 451/011 encomendó al Ministerio de
Industria, Energía y Minería, establecer los criterios de dimensionamiento
a ser utilizados en el diseño de las instalaciones y de las posibles
exoneraciones.
CONSIDERANDO: I) que se ha entendido conveniente para su aplicación
incorporar directamente las normas correspondientes en el instructivo que
se aprueba como adjunto a la presente;
II) que la Asesoría Jurídica, al no existir elementos jurídicos a
observar, sugiere acceder a lo solicitado, dictándose la resolución
correspondiente.
ATENTO: a lo expuesto y las normas citadas.
EL MINISTRO DE INDUSTRIA, ENERGÍA Y MINERÍA
RESUELVE:
Apruébanse las condiciones técnicas mínimas de calidad, seguridad y
eficiencia que deben cumplir las instalaciones solares térmicas para
calentamiento de agua, que se anexan y forman parte integrante de la
presente resolución, y en formato de instructivo.
Apruébanse los criterios técnicos según lo previsto en los artículos 2,
4, 5, 6, 7 y 16 del Decreto N° 451/011 de 19 de diciembre de 2011, que se
anexan y forman parte integrante de la presente y en formato de
instructivo.
Comuníquese, publíquese y pase a la Dirección Nacional de Energía.
EDGARDO ORTUÑO.
Expediente N°: 2014-8-8-0000072
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
INSTRUCTIVO TÉCNICO (IT) DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
1. GENERALIDADES
Este Instructivo Técnico (IT) establece los criterios técnicos según lo
previsto en los Artículos 2, 4, 5, 6, 7 y 16 del Decreto N° 451/011,
reglamentario de la Ley 18.585.
1.1. Objeto y alcance del Instructivo Técnico
Este IT tiene por objeto definir las condiciones técnicas que deberán
cumplirse en el diseño y dimensionado de las instalaciones solares
térmicas para asegurar la calidad, seguridad y eficiencia del equipamiento
y sistemas de energía solar térmica a lo largo de toda su vida útil y que
ésta sea lo más larga posible.
Las instalaciones solares térmicas que quedan comprendidas en el ámbito de
aplicación de este IT son las destinadas a producción de agua caliente
sanitaria y calentamiento de piscinas cerradas. Este IT no será de
aplicación a las piscinas abiertas, las cuales serán objeto de una futura
reglamentación.
Adicionalmente, este IT especifica los criterios para posibles
exoneraciones, totales o parciales, y para establecer los correspondientes
procedimientos de actuación.
1.2. Edificaciones comprendidas
Los criterios de exoneración y calidad y eficiencia que se describen en
este IT serán aplicables a todas las edificaciones, de obra nueva o
rehabilitación integral de:
- Centros de asistencia de salud
- Hoteles
- Clubes deportivos
- Construcciones del sector público
- Piscinas Climatizadas cerradas
1.3. Normativa de referencia
Además de la Ley 18.585 y el decreto 451/011, para la implantación de este
IT siempre se utilizarán, como referencia, las "Especificaciones Técnicas
Uruguayas de las Instalaciones Solares Térmicas" (ETUS) que establecen las
condiciones técnicas mínimas que deben cumplir las instalaciones solares
térmicas, especificando los requisitos de seguridad, eficiencia, calidad,
fiabilidad y durabilidad
En este sentido, las ETUS complementan este IT y ambos documentos deben
ser considerados en conjunto.
Los requisitos técnicos están referidos a todo el proceso de desarrollo de
un sistema solar térmico (SST): diseño, selección de componentes, cálculo,
montaje y mantenimiento. Establece también, los requisitos técnicos y
normativos que deben cumplir los colectores, acumuladores y sistemas
prefabricados.
1.4. Criterios generales
El Responsable Técnico de la Instalación (RTI) realizará los proyectos de
las instalaciones solares térmicas con distintos niveles de contenido. En
el capítulo 13 de las ETUS se describen los distintos niveles con los
contenidos que deben ser incluidos y la utilidad de cada uno de ellos.
Los niveles establecidos son los siguientes:
A. Anteproyecto
B. Proyecto Básico
C. Proyecto Completo
D. Proyecto Detallado
E. Proyecto Ejecutado
Cuando se requiera justificar documentalmente alguna de las exigencias
establecidas en la Ley o el Decreto Reglamentario se utilizará el proyecto
del nivel adecuado al objetivo que se persigue.
1.5. Requisitos administrativos y documentación técnica necesaria
Este IT establece los criterios para desarrollar e implantar los
procedimientos necesarios para resolver las exoneraciones y el control de
calidad y eficiencia de las instalaciones establecidas de la Ley y el
Decreto Reglamentario.
Las edificaciones que no están comprendidas en el apartado 2.2 de este
instructivo, no deben cumplir estos requisitos administrativos, ni le son
de aplicación los apartados 3 y 4 del presente instructivo.
1. Para justificar la exoneración, que puede ser total o parcial, se
han establecido, en el apartado 3, las causas a considerar y los
criterios para justificarla.
2. Al presentar la solicitud de permiso de construcción ante la
Intendencia, el promotor debe presentar la autorización del proyecto
otorgada por URSEA.
3. URSEA tiene la potestad de realizar inspecciones de las SST conforme
a lo establecido en el artículo 27 del decreto N° 451/011.
Para el control administrativo de las instalaciones, se crea el registro
de proyectos en el sitio web www.energiasolar.gub.uy, tal y como se
describe en el apartado 4.
Se puede relacionar cada caso, con los trámites que se deben realizar y
con la documentación técnica necesaria, como se describe en el siguiente
cuadro:
Requisito Trámite ante URSEA Documentación técnica
Exoneración
(total o parcial) Solicitud de Constancia
de exoneración Según requisitos de las ETUs
Autorización de
proyecto Solicitud de Constancia
de autorización Proyecto completo
Inspección de
instalación Denuncia de
incumplimiento de SST Proyecto ejecutado
1.6. Tramitación técnica y administrativa
el promotor debe autorizar expresamente al RTI a realizar los trámites
técnicos y administrativos del SST ante la URSEA.
2. CONSUMO DE ENERGÍA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA (ACS)
2.1. Criterios de actuación
De información estadística de la DNE, surge que los consumos de energía de
agua caliente están directamente relacionados con la tipología de la
edificación y la actividad a la que va a estar destinada. Por tanto, la
determinación de que la previsión de consumo de agua caliente sea superior
o inferior al 20% del consumo energético total está relacionada a la
actividad prevista en la edificación.
2.2. Actividades desarrolladas en la edificación
En este capítulo se definen los edificios y/o actividades que deben
cumplir con los requisitos administrativos establecidos en el presente IT:
- Centro de asistencia de salud: hospitales, sanatorios, hogares para
adultos mayores con alojamiento permanente o transitorio de personas
para su atención y cuidado médico que dispongan de servicio de
duchas o baños de agua caliente para los pacientes.
- Hotel: todo establecimiento destinado al alojamiento de personas,
permanente o transitorio, tales como hoteles, apart-hoteles,
hosterías, moteles, hostales, hostel, hoteles de campo, estancias
turísticas, posadas de campo y campings.
- Club deportivo y gimnasios: cualquier establecimiento destinado a la
práctica de la actividad física y que disponga de vestuarios con
servicio de duchas de agua caliente.
- Sector público: edificación que disponga de alojamiento permanente o
transitorio de personas como cuarteles, centros de rehabilitación y
alojamiento transitorio de MIDES (centros de acogida) así como
centros de formación militar. Quedan asimismo comprendidos aquellos
edificios con vestuarios y servicios de duchas con agua caliente y
que cuenten con personal que preste servicios que por sus
características requieran la utilización habitual de agua caliente
sanitaria.
2.3. Procedimiento de actuación
Si la actividad a ser desarrollada en la construcción nueva o
rehabilitación integral no está incluida en las descriptas en el capítulo
2.2, el responsable de la obra solicitará directamente el permiso de
construcción a la Intendencia respectiva sin la intervención del RTI ni
de URSEA.
3. EXONERACIONES
3.1. Causas de exoneración
A los efectos de justificar documentalmente la exoneración total o parcial
de las exigencias de la Ley se considerarán las siguientes causales:
A. Utilización de otros sistemas renovables
B. Disponibilidad del recurso solar
C. Normativa vigente
D. Edificaciones protegidas
A. Utilización de otros sistemas renovables
Para justificar la exoneración por esta causa, se deberán cumplir los
siguientes requisitos:
1. Se define una instalación de referencia que está constituida por un
sistema solar térmico, que cumple los requisitos mínimos de aporte
energético establecidos en la Ley, complementado por un sistema
auxiliar que, como fuente de energía final, utilice:
- La energía existente, si no se modifica el sistema auxiliar.
- La energía disponible con menor factor de emisión, si la fuente es
de nueva implantación o se modifica la existente. Por energías
disponibles se entenderán aquellas fuentes de energía a las que
haya posibilidades de abastecimiento.
2. Se determina el consumo de energía y las emisiones producidas por
la instalación de referencia que se deducirán, a partir del consumo
de energía térmica auxiliar necesaria CEAUX, teniendo en cuenta:
- La energía y las emisiones de CO2 producidas
Consumo de energía: CE (MWh) = CEAUX / nut
Emisiones de CO2 : EMI (kg CO2) = CE (MWh) * FE (kg CO2/MWh)
- Los valores de rendimiento nut y los factores de emisión FE en kg
de CO2 por MWh de consumo de energía se obtendrán de la tabla
siguiente en función del combustible utilizado como sistema
auxiliar:
Tipo de combustible Rendimiento de
utilización (%) nut Factor de Emisión de CO2
eficaz (kg/MWh) FE
Gasoil 38,6 267
Fuel oil 56,4 279
GLP 48,4 227
Gas natural 52,9 202
Leña y residuos biomasa 40,8 0
Electricidad efecto joule 89,1 500
Electricidad Bomba de calor 240 500
3. Se determina el consumo de energía y las emisiones de dióxido de
carbono asociadas, de la solución alternativa basada en otras
renovables considerando, si las hubiera, las aportaciones
energéticas de las distintas fuentes. Se justificará que las
emisiones de dióxido de carbono no superen los valores de la
instalación de referencia.
4. Se definirá el procedimiento a establecer para realizar el
seguimiento de las condiciones de funcionamiento previstas
(monitorización de la instalación, contadores de energía, etc.) y
adoptar, si fuera necesario, las medidas correctoras
correspondientes.
B. Disponibilidad del recurso solar
Esta causal de exoneración podrá justificar aquellas situaciones que se
producen cuando la radiación solar, que debería incidir en la edificación,
esté afectada por barreras externas a la misma que pudieran producir
importantes sombras en el campo de colectores.
Se considerarán aptas para la instalación de colectores solares todas las
superficies que no estén afectadas por una reducción de la radiación
incidente superior al 10%.
Para comprobar el criterio anterior, se podrá obtener la reducción de la
radiación solar por sombras por comparación del perfil de los obstáculos
previstos en el diagrama de trayectorias aparentes del sol que, por
ejemplo, se pueden obtener de
http://solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.html o se podrá usar alguno de
los métodos de proyecciones estereográficas generalmente aceptados (Norma
UNIT 1026:99).
Se podrá utilizar un método simplificado de verificación geométrica que
consiste en descomponer todos los obstáculos previstos en una composición
de prismas rectos de base cuadrada y definir la envolvente de las zonas de
sombras de forma que se admitirá que cumplen la condición anterior las
superficies situadas al Sur del obstáculo y que estén fuera de la zona
determinada por::
- Las sombras frontales arrojadas hasta una distancia de 1,5 veces la
altura del obstáculo.
- Las sombras laterales arrojadas hasta una distancia lateral igual a
la altura del obstáculo
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
La altura del obstáculo h se define como la diferencia de alturas entre la
parte superior del prisma y la parte inferior de los colectores solares o,
por defecto, se considerará una elevación de 0,30 metros sobre el nivel de
suelo donde se apoyan los colectores.
Sobre las superficies libres de sombras se realizará la distribución de
colectores solares del proyecto de la SST que permita conseguir la máxima
contribución solar a la demanda energética anual de agua caliente.
C. Normativa vigente
Se podrá solicitar la exoneración cuando la normativa relativa a alturas
máximas permitidas en la zona de la edificación impida de forma evidente
la disposición de toda o parte de la superficie de colectores solares
necesaria.
Se presentará la documentación acreditativa con el estudio específico de
soluciones de distribución del campo de colectores solares y el cálculo de
prestaciones, para definir la propuesta de exoneración.
D. Edificaciones protegidas
Se podrá solicitar esta exoneración cuando se trate de edificaciones del
patrimonio histórico-artístico, declarados por la Comisión del Patrimonio
Cultural de la Nación del Ministerio de Educación y Cultura (MEC), las
cuales se pueden encontrar en el sitio web www.patrimoniouruguay.gub.uy
del MEC, justificando los casos en los que sea aplicable la exoneración
total o parcial.
3.2. Procedimiento de actuación
Si cualquiera de las causas anteriores conduce a la imposibilidad de
alcanzar la fracción solar mínima exigida, se podrá solicitar la
exoneración total o parcial del cumplimiento justificando las causas
correspondientes. URSEA deberá recibir toda la información necesaria para
realizar la evaluación del cumplimiento de los requisitos establecidos.
4. CONTROL DE CALIDAD Y EFICIENCIA
4.1. Documentación Técnica
El RTI deberá realizar el proyecto de la SST con el nivel que se requiera
en función del proceso en el que se encuentre conforme a los siguientes
criterios:
1. El RTI realiza el proyecto completo que debe registrar en la DNE y
que será analizado por la URSEA para obtener la constancia que deberá
incorporar en la solicitud del permiso de construcción del edificio.
2. Antes de empezar el montaje de la SST, el RTI realiza el proyecto
detallado que ejecutará la empresa instaladora. Este proyecto no se
utiliza para gestiones ante la DNE ni URSEA y es responsabilidad del RTI
que se cumplan los requisitos del proyecto completo aprobado.
3. Una vez realizada la instalación, verificada y aprobada por el RTI,
este realiza el proyecto ejecutado que debe registrar en la DNE. El
proyecto ejecutado deberá quedar en poder del propietario de la
instalación. URSEA podrá utilizar dicha información para inspección. En el
momento de la recepción, se deberá entregar al usuario el Manual de
Instrucciones con toda la información especificada.
4.2. Registro de proyectos
Todas las instalaciones solares alcanzadas por las obligaciones
establecidas en este instructivo deberán ser registradas en la DNE (sitio
web www.energiasolar.gub.uy) y, a esos efectos, deberán considerarse:
- El proyecto completo como requisito previo a la presentación en la
URSEA para solicitar el permiso de construcción.
- El proyecto ejecutado, como requisito previo a la recepción por parte
del usuario. Este proyecto será la base del procedimiento de
inspección que pueda ejercitar URSEA.
El RTI responsable del proyecto ejecutado, será responsable de validar las
modificaciones que se introduzcan en un proyecto previamente autorizado.
Por ello, el RTI deberá tomar precauciones especiales para controlar
escrupulosamente el cumplimiento de los criterios del proyecto completo
además de los requisitos mínimos de las ETUS.
4.3. Verificación de proyectos
El proyecto completo presentado por el RTI será analizado por la URSEA, la
que establecerá la documentación necesaria a presentar para esto.
4.4. Inspecciones y sanciones
La URSEA tendrá la potestad de controlar cualquier SST, para verificar que
el proyecto final cumpla con lo declarado, con este IT y con las ETUS.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS URUGUAYAS DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS
Marzo de 2014
ÍNDICE
01. GENERALIDADES 4
01.1 OBJETIVOS 4
01.2 ALCANCE 4
01.3 DESTINATARIOS 5
02. COMPONENTES Y MATERIALES 6
02.1 REQUISITOS GENERALES 6
02.2 COLECTORES 6
02.3 ACUMULADORES 7
02.4 INTERCAMBIADORES DE CALOR 9
02.5 BOMBAS DE CIRCULACIÓN 9
02.6 TUBERÍAS 10
02.7 VASOS DE EXPANSIÓN 10
02.8 VÁLVULAS Y ACCESORIOS 10
02.9 SISTEMAS PREFABRICADOS 11
03. CONFIGURACIONES 16
03.1 SISTEMAS Y CIRCUITOS DE LAS INSTALACIONES 16
03.2 CONFIGURACIONES DE LOS SISTEMAS PREFABRICADOS 17
03.3 CONFIGURACIONES DE LOS SISTEMAS A MEDIDA 19
04. CONDICIONES DE OPERACIÓN 21
04.1 TEMPERATURAS 21
04.2 PRESIÓN 22
04.3 ACCIÓN COMBINADA DE TEMPERATURA Y PRESIÓN 23
04.4 FLUIDOS DE TRABAJO 23
04.5 FLUJO INVERSO 24
04.6 DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN 24
04.7 SISTEMAS DE EXPANSIÓN ABIERTOS 28
05. INCORPORACIÓN DE LOS SST EN LAS EDIFICACIONES 29
05.1 SELECCIÓN Y DIMENSIONADO BÁSICO DE LA INSTALACIÓN 29
05.2 INTEGRACIÓN DE PEQUEÑOS SST EN LAS EDIFICACIONES 29
05.3 INTEGRACIÓN DE PEQUEÑOS SST EN LAS INSTALACIONES
SANITARIAS 33
05.4 GENERALIZACIÓN DE LA INTEGRACIÓN DE LOS SST EN LA
EDIFICACIÓN 37
05.5 GENERALIZACIÓN DE LA INTEGRACIÓN EN LA INSTALACIÓN
SANITARIA 38
05.6 PREINSTALACIONES SOLARES 39
06. DISEÑO 43
06.1 SISTEMA DE CAPTACIÓN 43
06.2 SISTEMA DE ACUMULACIÓN 45
06.3 SISTEMA DE INTERCAMBIO 47
06.4 CIRCUITO HIDRÁULICO 48
06.5 SISTEMAS DE MEDIDA 53
06.6 AISLAMIENTO TÉRMICO 56
06.7 SISTEMA ELÉCTRICO Y DE CONTROL 57
07. CALCULO 59
07.1 PARÁMETROS DE DEMANDA O DE USO 59
07.2 CÁLCULO DEL CONSUMO DE ENERGÍA TÉRMICA 62
07.3 PARÁMETROS CLIMÁTICOS 64
07.4 MÉTODOS DE CÁLCULO UTILIZABLES 64
07.5 MÉTODO DE CÁLCULO F-CHART 64
08. MONTAJE 66
08.1 CONDICIONES DE MONTAJE 66
08.2 REPLANTEO DE LA INSTALACIÓN 66
08.3 REQUISITOS GENERALES 66
08.4 MONTAJE DE SUBSISTEMAS 67
08.5 VERIFICACIÓN DE LA INSTALACIÓN 68
09. PRUEBAS, PUESTA EN MARCHA Y RECEPCIÓN. 69
09.1 PRUEBAS DE CIRCUITOS 69
09.2 LLENADO, PURGA Y PRESURIZACIÓN 70
09.3 PUESTA EN MARCHA 72
09.4 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO 73
09.5 RECEPCIÓN 75
10. OPERACIÓN, USO Y MANTENIMIENTO 76
10.1 MANUAL DE INSTRUCCIONES 76
10.2 CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO. 76
10.3 RECOMENDACIONES DE USO E INSTRUCCIONES DE SEGURIDAD. 76
10.4 PLAN DE VIGILANCIA. 78
10.5 PROGRAMA DE MANTENIMIENTO 80
11. APLICACIONES DE USO INDUSTRIAL 82
11.1 PARTICULARIDADES PARA LAS APLICACIONES DE USO INDUSTRIAL82
11.2 CONDICIONES DE CONTORNO Y DATOS DE PARTIDA 82
11.3 CÁLCULO 82
11.4 CONFIGURACIONES DE LAS INSTALACIONES 83
11.5 DISEÑO Y DIMENSIONADO DE SISTEMAS Y COMPONENTES 83
12. CALENTAMIENTO DE PISCINAS 84
12.1 PARTICULARIDADES SOBRE EL CALENTAMIENTO DE PISCINAS 84
12.2 CÁLCULO DE PISCINAS CUBIERTAS 84
12.3 CONFIGURACIÓN DE LAS INSTALACIONES 86
12.4 DISEÑO Y DIMENSIONADO DE SISTEMAS Y COMPONENTES. 87
13. DOCUMENTACIÓN Y FORMATOS 88
13.1 DOCUMENTACIÓN DE PROYECTO 88
13.2 FORMATOS RECOMENDADOS 91
13.3 DOCUMENTOS DE REFERENCIA 105
14. DATOS, DEFINICIONES Y ABREVIATURAS 107
14.1 TABLAS DE TEMPERATURAS Y RADIACIÓN 107
14.2 DEFINICIONES 111
14.3 ABREVIATURAS Y ACRÓNIMOS 114
01. GENERALIDADES
1. El objeto del documento es fijar las condiciones técnicas mínimas
que deben cumplir las instalaciones solares térmicas para
calentamiento de agua, especificando los requisitos de seguridad,
eficiencia, calidad, fiabilidad y durabilidad.
2. Estas Especificaciones Técnicas Uruguayas (en lo que sigue, ETUS)
pueden ser utilizadas como referencia en cualquier normativa,
proyecto o instalación que se realice en Uruguay.
01.1 OBJETIVOS
1. El objetivo principal de las ETUS es que todas las instalaciones de
energía solar térmica funcionen correctamente a lo largo de toda su
vida útil y que ésta sea lo más larga posible.
2. El segundo objetivo es que se puedan utilizar como referencia para
resolver la gestión técnica de los trámites que las instalaciones
deben cumplir y todos los aspectos relacionados con la normativa
vigente.
3. Para conseguir sus objetivos, se proporcionan criterios y se
establecen requisitos para todo el proceso de la instalación:
diseño, cálculo, selección de componentes, montaje, operación, uso y
mantención.
4. Las ETUS incluyen requisitos mínimos que son de obligado
cumplimiento (marcados en rojo y subrayados) y recomendaciones
técnicas que son de cumplimiento voluntario.
5. Para solucionar y simplificar la gestión técnica y administrativa,
se utilizan formularios únicos que incorporan toda la información
técnica de la instalación.
6. El uso de estas especificaciones en cada una de las fases de la
Instalación permitirá que la información básica tenga un mismo
formato y que los trabajos necesarios para aprobarlos, revisarlos,
supervisarlos, etc. se vean muy simplificados.
01.2 ALCANCE
1. Las ETUS es un documento técnico para aplicaciones de agua caliente
sanitaria. El calentamiento del agua del vaso de piscinas se añade,
en un capítulo específico, como un proceso complementario al de la
instalación de agua caliente sanitaria. Asimismo, se configura un
capítulo exclusivamente destinado al calentamiento de agua para
procesos industriales.
2. Son de aplicación a instalaciones solares térmicas de baja
temperatura de cualquier tamaño.
3. Las ETUS son aplicables tanto a sistemas solares a medida como a
sistemas prefabricados que son definidos en las Normas UNIT 1185 y
1195:
- Los sistemas a medida son aquellos sistemas construidos de forma
única, o montados eligiéndolos de una lista de componentes. Los
sistemas de esta categoría se consideran como un conjunto de
componentes. Los componentes se ensayan de forma separada y los
resultados de los ensayos se integran en una evaluación del
sistema completo.
- Los sistemas prefabricados son lotes de productos con una marca
comercial, que se venden como equipos completos y listos para su
instalación, con configuraciones fijas. Los sistemas de esta
categoría se consideran como un solo producto y se evalúan como
un todo. Si un sistema prefabricado se modifica cambiando su
configuración o cambiando uno o más de sus componentes, el
sistema modificado es considerado como un nuevo sistema, para el
cual es necesario un nuevo informe de ensayo.
4. En cualquiera de los casos, sólo se admitirán sistemas indirectos;
es decir, no se permitirán aquellos casos en los que el agua de
consumo pueda circular directamente por los colectores solares.
5. En los sistemas prefabricados la circulación puede ser natural
(termosifón) o forzada, mientras que en los sistemas a medida
solamente podrá ser de tipo forzada.
6. Existe la posibilidad, para facilitar el desarrollo tecnológico y
fomentar la innovación, que se puedan hacer excepciones en los
requisitos obligatorios. Esos casos deberán ser expresamente
aprobados por parte de la Dirección Nacional de Energía (DNE) y se
le solicitará aportando la documentación y pruebas que justifiquen
la excepcionalidad pero aseguren el buen funcionamiento de la
instalación y unas prestaciones mejores, o equivalentes, a las
previstas.
01.3 DESTINATARIOS
1. Estas ETUS están dirigidas a todos los técnicos que estén
involucrados en cualquiera de las actividades del sector (promoción,
arquitectura, ingeniería, fabricación, distribución, instalación,
supervisión, mantenimiento, etc.), incluyendo a los técnicos de las
Administraciones y Entidades Públicas.
2. Especialmente son destinatarios de estas especificaciones los
Responsables Técnicos de Instalaciones (RTI), definidos en el
Artículo 13 del Decreto del Poder Ejecutivo N° 451-011, que deberán
aplicarlas en todas las actividades que puedan desarrollar:
- Realizar anteproyecto o proyecto de la instalación
- Diseñar bases técnicas para licitaciones y ofertas
- Asesorar al usuario en la evaluación técnica y económica de
propuestas
- Supervisar la ejecución y realizar el control de calidad del
montaje
- Entregar la instalación al usuario junto con toda la
documentación
- Realizar el seguimiento y evaluación de resultados
- Controlar las condiciones de mantenimiento, garantía y
seguros.
- Incorporar datos al registro de instalaciones.
- Emitir informes sobre el estado y el funcionamiento de la
instalación
3. También son destinatarios los Responsables Técnicos de Equipamiento
(RTE), referenciados en los literales e) del Artículo 11 y d) del
Artículo 12 del Decreto del Poder Ejecutivo N° 451-011, que deberán
respetarlas en las actividades que les sean de aplicación.
4. Para dar uniformidad a la documentación de la instalación, se deberá
utilizar el documento denominado Memoria Técnica (en lo que sigue,
MT) que incluye toda la información que debe haberse empleado a lo
largo del proyecto. En el capítulo 13 se aporta mayor detalle sobre
esta información y el formato de MT a utilizar.
02. COMPONENTES Y MATERIALES
02.1 REQUISITOS GENERALES
1. La MT especificará todas las características de cada uno de los
componentes de acuerdo con los formatos incorporados en el capítulo
13 o con las fichas técnicas de los fabricantes.
2. Los datos que se utilicen, que estarán suficientemente documentados,
deberán proceder de ensayos de certificación o de información
respaldada con solvencia suficiente.
3. Toda la información que acompaña a los equipos deberá expresarse, al
menos, en español y en unidades del Sistema Internacional.
4. Todos los componentes deberán cumplir la normativa vigente que les
sea de aplicación y dispondrán de los certificados correspondientes
o, cuando se sustituya el cumplimiento de normas por requisitos
provisionales, la documentación establecida que lo justifique.
5. Todos los componentes, materiales y accesorios de la instalación
deberán estar preparados para resistir las condiciones de presión y
temperatura extremas a las que pueden estar sometidos. Estas
condiciones de trabajo, para cada uno de los circuitos se definirán
de acuerdo con los contenidos del capítulo 04.
6. Todos los componentes materiales y accesorios que se instalen al
exterior deberán estar expresamente diseñados y preparados para
resistir las condiciones exteriores a las que vayan a estar
expuestos: rayos UV, oxidación por acción combinada de agua y aire,
etc.
7. Todos los materiales deberán ser compatibles con los fluidos de
trabajo que puedan contener; especial precaución se tendrá con los
materiales en contacto con el agua caliente sanitaria a la que no
podrán contaminar.
02.2 COLECTORES
1. El sistema de captación podrá estar constituido por colectores
solares planos o por colectores de tubos de vacío que cumplan la
normativa vigente o, alternativamente, los requisitos provisionales
establecidos en 02.2.1. Adicionalmente, y en cualquiera de los
casos, también deben cumplir los requisitos adicionales indicados
en 02.2.2 que les sean de aplicación.
2. Para acreditar el cumplimiento de la normativa vigente, el colector
solar deberá disponer del certificado de conformidad con las
siguientes normas UNIT:
- Requisitos generales UNIT 705. Sistemas solares térmicos y
componentes. Colectores solares, requisitos.
- Ensayos de rendimiento UNIT-ISO 9806-1. Métodos de ensayo
para colectores solares. Parte 1: Desempeño térmico de
colectores con vidrio de calentamiento líquido considerando
caída de presión
- Ensayos de calificación UNIT-ISO 9806-2. Métodos de ensayos
para colectores solares. Parte 2: Procedimientos de ensayo
de calificación.
3. Los datos para la caracterización térmica, hidráulica y mecánica del
colector solar deberán proceder de los resultados del ensayo o de
fuentes de acreditada solvencia.
02.2.1 Requisitos provisionales
1. Los requisitos provisionales para colectores solares planos serán
los siguientes:
- El espesor del vidrio deberá ser mayor o igual a 3 mm.
- Las juntas elásticas deberán ser resistentes a las
condiciones exteriores.
- La caja o carcasa del colector, incluido el cerramiento
posterior, no será afectada por las condiciones exteriores y
será compatible con los materiales con los que esté en
contacto.
2. Los requisitos provisionales para colectores de tubos de vacío serán
los siguientes:
- Las juntas elásticas deberán ser resistentes a las
condiciones exteriores.
- El material de los tubos será de vidrio al borosilicato.
- Construidos con dos tubos de vidrio concéntricos.
- Vacío en la cámara entre los tubos con presión inferior a
5.10.3 kPa.
- Espesor de vidrio del tubo exterior no inferior a 2 mm. para
diámetro de tubo de 58 mm y a 1,8 mm para diámetro de tubo
de 47 mm.
02.2.2 Requisitos adicionales
1. Los requisitos adicionales para colectores solares planos serán los
siguientes:
- La cubierta del colector deberá ser de vidrio templado. No se
admiten cubiertas de ningún material plástico.
- El absorbedor deberá ser de material metálico.
- El circuito hidráulico del colector deberá ser metálico, pero
no de aluminio, y debe estar firmemente unido al
absorbedor.
- El circuito hidráulico del absorbedor del colector en
sistemas termosifón no podrá ser del tipo serpentín.
- El aislamiento posterior del colector tendrá un espesor
mínimo de 30 mm para un material de conductividad 0,040 W/mK
o equivalente.
2. No existen requisitos adicionales para colectores de tubos de
vacío.
02.2.3 Estructura soporte y sujeción del colector
1. La estructura soporte cumplirá todos los requisitos establecidos en
la normativa vigente y dispondrá de un certificado de resistencia o
de seguridad estructural, realizado por técnico competente conforme
a la legislación Uruguaya, que garantice su estabilidad frente a
todas las acciones a las que pueda estar sometida. En particular, la
acción del viento estará determinada conforme a la norma UNIT 50.
2. Todos los materiales de la estructura soporte deben ser resistentes
a la acción de los agentes ambientales o deben ser protegidos de los
mismos, en particular contra el efecto de la radiación solar y la
acción combinada del aire y el agua
3. Las estructuras de acero deben protegerse mediante galvanizado por
inmersión en caliente, pinturas orgánicas de zinc o tratamientos
anticorrosivos equivalentes.
4. La realización de taladros en la estructura se deberá llevar a cabo
antes de proceder al galvanizado o protección de la estructura.
5. La tornillería y piezas auxiliares deberán estar protegidas por
galvanizado o cincado, o bien serán de acero inoxidable.
02.3 ACUMULADORES
1. Los acumuladores solares deben cumplir la normativa vigente o,
alternativamente, los requisitos provisionales establecidos en
02.3.1. Adicionalmente, y en cualquiera de los casos, también deben
cumplir los requisitos adicionales indicados en 02.3.2 que les sean
de aplicación.
2. Para acreditar el cumplimiento de la normativa vigente, el
acumulador solar deberá disponer del certificado de conformidad con
la norma UNIT 1195.
02.3.1 Requisitos provisionales
1. Las condiciones extremas que soportan los acumuladores serán
definidas por el fabricante:
- La presión máxima de trabajo (en bar).
- La temperatura máxima de trabajo (en° C).
2. La presión máxima se justificará por el cumplimiento del ensayo de
resistencia a presión previsto en la norma UNIT 1195 o equivalente.
3. Para la caracterización térmica del acumulador solar se utilizarán
los criterios establecidos en este apartado y, para definirlos, se
tendrán en cuenta las características y situación de las conexiones
de entrada y salida con los requisitos del apartado A) y las
pérdidas térmicas del acumulador de acuerdo con los requisitos del
apartado B).
A) CONEXIONES DE ENTRADA Y SALIDA
1. En acumuladores verticales, el punto final de la tubería de entrada
de agua caliente del intercambiador o de los colectores al
acumulador se localizará por la parte superior de éste,
preferentemente a una altura comprendida entre el 50% y el 75% de la
altura total del acumulador.
2. El punto final de la tubería de salida de agua fría del acumulador
hacia el intercambiador o los colectores se realizará por la parte
inferior de éste, preferentemente a una altura comprendida entre el
5% y el 10% de la altura total del acumulador.
3. El serpentín incorporado al acumulador solar se situará en la parte
inferior del mismo, preferentemente entre el 10% y el 60% de la
altura total del acumulador. En este caso no es necesario que el
punto final de entrada de agua caliente se localice en la parte
superior de éste.
4. En los acumuladores horizontales las tomas de agua caliente y fría
estarán situadas en extremos diagonalmente opuestos de forma que se
eviten caminos preferentes de circulación del fluido.
5. La alimentación de agua fría al acumulador solar se realizará por la
parte inferior, alcanzando el punto final de la tubería una altura
máxima del 10% de la altura total del acumulador. Esta alimentación
de agua fría, debería estar equipada con un sistema que evite que la
velocidad de entrada del agua destruya la estratificación en el
acumulador.
6. La extracción de agua caliente del acumulador solar se realizará por
la parte superior a una altura comprendida entre el 90% y el 100% de
la altura total del acumulador. Se recomienda que la salida de agua
del acumulador se realice por un lateral y que esa toma llegue hasta
la parte más alta mediante un tubo interior.
B) PÉRDIDAS TÉRMICAS DEL ACUMULADOR
1. El aislamiento térmico será el necesario para justificar el
cumplimiento de las pérdida térmicas máximas establecidos en el
apartado 6.3.7 de la norma UNIT 1195 o, alternativamente, tendrá un
espesor mínimo de 50 mm para un material de conductividad 0,040 W/mK
o equivalente.
02.3.2 Requisitos adicionales
1. El acumulador llevará una placa de identificación situada en lugar
claramente visible y escrita con caracteres indelebles en la que
aparecerán, entre otros, los siguientes datos:
- Nombre y señas de identificación del fabricante
- Marca y modelo
- Año y número de fabricación.
- Volumen (en litros)
- Presión máxima de trabajo (en bar)
- Temperatura máxima de trabajo (en° C)
2. Los datos anteriores, alternativa o complementariamente, deberán
estar incorporados en la documentación técnica del acumulador
facilitada por el fabricante.
3. En los acumuladores destinados a contener agua caliente sanitaria
para el sector residencial, la presión máxima de trabajo no será
inferior a 6 bar.
4. Los acumuladores vendrán equipados de fábrica con las bocas
necesarias soldadas antes de efectuar el tratamiento de protección
interior.
5. El material del cuerpo interior de los acumuladores de agua caliente
sanitaria podrá ser de:
- Acero con tratamiento interior vitrificado
- Acero con tratamiento de protección interior mediante resinas
epoxi o equivalente.
- Acero inoxidable (de calidad AISI 316 L o similar)
- Acumuladores de cobre
6. Todos los acumuladores, excepto los de cobre, se protegerán siempre
frente a la corrosión mediante protecciones activas permanentes
(protección catódica) o mediante protecciones pasivas recambiables
(ánodo de sacrificio)
7. El material aislante situado a la intemperie deberá 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 protegido con pinturas
asfálticas o poliésteres reforzados con fibra de vidrio. También
podrá ser de chapa metálica de acero inoxidable, de aluminio
anodizado o acero cincado y lacado. La envolvente exterior tendrá el
espesor y las características constructivas necesarias para resistir
y evitar abolladuras.
8. En el caso de equipos no situados a la intemperie, y que no
requieran protección mecánica, podrán usarse forros de telas
plásticas como protección del material aislante o pinturas plásticas
compatibles con el material aislante.
9. Para los acumuladores utilizados al exterior, la envolvente exterior
tendrá el espesor y las características constructivas necesarias
para garantizar su resistencia estructural, para evitar abolladuras
y será compatible con el resto de materiales con los que esté en
contacto. Al exterior no podrán usarse forros de telas plásticas
como protección del material aislante.
10. Los acumuladores mayores de 750 litros dispondrán de una boca de
hombre con un diámetro mínimo de 400 mm., fácilmente accesible, que
permita la inspección adecuada del interior.
11. Los acumuladores de las instalaciones de energía solar pueden
disponer de uno o más intercambiadores de calor incorporados. En
estos casos se denominarán interacumuladores y deberán cumplir,
además de los requisitos establecidos para el acumulador, los
correspondientes a los intercambiadores incorporados que se
establecen en el apartado 02.4.2.
02.4 INTERCAMBIADORES DE CALOR
1. El intercambiador de calor debe cumplir, además de la normativa
vigente que le sea de aplicación, los requisitos establecidos en los
apartado 02.4.1 y 02.4.2.
2. El material en contacto con el agua caliente sanitaria será cobre,
acero inoxidable o titanio.
02.4.1 Intercambiadores externos
1. Los datos del intercambiador incluidos en la documentación técnica
facilitada por el fabricante, y que se podrán incorporar en una
placa de identificación situada en lugar claramente visible y
escrita con caracteres indelebles, serán, al menos, los siguientes:
- Nombre y señas de identificación del fabricante
- Marca y modelo
- Presión máxima de trabajo (en bar)
- Temperatura máxima de trabajo (en° C)
- Número de placas, superficie de intercambio y/o valores
identificativos del tamaño
- Potencia nominal
- Caudal y pérdida de carga nominal en primario y secundario
- Salto de temperatura nominal en primario y secundario
2. Los intercambiadores normalmente son de placas, desmontables o
electrosoldadas, pero también pueden ser de otros tipos: carcasa y
tubos, tubulares u otros.
02.4.2 Intercambiadores incorporados
1. Los datos del intercambiador aparecerán en la placa de
identificación del interacumulador o en la documentación técnica. Se
indicarán, además de los datos del acumulador, los siguientes:
- Área de intercambio térmico (en m2)
- Presión máxima de trabajo del circuito primario (en bar)
- Temperatura máxima de trabajo del circuito primario (en° C)
2. Se podrán utilizar intercambiadores de serpentín, de doble
envolvente o de baño interior.
3. Para los acumuladores utilizados en equipos termosifón, el diseño y
la pérdida de carga del intercambiador de calor del circuito de
calentamiento facilitará la circulación natural.
02.5 BOMBAS DE CIRCULACIÓN
1. La bomba de circulación llevará una placa de identificación situada
en lugar claramente visible y escrita con caracteres indelebles en
las que aparecerán los siguientes datos:
- Nombre y señas de identificación del fabricante
- Marca y modelo
- Presión máxima de trabajo (en bar)
- Temperatura máxima de trabajo (en° C)
- Características de alimentación y de potencia eléctricas
2. Las bombas de circulación podrán ser de rotor seco o húmedo.
3. Los materiales de la bomba del circuito primario serán compatibles
con el fluido de trabajo utilizado.
4. En circuitos de agua caliente sanitaria, los materiales de la bomba
serán resistentes a la corrosión y a las incrustaciones calcáreas
(bronce, acero inoxidable, etc.)
02.6 TUBERÍAS
1. En el circuito primario de la instalación solar podrán utilizarse
tuberías de cobre, de acero negro o de acero inoxidable compatible
con el fluido que utilizan, que soporten las condiciones extremas de
funcionamiento en función de su ubicación. No se deben utilizar
tuberías de material plástico en el circuito primario.
2. En los circuitos de agua caliente sanitaria (secundario y de
consumo) podrán utilizarse cobre y acero inoxidable. Sólo podrán
utilizarse materiales plásticos que soporten las condiciones
extremas de presión y temperatura en la parte del circuito donde
vayan a ser instalados y que estén autorizadas por la normativa
vigente.
3. Las tuberías de cobre serán tubos estirados en frío y sus uniones
serán realizadas por accesorios a presión que soporten las
condiciones extremas o mediante soldadura por capilaridad. Se
realizará soldadura fuerte cuando la temperatura del circuito pueda
superar en algún momento los 125° C.
4. Cuando sea imprescindible utilizar materiales diferentes en el mismo
circuito se tomarán las medidas necesarias en función de las
características del circuito, del fluido de trabajo y de los
materiales de las tuberías.
02.7 VASOS DE EXPANSIÓN
1. Los vasos de expansión serán siempre cerrados. Se admitirán sistemas
de expansión abiertos cuando expresamente estén autorizados por la
DNE y se cumplan los requisitos del apartado 4.7
2. El vaso de expansión llevará una placa de identificación situada en
lugar claramente visible y escrita con caracteres indelebles en las
que aparecerán los siguientes datos:
- Nombre y señas de identificación del fabricante
- Marca y modelo
- Volumen total (en litros)
- Presión máxima de trabajo (en bar)
- Temperatura máxima de trabajo (en° C)
3. Se recomienda que los vasos de expansión utilizados en los circuitos
primarios tengan una temperatura máxima de funcionamiento superior a
100° C 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.
4. 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.
5. Los vasos de expansión instalados a la intemperie deben estar
expresamente diseñados para ello.
02.8 VÁLVULAS Y ACCESORIOS
02.8.1 Generalidades
1. Las válvulas llevarán impreso de forma indeleble el diámetro
nominal, la presión nominal y, si procede, la presión de ajuste.
2. La elección de las válvulas se realizará, de acuerdo con la función
que desempeñan y las condiciones extremas de funcionamiento
siguiendo los siguientes criterios:
- Para aislamiento: válvulas de esfera.
- Para equilibrado: válvulas de asiento, de presión
diferencial, manuales o automáticas.
- 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 muelle o de resorte.
- Para antirretorno o de retención: válvulas de bola, de
resorte, de clapeta, etc.
3. No se permitirá la utilización de válvulas esclusas o de compuerta.
4. Las válvulas de seguridad, por su importante función, deben ser
capaces de derivar la potencia máxima del colector o grupo de
colectores, incluso en forma de vapor, de manera que en ningún caso
sobrepase la máxima presión de trabajo del colector o del sistema.
5. 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 150°
C.
02.8.2 Materiales
1. 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 durocromado o acero inoxidable.
Asientos, estopada y juntas de teflón.
Podrán ser de latón estampado (diámetros inferiores a 2") con esfera
de latón durocromado.
- 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.
- Válvulas de seguridad de resorte:
Cuerpo de bronce o latón (hasta 2") o hierro fundido o acero con
escape conducido.
Obturador y vástago de acero inoxidable.
Prensa-estopas de latón.
Resorte en acero especial para muelle.
- Válvulas de retención de clapeta:
Cuerpo y tapa de bronce o latón.
Asiento y clapeta de bronce.
Conexiones rosca hembra.
- Válvulas de retención de muelle:
Cuerpo y tapa de bronce o latón.
Asiento y clapeta de bronce.
Conexiones 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.
02.9 SISTEMAS PREFABRICADOS
1. El sistema prefabricado deberá cumplir la normativa vigente o,
alternativamente, los requisitos provisionales establecidos en
02.9.1. Adicionalmente, y en cualquiera de los casos, también deben
cumplir los requisitos adicionales indicados en 02.9.2 que les sean
de aplicación.
2. Para acreditar el cumplimiento de la normativa vigente, el sistema
prefabricado deberá disponer del certificado de conformidad con las
siguientes normas UNIT:
- Requisitos generales: UNIT 1185 Sistemas solares térmicos y
componentes. Sistemas prefabricados, requisitos
- Ensayos de rendimiento: UNIT-ISO 9459-2 Calentamiento solar.
Sistemas de calentamiento de agua sanitaria. Parte 2:
Métodos de ensayo exteriores para la caracterización y
predicción de rendimiento anual de los sistemas solares.
Alternativamente a esta norma se podrá utilizar la UNIT-ISO
9459-5 (en preparación)
- Ensayos de calificación: UNIT 1184 Sistemas solares térmicos
y componentes. Sistemas prefabricados. Parte 2: Métodos de
ensayo
02.9.1 Requisitos provisionales
1. Se deberán cumplir los requisitos provisionales indicados en la
tabla siguiente que podrán ser aplicables a colectores planos o de
tubos de vacío, según se indica en la columna correspondiente, o a
ambos:
2. Los requisitos están agrupados en generales (GEN), del colector
(COL), del acumulador (ACU), del circuito primario (PRI), de la
estructura (EST), normas y documentación (NOR) y suministro (SUM)
que se refiere a los componentes que deben estar incluidos en el
suministro.
COLECTOR SOLAR PLANO COLECTOR SOLAR DE TUBOS DE VACÍO
GEN 1 El volumen de la acumulación deberá ser inferior a 600
litros
2 Deberá especificarse la temperatura máxima de trabajo del
circuito de consumo (por ejemplo, dato experimental tras 3
días de sol de verano sin consumo) e informar las soluciones a
adoptar en el caso que sea superior a 60°C.
COL 3 El espesor del vidrio deberá
ser mayor o igual a 3 mm.
4 Las juntas elásticas deberán ser resistentes a las condiciones
exteriores.
5 La caja o carcasa del
colector, incluido el
cerramiento posterior, no
será afectada por las
condiciones exteriores y
será compatible con el resto
de materiales con los que esté
en contacto.
6 El material de los tubos será
de borosilicato.
7 Construidos con dos tubos de
vidrio concéntricos.
8 Vacío en la cámara entre los
tubos con presión inferior a
5.10 (-3) kPa.
9 Espesor de vidrio del tubo
exterior no inferior a 2 mm.
para diámetro de tubo de 58 mm
y a 1,8 mm para diámetro de
tubo de 47 mm.
ACU 10 El acumulador debe disponer de protección catódica mediante
ánodo de sacrificio o por corriente inversa (excepto para el
cobre).
11 La envolvente podrá ser de chapa metálica de acero inoxidable,
de aluminio anodizado o acero cincado y lacado; u otro material
que soporte ser instalado a la intemperie.
PRI 12 Las tuberías del circuito primario serán de cobre o de
acero.
13 Ni la tubería ni ninguno de los accesorios de conexión del
circuito primario podrán ser de material plástico.
14 Deberán justificarse los procedimientos para evitar
circulación nocturna inversa.
15 El diseño y dimensionado del sistema de expansión, justificará
que en cualquier condición de funcionamiento no se expulsa
fluido al exterior.
EST 16 La estructura del equipo no será afectada por las
condiciones exteriores y será compatible con el resto de
materiales con los que esté en contacto.
17 El diseño de la estructura y su manual de aplicación,
definirán claramente los sistemas de apoyo y de sujeción que
puedan utilizarse.
NOR 18 Cumplir los requisitos mínimos establecidos en los
apartados 4.1 a 4.7 de la norma UNIT 1185, excluidos los
ensayos.
SUM 19 Colector y acumulador.
20 La estructura soporte de todos los componentes del equipo
hasta, como mínimo, 4 puntos de apoyo que podrán utilizarse
directamente o, a través de estructuras intermedias.
21 Circuito primario completo incluyendo las tuberías con todo el
aislamiento y su protección, todos los componentes hidráulicos,
el sistema de llenado y, si lo tuviera, el de vaciado.
22 Las únicas terminaciones hidráulicas del circuito de consumo
serán la entrada de agua fría y la salida de agua caliente.
23 Manual de instalador y usuario.
24 Etiqueta con número de serie.
NOR 24 Cumplir los requisitos mínimos establecidos en los
apartados 4.1 a 4.7 de la norma UNIT 1185, excluidos los
ensayos.
02.9.2 Requisitos adicionales
1. Se deberán cumplir los requisitos adicionales indicados en la
tabla siguiente que podrán ser aplicables a colectores planos o
de tubos de vacío, según se indica en la columna correspondiente,
o a ambos:
COLECTOR SOLAR PLANO COLECTOR SOLAR DE TUBOS DE VACÍO
GEN 1 CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN. Cumplimiento de las categorías
admitidas y rechazadas según se definen en el apartado 03.2
2 ÁREA MÍNIMA: La superficie de apertura deberá ser mayor o igual
a 1,5 m2.
3 RELACIÓN VOLUMEN/ÁREA: La relación Volumen del acumulador/Área
de apertura, deberá estar comprendida entre 60 y 120 l/m2.
Volumen de acumulación deberá ser mayor o igual a 120 litros.
4 PRESIÓN DE TRABAJO: La presión máxima de trabajo del circuito
de consumo no será inferior a 6 bar.
COL 5 La cubierta del colector deberá
ser de vidrio templado. No se
admiten cubiertas de ningún
material plástico.
6 El absorbedor deberá ser
metálico.
7 El circuito hidráulico del
colector deberá ser metálico,
pero no de aluminio, y debe estar firmemente unido al
absorbedor.
8 El circuito hidráulico del
absorbedor del colector en
sistemas termosifón no podrá
ser del tipo serpentín.
9 El aislamiento posterior del
colector tendrá un espesor mínimo
de 30 mm para un material de
conductividad 0,040 W/mK o
equivalente.
ACU 10 El material interior del acumulador en contacto con agua
sanitaria podrá ser:
- de cobre
- de acero con protección mediante vitrificado (con espesores de
acero y vitrificado adecuados a las dimensiones del acumulador)
- de acero inoxidable 316 L
11 El aislamiento térmico tendrá un espesor mínimo de 50 mm para
un material de conductividad 0,040 W/mK o equivalente.
12 La envolvente exterior del acumulador no estará afectada por
las condiciones exteriores y será compatible con el resto de
materiales con los que esté en contacto.
13 La envolvente exterior tendrá el espesor y las características
constructivas necesarias para darle la resistencia mecánica
suficiente y para reducir los problemas de abolladuras.
14 Cuando el equipo tenga el
intercambiador en el circuito
de calentamiento, la superficie
útil de intercambio térmico
será superior a 0,2 m2 por metro
cuadrado de colector solar.
15 En los equipos termosifón, el diseño y la pérdida de carga del
intercambiador de calor del circuito de calentamiento
facilitarán la circulación natural.
16 Cuando el equipo tenga el intercambiador en el circuito de
consumo, el diseño y el dimensionado del mismo establecerán el
caudal para el que se garantiza que, con 50° C de temperatura en
el acumulador, el agua de consumo tiene un salto de temperatura
de 15° a 45°C.
17 El equipo solar no deberá introducir diferencias
significativas en las pérdidas de carga de los circuitos de agua
fría y caliente de la instalación; se definirán los valores para
distintos caudales de diseño.
PRI 18 En los equipos termosifón, el
diámetro de las tuberías y el
trazado de las mismas facilitarán
la circulación natural y evitará
posibles retenciones de aire.
19 El aislamiento térmico de las tuberías y de todos los
accesorios del circuito tendrán
un espesor mínimo de 18 mm para
un material de conductividad 0,040
W/mK o equivalente. El aislamiento
será resistente a temperaturas
mayores o iguales a 120°C.
20 El aislamiento térmico dispondrá de
una protección mecánica, rígida o
flexible, que no podrá estar afectada
por las condiciones exteriores ni
otros elementos externos. Se considera
que estos requisitos no se pueden
cumplir con una protección que sólo
utilice pintura.
EST 21 Se dispondrá de certificado de resistencia o de seguridad
estructural, realizado por técnico competente conforme a la
legislación Uruguaya, que garantice su estabilidad frente a
todas las acciones a las que pueda estar sometida. En
particular, la acción del viento estará determinada conforme a
la norma UNIT 50.
22 Los materiales de la estructura podrán ser de acero
inoxidable, de acero galvanizado en caliente, aluminio anodizado
o de acero prepintado. No se permitirán cortes ni taladros en la
estructura después del tratamiento.
NOR 23 La documentación del instalador y el usuario así como el
modelo de la etiqueta deberán estar traducidas al español y debe
cumplir con la norma UNIT 1185 en todo lo que sea de aplicación.
SUM 24 Listado de verificación que incluye el suministro para
poder verificarlos.
25 El fluido anticongelante necesario para realizar, como mínimo,
un primer llenado.
26 El grupo de alimentación que, como mínimo, incluye válvula de
retención y de seguridad forma parte del suministro y
opcionalmente puede incluir válvula de corte y de vaciado. La
presión de tarado de la válvula de seguridad estará conforme a
la reglamentación aplicable.
27 Válvula mezcladora termostática incluida en el suministro del
equipo. Para 1) proteger contra quemaduras y 2) para dar
estabilidad y regular la temperatura de suministro al consumo
que es una característica de la calidad del servicio.
28 Completar los datos técnicos del sistema en el apartado 13.2.2.
03. CONFIGURACIONES
1. En este capítulo se establece la denominación de los sistemas y
circuitos que componen los Sistemas Solares Térmicos (en lo que
sigue, SST) y las posibles configuraciones a emplear y los criterios
para su selección.
2. La MT especificará la configuración seleccionada de entre las que
figuran en este capítulo con las consideraciones adicionales
necesarias para su completa definición.
03.1 SISTEMAS Y CIRCUITOS DE LAS INSTALACIONES
1. Una instalación solar térmica transforma la energía radiante emitida
por el sol en energía térmica y la acumula, en forma de agua
caliente, para pasar al sistema auxiliar o de apoyo antes de su
posterior consumo.
2. En el esquema básico de funcionamiento de una instalación solar
térmica para preparación de ACS pueden diferenciarse los siguientes
sistemas:
- Sistema de captación: transforma la radiación solar incidente en
energía térmica aumentando la temperatura de un fluido de trabajo.
- Sistema de acumulación: almacena el agua caliente hasta que se
precise su uso.
- Sistema de intercambio: realiza la transferencia de energía térmica
entre el fluido de trabajo que circula por el circuito primario y el
del circuito secundario (agua de consumo).
- Sistema auxiliar o de apoyo: complementa el aporte solar
suministrando la energía necesaria para cubrir el consumo previsto.
- Red hidráulica: está constituido por todos los circuitos hidráulicos
que son los conjuntos de cañerías, con su aislante, accesorios,
bombas, válvulas, etc. que interconectan los distintos sistemas y
mediante la circulación de fluidos producen la transferencia de
calor desde el sistema de captación hasta el consumo
- Sistema eléctrico y de control: aplica las estrategias de
funcionamiento y de protección organizando el arranque y parada de
bombas, las posibles actuaciones de las válvulas de tres vías (si
las hubiera) y cualquier otra actuación electromecánica que se
prevea.
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3. Asimismo, se pueden distinguir tres circuitos hidráulicos
distintos:
- Circuito primario: permite la circulación del fluido a través de los
colectores que recogen la energía térmica y la transporta hasta el
intercambiador.
- Circuito secundario: recoge en el intercambiador la energía captada
por el circuito primario y la transfiere al sistema de acumulación.
- Circuito de consumo: transporta agua potable de consumo y comprende
desde el punto que conecta con la red de acometida de agua fría,
pasando por los sistemas de acumulación y de apoyo, hasta la red de
distribución que alimenta a los puntos de consumo. A veces puede
disponer de un circuito de recirculación para acercar la
disponibilidad del agua caliente a los puntos de consumo.
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03.2 CONFIGURACIONES DE LOS SISTEMAS PREFABRICADOS
1. CIRCULACIÓN. Se pueden utilizar sistemas termosifón (con circulación
natural) y sistemas con circulación forzada como procedimiento para
transferir el calor del colector solar al acumulador.
2. INTERCAMBIADOR. Sólo se admiten sistemas indirectos y no se admiten
los sistemas directos. Las razones fundamentales son la reducción de
la fiabilidad al introducir agua de red en el colector solar, por
los depósitos de cal y los problemas de los sistemas de protección
contra heladas. Los depósitos de cal se producen cuando se alcanzan
temperaturas elevadas; éstos provocan la pérdida de rendimiento y
finalmente, por obstrucción, pueden llegar a impedir la
circulación.
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3. CONTACTO CON LA ATMÓSFERA. Se admiten los sistemas cerrados pero no
los sistemas ventilados ni abiertos. Las razones fundamentales son
la reducción de la fiabilidad al introducir agua de red en el
colector solar, por los depósitos de cal y los problemas de los
sistemas de protección contra heladas. Los depósitos de cal se
producen cuando se alcanzan temperaturas elevadas; éstos provocan la
pérdida de rendimiento y finalmente, por obstrucción, pueden llegar
a impedir la circulación.
4. FLUIDO Y DRENAJE DELCIRCUITO. Si se admiten los sistemas llenos y
también los de drenaje interior. No se admiten los equipos que
utilizan como sistema contra heladas el drenaje al exterior
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5. ACOPLAMIENTO ENTRE COLECTOR Y ACUMULADOR. Sin exclusión, se admiten
todos; sistemas prefabricados compactos, integrados o partidos
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6. SISTEMA DE APOYO. Se admiten las opciones "solamente solar" y "de
precalentamiento solar" pero no se admite la solución "solar más
apoyo incorporado" en el mismo acumulador. Las opciones admitidas
dispondrán de un sistema de apoyo exterior al equipo solar, que
puede ser de tipo instantáneo o en acumulador auxiliar y alimentado
por cualquier tipo de energía (eléctrica, gas, etc.), y normalmente
conectado en serie en el circuito de consumo. El sistema de apoyo
incorporado en el acumulador solar está prohibido.
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03.3 CONFIGURACIONES DE LOS SISTEMAS A MEDIDA
1. Aplicados a los sistemas a medida, los mismos criterios del apartado
anterior, serían:
- Circulación: será siempre forzada y no estará permitida la
circulación por termosifón.
- Intercambiador: son aplicables los mismos requisitos.
Siempre sistema indirecto con intercambiador (interno o
externo)
- Contacto con la atmósfera: son aplicables los mismos
requisitos, con las excepciones indicadas en el capítulo 4.
- Drenaje: sólo se admiten los sistemas llenos y no son
admisibles sistemas de drenaje interior ni exterior
- Acoplamiento colector y depósito: son aplicables los mismos
requisitos
- Sistema de apoyo: son aplicables los mismos requisitos
2. Las configuraciones admisibles para los sistemas a medida
corresponden a esquemas muy experimentados y su adecuada utilización
producirá instalaciones solares fiables. El sistema de apoyo siempre
estará conectado en serie salvo las excepciones indicadas y las
distintas alternativas están asociadas al tipo de intercambiador. No
se admiten otro tipo de configuraciones. Por tanto, todas las
configuraciones de instalaciones a medida se refieren a sistemas
forzados e indirectos; es decir, no se contemplan sistemas
funcionando por termosifón ni aquellos casos en los que el agua de
consumo pueda circular directamente por los colectores solares.
03.3.1 Configuraciones según el tipo de intercambiador
1. Según el tipo de intercambiador, las instalaciones pueden ser con
intercambiador interno o externo:
- Instalaciones con intercambiador interno o incorporado al
acumulador.
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electrónica del mismo."
- Instalaciones con intercambiador externo o independiente
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
2. En relación con el uso de intercambiadores internos o externos, en
las instalaciones se recomienda utilizar:
- Intercambiadores internos cuando el tamaño de la instalación sea
inferior a 10 m2.
- Intercambiadores externos cuando el tamaño de la instalación sea
superior a 50 m2.
- En instalaciones entre 10 y 50 m2, se debe estudiar la mejor solución
en cada caso.
03.3.2 Configuración en edificios multivivienda
1. Cualquiera de las configuraciones anteriormente referidas puede
utilizarse para la instalación de producción de ACS de un edificio
multivivienda; el único elemento diferencial y adicional en estas
instalaciones es que se debería instalar un contador de agua
caliente en la entrada a cada vivienda para controlar los consumos
de cada una.
2. En todas las instalaciones de edificios multivivienda, uno de los
aspectos más importantes a considerar son las pérdidas térmicas del
circuito de distribución por lo que se debe hacer especial hincapié
en el mejor diseño y ejecución de estos circuitos.
3. En estas instalaciones, existe una única alimentación de agua fría a
la instalación solar y toda la instalación, incluyendo el sistema
auxiliar, está centralizada y en ella se realiza la preparación del
agua caliente sanitaria.
4. La acometida de agua llega a la instalación a través de un contador
de agua fría cuyo consumo corre a cargo de la comunidad de
propietarios o propiedad de la edificación.
5. El agua precalentada en la parte solar de la instalación pasa al
sistema de apoyo, donde si fuera necesario, se termina de calentar,
y mediante el circuito de distribución se pone a disposición de cada
una de las viviendas.
6. En cada acometida a vivienda se recomienda instalar un contador para
el control del consumo de agua caliente y reparto del gasto de agua
y energía. Es importante que el sistema de lectura sea automático.
7. La comunidad de propietarios o propiedad del edificio, que controla
todos los gastos de la instalación (amortización, mantenimiento,
consumo de agua fría y gasto de energía convencional), debe
incorporarlos en el coste del consumo agua caliente que repercute a
cada uno de los usuarios.
8. Normalmente se requiere un circuito de recirculación que permite
mantener una temperatura homogénea en todas las acometidas de agua
caliente a cada vivienda. El diseño del circuito de recirculación se
ha de realizar limitando la disminución de temperatura en todo su
trazado.
9. Se centraliza el proceso completo de preparación del agua caliente y
la red de distribución de agua caliente suministra a cada vivienda
agua caliente dispuesta para su uso.
10. El diseño de esta configuración totalmente centralizada, requiere la
máxima disponibilidad de espacios comunes tanto para captación y
acumulación solar como para el sistema de apoyo. Por el contrario no
requiere ningún espacio para equipos de agua caliente en el interior
de la vivienda.
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electrónica del mismo."
04. CONDICIONES DE OPERACIÓN
1. La MT especificará, para cada uno de los circuitos de la instalación
solar las condiciones de operación y las características de los
fluidos de trabajo. Las condiciones de operación de cada circuito
quedan definidas por las temperaturas y presiones máxima, mínima y
nominal. Todos los valores se determinarán de acuerdo con los
restantes apartados de este capítulo
2. Los fluidos de trabajo se seleccionarán de acuerdo con el tipo de
circuito, las condiciones de operación y las condiciones extremas
que pueden dar lugar a la formación de vapor y a las heladas.
04.1 TEMPERATURAS
04.1.1 Temperaturas nominales
1. Las temperaturas nominales de cada uno de los circuitos representan
las temperaturas medias de funcionamiento y se podrán utilizar para
calcular las pérdidas térmicas.
2. Se determinan a partir de la temperatura de funcionamiento de la
instalación solar así como de la temperatura del sistema de
preparación y del circuito de distribución de agua caliente.
3. Cuando sea necesario se estimarán de acuerdo con los siguientes
criterios:
- La temperatura del circuito de recirculación será 5° C inferior a la
de distribución
- La temperatura del acumulador solar se determinará en función de la
fracción solar (FS) y las temperaturas del agua fría y de
preparación: TAF + FS *(TP - TAF)
- La temperatura del secundario será igual a la del acumulador solar
- La temperatura del primario será 10° C superior a la del secundario
4. Por defecto las temperaturas nominales serán las establecidas en la
siguiente tabla, definidas para temperaturas de preparación y
distribución de 45 y 60° C, y un valor de FS de 0,66:
CIRCUITO PRI SEC CON DIS REC
TNOM (TP = 45° C) 45 35 45 45 45
TNOM (TP = 60° C) 50 45 60 60 55
TNOM (TP = 75° C) 50 45 75 60 55
5. Si se utiliza un programa de cálculo mediante simulación normalmente
proporcionará las temperaturas medias de funcionamiento o
directamente determinará las pérdidas térmicas y no serán necesarias
las estimaciones anteriores.
04.1.2 Temperaturas máximas
1. Las temperaturas máximas de cada uno de los circuitos se definirán a
partir de la temperatura de estancamiento del colector y de la
temperatura de preparación del sistema de apoyo.
2. La temperatura de estancamiento se obtendrá del informe de ensayo
del colector solar. En el caso que no se disponga de informe de
ensayo, será definida por el fabricante.
3. La temperatura de preparación del sistema de apoyo deberá estar
definida por las condiciones de diseño y/o funcionamiento del
mismo.
4. Se consideran hasta tres temperaturas máximas de trabajo del
circuito primario que estarán definidas y asociadas a tres partes
del circuito:
- la temperatura de estancamiento del colector (TEST) en las baterías
de colectores, elementos de interconexión y tramos del circuito
solar que conectan con los colectores.
- la temperatura correspondiente a la de saturación del fluido a la
presión máxima en los tramos de circuito desde colectores hasta
expansión y por donde pueda circular vapor. Normalmente no será
inferior a 140° C salvo para colectores con tratamiento no
selectivo.
- la temperatura máxima de la parte fría del circuito primario será de
110° C en el resto de tramos de circuito no alcanzables por el
vapor.
5. La temperatura máxima del resto de circuitos vendrá impuesta por el
sistema de transferencia de calor, los diseños de los circuitos y
las estrategias del sistema de control:
- la del secundario será 10° C inferior a la máxima temperatura
alcanzable en el intercambiador del primario
- la del circuito de alimentación a la máxima temperatura alcanzable en
el acumulador de consumo
- la de consumo, distribución y recirculación a la máxima prevista en
el sistema de apoyo
6. Por defecto, los valores de las temperaturas máximas nunca serán
inferiores a las siguientes:
CIRCUITO PRI SEC CON DIS REC
TMÁX TEST/ 140/110 100 70 70 70
04.1.3 Temperaturas mínimas
1. Las temperaturas mínimas de cada uno de los circuitos se definirán a
partir de las temperatura ambiente mínima exterior y de la
temperatura mínima de suministro de agua fría (a falta de otros
datos, se adoptará el valor de 10° C). A efectos de las ETUS, la
temperatura ambiente mínima exterior registrada será de -8° C para
cualquier ubicación geográfica de la instalación y se considerará
que no existen zonas sin riesgo de heladas.
2. Las temperaturas mínimas en todos los circuitos que tienen partes
que discurre por el exterior será la temperatura mínima exterior
aunque estén térmicamente aislados.
3. Las temperaturas mínimas en el resto de circuitos será la interior
en locales cerrados siempre que se tenga la certeza de que no se
alcanzarán las mínimas temperaturas exteriores.
04.2 PRESIÓN
04.2.1 Presión nominal
1. En lo que sigue, salvo indicación contraria, se utilizan presiones
manométricas, es decir presiones relativas que toman como referencia
la presión atmosférica.
2. La presión nominal de cada componente corresponde a la presión
máxima de trabajo que admite con un coeficiente de seguridad del
50%, es decir, que la presión de prueba es 1,5 veces la presión
nominal.
3. La presión nominal de cada uno de los circuitos es la presión
seleccionada inferior o igual a las presiones nominales de cada uno
de los componentes y materiales que lo componen.
4. La presión nominal de cada circuito define la presión de tarado de
la válvula de seguridad que evita que en cualquier punto de la misma
la presión pueda subir por encima de aquella.
5. En todos y cada uno de los circuitos siempre habrá que tener en
consideración las diferencias que se producen por el peso de la
columna del fluido de trabajo debido a la diferencia de alturas.
Para el diseño hidráulico de los circuitos se considerará que cada
10 metros de altura equivale a 1 bar.
04.2.2 Presión máxima
1. La presión máxima de trabajo de cada circuito, valor máximo que
puede alcanzarse durante cualquiera de las condiciones de
funcionamiento, será siempre inferior a la presión de tarado de la
válvula de seguridad con un margen de seguridad adicional del 10% y,
al menos, de 0,5 bar.
2. La presión máxima de cada circuito se utiliza para el dimensionado
del sistema de expansión.
3. Para el diseño y dimensionado de los circuitos acoplados a la
acometida de agua se tendrá en cuenta las presiones máximas de
trabajo de la red de abastecimiento.
04.2.3 Presión mínima
1. La presión mínima de cada uno de los circuitos, valor mínimo que
puede alcanzar durante cualquiera de las condiciones de
funcionamiento, será siempre superior a la presión atmosférica.
2. Para evitar que entre aire en los circuitos, las instalaciones
estarán diseñadas para asegurar que, en las condiciones de
temperaturas más frías, quede un margen de presión, entre 0,5 y 1,5
bar, por encima de la presión atmosférica.
3. Para el diseño de los circuitos acoplados a la acometida de agua se
tendrá en cuenta que puede ser cero la presión mínima de trabajo de
la red de abastecimiento. Así se considerará para la prueba de
presión del circuito primario de interacumuladores e
intercambiadores
4. También deberán considerarse aquellos casos en que la presión mínima
pueda ser negativa y esté producida por el vacío que genera el peso
de una columna de agua.
04.3 ACCIÓN COMBINADA DE TEMPERATURA Y PRESIÓN
1. La acción combinada de temperaturas y presiones puede dar lugar a
efectos distintos e incontrolados que la acción independiente de
cada una de ellas por lo que deberían analizarse las posibilidades
de que esta situación ocurra y los efectos que puede inducir.
2. Se debe prestar especial atención a la resistencia a la presión
máxima de trabajo de materiales plásticos para las diferentes
temperaturas de trabajo que se puedan presentar. Por ejemplo, las
presiones de trabajo en el circuito primario a la temperatura de
estancamiento, las presiones de trabajo en circuitos secundarios a
100° C, etc.
3. Se debería analizar la disminución de la vida útil de los materiales
plásticos empleados debido a las presiones y temperaturas de
trabajo.
04.4 FLUIDOS DE TRABAJO
1. La MT especificará las características del agua consumo y de los
restantes fluidos de trabajo que se empleen en los diferentes
circuitos de la instalación.
2. El fluido de trabajo presentará como mínimo las siguientes
características:
- Calor específico superior a 3,8 kJ/(kg.K) en condiciones cercanas a
las nominales de operación.
- Debe tener baja viscosidad
- No será tóxico ni contaminará el medioambiente
- Será completamente biodegradable.
- No irritará seriamente la piel.
- Será estable para todo el rango de presiones y temperaturas de
trabajo del circuito
- Resistirá, en particular, la temperatura de estancamiento del
colector.
- Cumplirá las especificaciones del fabricante de los componentes del
circuito.
3. El pH a 20° C del fluido de trabajo estará comprendido entre 5 y 9
ajustándose el contenido en sales a los valores indicados en el
apartado siguiente.
04.4.1 Agua de consumo
1. El agua de la red, de uso sanitario o de consumo siempre va a ser
uno de los fluidos de trabajo.
2. El agua que se utilice en cualquiera de los circuitos de la
instalación solar debería cumplir los siguientes requisitos:
- La salinidad del agua del circuito primario no excederá de 500 mg/l
totales de sales solubles.
- El contenido en sales de calcio no excederá de 200 mg/l expresados
como contenido en carbonato cálcico.
- El límite de dióxido de carbono libre contenido en el agua no
excederá de 50 mg/l.
3. En el caso de que no se cumplan los requisitos anteriores, el agua
debería ser tratada o los circuitos adaptados.
4. El agua se podrá utilizar en los circuitos cerrados o indirectos
cuando, además de cumplir los requisitos anteriores, se trate de
sistemas con drenaje interior.
5. Se tendrá en cuenta la dureza y el contenido en sales del agua de
consumo para el diseño de los sistemas y la selección de los
componentes de las instalaciones.
04.4.2 Mezclas anticongelantes
1. Deberían utilizarse mezclas de agua con propilenglicol que no
presenta riesgo para la salud humana
2. No deben utilizarse mezclas con etilenglicol por el riesgo que
existe debido a su toxicidad.
3. La proporción de anticongelante se adoptará en función de las
características suministradas por el fabricante y se deberá ajustar,
como mínimo, a la temperatura de congelación de -13°C.
4. La proporción de anticongelante debe ser la menor posible compatible
con la protección ya que aumenta la viscosidad y disminuye el calor
específico.
5. La mezcla anticongelante proporcionará protección frente a la
corrosión, sobre todo en el caso de utilizar materiales diversos en
cada circuito.
6. El glicol penetra mejor en ranuras y capilares que el agua por lo
que resulta más difícil asegurar la estanqueidad de los circuitos.
Además de la prueba de presión y limpieza de circuitos con agua se
realizará una prueba a la máxima presión de trabajo con la mezcla
anticongelante.
7. En caso de emplearse mezclas preparadas comercialmente, el
fabricante debería especificar la composición del producto, el rango
de temperaturas y presiones para los cuales es estable y su duración
o periodicidad para su renovación en condiciones de funcionamiento.
Como aditivos deberán utilizarse los productos que cumplan la
reglamentación vigente.
8. La instalación dispondrá de los sistemas necesarios para facilitar
el llenado de la instalación y para asegurar que el anticongelante
está perfectamente mezclado. Para ello se podrá utilizar un
recipiente o depósito para preparar la mezcla que, posteriormente,
se introducirá en el circuito de forma manual o automática.
9. El sistema de llenado no permitirá las pérdidas de concentración
producidas por fugas del circuito y resueltas con reposición de agua
de red.
10. El diseño de los circuitos evitará cualquier tipo de mezcla de los
distintos fluidos que pueden operar en la instalación. En
particular, se prestará especial atención a una eventual
contaminación del agua del circuito de consumo por el fluido
utilizado en otros circuitos.
04.5 FLUJO INVERSO
1. Se entiende como flujo inverso a cualquier circulación de fluido no
intencionado en cualquier circuito de la instalación.
2. Se puede producir por circulación natural y no prevista del fluido,
en sentido contrario al deseable cuando el acumulador está a cierta
temperatura y dispone de un circuito de tuberías que permite la
circulación y enfriamiento del fluido.
3. Se tomarán especiales precauciones frente a flujo inverso en caso de
que el acumulador esté situado por debajo de la cota superior de los
colectores.
4. El efecto del flujo inverso es el enfriamiento de los acumuladores
y, por ello, el diseño y el montaje de la instalación se asegurará
que no se producen pérdidas energéticas relevantes debidas a flujo
inverso en ningún circuito hidráulico del sistema.
5. También puede producirse en el interior de una misma tubería a
partir de las conexiones con el acumulador, normalmente de sección
amplia, configurándose la circulación de fluido caliente por la
parte superior y del frío por la parte inferior de la misma tubería.
6. El aumento de temperatura del acumulador solar crea una sobrepresión
en el mismo que tiende a evacuarse por la tubería de alimentación de
agua fría lo que puede genera un flujo inverso en la tubería de
alimentación si no se dispone de la correspondiente válvula
antirretorno.
04.6 DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN
1. En este apartado se hace referencia a los dispositivos que deben
utilizarse para proteger a los usuarios y a la instalación de las
condiciones extremas de presión y temperatura definidas
anteriormente.
04.6.1 Protección frente a altas temperaturas
1. Se tienen que proteger de altas temperaturas a los usuarios para
evitar quemaduras y a los componentes de la instalación por razones
de resistencia y durabilidad de los materiales.
2. Para evitar quemaduras de los usuarios hay que tener en cuenta que:
- la temperatura de uso nunca podrá superar los 60° C. Cuando la
temperatura de preparación o de distribución pueda ser superior a
60° C, la instalación ha de disponer de un sistema automático de
mezcla o cualquier otro dispositivo que limite esta temperatura a
60° C como máximo.
- la instalación de todos los elementos que puedan evacuar fluido al
exterior (válvulas de seguridad, de vaciado, etc.) debe realizarse
de forma conducida para que su actuación no pueda provocar
accidentes o daños.
- ninguna superficie con la que exista posibilidad de contacto
accidental podrá tener una temperatura mayor que 80° C. A estos
efectos se debe tener en cuenta que las superficies externas del
colector pueden alcanzar temperaturas superiores a 80° C.
3. La protección de los componentes y materiales de la instalación de
energía solar frente a altas temperaturas será de seguridad
intrínseca, es decir, la misma estará diseñada para que después de
alcanzar la temperatura máxima por cualquier situación, la
instalación pueda volver a su forma normal de funcionamiento sin que
el usuario tenga que hacer ninguna actuación.
4. La protección de determinados componentes a altas temperaturas que
se realiza con el propio sistema de control, como por ejemplo la de
los acumuladores para proteger el tratamiento interior del mismo o
para proteger los materiales de las tuberías del circuito de
consumo, siempre deben considerar, y debe dejarse constancia, que
las limitaciones de temperatura afectan negativamente al rendimiento
y prestaciones de la instalación.
5. Como sistemas de seguridad intrínseca frente a altas temperaturas
del circuito primario se podrán utilizar:
- si se permite la formación de vapor en el interior del circuito
primario (la temperatura de estancamiento de la instalación es
superior a la temperatura de vaporización del fluido correspondiente
a la presión máxima), tener prevista la expansión del mismo de forma
que el aumento de volumen sea completamente absorbido por el sistema
de expansión.
- si no se permite la formación de vapor (presión del circuito siempre
superior a la presión de vapor del fluido correspondiente a la
temperatura de estancamiento), diseñando el circuito primario con
una presión de trabajo siempre superior a la presión de vapor del
fluido a la temperatura de trabajo.
- Sistemas con drenaje automático que garanticen que, en las
condiciones extremas de funcionamiento, los colectores permanecen
totalmente vacíos del fluido de trabajo.
6. Se comprobará que el dimensionado de la bomba y la estrategia del
sistema de control establecida garantizan la puesta en
funcionamiento de la instalación después del proceso de protección a
altas temperaturas.
7. La exposición continua a altas temperaturas puede producir el
envejecimiento acelerado de la mezcla anticongelante y de algunos
materiales plásticos. Por ello, en algunos casos, se recomienda
utilizar procedimientos para evacuar el calor de forma que se limite
que determinados componentes o circuitos sobrepasen una determinada
temperatura. Los más utilizados son la recirculación nocturna y el
uso de disipadores de calor aunque hay que tener en cuenta que éstos
no son sistemas de protección de la instalación ya que cualquier
fallo en la alimentación eléctrica impide su funcionamiento. No son,
por tanto, procedimientos alternativos a los sistemas de seguridad
intrínseca antes referidos.
04.6.2 Protección contra heladas
1. Se han definido las temperaturas mínimas y por tanto el riesgo de
heladas en el apartado 04.1.3.
2. En cualquiera de los circuitos de la instalación con trazado de
tuberías que, total o parcialmente, discurran por el exterior deberá
evaluarse el riesgo de heladas y tomar las medidas de protección
adecuadas.
3. Se tendrá en cuenta que los colectores solares, a causa del
enfriamiento por radiación nocturna, pueden disminuir su temperatura
interior por debajo de la temperatura ambiente y este descenso será
mayor cuanto mayor sea la emisividad del absorbedor. Se adoptará un
margen de seguridad de 5° C con lo que la temperatura mínima de
diseño será de -13° C.
4. Como se considera que en todo el país hay riesgo de helada, se
tendrá que utilizar un sistema de protección adecuado: circuito
indirecto con mezcla anticongelante o vaciado automático de
circuitos.
A) Circuitos indirectos con mezclas anticongelantes
1. El sistema de protección antiheladas se realizará utilizando
circuitos indirectos con mezclas anticongelantes
2. Cuando se utilicen mezclas de agua y anticongelante, la calidad del
agua cumplirá los requisitos del fabricante del anticongelante y, en
cualquier caso, los fluidos serán compatibles entre sí y con los
materiales de los circuitos.
3. Como anticongelantes deberán utilizarse los productos que cumplan
las especificaciones del apartado 04.4 y la reglamentación vigente
que le sea de aplicación.
4. La temperatura de congelación del fluido en el circuito primario se
fijará 5° C por debajo de la temperatura mínima establecida con lo
que la temperatura mínima de diseño será de -13° C.
5. La proporción de anticongelante de las mezclas propilenglicol y agua
se determinará utilizando la información del fabricante y la
temperatura mínima anteriormente establecida.
B) Vaciado automático con recuperación de fluido
1. El fluido de trabajo podrá ser agua o mezclas anticongelantes.
2. Se asegurará que no hay fluido de trabajo en ninguna parte de la
instalación expuesta a heladas y, especialmente, en los colectores
solares.
3. El diseño de los circuitos permitirá el completo drenaje por
gravedad y el vaciado de todas las partes de la instalación expuesta
a heladas.
4. El vaciado del circuito de colectores podrá realizarse a un
acumulador auxiliar de almacenamiento de fluido o a otra parte del
circuito con capacidad suficiente. El sistema de bombeo del circuito
realizará el llenado de los colectores solares recuperando el fluido
previamente drenado.
5. El sistema de control parará las bombas de circulación siempre que
la temperatura detectada en colectores alcance un valor ligeramente
superior (+5° C) al de congelación del fluido de trabajo.
04.6.3 Protección frente a altas presiones
1. Cada uno de los circuitos de la instalación debe estar diseñados
para cumplir los requisitos del apartado 04.2. de forma que nunca se
alcance la presión de tarado de la válvula de seguridad.
2. En el circuito primario, la apertura de una válvula de seguridad
sería una acción irreversible que requeriría que el usuario tuviera
que tomar medidas especiales para que el sistema vuelva a la
situación normal de funcionamiento, siempre se debe disponer un
sistema de expansión cuya función es que nunca actúe la válvula de
seguridad correspondiente y absorber la dilatación del fluido en
cada uno de los circuitos para evitar que la presión supere los
máximos previstos.
3. Se utilizará un sistema de expansión independiente en cada uno de
los circuitos cerrados de la instalación.
4. Los sistemas de expansión del circuito primario sólo podrán ser
cerrados, no se permite el uso de válvulas combinadas de temperatura
y presión y excepcionalmente se podrán admitir sistemas de expansión
abiertos cuando se cumplan los requisitos del apartado 04.7.
5. En el circuito de consumo, tanto el acumulador solar como el de
apoyo cuando exista, se protegerán contra las eventuales
sobrepresiones que se producen por el aumento de temperatura
mediante un sistema de expansión que permita absorber la dilatación
correspondiente. Como alternativa se podrán utilizar válvulas
combinadas de presión y temperatura o se justificará que no existe
necesidad de utilizar un sistema de expansión.
A) Diseño del sistema de expansión
1. La MT especificará el número, el volumen unitario y total así como
marca y modelo de los vasos de expansión así como la presión
nominal
2. Preferentemente, el ramal de conexión del sistema de expansión se
conectará en la parte más fría de los circuitos.
3. Se recomienda ubicar el sistema de expansión del circuito primario
de forma que se facilite la salida de fluido de los colectores por
las tuberías de entrada. Se debe asegurar que el sistema
antirretorno no impida que el fluido desplazado alcance al sistema
de expansión.
4. El ramal de conexión del sistema de expansión del circuito primario
tendrá la capacidad necesaria para que disipación de calor durante
la fase de expansión evite que el fluido de trabajo llegue al
sistema de expansión a una temperatura superior a la de diseño de
sus componentes.
5. Para ello y cuando sea necesario, el ramal estará constituido por un
tramo de tubería sin aislamiento que puede ser aleteada o intercalar
un depósito no aislado, que disponga de la superficie de evacuación
o la capacidad de acumulación necesaria para que el fluido llegue al
sistema de expansión con una temperatura inferior a la máxima que
pueda soportar.
6. Junto a los sistemas de expansión del circuito primario se
dispondrán, al menos, la válvula de seguridad y un manómetro.
7. Los sistemas de expansión se ubicarán preferentemente en zonas
protegidas de la radiación solar.
8. El diámetro del ramal de conexión del vaso de expansión al circuito
primario no debería ser inferior al determinado en la siguiente
tabla en función de la superficie de colectores:
Superficie de colectores (m2)
hasta 15 50 150 500 1.500
Diámetro de conexión no
inferior a 1/2" 3/4" 1" 1 1/4" 1 1/2"
B) Criterios de dimensionado
1. El criterio de diseño y dimensionado de los circuitos con seguridad
intrínseca exige que no se contemple la apertura de las válvulas de
seguridad.
2. El diseño y dimensionado del sistema de expansión de cada circuito
se realizará conforme al rango de presiones y temperaturas máximas y
mínimas previstas.
3. Ello implica que, previamente al dimensionado, debería decidirse si
el circuito correspondiente formará vapor o no. Para ello se habrán
determinado para cada circuito, y una vez definido el tipo de
fluido, la presión de vaporización del fluido caloportador a la
temperatura máxima de trabajo y se compara con la presión (mínima o
máxima) del circuito
4. Los vasos de expansión cerrados se dimensionarán de forma que la
presión mínima en frío Pmín en el punto más alto del circuito esté
comprendida entre 0,5 y 1,5 bar y la presión máxima en caliente Pmáx
en cualquier punto del circuito no supere la presión máxima de
trabajo del circuito. Se determina en función de la presión de
tarado de la válvula de seguridad (Pvs): Pmáx = 0,9 * Pvs < Pvs -
0,5
5. El sistema de expansión de cada circuito se diseñará de forma que el
volumen útil de dilatación sea capaz de absorber la expansión
térmica de todo el volumen de líquido contenido en el circuito
primario, así como, en su caso la posible formación de vapor en el
circuito primario correspondiente al fluido contenido en los
colectores solares y aquellas tuberías que queden por encima de la
cota inferior de los colectores solares.
6. El procedimiento establecido a continuación sirve para cada uno de
los circuitos.
C) Cálculo del volumen del sistema de expansión
1. El volumen nominal del sistema de expansión VENOM será la suma
volumen útil VEUTI ó volumen de líquido máximo que debe contener y
el volumen de gas VEGAS que debe contener; se puede calcular por la
siguiente expresión:
VENOM = VEUTI + VEGAS = VEUTI * CP = (VERES + VEDIL + VEVAP) * CP
2. El coeficiente de presión CP es un factor que se calcula por la
fórmula siguiente:
CP = (Pmáx + 1)/(Pmáx - Pmín)
3. El coeficiente de presión nunca será inferior a 2 ya que
experimentalmente se ha contrastado que en el caso de que el volumen
de líquido máximo sea superior al 50% del volumen total del vaso de
expansión se corre el peligro de fracturar la membrana. Esta
fractura pudiera verse principalmente condicionada por las grandes
oscilaciones a las que se vería sometida la membrana al producirse
los efectos de contracción-expansión para valores superiores al
50%.
4. El volumen de reserva VERES compensa la contracción del fluido a
temperaturas muy bajas y eventuales pérdidas de fluido. Se calculará
como el 3% del volumen total pero en ningún caso será inferior a 3
litros.
5. El volumen de dilatación VEDIL será igual al volumen total del
circuito (VCTOT) por el coeficiente de expansión térmica del fluido
CET.
6. El volumen total del circuito VCTOT se obtiene sumando la cantidad
de fluido contenido en cada uno de los componentes del circuito
hidráulico.
7. Como coeficiente de expansión térmica CET se adoptarán los valores:
0,043 para el agua y 0,085 para las mezclas agua-glicol
8. El volumen de vapor VEVAP se obtiene sumando el contenido líquido de
los colectores de acuerdo con los datos suministrados con el
fabricante y de la parte del circuito solar que está situado por
encima de la parte más baja del campo de colectores más un 10%.
9. Dado que el llenado de la instalación no se realiza en las
condiciones extremas, debería verificarse que el vaso tiene el
volumen inicial de llenado como la presión de precarga inicial del
lado gas del vaso de expansión. Debe ajustarse la presión de
precarga inicial del gas (PPRE) del vaso de expansión 0,3 bar por
debajo de la presión mínima: PPRE = PMÍN - 0,3
04.6.4 Otras protecciones relativas a presiones
1. Prever un dispositivo que evite la depresión que se puede generar en
los acumuladores instalados en altura, cuando una columna pueda
descargar y crear una depresión en el mismo.
2. En interacumuladores de doble envolvente, comprobar que se va a
soportar la diferencia de presión entre circuitos primario y de
consumo que pueda ocurrir en las condiciones más desfavorables.
3. Es importante resaltar la importancia de que los intercambiadores
soporten la diferencia de presiones que puede ocurrir entre los
circuitos que separa en las condiciones más desfavorables.
04.7 SISTEMAS DE EXPANSIÓN ABIERTOS
1. Para utilizar sistemas de expansión abiertos se requiere la
autorización expresa de la DNE.
2. La petición y la autorización de la DNE podrá estar referida a una
instalación concreta o a un conjunto de instalaciones que se
realicen con criterios semejantes.
3. Para ello se presentará una solicitud a la DNE en la que se
detallarán las condiciones que se disponen para garantizar el
correcto funcionamiento y la durabilidad. En particular, se hará
referencia al cumplimiento de la norma UNIT 1195 en lo que sea de
aplicación y a los apartados obligatorios de las ETUS para los que
se propongan soluciones alternativas.
4. Adicionalmente, se definirá completamente el diseño, dimensionado,
montaje y operación:
- Las condiciones de dimensionado del vaso de expansión y resultados
(volumen, etc.).
- Diseño: fluido y materiales a emplear, elementos auxiliares,
ubicación y requisitos de montaje.
- Funcionamiento en caso de vaporización, condiciones en las que se
produce, cantidad de agua que se evapora, circulación del vapor
desde colectores, condensación y recuperación de líquido, etc.
Restablecimiento del funcionamiento normal.
- Organización y sectorización del circuito primario; diseño de los
sistemas de venteo y de recuperación, trazado de tuberías para
recuperar, dimensionado y pendientes
- Estudio de otros componentes del circuito: tuberías, bombas, sistema
de llenado, purga, etc.
- Condiciones de mantenimiento: medidas de control y actuaciones para
garantizar el correcto funcionamiento y la durabilidad, información
suministrada al usuario.
05. INCORPORACIÓN DE LOS SST EN LAS EDIFICACIONES
1. En los apartados 05.1 a 05.3, se analizan los criterios de
incorporación de las pequeñas instalaciones solares térmicas (sean
sistemas prefabricados o sistemas a medida) a la edificación.
2. En los apartados 05.4 y 05.5, se complementan dichos criterios para
las instalaciones solares de tamaño medio y grande que siempre serán
sistemas a medida.
3. A efectos de estas ETUS, se hará referencia a pequeñas instalaciones,
a veces denominados equipos solares térmicos, ya sean sistemas
prefabricados o a medida, cuando sean de superficie de apertura
total inferior a 10 m2 e inferior a 1.000 litros de acumulación
solar.
05.1 SELECCIÓN Y DIMENSIONADO BÁSICO DE LA INSTALACIÓN
1. Para la incorporación de pequeñas instalaciones solares térmicas en
las edificaciones se seguirá el proceso establecido en este
apartado.
2. En primer lugar se realizará el dimensionado básico que supone
elegir el tamaño del SST en función de los objetivos energéticos a
satisfacer (fracción solar mínima, máxima rentabilidad, etc.).
3. El dimensionado básico queda definido por el tipo y número de
colectores solares, o la superficie de apertura de colectores
solares y el volumen de acumulación solar.
4. En función de las condiciones de contorno de la edificación y del
usuario se adoptan los criterios necesarios para la selección de un
sistema termosifón o forzado.
5. Con los parámetros del dimensionado básico y el tipo de sistema, se
puede seleccionar el sistema prefabricado a utilizar y sólo resta
definir la forma de integrarlo en el edificio (apartado 5.2) y en la
instalación sanitaria (apartado 5.3) incluyendo el conexionado con
el sistema auxiliar.
6. Si no se encuentra un sistema prefabricado adecuado cómo solución
óptima a emplear, se podrá proyectar un sistema a medida, de pequeño
tamaño, que requiere un diseño previo y completo, siguiendo el
capítulo 6, antes de integrarlo en el edificio y en las
instalaciones sanitarias.
05.2 INTEGRACIÓN DE PEQUEÑOS SST EN LAS EDIFICACIONES
1. Los criterios siguientes deben aplicarse para la mejor integración
del equipo en las edificaciones, y serán incorporados en la MT:
- La ubicación del equipo y del sistema de captación.
- La orientación e inclinación de la superficie de captación.
- El estudio de sombras.
- La seguridad estructural del montaje y la sujeción.
2. En este apartado se hará referencia a la vivienda, en lugar de
generalizar a cualquier edificación, porque es el caso más
generalizado de uso de las pequeñas instalaciones pero los criterios
son aplicables a cualquier otro tipo de edificación.
05.2.1 Ubicación del equipo y del sistema de captación
1. La MT especificará el lugar de ubicación del equipo y, para ello, se
adjuntarán planos de situación de la edificación, de la instalación
y, si fueran necesarios, otros planos de planta, alzado y secciones
de la edificación que definan los sistema de captación y de
acumulación.
2. El sistema de captación se ubicará en un lugar continuamente soleado
y lo más cercano posible al sistema de acumulación, al sistema de
apoyo y a los puntos de consumo. Si el lugar es de difícil acceso,
se deberían tomar las medidas oportunas para facilitar la
accesibilidad y prever su mantenimiento y reparación.
3. Las zonas de una vivienda que con más frecuencia se utilizarán para
localizar el sistema de captación son las cubiertas inclinadas y las
cubiertas planas, ya sean éstas transitables o no. En otras
ocasiones se pueden ubicar directamente en el terreno o en
estructuras construidas expresamente para ubicar el sistema de
captación (pérgolas, cubiertas de aparcamiento, etc.).
4. Es necesario prever, en función del uso o actividades que se
desarrollen en los espacios cercanos a los colectores, un sistema de
recogida del agua de condensación ya que, en determinadas
condiciones, se pueda producir condensaciones en los colectores y la
estructura cuyos efectos deben evitarse.
5. En el caso de sistemas partidos se definirá la solución de ubicación
tanto para el sistema de captación como para la acumulación entre
las diversas alternativas posibles y que los espacios de la vivienda
permitan.
05.2.2 Orientación e inclinación del sistema de captación
1. La MT especificará la orientación e inclinación del sistema de
captación. El sistema de captación de las instalaciones recogidas en
estas ETUS estará constituido por colectores con la misma
orientación o inclinación.
2. La orientación e inclinación de los colectores solares se definirá
como la solución óptima que haya considerado las máximas
prestaciones energéticas y la mejor integración arquitectónica.
Cuando estos criterios sean contrarios se buscará la mejor solución
de compromiso entre ambos.
3. Los colectores se orientarán siempre al norte pero a efectos de
estas ETUS se admiten desviaciones respecto al Norte de ± 45°.
4. En función de la variación del consumo a lo largo del año se definen
tres tipos de uso que se denominan anual constante, estival o
invernal:
- El uso es anual constante cuando no cambia a lo largo del año o
cuando los valores medios diarios mensuales de consumo varíen menos
de ± 25% respecto del valor medio diario anual.
- Se define una instalación solar de uso estival como aquella en la que
el consumo de agua caliente durante al menos 4 meses de verano es
superior en un 50% al valor medio anual.
- Se define una instalación solar de uso invernal como aquella en la
que el consumo de agua caliente durante al menos 4 meses de invierno
es superior en un 50% al valor medio anual.
5. Se admite, con desviaciones de hasta ± 15° que la inclinación de
colectores respecto del plano horizontal sea:
- En instalaciones de uso anual constante: la latitud geográfica.
- En instalaciones de uso estival: la latitud geográfica - 10°.
- En instalaciones de uso invernal: la latitud geográfica + 10°.
6. La inclinación de los colectores estará dentro de los márgenes
establecidos por el fabricante.
7. Los consumos en viviendas siempre se considerarán de uso anual
constante.
8. En instalaciones integradas en la edificación no será necesario
ajustarse a lo especificado en los puntos anteriores aunque deberá
evaluarse la disminución de prestaciones en cada caso.
9. Se recomienda optimizar la orientación e inclinación realizando un
análisis de sensibilidad sobre las prestaciones energéticas. Este
análisis debe contemplar además de los valores anuales, las
variaciones mensuales de los aportes solares.
05.2.3 Estudio de sombras.
1. La MT especificará los edificios y obstáculos, tanto del entorno
cercano y lejano, para determinar los efectos producidos por sus
proyecciones de sombras en el sistema de captación.
2. Cuando sea necesario documentar los obstáculos se podrán utilizar
fotografías que recojan los obstáculos del horizonte en la
orientación Norte y, si fuera necesario, NE y NO.
3. Asimismo, se deberán especificar las condiciones urbanísticas de las
parcelas y los edificios situados al Norte (±45°) que puedan, en un
futuro, proyectar sombras sobre el campo de colectores.
4. Se dejará constancia de la presencia de arboles al Norte (±45°), su
tamaño actual, su previsible crecimiento y las posibles incidencias
de sus sombras en el sistema de captación.
5. La evaluación de las pérdidas de radiación solar por sombras, se
podrá obtener por comparación del perfil de los obstáculos en el
diagrama de trayectorias aparentes del sol que, por ejemplo, se
pueden obtener de http://solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.html o
se podrá usar alguno de los métodos de proyecciones estereográficas
generalmente aceptados (Norma UNIT 1026:99).
6. Como opción simplificada, para justificar que no existen problemas
de sombras, la posición de los obstáculos en relación con los
colectores cumplirán los requisitos geométricos que se especifican a
continuación para sombras frontales y laterales.
- Para las sombras frontales (obstáculos que en planta forman un
ángulo con el norte inferior o igual a 45°), se establece que la
distancia d entre la parte baja y anterior del colector y un
obstáculo frontal, que pueda producir sombras sobre la misma será
superior al valor obtenido por la expresión d = 1,7 * h donde h es
la altura relativa del obstáculo en relación con la parte baja y
anterior del colector.
- Para las sombras laterales (obstáculos que en planta forman un
ángulo superior a 45°con el N) la distancia d entre el colector y
los obstáculos laterales que puedan producir sombras sobre la
instalación será superior a los valores obtenidos desde d = 1,7 * h
para 45° hasta d = h para 90°.
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
7. Cuando no se cumpla alguno de los requisitos geométricos anteriores,
se evaluará que al mediodía solar del solsticio de invierno no haya
más de un 10% de la superficie de apertura de colectores en sombra.
8. Cuando las proyecciones de sombra sobre el equipo superen los
mínimos anteriormente establecidos, se verificará que la reducción
de las prestaciones no afecta al cumplimiento de la fracción solar
mínima establecida y se requerirá la conformidad por parte del
usuario de la reducción de las prestaciones sobre la misma
instalación sin problemas de sombra.
9. Si fuera necesario, se podrá calcular la reducción de la radiación
solar incidente o la disminución de las prestaciones energéticas de
la instalación teniendo en cuenta el efecto de las sombras y sólo un
análisis y cálculo detallado de los efectos de las mismas permitirá
determinar la influencia en las prestaciones globales y en la
variación estacional de las mismas.
10. No obstante todo lo anterior, se podrá justificar la falta del
recurso solar en aquellas superficies de la edificación donde, por
barreras externas al mismo se pudieran producir importantes sombras
en el campo de colectores. A estos efectos, no se considerarán
obstáculos los elementos del propio edificio que se puedan modificar
en fase de diseño (estanques de agua, etc.)
11. Se considerarán aptas para la instalación de colectores solares
todas las superficies que no estén afectadas por una reducción de la
radiación solar incidente superior al 10%.
12. Para evaluar el criterio anterior, se podrán obtener las pérdidas de
radiación solar por sombras de la forma indicada en el punto 5
anterior de este mismo apartado.
13. Se podrá utilizar un método simplificado de verificación geométrica
que consiste en descomponer todos los obstáculos previstos en una
composición de prismas rectos de base cuadrada y definir la
envolvente de las zonas de sombras de forma que se admitirá que
cumplen la condición anterior las superficies situadas al Sur del
obstáculo que libren:
- Las sombras frontales arrojadas hasta una distancia de 1,5 veces la
altura del obstáculo.
- Las sombras laterales arrojadas hasta una distancia lateral igual a
la altura del obstáculo.
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
Zona de sombras en el plano horizontal
14. A los efectos de justificar la exoneración será necesario:
- Documentar, gráfica y geométricamente, todas las barreras internas y
externas a la edificación clasificadas en alguna de las siguientes
categorías: obstáculos del propio edificio, otros edificios u
obstáculos colindantes, planes urbanísticos vigentes pero con
edificios no ejecutados, y otras previsiones.
- Presentar planos de la edificación y de su entorno en los que se
indique la posición y altura de los obstáculos prismáticos y las
zonas de sombras que produce. A partir de esa información se
definirán, si existieran, las zonas aptas para la instalación de
colectores.
- Sobre esos espacios se analizarán las posibilidades de implantación
de colectores solares y, realizando el cálculo de prestaciones
energéticas, definir la propuesta de exoneración total o parcial que
proceda. Incluir las distintas alternativas estudiadas.
05.2.4 Seguridad o soluciones estructurales
1. A la MT se adjuntará la documentación necesaria realizado por técnico
competente conforme a la legislación Uruguaya para definir las
características y detalles constructivos de la estructura y
justificando el cumplimiento de toda la normativa aplicable.
2. La estructura soporte se diseñará y calculará para resistir todas
las posibles acciones establecidas en la normativa vigente. Especial
relevancia adquieren las cargas de viento en los colectores solares:
la instalación debe cumplir, al menos, con la norma UNIT 50-84
Acción del viento sobre construcciones.
3. Asimismo, se justificará la estructura necesaria para soportar y/o
distribuir los pesos de los restantes elementos de la instalación y,
fundamentalmente, del sistema de acumulación solar.
4. El diseño y la construcción de la estructura y el sistema de
fijación permitirá las necesarias dilataciones térmicas sin
transmitir cargas que puedan afectar a la integridad del equipo y de
cualquier parte de la edificación. El sistema de sujeción de
colectores empleado será descrito en el manual del fabricante de
colectores.
5. El diseño de la estructura se realizará considerando las necesidades
para su montaje, para un eventual desmontaje y, las necesarias para
cualquier operación de mantención o reparación de cualquier
componente de la instalación. Deberán considerarse todas las
sobrecargas que puedan producirse.
6. El material de la estructura soporte cumplirá con lo especificado en
el apartado 02.2.2.
05.3 INTEGRACIÓN DE PEQUEÑOS SST EN LAS INSTALACIONES SANITARIAS
05.3.1 Configuraciones de la instalación de producción de ACS
1. Para asegurar la continuidad del suministro, la instalación solar
debe disponer un sistema de apoyo conectado en serie en el circuito
de consumo. El sistema de apoyo se encarga, cuando sea necesario, de
realizar el calentamiento final hasta la temperatura deseada.
2. La temperatura de entrada al sistema de apoyo será la de salida de
la parte solar y ésta será función de la configuración de la
instalación solar elegida, del sistema de control y de las
condiciones meteorológicas y de consumo.
3. La temperatura de salida del SST será variable y estará comprendida
entre la temperatura de agua fría y un valor máximo que puede estar
definido por: la temperatura regulada en una válvula mezcladora
instalada a la salida de la instalación solar, por la temperatura
máxima a la que se le permite a la instalación solar calentar el
agua o por la que alcanza el SST sin ningún tipo de limitación
4. En la conexión entre el sistema de apoyo y el consumo se deberá
disponer una válvula termostática VT mezcladora que garantice que al
punto de consumo del usuario no llegan más de 60° C. Es necesario
regular, tanto la temperatura de preparación del sistema de apoyo
como la de la válvula mezcladora, a la menor temperatura posible
compatible con el consumo.
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
5. Cuando el sistema de apoyo, o sus accesorios del circuito de
consumo, no soporten la temperatura máxima que pueda suministrar el
equipo solar, la instalación deberá disponer de una válvula de tres
vías a la salida del equipo solar o un sistema que produzca un
efecto similar. Si se garantiza que al punto de consumo del usuario
no llegan más de 60°C, se puede eliminar la válvula termostática
mezcladora a la salida del equipo de apoyo.
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
6. También se podrá utilizar la opción de que la válvula de 3 vías sea
diversora VD y su función sea hacer la función de bypass el sistema
de apoyo para canalizar el fluido directamente a la válvula
mezcladora posterior al sistema de apoyo.
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
7. Los sistemas de calentamiento auxiliar que utilizan válvulas
mezcladoras, para proteger al equipo o al usuario de temperaturas
elevadas, puede reducir significativamente el caudal de consumo que
pasa por el equipo solar por lo que penaliza el rendimiento y las
prestaciones energéticas de la instalación solar.
8. Excepcionalmente, la conexión del equipo solar y del sistema de
apoyo se podrá realizar en paralelo cuando el recorrido de tuberías
de agua caliente desde el acumulador solar hasta el punto de consumo
más lejano sea superior a 15 metros lineales a través del sistema de
apoyo. También se utiliza cuando el sistema de apoyo no admite
temperatura de entrada del agua que no sea fría. Normalmente surge
en instalaciones existentes.
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
9. En el caso de conexión en paralelo, el abastecimiento de agua
caliente al consumo se puede realizar, opcionalmente, desde el
sistema de apoyo o desde la instalación solar. Para dar el servicio
adecuado esta forma de acoplamiento requiere que el acumulador solar
disponga de la temperatura de preparación mínima establecida. Cuando
la temperatura del acumulador solar desciende del valor de consigna
asignado, la conexión debe conmutarse al sistema de apoyo.
10. En este tipo de acoplamiento resulta necesario manipular, manual o
automáticamente, la conexión de ambos sistemas. Cuando sea manual la
conmutación de sistemas será fácilmente accesible y dispondrá de un
indicador de la temperatura del acumulador solar fácilmente visible
por el usuario.
11. El conexionado en paralelo se puede realizar, si el equipo auxiliar
no requiere válvula termostática mezcladora, utilizando
exclusivamente la VT del SST:
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
12. Cuando el equipo auxiliar requiere válvula termostática mezcladora
se debe montar en la salida a consumo y opcional y adicionalmente se
podría montar otra en el SST
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electrónica del mismo."
05.3.2 Sistema de Apoyo o de Energía Auxiliar
1. Aunque el diseño de los sistemas de apoyo no es objeto de este
Manual, su toma en consideración es imprescindible porque un mal
diseño o inadecuado funcionamiento del mismo puede tener efectos muy
perjudiciales en el funcionamiento y las prestaciones del SST.
2. Si el sistema de apoyo es nuevo, la MT especificará el sistema
elegido, el tipo de energía, la capacidad de acumulación auxiliar si
la hubiera y las especificaciones del equipo generador de calor y su
sistema de regulación.
3. Si el equipo de producción de ACS se va a utilizar como sistema de
apoyo del SST, la MT especificará las mismas características
fundamentales requeridas para un sistema nuevo. Es necesario revisar
e informar de sus condiciones de funcionamiento.
4. El sistema de apoyo podrá ser cualquiera de los utilizados en los
sistemas convencionales e individuales de preparación de agua
caliente sanitaria ya sean del tipo con acumulación o instantáneo.
5. Como sistemas individuales de acumulación se utilizan calefones o
termos eléctricos o depósitos acumuladores acoplados a calderas de
calefacción. El propio diseño de los sistemas de acumulación lleva
implícito que dispongan de regulación de la temperatura de
preparación.
6. Como sistemas individuales instantáneos se suelen utilizar
calentadores instantáneos o calderas mixtas; a efectos de optimizar
el funcionamiento de la instalación solar, el requisito funcional
más importante es que permitan la regulación de la temperatura de
salida del calentador y mejor si, a la vez, se reduce
proporcionalmente el consumo de combustible.
7. El sistema de aporte de energía térmica en el sistema de apoyo
siempre dispondrá de un termostato de control sobre la temperatura
de preparación que, respetando la normativa vigente que le sea de
aplicación, se encontrará tarado al menor valor posible. Este
requisito únicamente no será de aplicación en los calentadores
instantáneos de gas no modulantes.
8. Además del control automático de la alimentación de energía y el
funcionamiento del sistema de apoyo, éste se podrá siempre
desconectar manualmente y, en ese caso, no podrá funcionar aunque
sea necesario por la falta de temperatura en el SST.
9. El sistema de energía de apoyo no se podrá incorporar en el
acumulador solar ni en los circuitos de calentamiento solar.
10. El sistema de energía de apoyo se calculará de forma que sea capaz
de cubrir toda la demanda sin aporte de energía solar y cumplirá la
normativa vigente.
11. Cuando el sistema de energía de apoyo sea eléctrico, la potencia
correspondiente puede estar limitada por la reglamentación vigente.
05.3.3 Circuito hidráulico de consumo
1. Este apartado se refiere exclusivamente al circuito de agua de
consumo; las especificaciones del circuito primario deben estar
incluidas en los manuales del sistema prefabricado o en el diseño d/
sistema a medida.
2. Todo el circuito de la instalación tendrá que cumplir la normativa
de instalaciones sanitarias que le sea de aplicación
3. La MT hará referencia al esquema de la instalación que especificará,
sobre planos de la edificación, la ubicación del equipo solar, el
sistema de apoyo y el trazado de tuberías de los circuitos de la
instalación hasta los puntos de consumo.
4. La MT y el esquema indicarán el caudal de diseño, el dimensionado y
características de las tuberías y las especificaciones de su
aislamiento térmico. Todas las tuberías, sean metálicas o de
material plástico, accesorios y componentes de la instalación que
transporten agua caliente dispondrán de aislamiento térmico. Para el
cálculo de pérdidas térmicas y determinación de espesores de
aislamiento de cualquiera de los circuitos hidráulicos de una
instalación de producción de ACS serán aplicables los criterios y
valores del apartado 06.6
5. El diseño del circuito hidráulico deberá realizarse de forma que se
garantice la estabilidad del caudal y de la temperatura de servicio.
Se controlará que no haya distintas pérdidas de carga que
introduzcan una modificación significativa en los caudales de los
circuitos de consumo con recorridos alternativos.
6. Los trazados de tuberías de los circuitos de la instalación se
realizarán de forma que se garanticen los caudales de diseño y se
minimicen las pérdidas térmicas de la instalación completa.
7. Cuando el trazado hidráulico sea realizado en montaje superficial y
visto, se deberán respetar los ejes principales de la edificación y
no se realizarán trazados sinuosos ni oblicuos.
8. La MT especificará las características del sistema para absorber la
dilatación y evitar que la presión supere el máximo previsto.
9. El esquema de funcionamiento especificará las válvulas, accesorios y
otros componentes del circuito hidráulico que se incorporen en la
instalación:
- Siempre se dispondrá una válvula de corte en la acometida de agua
fría a la instalación. Opcionalmente, se puede instalar un bypass
completo.
- En la acometida de agua fría se instalará, además, una válvula de
seguridad y una válvula de retención.
- Se instalarán otras válvulas de corte y de vaciado cuando sean
imprescindibles para facilitar las operaciones de mantenimiento.
- La posición de las válvulas de seguridad y la conducción del escape
deberá garantizar que, en caso de descarga, no provoquen accidentes
o daños.
- Las válvulas de vaciado estarán protegidas contra maniobras
accidentales y serán conducidas con las descargas visibles.
- Los escapes de las válvulas de seguridad y las salidas de las
válvulas de vaciado serán conducidas, hasta la red de drenaje de la
edificación, mediante tuberías que dispondrán de las pendientes
necesarias para que no puede retener agua en todo su recorrido.
10. Cuando sea necesario se colocarán sistemas de purga de aire que,
preferentemente, estarán constituidos por botellines de desaire y
válvula de corte manual. En los circuitos de consumo no se
instalarán nunca purgadores automáticos de aire.
11. Todos los materiales de las tuberías del circuito de consumo serán
compatibles con la calidad sanitaria y soportarán las condiciones
extremas de funcionamiento. Las tuberías cumplirán la reglamentación
vigente y los requisitos establecidos en 02.6
12. Los soportes y elementos para absorber las dilataciones de las
tuberías deben cumplir con lo establecido en la normativa vigente.
05.3.4 Equipos de medida y control
1. Los sistemas de medida y control son los dispositivos que se
incorporan en la instalación solar para que el usuario pueda
controlar su correcto funcionamiento.
2. Si el sistema de apoyo funciona correctamente y está siempre
conectado, el usuario dispondrá de agua caliente y no recibe ninguna
información sobre el funcionamiento correcto o incorrecto de la
instalación solar.
3. Es necesario disponer de un sistema de medida para realizar ese
control o establecer un procedimiento que periódicamente permita
verificar el correcto funcionamiento.
4. Se especificará el sistema de medida o el procedimiento de
verificación del correcto funcionamiento que se utilizará de acuerdo
con la configuración de la instalación.
5. En los equipos forzados que ya tienen sistema para control de
funcionamiento de bombas normalmente disponen de las medidas de
temperaturas de las sondas del equipo de control y de la
señalización de funcionamiento de la bomba de circulación.
6. En los equipos termosifón se recomienda instalar un termómetro para
medir, preferentemente, la temperatura interna del acumulador y si
no fuera posible, la temperatura de salida de agua caliente del
acumulador situado en un lugar fácilmente accesible.
7. La medida de temperaturas más adecuada para el control de
funcionamiento sería la de la parte alta del acumulador solar
realizada con termómetro digital y remoto para permitir sea
fácilmente accesible.
8. Se recomienda instalar termómetros, o al menos vainas para sondas de
temperatura, en la entrada/salida del intercambiador o de colectores
pero, en este caso, es importante reseñar que la temperatura medida
en tuberías dependen de la existencia de circulación de fluido.
9. En los sistemas a medida, siempre se debe disponer, como mínimo y en
lugar fácilmente accesible, además del termómetro en el acumulador,
de un manómetro para medir la estabilidad de la presión del circuito
cerrado y comprobar que no existen fugas. La presión debe medirse
con el circuito frio a primera hora de la mañana.
10. Además de los sistemas de medida, entre los procedimientos que se
pueden establecer para verificar el correcto funcionamiento se
encuentran:
- Analizar periódicamente el calentamiento del equipo en un día
soleado y sin consumo.
- Anular el sistema de apoyo y comprobar la temperatura del agua
caliente solar.
05.3.5 Relación con otras instalaciones
1. Es importante tener en consideración las interrelaciones de la
instalación solar térmica con las restantes instalaciones de la
vivienda. Además de las conexiones con las redes sanitarias de agua
fría y caliente, se deben analizar las conexiones con la red de
desagües y la red eléctrica cuando sea necesario.
2. En todos los casos deberá cumplirse la normativa correspondiente que
sea de aplicación.
3. En las conexiones con las redes de agua fría y caliente se deben
tener en cuenta:
- El diámetro, la presión y caudales disponibles para la elección de
los puntos de conexión.
- La compatibilidad de los materiales de la instalación existente y los
que se van a instalar para garantizar la durabilidad del conjunto.
4. La integración de la nueva instalación solar se realizará de forma
que no se vean afectadas las condiciones de suministro de agua
caliente en el punto de consumo. A estos efectos es importante
estudiar las pérdidas de carga que se pueden introducir con la nueva
instalación.
5. La conexión de las válvulas de vaciado o los escapes conducidos de
las válvulas de seguridad se hará de forma que el paso de agua
resulte visible y se tendrá en cuenta la posibilidad de vertido de
fluido caliente a la red de desagües adoptando las medidas adecuadas
para que no afecten a la resistencia y durabilidad de los misma.
6. Se deberá prever la evacuación de agua o de fluido por eventuales
vaciados o por la aparición de fugas en cualquier parte de la
instalación.
7. Cuando sea necesaria la alimentación eléctrica para el
funcionamiento de algún componente de la instalación solar se
verificarán las características de tensión, la disponibilidad de
sección suficiente para la potencia necesaria así como las
protecciones correspondientes de la línea.
05.4 GENERALIZACIÓN DE LA INTEGRACIÓN DE LOS SST EN LA EDIFICACIÓN
1. Los criterios de integración de pequeñas instalaciones descritos el
apartado 05.2, como la ubicación del sistema de captación, la
orientación e inclinación, el estudio de sombras y la seguridad
estructural del montaje, son aplicables a instalaciones de tamaño
medio y grande. Adicionalmente deben considerarse las singularidades
de estas instalaciones que se especifican a continuación.
2. El campo de colectores se realizará integrando los colectores en
baterías y realizando la distribución de baterías en una o varias
filas que siempre serán rectas y paralelas.
3. En relación con el tipo y número final de colectores, dato de
partida para todo el proyecto, debe ser el resultado de un proceso
iterativo de diseño del campo de colectores cuyo objetivo sea
disponer baterías de igual tamaño y distribuidas de forma homogénea
en el espacio disponible.
4. Cuando no sea posible alcanzar dicho objetivo, se recomienda
renunciar a una parte del campo de colectores cuya instalación pueda
desajustar las baterías, complicar la instalación o desequilibrar
los circuitos o, en otras ocasiones y por las mismas razones,
instalar algunos colectores adicionales a los inicialmente
previstos.
5. En función de las características del lugar de implantación, muchas
veces es necesario renunciar a la posibilidad de hacer baterías
iguales y de entrada se establece el criterio de diseñar un campo
con distintos tamaños de baterías y asumiendo, por tanto, que será
necesario utilizar válvulas de equilibrado para ajustar los caudales
en cada batería como posteriormente se verá.
6. Las filas de colectores se podrán situar sobre un mismo plano
(colectores superpuestos) o desfasadas en distintos planos
paralelos; en este caso, las filas de colectores estarán separadas
la distancia necesaria para evitar sombras arrojadas de unas a
otras.
7. Para definir la separación entre filas se adoptarán los mismos
criterios establecidos para los obstáculos en el apartado 05.2.3 y
será necesario calcular la altura del mismo en función de la
longitud del colector solar y el ángulo de inclinación.
8. Cuando el sistema de captación sea de gran tamaño se realizará un
análisis detallado de las sombras en distintas zonas del campo de
colectores.
9. Como ya se indicó, las instalaciones solares de tamaño medio y
grande siempre serán sistemas a medida, su diseño deberá tener en
consideración todas las especificaciones del capítulo 6.
05.5 GENERALIZACIÓN DE LA INTEGRACIÓN EN LA INSTALACIÓN SANITARIA
05.5.1 Configuraciones de los sistemas de apoyo
1. La configuración del sistema de apoyo podrá ser cualquiera de las
utilizadas en los sistemas convencionales de preparación de agua
caliente sanitaria: con acumulación o instantáneo.
2. Los sistemas de apoyo centralizados siempre estarán conectados en
serie con la acumulación solar en el circuito de consumo y dispondrá
de termostato de seteo de la temperatura de preparación.
3. Se cumplirán los requisitos establecidos en 05.3 que le sean de
aplicación.
05.5.2 Acoplamiento del sistema de apoyo en IST
1. El acoplamiento a la instalación solar es similar al caso de
pequeños SST y pueden adoptarse las mismas soluciones indicadas:
- Bypass de conexión para aislar hidráulica y completamente la
instalación solar
- Limitación de la temperatura de salida del acumulador solar
- Limitación de la temperatura de distribución desde la salida del
sistema de energía auxiliar
2. Una diferencia importante es que los circuitos de distribución
pueden tener largos recorridos de tuberías hasta los puntos de
consumo y, en ese caso, se instalan los circuitos de recirculación
para reducir los tiempos de espera y los consumos de agua.
3. El circuito de recirculación no debe interferir en el funcionamiento
de la instalación solar y para ello el retorno de agua caliente, que
se habrá enfriado algo por las pérdidas térmicas después de salir
del sistema de apoyo, debe realizarse sobre el mismo acumulador del
sistema de apoyo.
4. Si este retorno tuviera lugar sobre el acumulador solar se podría
calentar éste con la energía de apoyo y disminuir, además, el
rendimiento de la instalación solar debido al menor rendimiento del
sistema de captación solar cuando la temperatura de entrada a
colectores aumenta.
5. No obstante, en determinadas circunstancias puede ocurrir que el
retorno pueda estar más frío que el acumulador solar e interese
aprovechar la instalación solar para que la entrada al apoyo sea del
acumulador solar y no la del retorno. En este caso, se puede
disponer una válvula de tres vías que normalmente estará en posición
de alimentar al sistema auxiliar pero, mediante un control
diferencial, se podrá aprovechar la mayor temperatura del acumulador
solar:
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
6. En algunas instalaciones, normalmente de tamaño medio con una gran
variación del consumo, se puede mejorar la eficiencia de la
instalación global si se utiliza, como alternativa a la
recirculación indicada anteriormente, una bomba de trasvase entre el
acumulador solar y el sistema auxiliar con la estrategia de control
de que funcione cuando la temperatura en el acumulador auxiliar sea
inferior a la de la parte alta del acumulador solar:
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electrónica del mismo."
05.6 PREINSTALACIONES SOLARES
05.6.1 Objetivos y criterios generales
1. La incorporación del equipamiento para el calentamiento de agua por
energía solar térmica en una edificación existente plantea una serie
de problemas relacionados, fundamentalmente, con:
- La ubicación de colectores solares y del sistema de
acumulación solar.
- Los trazados de tuberías y líneas eléctricas.
- El conexionado y la adecuación de la instalación auxiliar
2. Si durante el proyecto y ejecución de la edificación se tuvieran en
cuenta los requisitos necesarios para que, en un futuro, se pueda
realizar una instalación solar y se realizan pequeñas previsiones,
tanto de instalaciones sanitarias como de obras con escasa
incidencia en cuanto a costos que, posteriormente, facilitarán
enormemente la implantación de los sistemas solares térmicos.
3. La falta de esas previsiones exigiría, a posteriori, soluciones
singulares, reformas y adaptaciones en la construcción y las
instalaciones para la implantación del equipamiento solar térmico.
Esta situación produciría, además, un encarecimiento del costo final
de la instalación que en algunos casos hace más difícil, y en
algunos casos inviable, la opción solar.
4. La parte de las instalaciones que deberían quedar previstas en una
edificación para que posteriormente sea posible una fácil
implantación de una instalación solar constituye la denominada
previsión de instalación sanitaria y de obras o también
preinstalación solar.
5. Como puede haber distintos grados de ejecución de preinstalaciones,
en este apartado se definen los requisitos mínimos a cumplir que
podrán ser complementados, voluntariamente, con otros que se pueden
dejar previstos para que posteriormente sea más fácil, sencillo y
económico realizar la instalación.
6. A los efectos del diseño de preinstalaciones, la solución es
proyectar la instalación solar completa, como mínimo con nivel de
proyecto básico, y en base a dicho proyecto decidir los sistemas y
componentes que hay que instalar y las obras a ejecutar así como
las soluciones finales previstas pero que se dejarían sin instalar.
7. En cualquier caso, el proyecto básico debe elaborarse con la máxima
flexibilidad para permitir el uso de componentes alternativos e
intercambiables y evitar la discriminación tecnológica.
05.6.2 Preinstalaciones solares de pequeños SST
05.6.2.1 Sistemas compactos o integrados
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electrónica del mismo."
1. En la preinstalación de un pequeño sistema solar térmico, sea
compacto o integrado, se deben tener en cuenta todos los
condicionantes necesarios para el montaje del equipamiento que,
básicamente, estarán relacionados con los espacios disponibles, las
previsiones estructurales para apoyo y sujeción de colectores y
acumuladores, con todos los complementos que sean necesarios, así
como las condiciones de traslado y montaje.
2. Otro requisito importante es el circuito de consumo para
interconexión con el sistema auxiliar y el consumo. Este circuito
debe estar constituido por:
- una tubería de alimentación de agua fría hasta el equipamiento
- una tubería de agua caliente, con su aislamiento, para la conexión
de la salida de ACS de la instalación solar con el sistema auxiliar
y el consumo.
- la línea eléctrica que sea necesaria para los elementos de control o,
alternativamente, un tubo de protección de línea eléctrica con
guía.
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electrónica del mismo."
3. El tercer requisito a definir es la forma de conexión del SST con el
sistema auxiliar: la parte fundamental es la previsión de un bypass
para las conexiones del acumulador solar antes del equipo auxiliar
de forma que simplemente actuando las válvulas se realice su
acoplamiento al circuito de consumo.
4. El procedimiento de conexión dependerá del tipo de equipo auxiliar y
de los condicionantes:
- Si el sistema auxiliar es un calefon eléctrico, es sencillo dejar la
previsión del conexionado en serie (primero el agua fría se calienta
en el equipo solar y después pasa al calefon).
- La solución es similar si el sistema auxiliar es un calentador
instantáneo de gas modulante para energía solar pero habrá que
adoptar soluciones diferentes en función del tipo de calentador.
05.6.2.2 Sistemas partidos
1. En el caso de pequeños sistemas solares partidos son necesarias, y
normalmente independientes, las previsiones estructurales y de
espacio tanto para la instalación de los colectores y del acumulador
con sus accesorios así como las condiciones de traslado y montaje.
2. Además, es necesario dejar previstas las líneas de interconexión
entre colectores y acumulador que comprende:
- las tuberías aisladas de impulsión y retorno para cerrar el circuito
primario
- una línea eléctrica para la conexión de la sonda de colectores o un
tubo de protección de línea eléctrica con guía.
3. En la sala técnica, donde se vaya a instalar el acumulador, bomba,
control diferencial, etc. es necesario dejar previsto:
- una tubería de alimentación de agua fría
- una tubería de agua caliente aislada para la conexión con el sistema
auxiliar y el consumo
- una línea de alimentación eléctrica
- una previsión de desagües de la sala técnica
4. Hay que señalar que este tipo de preinstalación puede ser la de uso
más generalizado ya que permite el conexionado tanto de un equipo
partido como el de uno compacto, en este caso utilizando para el
agua fría una de las tuberías aisladas. Las únicas precauciones que
se deben adoptar cuando se quiera realizar una preinstalación para
ambas posibilidades es el uso de materiales para tuberías que sean
compatibles en cualquiera de los casos (por ejemplo, utilizando
cobre) y las previsiones en el conexionado del sistema de energía
auxiliar que debe permitir una fácil modificación posterior para el
acoplamiento del equipo solar.
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electrónica del mismo."
05.6.3 Generalización de preinstalaciones solares
05.6.3.1 Exigencia del proyecto básico
1. El proyecto básico debe recoger la información suficiente para
definir las características técnicas generales de una instalación
aportando los criterios a considerar para:
- realizar las previsiones sanitarias y de obra que sean necesarias
- elaborar con posterioridad el proyecto completo que utilice las
preinstalaciones realizadas.
2. El proyecto básico debe incluir, como mínimo, la información de
diseño y cálculo incorporada en la Memoria y Planos que se definen a
continuación.
3. La Memoria Técnica del proyecto básico incluyendo, como mínimo:
- La selección de la configuración prevista y las condiciones de
temperatura y presión máxima adoptadas para la selección de
materiales empleados en las preinstalaciones
- Numero y tamaño tanto de colectores como de acumuladores y los
condicionantes que deban considerarse para su implantación
- Cálculos, datos y soluciones adoptadas para la ejecución de las
preinstalaciones.
- Condiciones de contorno del edificio y datos de partida (parámetros
de uso, climáticos y funcionales) considerados para el cálculo de
prestaciones energética: demanda y aporte solar térmico y fracción
solar en base mensual.
- Proyecto estructural para colectores y acumuladores y previsiones
adoptadas para la distribución de carga a la edificación.
4. Planos:
- Emplazamiento edificio, colectores y sala técnica. Orientación,
obstáculos y sombras
- Previsiones de ubicación y distribución de colectores solares y los
componentes de la sala técnica y situación acumulación, intercambio,
bombas, expansión y control.
- Circuitos y trazado de los circuitos de interconexión, diseño y
situación componentes principales y complementos hidráulicos:
sistema de sistemas de llenado, purga y vaciado. No es necesario el
diseño hidráulico interno del campo de colectores o de sala
técnica.
- Integración y conexión con las restantes instalaciones del edificio
incluidas todas las especificaciones del sistema de energía
auxiliar
- Esquema de funcionamiento general y criterios del esquema eléctrico
y de control.
- Diseño de estructura y sujeción de colectores y acumuladores.
Soportes y detalles constructivos
05.6.3.2 Previsiones de instalaciones sanitarias y de obras
1. En base al proyecto básico, las previsiones de instalaciones
sanitarias y de obras podrán estar referidas al campo de colectores
a la sala técnica y a los circuitos de interconexión.
2. En relación al campo de colectores:
- Espacio total previsto para que sea ocupado por colectores solares.
- Distribución de las líneas de colectores en el espacio asignado
definiendo la separación entre filas para que no existan
proyecciones de sombras. El estudio se realizará para un colector de
2.200 mm. de altura mínima.
- Sistema estructural previsto para apoyo y sujeción de los
colectores, o su estructura soporte auxiliar.
3. Para la sala técnica se habrá previsto:
- Localización de la sala técnica con distribución de acumulador(es)
así como los componentes principales de la instalación
(intercambiadores, bombas y cuadro eléctrico).
- Previsiones para traslado y montaje de acumuladores
- Espacios para mantenimiento
4. Circuitos de interconexión
- Trazados de tuberías: especificando materiales, diámetros y
aislamientos necesarios.
- Trazados de líneas eléctricas y previsiones
- Adecuación del sistema auxiliar: que soporte la temperatura del
acumulador solar, que disponga de termostato de control de la
temperatura de preparación,...
- Bypass para conexionado del sistema auxiliar
05.6.4 Modelo de planilla de componentes
1. Para cada componente se establecerá su completa definición en
memoria, localización en planos, cantidades, tipo de material, etc.
2. Se utilizará el siguiente modelo de planilla de componentes:
Referencia Componentes
A Caños de abastecimiento de agua caliente sanitaria solar
B Llaves de paso
C Espacio para tanque de acumulación
D Sala técnica
E Apoyos para colocación de futuros colectores solares
F Refuerzo de elementos estructurales para colectores solares
G Refuerzo de elementos estructurales para acumulación
H Nichos para colocación de contadores de agua caliente
individual
I Localización de sistema de registro de consumo de agua
caliente
J Espacio para equipo de calentamiento auxiliar
K Ducto de enhebrado de contadores a sistema de registro
L Otros
06. DISEÑO
1. Este capítulo recoge especificaciones exclusivamente aplicables al
diseño de sistemas a medida
2. Para el cálculo de pérdidas térmicas y determinación de espesores de
aislamiento de cualquiera de los circuitos hidráulicos de la
instalación de ACS incluyendo los de sistemas prefabricados y
sistemas de energía auxiliar, serán aplicables los criterios y
valores del apartado 06.6
06.1 SISTEMA DE CAPTACIÓN
1. La MT especificará la marca y el modelo de colector seleccionado con
sus características principales así como el número de ellos. Todos
los colectores que integren una instalación deberán ser del mismo
tipo y modelo. El colector solar seleccionado cumplirá los
requisitos del apartado 02.2.
2. La MT también especificará la configuración del campo de colectores,
que quedará definida por los siguientes datos:
- Superficie y potencia útil total, Número de grupos, de baterías y de
colectores por batería
- Caudal total del circuito solar, tipo de conexionado y caudal
específico por colector
- Configuración de baterías, grupos y criterios de equilibrado.
Complementos hidráulicos.
3. La MT se complementará con los planos de ubicación de la instalación
y, si fueran necesarios, planos de planta, alzado y secciones de la
edificación incluyendo el campo de colectores con la siguiente
información:
- Emplazamiento edificio, orientación, obstáculos y sombras
- Ubicación y orientación de colectores (distancias a obstáculos y
entre ellos, accesos)
- Trazado de circuitos, dimensionado y situación de componentes
(válvulas de corte, seguridad, equilibrado y purga)
- Diseño de la estructura base, intermedia y sujeción de colectores.
Detalles constructivos.
06.1.1. Diseño hidráulico y térmico del campo de colectores
A) Baterías de colectores.
1. Los colectores solares se agrupan formando baterías. La batería es
la unidad de referencia para obtener la disposición definitiva del
campo de colectores sobre la edificación.
2. Se denomina batería de colectores a un conjunto de colectores que se
comportan como un único colector con un área de captación suma de la
de todos los colectores que la componen y con un rendimiento
equivalente calculado por la composición de los rendimientos de cada
colector en función del tipo de conexionado y del caudal de diseño.
3. Los colectores de una misma batería podrán estar conectados entre sí
en serie, en paralelo o combinando ambos tipos de conexiones.
4. Los colectores que componen una batería se instalarán sobre una
estructura común de apoyo de forma que se garantice que los
circuitos hidráulicos internos sean idénticos y se asegure el mismo
funcionamiento de las distintas baterías.
5. El fabricante definirá el número de colectores que pueden componer
una batería y establecerá las limitaciones funcionales
correspondientes. En el caso de colectores conectados en paralelo,
garantizará que las diferencias de la temperatura de salida entre
los colectores que forman parte de una misma batería serán
inferiores al 10%, y para ello, que la diferencia de caudales entre
colectores central y extremo debe ser también inferior al 10%.
6. Para garantizar el criterio anterior de equilibrado interno de
caudales en cada batería se verificará que las pérdidas de carga en
los circuitos de calentamiento del absorbedor conectados en paralelo
sean iguales y equivalente, como mínimo, a un 30% de la pérdida de
carga total de la batería.
7. Para el diseño de las baterías, se seleccionará el número de
colectores y se establecerán las condiciones de funcionamiento
dentro del rango permitido por el fabricante
8. Todas las baterías de un campo de colectores deberían tener el mismo
número de colectores y conectados de la misma forma. En el caso de
que no sea posible se arbitrarán las medidas necesarias para que las
diferencias de la temperatura de salida y, por tanto las diferencias
de caudales, entre baterías sean inferiores al 10%.
B) Grupos de baterías de colectores.
1. Las baterías de colectores se pueden conectar entre sí formando
grupos.
2. Las baterías de un mismo grupo, podrán conectarse entre sí en serie
y/o en paralelo.
3. Todos los grupos de un campo de colectores tendrán el mismo número
de baterías y conectadas de la misma forma. En el caso de que no sea
posible se arbitrarán las medidas necesarias para que las
diferencias de la temperatura de salida y, por tanto, las
diferencias de caudales entre grupos sean inferiores al 10%.
4. Para facilitar la verificación del equilibrado y realizar un
adecuado control de funcionamiento se dispondrán las vainas para
sondas necesarias para poder medir el salto de temperaturas en cada
grupo
5. Todos los grupos que componen un campo de colectores se conectarán
entre sí en paralelo de forma que permitan cumplir el plan de
sectorización
C) Sectorización del campo de colectores.
1. La sectorización debe permitir independizar a cada grupo del
funcionamiento de la instalación completa y, para ello, la conexión
hidráulica de cada grupo puede disponer de 2 válvulas de corte,
situadas a la entrada y salida del grupo, para interrumpir su
conexión.
2. Deberán tenerse en cuenta las condiciones de presión y temperatura
que pueden alcanzarse en un grupo aislado para definir las medidas
que deben adoptarse. Como mínimo se instalará, en cada grupo, una
válvula de seguridad tarada a la presión necesaria para proteger el
circuito aislado y nunca inferior a la presión de tarado de la
válvula de seguridad general del circuito para priorizar el
funcionamiento de la válvula principal en caso de sobrepresión.
3. Adicionalmente se recomienda prever la posibilidad de realizar un
eventual vaciado del grupo y para ello, se dispondrá la
correspondiente válvula de vaciado protegida contra actuaciones
indebidas.
4. Tanto los escapes de la válvula de seguridad como los drenajes de
las válvulas de vaciado deberán estar conducidas para proteger la
seguridad de las personas. La conducción de los desagües debería ser
visible para poder comprobar la salida de fluido y en caso de
evacuación a redes de la edificación deberá verificarse la
resistencia de las mismas a la alta temperatura del fluido.
5. El nivel de sectorización de un campo de colectores se define como
la proporción del número de colectores de cada grupo al número de
colectores total y, naturalmente, es un factor inverso al tamaño del
grupo.
6. En función del tamaño se pueden realizar las siguientes
recomendaciones:
- Para instalaciones de tamaño inferior a 7 kW (10 m2) se recomienda
no disponer de ninguna sectorización y que el sistema de captación
esté constituido por un único grupo.
- Para instalaciones de tamaño comprendido entre 7 y 70 kW (de 10 a
100 m2) se recomiendan una sectorización desde el 100% hasta el 25%
(de 1 a 4 grupos) en proporción al tamaño del campo.
- Para instalaciones de tamaño superior a 70kW (100 m2), se recomienda
que el nivel de sectorización no sea inferior al 20% (5 grupos)
06.1.2 Diseño del circuito primario.
A) Potencia del sistema de captación.
1. En una instalación de energía solar la potencia térmica es variable
y proporcional a la irradiancia solar y al rendimiento de la
transformación
2. La potencia térmica del sistema de captación se calcula, con
carácter general, como:
POT = n . A . GREF
siendo POT potencia térmica en W
n rendimiento del sistema de captación
A área de apertura del sistema de captación en m2
GREF Irradiancia solar de referencia
(normalmente igual a 1000 W/m2)
3. Se define la potencia térmica máxima POTMÁX la que corresponde a n =
no y GREF =1000 W/m2 y representa la máxima teórica que suministraría
un sistema de captación sin pérdidas térmicas.
4. Se define la potencia térmica nominal POTNOM como la potencia que
que internacionalmente se ha definido como factor de transformación
de instalaciones en m2 a instalaciones en kW.
5. Se define la potencia térmica real POT a la que corresponde al
condiciones reales de funcionamiento.
6. Para el dimensionado de los distintos componentes de la instalación
solar se definen posteriormente las condiciones nominales o de
diseño (potencia, caudales, temperaturas, etc.).
B) Potencias y saltos de temperaturas del circuito primario.
1. La potencia térmica POT suministrada por el sistema de captación se
destinará a aumentar la temperatura (TS1 - TE1) del fluido de
trabajo que circula por el sistema de captación, siendo m1 el caudal
másico en kg/(S·m2) y cp1 el calor específico en J/(kg·K), según la
expresión siguiente:
POT = m1 . cp1 . (TS1 - TE1)
2. La potencia térmica proporcionada por el sistema de captación
variará desde 0 a la máxima POTMÁX. por lo que es importante señalar
que en el funcionamiento del circuito primario el régimen de caudal
o el salto de temperaturas siempre serán variables.
3. Desde el punto de vista de transferencia de calor en el circuito
primario, las instalaciones se puede clasificar en instalaciones de
caudal constante e instalaciones de caudal variable. A los efectos
de estas ETUS, se consideran siempre circuitos de caudal constante.
C) Caudales de diseño del circuito primario.
1. La MT especificará el caudal de diseño del circuito primario que se
determinará en función del caudal de diseño de cada batería,
multiplicado por el número de baterías y dividiendo por el tipo de
conexionado (1 paralelo, 2 serie simple de 2, 3 serie de 3, etc.)
entre las baterías.
2. El caudal de diseño de las baterías se seleccionará de entre los
valores de caudales recomendados por el fabricante para cada uno de
los tamaños de batería.
3. Si para determinar el caudal de diseño de las baterías se utiliza la
referencia de caudal específico por m2 se multiplicará éste por el
área del colector, por el número de colectores de la batería y se
divide por el tipo de conexionado interno (1 paralelo, 2 serie
simple de 2, 3 serie de 3, etc.) de los colectores dentro de la
batería.
4. El caudal de diseño en cada tramo del circuito se obtiene sumando
los caudales de las baterías alimentadas por dicho tramo.
06.2 SISTEMA DE ACUMULACIÓN
1. La MT especificará el volumen total del sistema de acumulación, la
marca y modelo del acumulador seleccionado así como el número de
ellos. El acumulador solar seleccionado cumplirá los requisitos del
apartado 02.3.
2. La MT especificará su ubicación (exterior o interior) y su
disposición (vertical u horizontal).
3. El diseño y cálculo de la estructura para apoyo y soporte del
sistema de acumulación debe cumplir la reglamentación vigente y será
realizado por técnico competente conforme a la legislación
Uruguaya.
4. Desde el punto de vista del comportamiento térmico siempre se
recomienda que el sistema de acumulación solar esté constituido por
un único depósito, de configuración vertical y que esté situado en
un espacio interior pero, por razones de fiabilidad de la
instalación, por razones de espacios disponibles u otras, puede ser
necesario o recomendable que la instalación solar disponga de más de
un acumulador.
06.2.1 Dimensionado del volumen de acumulación
1. El volumen de acumulación se define en base a la optimización
resultante de un análisis de sensibilidad de las diversas soluciones
posibles alrededor de un volumen (VA en litros) determinado en
función de la superficie de colectores (ACOL en metros cuadrados)
por la expresión: VA = 75 · ACOL. El análisis de sensibilidad se
realizará comparando los diferentes costes del sistema completo con
las prestaciones y rendimiento de la instalación.
2. El volumen de acumulación total no podrá ser inferior al valor
determinado por VATOT = 60 · ACOL
3. El rendimiento global de la instalación solar aumenta con el volumen
de acumulación VA, pero para valores superiores a 100-120 litros/m2,
el aumento del rendimiento es muy pequeño o incluso podría descender
si las pérdidas térmicas del sistema de acumulación son elevadas.
4. En el cálculo de prestaciones de la instalación siempre deberían
considerarse las pérdidas térmicas del sistema de acumulación.
06.2.2 Sistema de acumulación con varios acumuladores
1. Si la instalación dispone de varios acumuladores se recomienda que:
- los acumuladores sean iguales,
- se pueda realizar la desconexión individual sin interrumpir
el funcionamiento de la instalación,
- se conecten en serie si no existen otros condicionantes, y
que
- se adopten precauciones especiales para asegurar la
circulación prevista.
2. Con el conexionado en serie el sistema de acumulación funciona como
un único acumulador de volumen la suma de todos los volúmenes y
altura la suma de alturas de cada uno de los acumuladores por lo que
se mejora la estratificación.
3. En las instalaciones con intercambiador interno es factible la
conexión en paralelo siempre que los circuitos primario y de consumo
estén equilibrados, pero se recomienda la conexión en serie con los
circuitos de calentamiento y de consumo en serie invertida:
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4. En el caso de que deban conectarse en paralelo se asegurará el
equilibrado de los circuitos con la medida del caudal o de las
temperaturas de salida.
5. Para la desconexión individual de cada uno de ellos sin interrumpir
el funcionamiento de la instalación, todos los acumuladores deben
disponer de válvulas de corte en la entrada y salida de cada uno de
los circuitos que le conectan y si la conexión es en serie una
válvula adicional para constituir un bypass.
6. De manera similar, en las instalaciones con intercambiador externo
es factible la conexión en paralelo siempre que los circuitos
primario y de consumo estén equilibrados, pero también se recomienda
la conexión en serie con los circuitos de calentamiento y de consumo
en serie invertida:
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7. Para el conexionado de los acumuladores se pueden utilizar ramales
que se utilizan en los dos circuitos o, preferentemente, la conexión
directa en el cada acumulador.
8. La opción de conexión en serie de acumuladores con intercambiador
externo requiere un estudio detallado del diseño de los circuitos y
de las condiciones de funcionamiento para garantizar la máxima
estratificación y evitar las mezclas y, en caso necesario, se
utilizarán válvulas automáticas de dos o tres vías que garanticen el
correcto funcionamiento:
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06.3 SISTEMA DE INTERCAMBIO
1. La MT especificará el tipo, la marca y modelo del intercambiador
seleccionado y la adecuación a las condiciones de diseño
establecidas: potencia, caudales y temperaturas de entrada y salida
en primario y secundario, efectividad y pérdida de carga.
06.3.1 Intercambio independiente o externo
A) Diseño
1. La instalación del intercambiador independiente, para instalaciones
de tamaño superior a 100 m2, se complementará con:
- válvulas de corte en todas las bocas de los intercambiadores.
- elementos necesarios para su desmontaje y limpieza: válvulas de
purga y de desagüe
- puentes manométricos en primario y secundario.
- termómetros en las cuatro conexiones
2. Para instalaciones de tamaño inferior a 100 m2 las especificaciones
anteriores deben considerarse recomendaciones.
3. El soporte y la ubicación del intercambiador deberían permitir el
desmontaje de las placas cuando éstas sean desmontables.
4. Los intercambiadores deberían quedar térmicamente aislados.
5. Para evitar incrustaciones calcáreas se debería estudiar la dureza y
el contenido en sales del agua de consumo y analizar la posible
limitación de las temperaturas de funcionamiento de los
intercambiadores.
B) Dimensionado
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1. El dimensionado del intercambiador de calor externo quedará definido
por, al menos, los siguientes parámetros de diseño: la potencia
nominal, los caudales de diseño, los valores de las temperaturas de
entrada y salida, la pérdida de carga de ambos circuitos y por la
efectividad.
2. Serán iguales las capacidades caloríficas de los fluidos de los
circuitos del lado del primario y del lado del secundario y los
caudales no diferirán en más de un 10%. Por tanto, se supone que
m1.cp1 = m2. cp2; siendo m el caudal másico en kg/(s·m2) y cp el
calor específico en J/(kg·K); y los subíndices 1 y 2 corresponden,
respectivamente, a los circuitos primario y secundario.
como:
Qreal = Ts2 - Te2
Qmáx Te1 - Te2
siendo:
Ts2: Temperatura a la salida del secundario del intercambiador (o
del circuito de fluido frío).
Te2:Temperatura a la entrada al del secundario del intercambiador.
Te1:Temperatura a la entrada al primario del intercambiador (o del
circuito de fluido caliente).
4. Para las condiciones de diseño, debe determinarse la efectividad del
intercambiador que debe ser superior a 0,7.
5. La potencia de diseño del intercambiador solar POT15 será superior
al 75% de la potencia nominal del sistema de captación POTNOM.
Cumplirá la siguiente expresión, siendo A (en m2) el área total de
apertura del sistema de captación:
POTIS (en W) > 0,75 · POTNOM = 525 · A
6. Las condiciones de diseño para el dimensionado de los
intercambiadores solares se establecerán de forma que, con una
temperatura de entrada del fluido del circuito del lado del primario
no superior a 50°C, la temperatura de salida del fluido del circuito
del lado del secundario no será inferior a 45°C.
7. La pérdida de carga de diseño en los intercambiadores de calor
externos no será superior a 2 m.c.a. (20 kPa), tanto en el circuito
del primario como del secundario.
06.3.2 Intercambiador incorporado en el acumulador solar
1. El dimensionado del intercambiador de calor incorporado al
acumulador quedará definido por, al menos, los siguientes
parámetros: la potencia nominal, el caudal de diseño, los valores de
las temperaturas y la superficie útil de intercambio.
2. Se considera como superficie útil de intercambio la parte de la
superficie del intercambiador situada en la mitad inferior del
acumulador.
3. La relación entre el área útil de intercambio y el área de
colectores no será inferior a 0,2.
06.4 CIRCUITO HIDRÁULICO
1. La MT incluirá la definición del caudal de diseño seleccionado, el
dimensionado de tuberías y sus componentes y la especificación del
aislamiento térmico.
2. La MT incluirá el plano a escala de la instalación que especificará
la ubicación del local técnico y, dentro de éste, la distribución de
acumuladores, intercambiadores, bombas, válvulas, vasos de
expansión, sistema de apoyo y el trazado de tuberías de todos los
circuitos de la instalación.
3. El plano a escala de la instalación tendrá el grado de definición
necesario para efectuar los cálculos de dimensionado de los
circuitos y especificará el material y las secciones de tuberías, y
el caudal nominal que circula a través de ellas.
4. Los trazados de tuberías de todos los circuitos de la instalación se
realizarán de forma que se garanticen los caudales de diseño en
todos los componentes y se minimicen las pérdidas térmicas de la
instalación completa. Debería concebirse en fase de diseño un
circuito hidráulico de por sí equilibrado que no genere una pérdida
de carga excesiva
5. En relación con el circuito primario, el trazado hidráulico
garantizará una distribución equilibrada de los caudales por todos
los grupos, baterías y colectores del campo y una minimización de
las pérdidas térmicas.
6. El equilibrado hidráulico se alcanzará cuando las diferencias de
temperatura y, por tanto, las diferencias de caudales entre
colectores, baterías y grupos sean inferiores al 10%.
7. Para garantizar el criterio de equilibrado se verificará que las
pérdidas de carga en los grupos de baterías, que estarán conectados
en paralelo, sean iguales y equivalentes, como mínimo, a un 30% de
la pérdida de carga total del circuito.
8. En la MT se especificará el número de circuitos en paralelo y el
procedimiento de equilibrado; para obtener un circuito equilibrado
se podrá utilizar:
- Ramal del circuito (de ida o de retorno) invertido, para obtener
recorridos hidráulicos iguales por todos los lazos del campo;
- Válvulas de equilibrado u otras válvulas de control de caudal, en
cada lazo para forzar y regular las pérdidas de carga necesarias
9. Para minimizar las pérdidas térmicas asociadas a la circulación del
fluido en el circuito primario, el trazado hidráulico se realizará:
- ajustando los caudales de circulación que permite reducir las
secciones de tuberías
- reduciendo la longitud total del trazado
- priorizando al trazado corto del tramo caliente
10. En general, el diseño del trazado hidráulico respetará los ejes
principales de la edificación y del campo de colectores y se
evitarán los trazados sinuosos.
06.4.1 Diseño y dimensionado de circuitos hidráulicos
1. Se realizará el diseño y dimensionado de cada uno de los circuitos
que pueden formar parte de una instalación de energía solar térmica:
primario, secundario y consumo.
A) Caudales
1. El caudal total y en cada uno de los ramales del circuito primario
se determina según se estableció en el apartado 06.1.2.
2. El caudal total del circuito secundario se determina de acuerdo con
lo establecido en las condiciones de diseño del intercambiador
independiente establecidas en 06.3.1
3. El caudal del circuito de consumo será el calculado para abastecer
la demanda de todos los puntos de consumo según establezca la
normativa vigente.
B) Dimensionado de tuberías
1. Si no hay otras normas aplicables, para el caudal de diseño que
circula por una tubería, el diámetro de la misma se seleccionará de
manera que se cumplan las dos condiciones siguientes:
- La velocidad de circulación del fluido será inferior a 2 m/s cuando
la tubería discurra por locales habitados e inferior a 3 m/s cuando
el trazado sea al exterior o por locales no habitados.
- La pérdida de carga unitaria en tuberías nunca sea superior a 40 mm.
de columna de agua (4 mbar) por metro lineal de tubería.
C) Pérdidas de carga de circuitos
1. Los circuitos hidráulicos de las instalaciones de energía solar
pueden estar compuestos por más de un anillo de circulación cuando
hay subsistemas (grupos de colectores o acumuladores) conectado en
paralelo.
2. El diseño de cada circuito proporcionará esquemas hidráulicos
equilibrados cuando resulten las mismas pérdidas de carga en cada
uno de los ramales para los caudales de diseño previstos en cada uno
de ellos.
3. Se calculará la pérdida de carga total por cada uno de los anillos
que componen cada circuito. Se comprobará que las diferencias de
pérdidas de carga relativas entre el más favorable y el menos
favorable no superan el 5%. Si no fuera así, el equilibrado del
circuito no se considerará adecuado y se debería rediseñar.
4. La pérdida de carga del anillo más desfavorable se utilizará
posteriormente para el dimensionado de la bomba de circulación.
D) Tuberías
1. En la MT se especificará el caudal total de cada circuito, el
material y el diámetro máximo de tuberías. Asimismo se indicarán los
materiales y espesores de aislamiento así como la protección
utilizada para el aislamiento al exterior y en el interior.
2. Los materiales de las tuberías de los diferentes circuitos se
ajustarán a los requisitos del punto 02.6.
3. Se definirán adecuadamente los soportes de tuberías.
4. Se utilizarán los elementos necesarios para absorber las
dilataciones de las tuberías.
06.4.2 Bombas de circulación
1. La MT especificará los caudales de diseño y las pérdidas de carga de
todos los circuitos así como el tipo, modelo y características
eléctricas de las bombas.
2. En instalaciones con potencia nominal de captación superior 70 kW
(100 m2) en las que no se prevea exista un servicio de mantenimiento
de respuesta rápida con disponibilidad de bombas para sustitución
inmediata, se deberán montar dos bombas idénticas en paralelo, una
de reserva, en cada uno de los circuitos. Se preverá el
funcionamiento alternativo de las mismas, de forma manual o
automática.
A) Diseño
1. Siempre que sea posible, las bombas se situarán en las zonas más
frías del circuito.
2. Se utilizarán válvulas antirretorno en la impulsión de las bombas
cuando se monten bombas en paralelo. Cuando se utilice una única
bomba por circuito la válvula antirretorno se podrá situar en
cualquier lugar del mismo.
3. Se utilizarán válvulas de corte a la entrada y a la salida de cada
bomba para permitir su mantenimiento.
B) Dimensionado
1. La bomba se seleccionará de forma que el caudal y la pérdida de
carga de diseño se encuentren dentro de la zona de rendimiento
óptimo especificada por el fabricante.
2. El caudal nominal será igual al caudal de diseño de cada circuito.
3. La presión de la bomba debería compensar la pérdida de carga total
del circuito correspondiente.
4. La potencia eléctrica de las bombas no debería exceder los valores
dados en la tabla siguiente:
Sistema pequeño
(< 20 m2) 50 W o 2% de la mayor potencia calorífica (potencia térmica
nominal POTNOM) que pueda suministrar el grupo de
colectores (el mayor de los dos)
Sistemas grandes
(≥ 20 m2) 1% de la mayor potencia calorífica (potencia
térmica nominal POTNOM) que puede suministrar el
grupo de colectores
5. La limitación de la potencia eléctrica de las bombas indicadas
anteriormente se refiere a la suma de las potencias de bombas
asociadas al circuito primario y secundario para transferir el calor
hasta el acumulador.
6. La limitación anterior no será de aplicación a las bombas asociadas
a los circuitos de recirculación en los edificios multivivienda.
06.4.3 Valvulería
A) Válvulas de corte
1. Se utilizarán las válvulas de corte necesarias para poder realizar
operaciones mantenimiento en los componentes más importantes sin
necesidad de realizar el vaciado completo de la instalación y sin
necesidad de que deje de funcionar. Para ello, se deberían haber
dejado previstas las válvulas de corte para los circuitos de bypass
necesarios para mantener la instalación en funcionamiento.
2. Se instalarán válvulas de corte:
- a la entrada y salida de cada sector o grupo del campo de colectores
- a la entradas y salidas de los acumuladores, intercambiadores y
bombas.
- a la entrada y salida del circuito de consumo y distribución de agua
fría y caliente.
- a la entrada y salida de la instalación solar para poder aislarla del
sistema de apoyo
3. En función del tamaño de la instalación se modulará la utilización
de válvulas de corte evitando las que no sean necesarias.
4. Siempre se dispondrá una válvula de corte en la acometida de agua
fría a la instalación.
B) Válvulas de seguridad
1. Se instalará, como mínimo, una válvula de seguridad en cada uno de
los circuitos cerrados de la instalación.
2. Adicionalmente, se instalará una válvula de seguridad en:
- cada uno de los sectores o grupos del campo de colectores.
- cada uno de los acumuladores
3. La instalación se realizará, preferentemente, en un ramal conectado
a la parte más fría del circuito y próximo a los sistemas de
expansión correspondiente.
4. La posición de las válvulas de seguridad y la conducción del escape
debería garantizar que, en caso de descarga, no se provoquen
accidentes o daños.
C) Válvulas de retención
1. Se instalará válvulas de retención en:
- la acometida de agua fría
- para evitar circulaciones naturales indeseadas
- en cada una de las bombas para la conmutación automática
- en el circuito de recirculación para evitar que funcione como
circuito de distribución
2. Las válvulas de retención garantizarán un determinado nivel de
hermeticidad para el máximo nivel de presión diferencial que se
pueda establecer.
D) Válvulas de equilibrado
1. Se instalará válvulas de equilibrado para introducir pérdida de
carga adicionales en determinados componentes o subsistemas con el
fin de equilibrar ramales de circuitos en paralelo
2. También se utilizarán con válvulas de 3 vías en circuitos de caudal
constante para mantener la misma pérdida de carga de los dos lazos
del circuito.
3. Serán automáticas cuando así se establezca en proyecto.
4. Debería prestarse especial atención a las temperaturas máximas de
las válvulas de equilibrado próximas a los colectores y que deben
soportar la temperatura máxima correspondiente.
E) Válvulas de vaciado
1. Se instalarán válvulas de drenaje que permitan el vaciado total y
parcial de la instalación con los mismos criterios que se parcializa
o zonifica la instalación según se establece en el apartado A) con
el uso de las válvulas de corte.
2. Las válvulas de vaciado estarán conducidas, de forma visible, hasta
la red de drenaje de la edificación.
3. Las tuberías de drenaje dispondrán de las pendientes necesarias para
que no puede retener líquido en todo su recorrido.
06.4.4 Sistema de llenado
1. Los circuitos cerrados deben incorporar un sistema de llenado,
manual o automático, que permita llenar el circuito y presurizarlo.
2. Cuando los circuitos requieran anticongelante deberán disponer de un
sistema de llenado que permita preparar la mezcla para,
posteriormente, introducirla en el circuito de forma manual o
automática.
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
06.4.5 Purga de aire
1. Para evitar los problemas de aire en los circuitos es necesario
evitar su entrada y facilitar su evacuación.
2. El aire en el interior de los circuitos puede proceder: del
existente anterior al llenado con líquido, del que puede entrar por
cualquier elemento que se encuentre en depresión con respecto a la
presión atmosférica y del que viene disuelto en el agua o fluido.
3. El aire existente anterior al llenado con líquido solamente se
extraerá si la instalación esté correctamente realizada y el
procedimiento de llenado está expresamente definido para ello.
4. Cuando entra aire por cualquier elemento que queda en depresión con
respecto a la presión atmosférica suele ocurrir por algún fallo de
la instalación (vaso de expansión, sistema de llenado, válvula de
seguridad, etc.) que debe subsanarse.
5. El aire que viene disuelto en el agua o fluido de alimentación puede
desprenderse a medida que aumenta la temperatura pero no es
significativo en relación con los dos anteriores sobre todo si no
hay reposición de nuevo fluido.
6. Para facilitar la expulsión del aire es importante que en los
circuitos haya la menor cantidad posible de sifones invertidos y que
los trazados permitan la mejor evacuación del aire.
7. El sifón invertido es un trazado hidráulico que exige una
circulación descendente del fluido y si éste no tiene velocidad
suficiente puede no arrastrar el aire. Los sifones más
característicos de las instalaciones solares son los puntos altos de
la salida de las baterías de colectores.
8. A los efectos de mantenimiento interesa reducir el número de sifones
invertidos.
9. Habrá que cuidar los trazados horizontales de tubería para que
tengan una pendiente mínima del 1% en el sentido que permita la
evacuación del aire.
10. Cuando exista un sifón invertido se colocará un sistema de purga de
aire en el punto más desfavorable y estará constituido por un
botellín de desaire con una válvula de corte con el escape conducido
que sirve como purgador manual.
11. El botellín de desaire está constituido por accesorios y tubería
configurados de forma que puedan retener y acumular aire; debe
disponer de un volumen mínimo de unos 10 cm3
12. Eventualmente, para los botellines de desaire se pueden instalar
purgadores automáticos que siempre se instalarán con una válvula de
esfera que permita cortar su conexión con los circuitos para evitar
problemas si se produce la vaporización del fluido de trabajo.
13. Los acumuladores de tamaño superior a unos 1.000 litros deberían
disponer de un sistema de purga manual en la zona más alta.
14. En determinadas instalaciones es recomendable la instalación de un
desaireador general intercalado en el circuito para la evacuación
centralizada del aire.
06.5 SISTEMAS DE MEDIDA
06.5.1 Generalidades
1. En función del tamaño y características de la instalación, se deben
prever los dispositivos necesarios para tomar medidas de presiones,
temperaturas, de caudales y de energía que permitan controlar el
correcto funcionamiento de la misma.
2. Para la configuración más compleja los tipos de sensores y su
localización deben ser:
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
Sensores de presión:
- P01 presión del primario
- P02 presión del secundario
Sensores de temperatura:
- T01: Temperatura de salida de colectores
- T02: Temperatura zona inferior de la acumulación solar
- T03: Temperatura zona superior de la acumulación solar
- T04: Temperatura de entrada primario intercambiador
- T05: Temperatura de salida primario intercambiado
- T06: Temperatura de entrada secundario intercambiador
- T07: Temperatura de salida secundario intercambiador
- T08: Temperatura agua de red
- T09: Temperatura de aporte solar
- T10: Temperatura de salida a consumo
- T11: Temperatura de retorno del sistema de recirculación
- T12: Temperatura ambiente exterior
Otros sensores
- C01: Caudal de primario
- C02: Caudal de secundario
- C03: Caudal de consumo
- RAD: Radiación solar global
3. Para la medida de presión, se instalarán manómetros o sensores de
presión en el primario (en un lugar próximo al sistema de llenado
del circuito primario o asociado al sistema de expansión y la
válvula de seguridad) y en el secundario (en el sistema de
acumulación)
4. Para medida de temperaturas se deberán disponer sensores o
termómetros en:
- la salida y entrada del campo de colectores. Si los circuitos
no son muy largos, la medida de la entrada puede ser la de
salida del primario del intercambiador de calor.
- la parte inferior y superior de los acumuladores, para
disponer de una medida de la estratificación de temperaturas
y la carga real de energía del sistema. Cuando existan
varios acumuladores, cada uno de ellos debería disponer de
los mismos elementos de medida.
- las entradas y salidas de todos los circuitos de los
intercambiadores.
- la entrada de agua fría del circuito de consumo, en la salida
de agua caliente del sistema de acumulación solar, en la
salida de agua caliente del sistema de apoyo y en el
circuito de retorno de recirculación
5. Para la medida de caudal se instalarán:
- Un caudalímetro, rotámetro o válvulas de equilibrado con medida de
caudal para los circuitos primario y secundario.
- Un contador de agua en la entrada de agua fría para la medida del
caudal de consumo.
6. Cuando sean necesarios contadores de agua en el circuito de consumo,
formarán parte de un contador de energía térmica que disponga de las
dos sondas situadas en la entrada de agua fría y en la salida de
agua caliente del sistema de acumulación. Alternativamente se podrán
utilizar los sensores independientes indicados para medida de la
energía térmica (C03, T08 y T09) si se dispone un módulo integrador
en un sistema de monitorización.
7. La medida de la radiación solar global se podrá realizar con
piranómetros o con células fotovoltaicas calibradas.
8. En algunas ocasiones se pueden utilizar otras medidas
complementarias, especialmente útiles para el control de
funcionamiento y para los programas de mantenimiento, como pueden
ser:
- medidas de temperaturas en todos los grupos del campo de colectores,
se pueden disponer sensores de temperatura en las salidas de cada
grupo o, al menos, se deberían prever vainas de inmersión en cada
una de ellas para puntualmente realizar las medidas necesarias.
- medida de presión diferencial entre la aspiración e impulsión de
bombas o entre la entrada y salida de los circuitos del
intercambiador
9. Los sensores podrán se electromecánicos, analógicos, digitales o
combinaciones de ellos.
10. A los efectos de los sistemas de medida que debe instalarse, se
consideran cuatro configuraciones de instalaciones de las siguientes
características:
C1 C2 C3 C4
Bombas Dobles Simples o dobles Simples
Intercambio Externo (de placas) Interno (incorporado)
Área captación
(m2) A > 200 200 > A > 20 A < 20
11. Para cada una de las configuraciones, se establece el equipamiento
mínimo de sensores y se instalarán los siguientes sensores
obligatorios "x" siguientes:
C1 C2 C3 C4
P01 x x x x
P02 x (x) (x)
T01 x x x x
T02 x x x x
T03 x x x x
T04 x x (x)
T05 x x (x)
T06 x (x)
T07 x (x)
T08 x x x (x)
T09 x x x (x)
T10 x x x
T11 x
T12 x
C01 (x) (x) (x) (x)
C02 (x) (x) - -
C03 x x x (x)
RAD x (x) (x)
12. La incorporación de los sensores recomendables "(x)" deberán
analizarse en cada caso particular.
13. La medida de la radiación solar global RAD y la temperatura ambiente
T12, deben estar integradas con un sistema de monitorización que, al
menos, permita determinar valores de rendimiento globales de la
instalación solar.
06.5.2 Sistemas de monitorización
1. La utilización de sistemas de monitorización en las instalaciones
solares permite, además de visualizar todas las variables medidas,
su uso para señales de alarma y control así como su registro y
evaluación para un adecuado seguimiento de las mismas.
2. Además de todas las variables anteriormente establecidas, se
recomienda medir y registrar:
- Consumo de energía eléctrica
- Consumo de energía en los sistemas de apoyo
- Estado de posicionamiento de las válvulas de 3 vías
- Estado de funcionamiento de las bombas
3. En cada caso se deben definir las características de los sensores y
las prestaciones técnicas que deben ofrecer los sistemas de
adquisición, registro y transmisión de datos.
A) Medida de temperatura
1. Las temperaturas se medirán mediante termopares, termómetros de
resistencia o termistores.
2. La diferencia de temperatura del fluido de trabajo se realizarán
mediante termopilas, termómetros de resistencia (conectados en dos
brazos de un circuito en puente) o termopares emparejados, de forma
que la señal de salida sea única en todos los casos.
3. Las sondas de temperatura deben ser, preferentemente, de inmersión y
deben estar bañadas por el fluido cuya temperatura se pretende
medir. En el caso de emplear sondas de contacto, éstas deberían
estar en contacto con el tubo mediante una pasta térmicamente
conductora, fuertemente sujetas y perfectamente aisladas.
B) Medida de caudal
1. La medida de caudales de líquidos se realizará mediante turbinas,
medidores de flujo magnético, medidores de flujo de desplazamiento
positivo o procedimientos gravimétricos, de forma que la exactitud
sea igual o superior a ± 3% en todos los casos.
2. Los contadores de caudal de agua estarán constituidos por un cuerpo
resistente a la acción del agua conteniendo la cámara de medida, un
elemento con movimiento proporcional al caudal de agua que fluye y
un mecanismo de relojería para transmitir este movimiento a las
esferas de lectura por medio de un acoplamiento magnético. La esfera
de lectura, herméticamente sellada, será de alta resolución.
3. Se suministrarán los siguientes datos, que deben ser facilitados por
el fabricante:
- Calibre del contador.
- Temperatura y presión máxima de trabajo.
- Caudales (en servicio continuo, máximo, mínimo y de arranque)
- Indicación mínima de la esfera.
- Capacidad máxima de totalización.
- Dimensiones.
- Diámetro y tipo de las conexiones.
- Pérdida de carga en función del caudal.
C) Medida de energía térmica.
2. Los contadores de energía térmica estarán constituidos por los
siguientes elementos:
- Contador de agua, descrito anteriormente.
- Dos sondas de temperatura.
- Microprocesador electrónico, montado en la parte superior
del contador o separado.
3. La posición del contador y de las sondas define la energía térmica
que se medirá.
4. El microprocesador podrá estar alimentado por la red eléctrica o
mediante pilas con una duración de servicio mínima de 3 años.
5. El microprocesador multiplicará la diferencia de ambas temperatura
por el caudal instantáneo de agua y su peso específico. La
integración en el tiempo de estas cantidades proporcionará la
cantidad de energía.
06.6 AISLAMIENTO TÉRMICO
1. En la MT se especificarán los tipos, espesores y acabado de los
aislamientos
2. Todas las tuberías, accesorios y componentes de la instalación, que
contengan fluidos a temperatura superior a 40°C, se aislarán para
disminuir las pérdidas térmicas en la instalación.
3. El aislamiento no dejará zonas visibles de tuberías o accesorios,
quedando únicamente al exterior los elementos que sean necesarios
para el buen funcionamiento y operación de los componentes. Todos
los accesorios del circuito hidráulico, como válvulas, filtros,
etc., deberán quedar aislados con los mismos espesores de
aislamiento que los de la tubería en que estén instalados.
4. Se adoptarán las precauciones necesarias para evitar los puentes
térmicos en todos los elementos que soportan la tubería.
5. No se aislarán los vasos de expansión ni el ramal de conexión entre
el vaso de expansión y la línea principal del circuito.
6. Se aislarán todos los intercambiadores independientes salvo que
existan especificaciones en contra por problemas de incrustaciones
calcáreas o cuando el fabricante lo haya incorporado a un subsistema
de la instalación.
7. El material aislante situado a la intemperie deberá protegerse
adecuadamente frente a los agentes atmosféricos de forma que se
evite su deterioro. Podrán utilizarse cubiertas o revestimientos
protegidos con pinturas asfálticas, poliésteres reforzados con fibra
de vidrio, chapa de aluminio o de acero inoxidable. Al exterior no
podrán usarse forros de telas plásticas como protección del material
aislante.
8. El cálculo de los niveles de aislamiento térmico se realizará de
forma que las pérdidas térmicas globales por el conjunto de
conducciones no superen el 5% de la potencia que transporta.
9. Para el cálculo del espesor de aislamiento se podrá optar por el
procedimiento simplificado, cumpliendo los requisitos del apartado
06.6.1 y no hay que justificar el cálculo de pérdidas térmicas, o
por el procedimiento alternativo conforme al apartado 06.6.2 que
requiere el cálculo de las pérdidas térmicas y el cumplimiento del
punto 8 anterior.
06.6.1 Procedimiento simplificado
1. Los espesores mínimos de aislamiento térmicos, expresados en mm, en
función del diámetro exterior D de la tubería sin aislar y para un
material con conductividad térmica de referencia a 10°C de 0,040
W/(m·K) deben ser los siguientes:
- Para D < 35 mm. el espesor mínimo será 12 mm al interior y 18
mm al exterior.
- Para D ≥ 35 mm. el espesor mínimo será 18 mm al
interior y 24 mm al exterior.
2. Los espesores mínimos de aislamiento de acumuladores, para un
material con conductividad térmica de referencia a 10°C de 0,040
W/(m·K), no serán inferiores a 50 mm. Adicionalmente, deberá cumplir
los requisitos de pérdidas térmicas de la norma UNIT 1195.
3. Los espesores mínimos de aislamiento de las redes de tuberías que
tengan un funcionamiento continuo, como redes de distribución y
recirculación de agua caliente sanitaria, deben ser los indicados en
los dos puntos anteriores aumentados en 6 mm.
4. El espesor mínimo de aislamiento de las tuberías de diámetro
exterior menor o igual que 20 mm y de longitud menor que 5 m,
contada a partir de la conexión a la red general de tuberías hasta
la unidad terminal, y que estén empotradas en tabiques y suelos o
instaladas en canaletas interiores, será de 6 mm, evitando, en
cualquier caso, la formación de condensaciones.
5. Cuando se utilicen materiales de conductividad térmica distinta a
^ref = 0,04 W/(m·K) a 10ºC, se considera válida la determinación
del espesor mínimo aplicando las siguientes ecuaciones:
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."-
donde:
^ref: conductividad térmica de referencia, igual a 0,04 W/(m.K) a 10ºC
^: conductividad térmica del material empleado, en W/(m.K)
dref: espesor mínimo de referencia, en mm
d: espesor mínimo del material empleado, en mm
D: diámetro interior del material aislante, coincidente con el diámetro
exterior de la tubería, en mm
In: logaritmo neperiano (base 2,7183)
EXP: significa el número neperiano elevado a la expresión entre paréntesis
06.6.2 Procedimiento alternativo
1. El método de cálculo elegido para justificar el cumplimiento de esta
opción tendrá en consideración los siguientes factores:
- El diámetro exterior de la tubería.
- La temperatura del fluido considerada
- Las condiciones del ambiente donde está instalada la tubería,
como temperatura seca mínima y la velocidad media del aire.
- La conductividad térmica del material aislante que se
pretende emplear a la temperatura media de funcionamiento
del fluido.
- El coeficiente superficial exterior, convectivo y radiante,
de transmisión de calor, considerando la emitancia del
acabado y la velocidad media del aire.
- La situación de las superficies, vertical u horizontal.
- la resistencia térmica del material de la tubería.
2. El método de cálculo se podrá formalizar a través de un programa
informático de uso generalizado y respaldado por entidades de
reconocido prestigio.
3. El estudio justificará documentalmente el espesor seleccionado del
material aislante elegido, las pérdidas térmicas y la temperatura
superficial para los distintos tramos de tuberías y las pérdidas
totales del circuito.
06.7 SISTEMA ELÉCTRICO Y DE CONTROL
1. La MT especificará la estrategia de control utilizada, la marca y el
tipo de control utilizado y la posición de las sondas. Se adjuntará
a la MT un esquema eléctrico del sistema.
2. El sistema eléctrico siempre permitirá la actuación manual del
funcionamiento y la desconexión de la alimentación eléctrica a los
equipos.
3. El sistema de control se encarga de gobernar el correcto
funcionamiento de todos los circuitos y podrá utilizarse,
adicionalmente, como sistema de protección y seguridad.
4. La estrategia de control define los objetivos energéticos de
funcionamiento; se puede maximizar la energía solar aportada,
minimizar el consumo de energía de apoyo u otras opciones que
intervienen en el sistema solar térmico y en el sistema de energía
auxiliar.
5. El tipo de control define las formas seleccionadas para realizar la
función principal de calentamiento según 06.7.1 y para realizar las
funciones de protección según 06.7.2.
6. El sistema de control cumplirá con la normativa eléctrica vigente en
todos aquellos puntos que sean de aplicación.
7. El rango de temperatura ambiente de funcionamiento del sistema de
control será como mínimo entre -10 y 50°C.
8. El tiempo mínimo de fallos especificado por el fabricante del
sistema de control no será inferior a 7.000 horas.
06.7.1 Función principal del sistema de control
1. En el circuito primario el control de funcionamiento normal de las
bombas será de tipo diferencial, actuando en función del salto de
temperatura entre la salida de la batería de colectores y el
acumulador solar.
2. Opcionalmente se podrán utilizar sistemas de control por célula
crepuscular o diferencial en función del salto de temperatura entre
la salida y entrada del sistema de captación cuyo funcionamiento
garantice las mejores prestaciones de la instalación.
3. En el circuito secundario el funcionamiento normal de las bombas
será simultáneo al del circuito primario; excepcionalmente, y
aplicable cuando los circuitos primarios son de una gran longitud,
se podrá utilizar un control de tipo diferencial en función del
salto de temperaturas entre la entrada al intercambiador por el lado
del circuito primario y el acumulador solar.
4. El sensor de temperatura que detecta la temperatura de salida de los
colectores se colocará en la parte interna y superior de estos en
contacto con el absorbedor o utilizando una vaina de inmersión justo
a la salida de la batería de colectores y de forma que detecte
adecuadamente su temperatura.
5. El sensor de temperatura del acumulador se situará en la parte
inferior en una zona influenciada por la circulación del circuito de
calentamiento, a una altura comprendida entre el 10% y el 30% de la
altura total del acumulador. En el caso particular de usar un
intercambiador de tipo serpentín, se recomienda que se localice en
la parte media del intercambiador. Siempre que sea posible la
referencia de temperatura es preferible tomarla en el interior de
los acumuladores antes que en las tuberías de conexión.
6. Cuando el control de funcionamiento de las bombas sea diferencial,
la precisión del sistema de control y la regulación de los puntos de
consigna asegurará que las bombas estarán paradas con diferencias de
temperaturas menores de 2°C y en marcha con diferencias superiores a
7°C. no obstante, se recomienda estudiar cada caso tomando en
consideración la diferencia media logarítmica de las temperaturas de
intercambio.
7. La diferencia de temperaturas entre el punto de arranque y parada
del control diferencial de temperaturas no será inferior a 2°C.
8. El sistema de control incluirá señalizaciones visibles de la
alimentación del sistema y del funcionamiento de bombas.
06.7.2 Funciones de protección
A) Función limitación temperatura máxima del acumulador
1. Para limitar la temperatura máxima del acumulador se utilizará un
sensor de temperaturas, preferentemente situado en la parte alta del
mismo que actuará anulando el aporte de energía al mismo. La
actuación podrá hacerse:
- En sistemas con intercambiador interno, parando la bomba del
circuito primario o actuando sobre una válvula de 3 vías que
interrumpa la circulación por el intercambiador.
- En sistemas con intercambiador externo, parando la bomba del
circuito secundario o interrumpiendo la circulación en el
primario del intercambiador o por el acumulador con una
válvula de 3 vías.
2. El funcionamiento o no de la bomba de circulación del primario
estará condicionada por el interés de disponer de circulación para
la evacuación de calor del circuito.
3. Cuando se utilice un sensor de temperatura que no esté situado en la
parte superior del acumulador deberá regularse la actuación con un
margen adicional para tener en cuenta que la estratificación puede
producir temperaturas más altas de las registradas por el sensor.
4. Deberá tenerse en cuenta que la limitación de temperatura del
acumulador siempre supone una reducción de las prestaciones de la
instalación solar por lo que se procurará que la temperatura de
consigna sea lo más elevada posible para que su actuación sea el
menor posible.
B) Función temperatura máxima del circuito primario
1. La limitación de temperatura del circuito primario se realiza para
evacuar el calor que se genere en los colectores y para ello, con la
señal del sensor de temperatura de colectores, se puede actuar sobre
una válvula de tres vías que hará circular el fluido por el
dispositivo disipador que deberá ponerse en funcionamiento
simultáneamente.
2. Es importante señalar que esta función será subordinada a la de
protección del acumulador y por tanto su actuación nunca podrá
producir mayor calentamiento en el mismo.
C) Función temperatura mínima de colectores
1. Cuando la protección contra heladas se realice mediante circulación
del circuito primario se utilizará la señal de un sensor de
temperaturas situado en los colectores que actuará sobre la bomba
del circuito primario para mantener la circulación en el mismo.
2. En una instalación con intercambiador externo se recomienda conectar
también la bomba del circuito secundario para garantizar que no
existan problemas de congelamiento, sobre todo, cuando el circuito
primario tenga poca inercia.
07. CALCULO
1. El cálculo tiene por objeto predecir y conocer el comportamiento
térmico de una determinada instalación solar ubicada en un
determinado lugar y atendiendo una determinada utilización.
2. La instalación, el lugar y la utilización quedan definidos,
respectivamente, por un conjunto de parámetros funcionales,
climáticos y de uso.
3. El método de cálculo desarrollado en este capítulo permite verificar
el cumplimiento de la exigencia básica de alcanzar, con energía
solar térmica, un determinado nivel de contribución a la demanda de
energía para calentamiento de agua
07.1 PARÁMETROS DE DEMANDA O DE USO
1. Para que los datos de partida que se utilicen sean siempre los
mismos se establece este único procedimiento para su estimación.
2. La utilización de valores de consumo, número de plazas y/o nivel de
ocupación diferentes a los indicados deberá quedar justificada por
el proyectista.
3. No obstante, el proyectista que disponga de otros datos y criterios
puede definir otros valores que considere oportunos pero los
utilizará para cálculos alternativos de prestaciones al cálculo
establecido en este capítulo para la justificación del cumplimiento
de la exigencia básica.
4. La comparación de demandas y prestaciones de las soluciones técnicas
diferentes se realizará siempre sobre la base de los parámetros de
demanda establecidos en este apartado.
07.1.1 Consumo de agua caliente
1. La estimación del consumo de agua caliente se realiza utilizando
valores medios diarios de referencia que atienden al tipo de
edificación: viviendas, hospitales, residencias, etc.
2. La segunda columna de tabla siguiente proporciona los valores
correspondientes a los consumos unitarios de agua caliente sanitaria
a una temperatura de referencia de 45°C:
Tipo de edificación Consumo unitario
(litros/persona.día) Número de
Personas (p) Ocupación
(estacionalidad)
Viviendas/Apartamentos 40 1,5p/dormitorio E1
Hospitales y clínicas 80 1p/plaza E1
Ambulatorio y centro
de salud 60 1p/plaza pl/m2 E1
Hotel ***** 100 1p/plaza E2-E3
Hotel **** 80 1p/plaza E2-E3
Hotel ***/Apartahotel 60 1p/plaza E2-E3
Hotel/ Hostal **/
Apartahotel 50 1p/plaza E2-E3
Hostal/ Pensión*/
Apartahotel 40 1p/plaza E2-E3
Camping/campamentos 30 1p/plaza E2-E3
Residencia (ancianos,
estudiantes, etc.) 60 1p/plaza E1
Centro penitenciario 40 1p/plaza E1
Albergue 35 1p/plaza pl/m2 E1-E2-E3
Vestuarios/ Duchas
colectivas 30 3p/plaza E1-E2-E3
Escuela sin duchas 6 0,5p/plaza E1
Escuela con duchas 30 0,2p/plaza E1
Cuarteles 40 1p/plaza E1
Fábricas y talleres 30 1p/plaza pl/m2 E1
Oficinas 3 0,5p/plaza E1
Gimnasios 30 1p/plaza pl/m2 E1
Restaurantes 12 2p/plaza pl/m2 E1
Cafeterías 2 3p/plaza pl/m2 E1
3. Dichos consumos unitarios están referidos al número de personas que
diariamente utilizan el servicio de agua caliente sanitaria.
4. El número de personas totales que pueden utilizar las instalaciones
de agua caliente de una edificación se obtendrá según las
indicaciones del correspondiente "programa funcional" (establece los
datos básicos de diseño, ocupación y uso) que debe hacer referencia
al número de personas utilizadas para proyectar la edificación. En
el caso que no se disponga de dicha información se utilizarán los
datos de la tercera columna de la tabla anterior en función del
número de plazas y/o de la superficie útil del edificio.
5. Las referencias E1, E2 y E3 de la cuarta columna corresponden a la
estacionalidad o variación estacional de la ocupación de la
edificación a lo largo del año que se definen en el apartado
07.1.1.3
07.1.1.1 EDIFICIOS DE VIVIENDAS
1. En viviendas el consumo total diario medio de agua caliente
sanitaria se obtiene multiplicando el consumo unitario de la tabla
anterior por el número de personas totales que ocupan la vivienda.
En caso de que el programa funcional no lo concretase, como mínimo
se considerarán 1,5 personas por cada dormitorio que se indique en
el proyecto de la vivienda.
2. En edificios de viviendas que dispongan de instalaciones solares
térmicas centralizadas, el cálculo del consumo total de agua
caliente sanitaria considerará un factor de centralización (FC) que
depende del número de viviendas (N) alimentados por la misma
instalación solar.
3. El consumo total diario medio de agua caliente sanitaria de la
edificación, calculado según el procedimiento indicado
anteriormente, se multiplicará por el factor de centralización FC
según los valores de la siguiente tabla en función del número de
viviendas N:
N N<3 4101
FC 1 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70
4. Para una misma edificación, por tanto, el consumo de diseño será
distinto si la instalación solar es individual, que si es
centralizada por portales o si es centralizada para todo el
conjunto.
5. Dentro del apartado viviendas se incluyen también los apartamentos
de uso privado pero no los apartamentos en régimen de hotel que se
equiparan a establecimientos hoteleros.
6. Sólo se considerarán apartamentos turísticos, y podrán tener
ocupación distinta e inferior al 100%, los definidos y recogidos
como tales en la reglamentación turística.
07.1.1.2 RESTO DE EDIFICIOS (No viviendas)
1. En los demás casos, el consumo total diario medio de agua caliente
sanitaria se obtiene a partir del consumo unitario, del número
máximo de personas y los porcentaje de ocupación indicados en el
programa funcional, que podrá variar mes a mes, multiplicando el
consumo unitario por el número de unidades de consumo.
2. Si el programa funcional no establece el número de personas máximo
que se deben considerar, se adoptará el criterio de número de camas,
plazas, puestos, etc. recogido en la tabla.
3. Los consumos unitarios referidos incluyen todos los usos que se
prestan desde una misma instalación centralizada siempre que haya un
consumo principal y otros secundarios y la suma de éstos sea
inferior al 20% del consumo principal.
4. Cuando la suma de los consumos secundarios sea superior al 20% del
principal, se deberá considerar como consumo total la suma de los
consumos de los servicios que se presten.
5. El servicio de restaurante y cafetería debe entenderse
exclusivamente aplicable al uso de cocina y servicios auxiliares.
6. Cuando no esté definido el número de personas que deban considerarse
para estimar el consumo, el proyectista lo decidirá justificando el
criterio utilizado que se debe referir al uso de la infraestructura
proyectada y no a la infraestructura en sí.
07.1.1.3 CRITERIOS PARA DEFINIR EL PORCENTAJE DE OCUPACIÓN
1. Se establecen tres tipos de ocupación E1, E2 y E3 asociados a la
estacionalidad del uso y definidos por los porcentajes medios
mensuales que se deben utilizar en los cálculos. Deben entenderse
como porcentaje de personas que utilizan un servicio sobre número
máximo.
2. El tipo E1 se refiere a la ocupación constante (OC) a lo largo del
año lo que proporcionará un consumo constante a lo largo del año. Se
considerará:
- Aplicado a viviendas, hospitales, etc. se considerará, sin
excepciones, igual al 100%.
- Para edificaciones del sector turístico de Montevideo se considerará
igual al 65%.
- Otras ocupaciones a definir con los criterios que justifique el
proyectista.
- En edificaciones, tipo escuela o similar, que puedan quedar hasta 3
meses no operativos, no se considerará ninguna reducción y para el
cálculo se utilizará una ocupación del 100% todo el año.
3. El tipo E2 corresponde a valores con una variación estacional
verano/ invierno en la proporción 2/1 y una ocupación media anual
del 65%. Será aplicable a cualquier tipo de actividad turística o
termal en Colonia, Paysandú y Salto.
4. El tipo E3 corresponde a valores con una variación estacional
verano/ invierno en la proporción de 5/1 y una ocupación media anual
del 45%. Será aplicable a cualquier tipo de actividad turística de
playa en la zona costera de Canelones, Maldonado y Rocha.
5. Las referencias al sector turístico incluyen cualquier clase de
edificación o actividad relacionada: hotel, apartotel, hostería,
albergue, camping, etc.
6. Para los distintos tipos de ocupación se adoptarán los valores que
se indican a continuación:
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
7. En otras edificaciones no incluidas en los apartados o
localizaciones anteriores, se utilizarán y justificarán otros
valores que consideren adecuados.
8. En instalaciones que sólo tienen consumo durante los días laborables
de la semana como, por ejemplo, escuelas, edificios comerciales o
industrias que cierran los fines de semana se podrá realizar el
cálculo del consumo con un valor medio diario equivalente al 5/7 del
establecido.
9. En algunos casos es importante considerar que tanto los valores
medios como la estacionalidad del consumo puede evolucionar,
aumentando con el tiempo. La elaboración del proyecto lo analizará
realizándose las previsiones de ampliación que el proyectista
considere.
07.1.1.4 EDIFICIOS EXISTENTES
1. En el caso de edificios e instalaciones existentes, el proceso sería
el mismo anteriormente referido, pero los valores obtenidos se
deberían contrastar con otros datos que puedan ser conocidos:
- el consumo de agua caliente: si este dato es conocido, y no
se prevé que haya modificaciones de uso, debería utilizarse
el valor medio anual para el cálculo.
- el consumo de agua fría: si se conoce este dato, el consumo
de agua caliente debería ser un porcentaje (del orden del
30% para viviendas)
- el gasto de energía para agua caliente: si se conoce este
dato, contrastarlo con el gasto que resulta de la estimación
de consumo multiplicando la demanda de energía por el coste
de la energía térmica producida por el sistema convencional
que tenga en cuenta el rendimiento medio estacional de la
instalación.
- el tamaño de la instalación convencional existente:
normalmente el consumo estará comprendido entre 1 y 3 veces
la capacidad de acumulación. Se considera una estimación ya
que depende fuertemente de la temperatura de preparación.
2. La disponibilidad de otros datos permitirá utilizarlos para el
cálculo alternativo de prestaciones pero no para el cumplimiento de
la exigencia básica de dimensionado.
07.1.2 Temperatura de agua fría de entrada
1. La temperatura diaria media mensual de agua fría de las distintas
ciudades se tomará del apartado 14.
2. La utilización de valores de temperaturas de agua fría diferentes a
los indicados deberá ser justificada.
07.1.3 Temperatura de agua caliente
1. El consumo de referencia estará calculado para una temperatura de
referencia de 45° con los datos del apartado 07.2.1. De esta forma
se adopta el criterio de que el caudal de consumo sin temperatura
especificada corresponde al de 45°C siendo necesario referenciarla
en el resto de los casos: QACS(45) = QACS
2. Cuando el consumo se asocia a cualquier otro valor de temperatura T,
los valores del consumo QACS(T) se determinan de acuerdo con la
siguiente expresión:
QACS(T) = QACS(45) · (45 - TAF) / (T - TAF)
3. El consumo de agua caliente se puede expresar asociado con la
temperatura de uso (TU) o con cualquier otro valor como la
temperatura de distribución (TD) o la temperatura de preparación
(TP). En la figura siguiente se muestran gráficamente las
temperaturas definidas anteriormente en una instalación solar con un
sistema de apoyo de agua caliente por acumulación.
4. El consumo asociado a la temperatura de preparación, salvo en
configuraciones especiales no recogidas en las ETUS (por ejemplo,
cuando los sistemas de apoyo están conectados en paralelo a la
instalación solar) es el que circula por la instalación solar de
precalentamiento.
5 La mezcla de este caudal de preparación con agua fría, tanto a la
salida del sistema de apoyo como en el punto de consumo, proporciona
el caudal de distribución y el caudal de uso a las correspondientes
temperaturas. El caudal de preparación nunca será mayor que el de
distribución ni éste nunca mayor que el de consumo.
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
6. La elección de las temperaturas de agua caliente deberá
seleccionarse teniendo en cuenta:
- La legislación vigente: en materia sanitaria, ahorro y
eficiencia energética, etc.
- Que la temperatura mínima de preparación será de 45°C.
- Las pérdidas térmicas hasta el punto de consumo producirán
una caída de temperatura que siempre será inferior a 3°C.
- Que la temperatura máxima de uso siempre será inferior a 60°C
para evitar quemaduras
- Que al aumentar la temperatura de distribución y de
preparación aumentan las pérdidas térmicas.
- Que mientras mayor sea la temperatura de preparación, menor
es el caudal de consumo que atraviesa la instalación solar
y, por tanto, menor es el rendimiento de la misma
7. De acuerdo con todo lo anterior, a medida que se aumenta la
temperatura de preparación, para cubrir una determinada demanda,
será necesario una instalación solar de mayor tamaño y coste.
07.2 CÁLCULO DEL CONSUMO DE ENERGÍA TÉRMICA
07.2.1 Cálculo de la demanda de energía para agua caliente
1. La demanda de energía térmica del agua caliente sanitaria DEACS es
la cantidad de energía necesaria para aumentar la temperatura del
caudal de agua consumida QACS(TU) desde la temperatura de entrada de
agua fría TAF hasta la temperatura de uso TU en los puntos de
consumo. Las características del agua están representadas por su
densidad y por el calor específico cp a presión constante. Se
calcula mediante la expresión:
DEACS = QACS(TU) . p . cp . ( TU - TAF )
2. Con los valores medios diarios de los datos de partida, en base
mensual, se obtendrá la demanda media diaria de agua caliente a la
temperatura de referencia de cada uno de los meses del año y a
partir de esos valores, la demanda de energía anual.
07.2.2 Cálculo de las pérdidas térmicas asociadas a la demanda.
1. Habrá que considerar todas las pérdidas térmicas necesarias para
abastecer la demanda tanto en los circuitos de alimentación,
distribución y recirculación como del sistema de preparación de agua
caliente.
2. Las pérdidas térmicas asociadas a los circuitos de la demanda son:
- de la red de alimentación que corresponden a las pérdidas de agua y
energía de la red de distribución interior de la vivienda o del
centro de consumo.
- de la red de distribución (circuitos de impulsión y de recirculación)
que corresponden a las pérdidas por disponibilidad y comprende las
pérdidas de ambos circuitos.
3. Las del preparador de agua caliente sanitaria del sistema de apoyo
que fundamentalmente estarán producidas en el sistema de
acumulación.
4. Las pérdidas térmicas asociadas a la demanda serán:
PTDEM = PTALI + PTDIS + PTREC + PTACU
5. Como ya se indicó, la determinación de las pérdidas térmicas se
podrá realizar directamente de los cálculos de los métodos de
simulación o estimados con otros métodos simplificados con los
criterios establecidos en el apartado 06.
07.2.3 Cálculo del consumo de energía térmica
1. El consumo de energía térmica (CEACS) es la cantidad de energía
térmica que es necesario emplear para poder abastecer una
determinada demanda. Se determina sumando la demanda de energía y
las pérdidas térmicas asociadas a la demanda:
CEACS = DEACS + PTDEM = DEACS + PTALI + PTDIS + PTREC + PTACU
2. El consumo de energía térmica CEACS debe ser resuelto y
suministrado por el aporte de energía solar térmica AS y por un
consumo de energía térmica del sistema auxiliar CEAUX.
Todo ello da lugar a la expresión:
CEACS = DEACS + PTDEM = AS + CEAUX
3. La fracción solar representa la parte de la demanda de energía que
no es suministrada por el consumo de energía auxiliar (CEAUX). Se
puede expresar en tanto por uno o tanto por ciento, mediante la
expresión:
f = 1 - [CEAUX / DEACS ] = AS / DEACS
4. El rendimiento medio nmed del SST se obtiene como la razón entre la
energía solar térmica aportada y la radiación global incidente sobre
el SST en un determinado periodo de tiempo:
nmed = AS / RAD
5. Es necesario evaluar la importancia de las pérdidas térmicas, la
energía solar aportada y la fracción solar para distintas
condiciones de demanda por lo que debería realizarse la evaluación
del consumo de energía para demandas de agua caliente de ± 50% del
valor de diseño.
07.3 PARÁMETROS CLIMÁTICOS
1. Como parámetros climáticos a considerar en el proceso de cálculo, se
deberán considerar los valores recogidos en el apartado 14 donde,
para distintas ciudades y latitudes, se indican:
- Irradiación global diaria media mensual sobre superficie horizontal
(kWh/m2)
- Factores de transformación R a radiación solar global sobre
superficie inclinada
- Temperatura ambiente diaria media mensual (°C)
07.4 MÉTODOS DE CÁLCULO UTILIZABLES
1. El cálculo de las prestaciones de una instalación solar puede tener,
básicamente, tres objetivos:
- que el futuro usuario disponga de una previsión de la energía
térmica aportada
- que el diseñador pueda optimizar parámetros de funcionamiento y
diseño de instalaciones
- que se puedan comparar distintas soluciones
2. A los efectos de información para el usuario, siempre es importante
disponer de los resultados del comportamiento y funcionamiento de la
instalación para distintas condiciones de uso; para ello y como
mínimo, se establece la necesidad de calcular las prestaciones de la
instalación para consumos distintos al de diseño en un rango de ±
50%.
4. El método de cálculo utilizado deberá ser aceptado por las partes y
se pueden admitir como válidos los distintos métodos aceptados por
el sector y cuyo uso esté contrastado por entidades públicas y
privadas, que sea amplia su difusión y que tenga la posibilidad de
seleccionar distintos componentes. Los parámetros funcionales serán
todos los necesarios por el método de cálculo.
5. Aunque se puedan utilizar otros métodos de cálculo, para justificar
el cumplimiento de la exigencia básica o para la comparación de
soluciones, las prestaciones de la instalación deberán calcularse
por el método f-Chart que se describe en este capítulo y utilizando
los datos establecidos.
6. A los efectos de evaluar el cumplimiento de la exigencia básica no es
obligatorio considerar las pérdidas térmicas de los circuitos
anteriormente referidas salvo que expresamente se indique lo
contrario. En instalaciones centralizadas de hospitales, hoteles,
viviendas, etc. el cálculo de las pérdidas térmicas se realizará por
un procedimiento independiente del método f-chart.
07.5 MÉTODO DE CÁLCULO F-CHART
07.5.1 Parámetros funcionales
1. Los parámetros funcionales de la instalación necesarios para
realizar los cálculos de prestaciones energéticas con el método de
cálculo f-chart son los siguientes:
* Superficie de apertura del sistema de captación (Ac en m2)
definida por:
- Número de colectores solares
- Superficie de apertura del colector solar (m2)
* Rendimiento del colector:
- Coeficiente global de pérdidas FRUL en W/(m2·K). Cuando se
dispone de los factores de pérdidas del colector, lineal a1
y cuadrático a2, se determina: FRUL = a1 + 40·a2
* Volumen específico de acumulación V/A en litros/m2
* Caudales e intercambio:
- Caudal másico en circuito primario m1 en kg/(s·m2)
- Caudal másico en circuito secundario m2 en kg/(s·m2)
- Calor específico en circuito primario Cp1 en J/(kg·K)
- Calor específico en circuito secundario Cp2 en J/(kg·K)
2. En el caso de no disponer de los resultados de ensayo del colector,
se adoptarán los siguientes valores tipo:
* Rendimiento del colector plano con absorbedor no selectivo:
0,80
- Coeficiente global de pérdida FRUL en W/(m2·K) = 6,0
* Rendimiento del colector plano con absorbedor selectivo:
0,75
- Coeficiente global de pérdida FRUL en W/(m2·K) = 4,0
* Rendimiento del colector de tubos de vacío:
0,70
- Coeficiente global de pérdida FRUL en W/(m2·K) = 2,0
07.5.0 Procedimiento
1. Para cada mes del año se determinan los parámetros adimensionales X
e Y que son representativos, respectivamente, de las pérdidas y las
ganancias de la instalación:
X = (Ac * FRUL * FIC * (100 - Ta) * At * CV * CT) / DE
Y = (Ac * FR(T&) * FIC * MAI * HT * N) / DE
2. Se definen los siguientes factores de corrección:
- Factor de corrección del intercambiador de calor (se supone
m1·Cp1=m2·Cp2=mCp):
FIC = 1 / [1 + (FRUL/mCp) * (1/e - 1) ]
- Corrección por volumen de acumulación:
CV = ( (V/A) / 75 )-0.25
- Corrección por temperatura de agua caliente, siendo Tp la
temperatura de preparación, Tf la temperatura de agua fría y Ta la
temperatura ambiente media mensual:
CT = (11,6 + 1,18 * Tp + 3,86 * Tf - 2,32 * Ta) / ( 100 - Ta )
- Modificador del ángulo de incidencia MAI para el que se adoptará el
valor K(50) del ensayo del colector o, en el caso que no se disponga
del ensayo, se seleccionará en función del tipo de colector de los
valores siguientes:
- Para colectores planos: 0,94
- Para colectores de tubos de vacío con absorbedor plano: 0,97
- Para colectores de tubos de vacío con absorbedor cilíndrico:
1,00
3. El resto de parámetros que intervienen son:
Ta Temperatura ambiente media mensual (°C)
At Número de segundos en el mes (s)
DE = DEACS Demanda de energía mensual, (J)
HT Irradiación solar incidente diaria media mensual (J/m2)
N Número de días en el mes
4. Con los valores de X e Y se determina, para cada mes del año, el
factor fi:
fi = 1,029 * Y - 0065 * X - 0,245 * Y2 + 0,0018 X2 + 0,0215 Y3
5. El factor fi, que resulta de la expresión anterior, es el valor de
la fracción solar en tanto por uno del mes considerado y siempre
será fi < 1. El aporte solar, para cada mes, se determinará
mediante la expresión:
ASi = fi · DEi
6. Realizando la misma operación para todos los 12 meses, se obtendrá
la fracción solar media anual a partir de la expresión:
f = ?fi·DEi / ?DEi = ?ASi / ?DEi
08. MONTAJE
08.1 CONDICIONES DE MONTAJE
1. En este apartado se describen los requisitos mínimos a cumplir
durante el montaje de la instalación solar térmica.
2. La instalación se realiza sobre la base de un proyecto detallado y
todas las condiciones de montaje y ejecución deberían estar
especificadas en el mismo. Su alcance y requisitos pueden ser
distintos pero no contrarios ni inferiores a los establecidos en
estas ETUS.
3. Los requisitos de montaje pueden estar expresamente indicados en el
proyecto, o bien indirectamente, por ejemplo, haciendo referencias a
estas ETUS, a un Pliego de Condiciones, a Normas u otros documentos.
Todo lo que no esté referenciado ni especificado, estará sometido a
las normas de la buena práctica y a los procedimientos de montaje,
de supervisión y de control de calidad del propio instalador y del
RTI.
08.2 REPLANTEO DE LA INSTALACIÓN
1. Antes de iniciar el montaje de la instalación se puede formalizar un
acta de replanteo, firmada por el usuario, el instalador y el RTI,
dejando constancia de la documentación que se utiliza para el
montaje y del conocimiento de la misma por las partes.
2. El replanteo de la instalación se realiza para comprobar, verificar
y dar conformidad al montaje del proyecto detallado una vez que se
ha revisado en obra todo su contenido, en particular:
- Espacios disponibles para ubicación de colectores, acumuladores y
resto de componentes.
- Previsiones de espacios para trazados de circuitos
- Sistemas de apoyo y sujeción establecidos
- Procedimientos de montaje previstos
- Medios auxiliares necesarios para la correcta ejecución de la
instalación
- Accesibilidad a toda la instalación tanto para el montaje como para
operaciones posteriores de mantenimiento.
08.3 REQUISITOS GENERALES
1. La instalación se construirá en su totalidad utilizando materiales y
procedimientos de ejecución que garanticen las exigencias del
servicio, durabilidad, salubridad, seguridad y mantenimiento.
2. La recepción de los materiales y componentes se realizará
comprobando el cumplimiento de las especificaciones de proyecto, sus
características aparentes y se registrarán los datos de
funcionamiento para que puedan ser comparados con los de proyecto.
3. Es responsabilidad del instalador proteger y vigilar los materiales
durante el transporte y montaje. Estos requisitos serán
especialmente observados en caso de que existan materiales delicados
y frágiles.
4. En el montaje se tendrá en cuenta las especificaciones dadas por los
fabricantes para cada uno de los componentes. Se podrán admitir
variaciones respecto a las indicadas por el fabricante siempre que
estén debidamente justificadas.
5. Las aberturas de todos los aparatos y equipos deberían estar
protegidas con el fin de evitar la entrada de cuerpos extraños y
suciedades.
6. La instalación de todos los componentes, equipos, válvulas, etc. se
realizará de forma que sea posible el posterior acceso a los efectos
de su mantenimiento, reparación o desmontaje.
7. Una vez realizada la instalación, las placas de características de
los equipos deberían ser visibles.
8. Es responsabilidad del instalador comprobar que la calidad de los
materiales utilizados se ajusten a lo especificado en el proyecto.
9. Todos los elementos metálicos que no estén debidamente protegidos
contra la oxidación por el fabricante, serán recubiertos con el
tratamiento antioxidante que se defina.
08.4 MONTAJE DE SUBSISTEMAS
08.4.1 Montaje de la estructura soporte
1. La estructura soporte se fijará a la edificación de la forma
indicada en el proyecto.
2. El sistema de sujeción de los colectores a la estructura, además de
resistir las cargas del viento previstas, permitirá, si fuera
necesario, el movimiento del colector de forma que no se transmitan
esfuerzos de dilatación.
3. En el caso de utilización de zunchos o dados de hormigón o bancadas
de fábrica de ladrillo como elementos de apoyo y soporte sobre la
superficie de cubierta, se evitará el estancamiento de agua haciendo
las previsiones correspondientes para paso y evacuación del agua.
4. En edificaciones existentes se evitará la rotura de la
impermeabilización y se protegerá su deterioro durante el montaje.
Cuando sea necesaria la intervención se extremarán las precauciones
para asegurar y verificar la estanqueidad final.
08.4.2 Montaje de colectores solares
1. Se montarán los colectores de acuerdo con las instrucciones del
fabricante. Se tendrá en cuenta las recomendaciones de éste en
relación con los periodos prolongados expuestos al sol y la forma de
mantener las conexiones para que no entre suciedad en los
circuitos.
2. La conexión entre colectores podrá realizarse con accesorios
metálicos, manguitos o tuberías flexibles suministradas o admitidas
expresamente por el fabricante.
3. Las tuberías flexibles se conectarán a los colectores solares
utilizando preferentemente accesorios para mangueras flexibles.
4. El montaje de las tuberías flexibles evitará que la tubería quede
retorcida y que se produzcan radios de curvatura superiores a los
especificados por el fabricante.
5. Se habrá previsto el acceso a los colectores de forma que su
desmontaje sea posible con el mínimo de actuaciones sobre los
demás.
08.4.3 Montaje de intercambiadores y acumuladores
1. Las estructuras soportes para acumuladores y su sistema de fijación
se realizará según la normativa vigente.
2. Los acumuladores e intercambiadores se montarán de acuerdo con las
especificaciones de proyecto y siguiendo las instrucciones del
fabricante.
08.4.4 Montaje de bombas de circulación
1. Las bombas se instalarán de acuerdo con las instrucciones del
fabricante y con espacio suficiente para que puedan ser desmontadas
sin necesidad de desarmar las tuberías adyacentes.
2. El diámetro de las tuberías de acoplamiento no podrá ser nunca
inferior al diámetro de la boca de aspiración de la bomba.
3. Las tuberías conectadas a las bombas en línea se soportarán en las
inmediaciones de las bombas de forma que no provoquen esfuerzos
recíprocos.
4. La conexión de las tuberías a las bombas no podrá provocar esfuerzos
recíprocos (se utilizarán manguitos antivibratorios cuando la
potencia de accionamiento sea superior a 700 W).
08.4.5 Montaje de tuberías y accesorios
1. Las tuberías serán instaladas de forma ordenada utilizando,
fundamentalmente, tres ejes perpendiculares entre sí y paralelos a
elementos estructurales de la edificación. Se tendrán en cuenta las
pendientes que deban utilizarse.
2. Las tuberías se instalarán lo más próximo posible a paramentos,
dejando el espacio suficiente para manipular el aislamiento y los
accesorios. Salvo excepciones debidamente justificadas, la distancia
mínima de las tuberías o sus accesorios a elementos estructurales
será de 5 cm.
3. Las tuberías discurrirán siempre por debajo de canalizaciones
eléctricas que crucen o corran paralelamente.
4. Las tuberías no se instalarán nunca encima de equipos eléctricos
como cuadros o motores.
5. La distancia en línea recta entre la superficie exterior de la
tubería, con su eventual aislamiento, y la del cable o tubo
protector no deberían ser inferiores a la siguiente:
5 cm. para cables bajo tubo con tensión inferior a 1.000 V.
30 cm. para cables sin protección con tensión inferior a 1.000 V.
50 cm. para cables con tensión superior a 1.000 V.
6. No se permitirá la instalación de tuberías en hueco y salas de
máquinas de ascensores, centros de transformación y chimeneas en
uso.
7. Las conexiones de las tuberías a los componentes se realizarán de
forma que no se transmitan esfuerzos mecánicos.
8. Las conexiones de componentes al circuito deberían ser fácilmente
desmontables por bridas o racores con el fin de facilitar su
sustitución o reparación.
9. Los cambios de sección en tuberías horizontales se realizarán de
forma que evite la formación de bolsas de aire mediante manguitos de
reducción excéntricos o enrasado de las generatrices superiores para
uniones soldadas.
10. Para evitar la formación de bolsas de aire, los tramos horizontales
de tubería se montarán siempre con su pendiente ascendente en el
sentido de evacuación del aire.
11. Se facilitarán las dilataciones de tuberías utilizando los cambios
de dirección o dilatadores axiales.
12. Las uniones de tuberías de acero podrán ser por soldadura o
roscadas. Las uniones con valvulería y equipos podrán ser roscadas
hasta 2" y se recomiendan con bridas para diámetros superiores.
13. Las uniones entre tubos de acero y cobre en circuitos de consumo se
harán por medio de juntas dieléctricas y se verificará que el
sentido de flujo del agua debería ser siempre del acero al cobre.
14. Durante el montaje de las tuberías se evitarán las rebabas y
escorias de los cortes para su unión.
15. En las ramificaciones soldadas el final del tubo ramificado no debe
proyectarse en el interior del tubo principal.
16. Para evitar la corrosión del exterior de las tuberías de acero se
procederá a su protección mediante limpieza de la superficie,
imprimación anticorrosiva y pintura de acabado.
08.4.6 Vaciados y desagües
1. Todos los equipos y circuitos de tuberías deberían poder vaciarse
total y parcialmente.
2. Se preverá el vaciado parcial en todas las zonas del circuito que
puedan independizarse.
3. El vaciado total se hará desde el punto más bajo con un diámetro
adecuado al tiempo de vaciado previsto y al tamaño de la red de
desagüe.
4. Las conexiones de las válvulas de vaciado a las redes de desagües se
pueden realizar en material plástico apto para esta aplicación o de
cobre.
5. Las conexiones entre los puntos de vaciado y desagües se realizarán
de forma que el paso del agua quede perfectamente visible.
6. Los botellines de purga serán siempre accesibles y siempre que sea
posible, deberían conducirse a un lugar visible. Se adoptarán las
precauciones necesarias para que, con su actuación, el fluido no
alcance a la persona que lo acciona.
7. Los conductos de vaciado de la batería de colectores se instalarán
en lo posible de forma que se evite la congelación del fluido de
trabajo.
8. La tubería de conexión entre los colectores y la válvula de
seguridad tendrá la menor longitud posible y no albergará conexiones
intermedias.
9. Se usarán válvulas de seguridad o llaves que no se obstruyan con la
suciedad.
08.5 VERIFICACIÓN DE LA INSTALACIÓN
1. Durante la ejecución de obra, todos los tramos de tubería, uniones o
elementos que vayan a quedar ocultos, deberían ser expuestos para su
control y deberían quedar expresamente aprobado su montaje antes de
quedar ocultos incluso realizadas las pruebas que se determinen.
2. Adicionalmente, se verificarán los soportes de tubería utilizados,
los diámetros, trazados y pendientes de tuberías, la continuidad de
los aislamientos, etc.
3. Una vez completado el montaje, el RTI realizará una inspección a la
instalación, que deberá dejar documentada, y que podrá desglosarse
en dos tipos de actuaciones:
- Obligatoriamente, verificar que se cumplen todos las prescripciones
del proyecto detallado
- Opcionalmente, evaluar la correcta calidad de la ejecución conforme
a los apartados anteriores.
09. PRUEBAS, PUESTA EN MARCHA Y RECEPCIÓN.
1. 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.
2. La entrega se realiza en el proceso de recepción que intercala un
periodo de tiempo transitorio (desde la provisional a la definitiva)
donde, aunque la propiedad sea del promotor, se realizan
comprobaciones del funcionamiento normal de la instalación.
3. Para realizar la recepción de la instalación deberían estar
realizadas, además del montaje completo, las pruebas y ajustes
especificados, así como la puesta en marcha.
4. 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.
5. El instalador, salvo orden expresa, entregará la instalación llena y
en funcionamiento.
6. En un documento de control de ejecución se deberán recoger las
pruebas parciales, finales y funcionales realizadas, la fecha en las
que tuvieron lugar, los resultados obtenidos y el grado de
cumplimiento de las prestaciones previstas.
09.1 PRUEBAS DE CIRCUITOS
09.1.1 Pruebas de estanqueidad de redes hidráulicas
1. Todas las redes de circulación de fluidos portadores deberían ser
probadas hidrostáticamente, a fin de asegurar su estanqueidad, antes
de quedar ocultas por obras de albañilería, material de relleno o
por el material aislante.
2. El procedimiento a seguir para las pruebas de estanqueidad
hidráulica, en función del tipo de fluido transportado y con el fin
de detectar fallos de continuidad en las tuberías de circulación de
fluidos portadores, comprenderá las fases que se relacionan a
continuación.
3. Antes de realizar la prueba de estanquidad y de efectuar el llenado
definitivo, las redes de distribución de agua deberían ser limpiadas
internamente para eliminar los residuos del montaje
4. Las pruebas de estanquidad requerirán el cierre de todos los
terminales abiertos. Debería comprobarse que los aparatos y
accesorios que queden incluidos en la sección de la red que se
pretende probar puedan soportar la presión a la que se les va a
someter. De no ser así, tales aparatos y accesorios deberían quedar
excluidos, cerrando válvulas o sustituyéndolos por tapones.
5. Para ello, una vez completada la instalación, la limpieza podrá
efectuarse llenándola y vaciándola el número de veces que sea
necesario, con agua o con una solución acuosa de un producto
detergente, con dispersantes compatibles con los materiales
empleados en el circuito, cuya concentración será establecida por el
fabricante.
6. El uso de productos detergentes no está permitido para redes de
tuberías destinadas a la distribución de agua para usos sanitarios.
7. Tras el llenado, se pondrán en funcionamiento las bombas y se dejará
circular el agua durante el tiempo que indique el fabricante del
compuesto dispersante. Posteriormente, se vaciará totalmente la red
y se enjuagará con agua procedente del dispositivo de alimentación.
8. En el caso de redes cerradas, destinadas a la circulación de fluidos
con temperatura de funcionamiento menor que 100°C, se medirá el pH
del agua del circuito. Si el pH resultara menor que 7,5 se repetirá
la operación de limpieza y enjuague tantas veces como sea necesario.
A continuación se pondrá en funcionamiento la instalación con sus
aparatos de tratamiento.
9. Esta prueba se efectuará a baja presión, para detectar fallos
importantes de continuidad de la red y evitar los daños que podría
provocar la prueba de resistencia mecánica; se empleará el mismo
fluido transportado o, generalmente, agua a la presión de llenado.
10. La prueba preliminar tendrá la duración necesaria para verificar la
estanqueidad de todas las uniones.
11. Esta prueba se efectuará a continuación de la prueba preliminar: una
vez llenada la red con el fluido de prueba, se someterá a las
uniones a un esfuerzo por la aplicación de la presión de prueba. En
el caso de circuitos cerrados de agua refrigerada o de agua caliente
hasta una temperatura máxima de servicio de 100° C, la presión de
prueba será equivalente a una vez y media la presión máxima efectiva
de trabajo a la temperatura de servicio, con un mínimo de 10 bar;
para circuitos de agua caliente sanitaria, la presión de prueba será
equivalente a 1,5 la presión máxima de servicio.
El circuito de consumo deberá soportar la presión máxima requerida
por las normativas vigentes para las instalaciones sanitarias.
En caso de circuitos de consumo con conexión directa a la red de
abastecimiento, se tendrá en cuenta la máxima presión de la misma
para verificar que todos los componentes del circuito de consumo
soportan dicha presión.
12. Para los circuitos primarios de las instalaciones de energía solar
una vez y media la presión máxima de trabajo del circuito primario,
con un mínimo de 3 bar, comprobándose el funcionamiento de las
líneas de seguridad.
13. En todos los casos, los equipos, aparatos y accesorios que no
soporten dichas presiones quedarán excluidos de la prueba.
14. La prueba hidráulica de resistencia mecánica tendrá la duración
necesaria para verificar visualmente la estanquidad de todas y cada
una de las uniones.
15. La reparación de las fugas detectadas se realizará desmontando la
junta, accesorio o sección donde se haya originado la fuga y
sustituyendo la parte defectuosa o averiada con material nuevo.
16. Una vez reparadas las anomalías, se volverá a comenzar desde la
prueba preliminar. El proceso se repetirá tantas veces como sea
necesario, hasta que la red sea estanca.
09.1.2 Pruebas de libre dilatación
1. 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 generadores de calor se llevarán hasta la temperatura de tarado
de los elementos de seguridad, habiendo anulado previamente la
actuación de los aparatos de regulación automática.
2. En el caso de los circuitos primarios de las instalaciones solares
se llevarán a la temperatura de estancamiento, con el circuito lleno
y la bomba de circulación parada, cuando el nivel de radiación sobre
la apertura del colector sea superior al 80% del valor de
irradiancia que defina como máxima el proyectista, durante al menos
una hora. Se comprobará que las temperaturas y las presiones
alcanzadas son las previstas en los distintos puntos del circuito.
3. Durante el enfriamiento de la instalación y al finalizar el mismo,
se comprobará visualmente que no hayan actuado las válvulas de
seguridad ni hayan tenido lugar deformaciones apreciables en ningún
elemento o tramo de tubería y que el sistema de expansión haya
funcionado correctamente.
09.2 LLENADO, PURGA Y PRESURIZACIÓN
1. Una vez realizadas las pruebas, los circuitos están listos para
llenarlos de fluido, purgarlos de aire y dejarlos a la presión de
trabajo, y con ello, preparados para empezar a funcionar.
09.2.1 Procedimiento de llenado
1. A continuación se detalla el proceso de llenado para una instalación
típica. El orden normal para el llenado de las partes del sistema
es, en primer lugar, acumulador y circuitos secundario y de consumo
y por último el circuito primario.
2. Para llenar el acumulador solar y los circuitos secundarios y de
consumo, se debe verificar que todas las válvulas estén en la
posición adecuada así como cerrar las válvulas de bypass que puedan
existir y todos los sensores inmersos en el acumulador deberán estar
instalados antes del llenado.
3. Si el acumulador dispone de válvula de purga, dejarla abierta; en
caso contrario abrir algún punto de consumo para facilitar la salida
del aire y la entrada del agua. Se realiza el llenado del acumulador
abriendo la válvula que lo alimenta con agua de la red, dejando que
la presión lo llene hasta que salga agua por la válvula de venteo
superior o el punto de consumo abierto. Ir abriendo sucesivamente
todos los puntos de consumo para eliminar todo el aire de las
tuberías
4. Se recomienda llenar el circuito primario por la mañana temprano o
cuando no haya sol:
- para evitar choques térmicos,
- para impedir que el fluido se caliente demasiado lo que puede
dificultar la purga, y
- para poder dejar el circuito a la presión mínima de llenado en
frio.
5. En función del sistema de llenado disponible hay que considerar:
- Si el sistema de llenado es con bomba de presión, preparar el fluido
en el depósito y realizar el llenado del circuito primario
utilizando la conexión prevista y dando salida al aire. Antes de
hacer la operación debe calcularse el volumen del circuito para
tener preparado el volumen completo que va a ser necesario.
- Si el sistema de llenado es con agua de red, abrir la válvula de
alimentación y abrir los purgadores de aire manuales para facilitar
que salga el aire y entre el agua, cerrándolos cuando se vea que
sale agua sin aire. Si los purgadores son automáticos conviene
desmontarlos para hacer más rápido esta operación.
09.2.2 Purga completa de los circuitos
1. El proceso de llenado siempre lleva consigo la evacuación de todo el
aire de la instalación y será necesario asegurarse al final del
proceso que la instalación está completamente llena de fluido y
completamente vacía de aire.
2. En función de las formas y trazados de los circuitos puede ser
necesario hacer circular el fluido (abriendo los grifos en el
circuito de distribución y actuando las bombas de circulación en los
circuitos primario y secundario) para que el desplazamiento del
mismo arrastre el aire que pueda quedar en los mismos. Después de un
cierto tiempo funcionando (unos pocos minutos) se deben parar el
movimiento de los fluidos y completar el proceso de llenado y purga.
Antes de realizar la purga comprobar que el circuito está, y se
mantiene, presurizado ya que, en caso contrario, puede volver a
entrar aire en el mismo.
3. Al realizar la purga se debe observar si se extrae una mezcla de
fluido y aire o sólo fluido. Si se extrae sólo fluido dejar
presurizado el circuito y listo para funcionar. Si sigue saliendo
aire volver a hacer circular el fluido (durante tiempos cada vez más
prolongados) y repetir la operación completa.
09.2.3 Presurización de los circuitos
1. Una vez llenos de fluidos, y purgados de aire, todos los circuitos
deben presurizarse hasta la presión mínima de trabajo. Antes de
realizar esta operación verificar el correcto posicionamiento de
todas las válvulas de los sistemas de purga para asegurar que los
circuitos van a quedar estancos.
2. Para el circuito de consumo la presión de llenado será la presión de
la red de alimentación de agua fría. Deberá comprobarse que se
alcanza la presión prevista y se traslada hasta los grifos de
consumo.
3. En edificios en uso, una vez realizado el llenado del sistema de
apoyo y de la red de distribución interior, se debe aislar la IST de
nuevo cerrando la válvula de la alimentación de agua fría cerrada y
dejando abierta la que alimenta directamente al sistema de apoyo
(válvula intermedia del bypass) con el fin de hacer las pruebas de
la IST.
4. Para el circuito primario se procederá de la siguiente forma:
- Antes de realizar el llenado, se habrá comprobado la presión del
lado aire del depósito de expansión.
- Después de lleno y purgado el circuito se presurizará, por los
medios disponibles, hasta que se alcance la presión mínima
establecida. Es conveniente realizar esta operación con todos los
circuitos fríos de forma que se asegure la presión mínima de
llenado.
- Si no se hiciera esta operación con los circuitos fríos, se procurará
ajustarla en otro momento.
5. El fluido del circuito primario, sobre todo si pueda quedar expuesto
a heladas debe cumplir con las especificaciones del proyecto,
verificar que su pH se encuentra en los márgenes indicados por el
fabricante de los colectores y, por último, verificar también que la
presión de cada circuito cerrado se encuentra dentro de lo
especificado.
09.3 PUESTA EN MARCHA
1. Una vez llenos y presurizados todos los circuitos y antes de
realizar la puesta en marcha se debe verificar el posicionamiento y
funcionamiento de todas las válvulas: de seguridad, de corte, de
vaciado, de llenado, etc. Asimismo, se comprobará que todos los
dispositivos de medida se encuentran instalados
2. Las pruebas finales permitirán garantizar que la instalación reúne
las condiciones de calidad, fiabilidad y seguridad exigidas en
proyecto.
3. La instalación solar debería ser ajustada a los valores de proyecto
dentro de los márgenes admisibles de tolerancia.
09.3.1 Encendido manual
1. Realizadas las verificaciones anteriores, se procede al encendido de
las bombas utilizando la opción encendido manual del controlador o
del cuadro eléctrico. Se comprobará que:
- Las bombas se encuentran rotando en la dirección correcta.
Para esto se puede revisar visualmente la rotación del eje
del motor o mediante los medidores de presión instalados a
cada lado de la bomba.
- Se ha iniciado la circulación del fluido en los circuitos
correspondientes y, si es un día soleado, se empezarán a
calentar los circuitos primario y secundario.
- Las modificaciones de presión, tanto las debidas al
funcionamiento de bombas como al aumento de la temperatura
de los circuitos debido al calentamiento del fluido son
adecuadas.
- Los medidores de flujo se encuentran funcionando así como
cualquier medidor de energía que disponga el sistema
2. Puede ser necesario revisar que el aire ha sido completamente
purgado del sistema ya que con el encendido de las bombas el fluido
puede arrastrar el aire hasta los sistemas de purga. Para purgar
correctamente, interesa apagar las bombas y volver a actuar sobre
los purgadores de la instalación como se indicó anteriormente.
3. Se recomienda hacer un registro, con datos del día y la hora, de
todos los datos disponibles de caudal, presión, temperaturas y
consumo eléctrico de las bombas. Para ello es conveniente tener un
cuadrante con todos los valores de los elementos de medida
disponibles:
- Indicadores del tiempo meteorológico en el momento.
- Termómetro en colectores
- Termómetro en el depósito
- Termómetros en las bocas del intercambiador
- Manómetro en el sistema de expansión
- Puente manométrico en las bombas
- Puente manométrico en primario y secundario del
intercambiador
- Estado de funcionamiento de las bombas (centralita)
- Estado de funcionamiento de las bombas (cuadro eléctrico)
- Registros de caudalímetros y/o contadores de energía
- Consumos eléctricos, voltajes y amperajes de cada equipo
eléctrico.
09.3.2 Ajustes de la distribución de fluidos
1. Se comprobará que el fluido anticongelante contenido en los
circuitos expuestos a heladas cumple con los requisitos
especificados en el proyecto.
2. 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.
3. De cada circuito hidráulico se deberían conocer el caudal nominal y
la presión, así como los caudales nominales cada uno de los
ramales.
4. 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.
5. En circuitos hidráulicos equipados con válvulas de control de
presión diferencial, se debería ajustar el valor del punto de
control del mecanismo al rango de variación de la caída de presión
del circuito controlado.
6. De cada intercambiador de calor se deberían conocer la potencia,
temperatura y caudales de diseño, debiéndose ajustar los caudales de
diseño que lo atraviesan.
7. Cuando exista más de un grupo de colectores 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.
09.3.3 Calibración del control automático
1. 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.
2. Se establecerán los criterios de seguimiento basados en la propia
estructura del sistema, en base a los niveles del proceso
siguientes: nivel de unidades de campo, nivel de proceso, nivel de
comunicaciones, nivel de gestión y telegestión.
3. 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
debería ser realizado por personal cualificado o por el mismo
suministrador de los programas.
4. Para el ajuste de los parámetros del controlador se deberán
considerar:
- El diferencial de temperatura para el encendido y apagado de
las bombas.
- Las temperaturas máximas en colectores y acumulador.
- La temperatura mínima para el sistema de protección contra
heladas si es por recirculación.
09.3.4 Verificaciones finales.
1. Antes de iniciar las pruebas de funcionamiento y dejar el sistema
funcionando en su modo automático de operación se debe verificar lo
siguiente:
- La corriente utilizada por las bombas se encuentra dentro de los
márgenes establecidos por el fabricante. Para esto utilizar un
amperímetro para medir el amperaje de cada bomba.
- No hay signos de cavitación u otros funcionamientos inapropiados de
las bombas.
- Los interruptores de flujo y sensores de temperatura se encuentran
funcionando correctamente.
2. Después de verificar que el controlador funciona apropiadamente en
los modos manual (encendido o apagado) y automático, dejar el
sistema de control en modo automático.
3. Es conveniente hacer un registro de los datos de operación inicial
del sistema después de que éste se encuentre funcionando en modo
automático de la misma forma que se indicó anteriormente para el
modo manual.
09.4 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO
1. Las pruebas funcionales permitirán comprobar que las condiciones y
los parámetros de funcionamiento cumplen las especificaciones de
proyecto.
2. Se podrán emplear los procedimientos y criterios descritos en la
norma UNIT 1196 Sistemas solares térmicos y componentes.
Instalaciones a medida. Métodos de ensayo.
09.4.1 Encendido y apagado diario
1. La prueba de encendido y apagado diario del sistema en condiciones
normales se debe realizar durante un día completo, este día debe ser
soleado y durante la prueba se debe:
- Verificar que el controlador se encuentra encendido y en el modo
automático.
- Esperar, durante la mañana, hasta que la bomba comience a funcionar
debido a la diferencia de temperatura entre el fluido de los
colectores y el agua del acumulador.
- Anotar las temperaturas a las que las bombas comienzan a funcionar.
Comparar estas temperaturas con el diferencial de temperatura
establecido en el controlador.
- Comprobar que, si el día es completamente soleado, las bombas de
circulación están funcionando continuamente. Solamente deberían
pararse si actúa alguna de las protecciones de seguridad previstas.
- Esperar, durante la tarde, hasta que la bomba se detenga debido a la
diferencia de temperatura entre el agua en los colectores y el
acumulador.
- Anotar las temperaturas a las que las bombas dejan de funcionar.
Comparar esta temperatura con el diferencial de temperatura
establecido en el controlador.
09.4.2 Evolución diaria de temperaturas
1. Esta prueba se debe realizar, inicialmente, con el consumo cerrado
de forma que no se pueda extraer agua caliente del acumulador solar
y comprobando que la temperatura del acumulador va subiendo a lo
largo del día. En función de las condiciones meteorológicas del día
se podrán hacer, o no, las comprobaciones de protección indicadas al
final.
2. Comprobar la evolución de las temperaturas de entrada y salida de
colectores, y de entrada y salida de intercambiador, verificando que
van subiendo a lo largo del día y van disminuyendo al finalizar el
día.
3. En otro día distinto, se podrán realizar las pruebas de
funcionamiento con consumo y se harán las mismas comprobaciones
anteriores pero, en este caso, las temperaturas del acumulador no
subirán tanto.
09.4.3 Entrega de agua caliente
1. La prueba de entrega de agua caliente se realizará verificando, en
primer lugar, el correcto posicionamiento de las válvulas de
alimentación y consumo de tal modo que el agua fría entre en el
acumulador solar y no en el sistema de apoyo así como también que,
cuando se abre cualquier grifo de agua caliente, el agua de la IST
fluya desde el sistema de acumulación solar al de apoyo y de éste al
punto de consumo.
2. Para verificar la entrega de agua caliente se deben medir las
temperaturas del circuito de consumo (entrada de agua fría, salida
de agua caliente del acumulador solar y salida del sistema de apoyo)
y comprobando que las temperaturas sean las relacionadas con cada
sistema.
09.4.4 Sistemas de protección de la instalación
1. Estas pruebas pueden ser realizadas de manera natural cuando las
condiciones del día son apropiadas. En caso contrario, se dejará
constancia de que se han realizado las pruebas siguiendo alguno de
los procedimientos:
- Modificando la temperatura de consigna del controlador
correspondiente.
- Sacando el sensor de su posición normal y modificando su
temperatura artificialmente.
2. De acuerdo con los procedimientos siguientes, se realizarán las
pruebas de:
- Temperatura máxima del acumulador
- Temperatura máxima del circuito primario
- Sistema de protección contra heladas
3. Se puede alcanzar la temperatura máxima del acumulador cuando se
realicen las pruebas de evolución diaria de temperaturas sin
consumo, si las condiciones son apropiadas, o realizando la misma
prueba al día siguiente cuando el acumulador inicia el
funcionamiento diario desde una temperatura más elevada. Cuando esto
no sea posible se verificará la correcta actuación de esta
protección bajando la temperatura de consigna del termostato
limitador del acumulador y comprobando que se realiza la actuación
prevista (parada de bombas) cuando la temperatura de consigna baja
hasta la temperatura del acumulador.
4. Se puede alcanzar la temperatura máxima del circuito primario
después de realizar las pruebas de temperatura máxima del
acumulador, si las condiciones son apropiadas, y el circuito
primario se sigue calentando hasta alcanzar dicha temperatura. Si no
fuera posible, se deberá comprobar que el sistema actúa bajando la
temperatura de consigna del sistema de protección hasta la
temperatura disponible en el circuito primario. Habrá que cuidar que
no existan otras temperaturas o enclavamientos que impidan la
actuación.
5. Se podrá comprobar que el sistema actúa subiendo la temperatura de
consigna hasta la temperatura disponible en circuito primario o
sumergiendo el sensor de temperatura en un recipiente con
agua-hielo.
09.4.5 Comprobaciones finales
1. Las comprobaciones finales que se puedan realizar están muy
relacionadas con los equipos de medida que se dispongan en la
instalación. Algunas medidas y comprobaciones que se podrían
realizar son:
- Rendimiento energético de los colectores solares. Para ello
sería necesario que la instalación disponga de medida de la
radicación solar mediante piranómetro o célula calibrada.
- Equilibrado del campo de colectores midiendo las
temperaturas y los saltos térmicos de todos los circuitos y
ramales.
- Efectividad y rendimiento del intercambiador de calor.
- Rendimiento y aportación energética de la instalación
solar.
- Consumo eléctrico de la instalación
09.5 RECEPCIÓN
09.5.1 Recepción provisional.
1. 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.
2. El instalador se responsabilizará de la ejecución de las pruebas
parciales, finales y funcionales, del buen funcionamiento de la
instalación y del estado de la misma en el momento de su entrega a
la propiedad.
3. El instalador, salvo orden expresa, entregará la instalación llena y
en funcionamiento.
4. Es condición previa para realizar los ensayos de recepción
definitiva el que la instalación se encuentre totalmente terminada
de acuerdo con el proyecto y con las modificaciones que por escrito
hayan sido acordadas.
5. También es necesario que hayan sido previamente corregidas todas las
anomalías denunciadas a lo largo de la ejecución de la obra y que la
instalación haya sido equilibrada, puesta a punto, limpiada e,
incluso, convenientemente rotulada.
6. Debería comprobarse la existencia de la acometida definitiva de
energía eléctrica a la edificación o de acometida provisional con
características equivalentes a la definitiva.
7. 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.
8. 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.
9. 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 recopilativas de los resultados de las pruebas parciales y
finales.
- Un manual de instrucciones de funcionamiento de los equipos
principales de la instalación.
09.5.2 Recepción definitiva
1. Desde al acta de recepción provisional, la propiedad o terceros
podrán reclamar la subsanación de cuantas anomalías o defectos se
detecten en el funcionamiento de la instalación.
2. Cualquier incidencia en el funcionamiento debe ser notificada
formalmente.
3. Si durante el periodo deben realizarse pruebas adicionales para la
verificación del correcto funcionamiento de la instalación, se
añadirán los resultados a las hojas recopilativas entregadas.
4. Transcurrido el plazo estipulado desde el acta de recepción, la
Recepción Provisional se transformará en Recepción Definitiva.
5. A partir de la recepción definitiva entrará en vigor la garantía.
10. OPERACIÓN, USO Y MANTENIMIENTO
10.1 MANUAL DE INSTRUCCIONES
1. El Manual de Instrucciones (MI) o manual de uso y mantenimiento
recogerá todas aquellas descripciones, instrucciones y
recomendaciones necesarias para asegurar el correcto uso y
funcionamiento de la instalación y que, a lo largo de su vida útil,
se realice con la máxima eficiencia energética, garantizando la
seguridad, la durabilidad y la protección del medio ambiente, así
como las exigencias establecidas en el proyecto.
2. El MI, que será entregado al titular y forma parte del suministro de
la instalación, incluirá la definición de los siguientes
contenidos:
- Proyecto ejecutado de la instalación incluyendo Memoria Técnica
actualizada con las modificaciones o adaptaciones realizadas durante
el montaje de la instalación.
- Informe de la inspección final realizada por el RTI, certificando
que la instalación se encuentra completamente finalizada, que se han
realizado las pruebas y que está en condiciones de funcionamiento
- Características de funcionamiento y manuales de los componentes
principales.
- Recomendaciones de uso e instrucciones de seguridad.
- Plan de vigilancia
- Programa de mantenimiento.
- Certificados y condiciones de garantía de componentes e
instalación.
10.2 CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO.
1. Características de funcionamiento. El MI debe incluir un esquema de
principio (o funcional) que permita la explicación del modo de
funcionamiento del equipo:
- proceso de calentamiento del agua del acumulador: circulación del
fluido.
- proceso de extracción o consumo de agua caliente.
- funcionamiento del sistema de energía auxiliar.
2. Valores nominales. Estarán establecidos los valores nominales de las
distintas variables que pueden intervenir y/o visualizarse durante
la operación normal de la instalación: temperaturas de agua,
presiones de circuitos, etc.
3. Límites operacionales. Se definirán los límites operacionales de
estas variables que definen los rangos de funcionamiento normal de
las mismas.
4. Límites funcionales. Se definirán los valores límites, de parámetros
funcionales, del conjunto y de los componentes principales: presión
máxima de trabajo, temperatura máxima admisible, etc.
5. Se concretarán las características constructivas o funcionales que
establecen dichos valores límites: resistencia de materiales, de
recubrimientos, etc. así como las medidas adoptadas en el diseño
para no sobrepasar los límites funcionales.
6. Prestaciones. Se aportará la información necesaria para conocer las
prestaciones de la instalación. Se entiende como tal la cantidad de
energía solar que aporta a un consumo determinado y con unas
condiciones climáticas definidas.
7. Al menos, se incluirán las prestaciones previstas para varios tipos
de cargas de consumo. Se indicará el procedimiento seguido para
obtener los resultados.
10.3 RECOMENDACIONES DE USO E INSTRUCCIONES DE SEGURIDAD.
10.3.1 Recomendaciones de uso
Formando parte del Manual de Instrucciones o de forma independiente, el
instalador entregará al titular de la instalación un manual de uso.
El manual de uso debería contener como mínimo:
1. Recomendaciones generales sobre un consumo racional del agua
2. Recomendaciones generales para un correcto funcionamiento de la
instalación. Debería incluir:
- recomendar uso diario de la instalación.
- distinción de parte solar de la parte de apoyo
- precauciones a tomar frente a bajo consumo.
- precauciones frente a altas temperaturas.
2. Recomendaciones sobre el sistema de energía de apoyo. Debería
incluir:
- exposición de motivos por los que se incorpora un sistema de
apoyo indicando que la fracción solar no es del 100% por
causas climáticas (menor radiación) o de aumento de consumo
sobre el previsto inicialmente.
- descripción del tipo de conexión con el sistema de apoyo
(serie/paralelo/bypass)
- indicar la prohibición de uso de sistema de apoyo en el
acumulador solar.
3. Descripción de los aspectos generales sobre el consumo de agua
caliente sanitaria:
- El consumo debería llevar implícito el uso racional de agua y
no el despilfarro, ahorrando tanto agua como energía
auxiliar.
- Recomendaciones respecto a las formas de suministro que
ahorran energía (temperaturas de preparación y aislamiento
de tuberías).
4. Funcionamiento de instalaciones de energía solar. Deberían
describirse aquellos aspectos funcionales que permitan al usuario
obtener el máximo provecho de la instalación solar, aportar los
criterios de mejor utilización y los resultados que pueden
obtenerse:
- Distinguir la parte solar y la auxiliar de la instalación.
- Hacer hincapié en el plan de vigilancia y en el mantenimiento
preventivo.
5. Recomendaciones o advertencias. Hay una serie de aspectos que ha de
conocer el usuario:
- Precauciones a tomar en épocas que no se consuma.
- Prevención y solución de temperaturas elevadas.
- Baja temperatura del agua caliente sanitaria: causas y
soluciones.
6. Sistema de energía auxiliar. Descripción de los criterios
funcionales por los que se incorpora un sistema de energía auxiliar
a la instalación solar:
- Diferencia entre el consumo de agua caliente de diseño y el
real (conlleva un aumento del consumo de energía auxiliar)
- Disponibilidad de energía solar: la cobertura no es del 100%
por causas climáticas (menor radiación) o por aumento del
consumo sobre el previsto.
- Conexión serie / paralelo / bypass.
7. En las instalaciones que dispongan de los sistemas de medida
adecuados, se realizará un seguimiento periódico del consumo de agua
caliente sanitaria y de la contribución solar, midiendo y
registrando los valores.
10.3.2 Instrucciones de manejo y maniobra
1. Las instrucciones de manejo y maniobra, serán adecuadas a las
características técnicas de la instalación concreta y deberían
servir para efectuar la puesta en marcha y parada de la instalación,
de forma total o parcial, y para conseguir cualquier programa de
funcionamiento y servicio previsto.
10.3.3 Instrucciones de seguridad
1. Las instrucciones de seguridad serán adecuadas a las características
técnicas de la instalación concreta y su objetivo será reducir a
límites aceptables el riesgo de que los usuarios u operarios sufran
daños inmediatos durante el uso de la instalación.
10.4 PLAN DE VIGILANCIA.
1. El plan de vigilancia debe establecer el procedimiento de
seguimiento y evaluación del funcionamiento para tener seguridad que
los valores operacionales de la instalación sean correctos y prever
que las prestaciones son las adecuadas a las previsiones.
2. En función de las características de la instalación, del sistema de
medidas disponible y del tipo de usuario el plan de vigilancia
establece unos procedimientos que pueden ser realizados por un
operador del servicio de mantenimiento o, en muchos casos y en
pequeñas instalaciones, por el mismo usuario de la instalación.
3. Desde el punto de vista del procedimiento de vigilancia y del
alcance del mismo se pueden distinguir varios niveles de seguimiento
que se pueden agrupar en éstos:
- Observación simple de los principales parámetros de
funcionamiento.
- Sistema electromecánico de avisos que actúe cuando alguno de
los parámetros rebasan unos límites establecidos.
- Sistema de monitorización que proporcione información
instantánea de los valores funcionales para, además de hacer
el seguimiento de éstos, hacer la evaluación continua y
permanente de las prestaciones de la instalación.
4. La vigilancia, si es manual, debe ser una actividad que debe hacerse
diariamente aunque deberá acortarse a ciclos horarios cuando la
instalación se vuelve a poner en marcha después de solucionar un
fallo o podrá desfasarse varios días, hasta una o pocas semanas,
cuando se tenga completa seguridad del correcto funcionamiento. Si
es automática debe suponerse que la vigilancia es continua y que el
sistema de supervisión avisa instantáneamente de cualquier fallo.
5. En cualquier caso, cuando se detecte algún problema durante el
proceso de vigilancia se deberán aplicar los procedimientos de
actuación ante avisos de fallos que se hallan previsto en el MI para
encontrar la posible causa y su solución. Cuando se presenten estas
situaciones y aunque depende del tipo de fallo, se deberá actuar con
prontitud para evitar daños mayores.
6. Los indicadores que podrían utilizarse para controlar el correcto
funcionamiento de la instalación solar:
- Presión del circuito primario
- Sistema de control
- Circulación de fluidos
- Transferencia de calor y temperaturas de funcionamiento
- Medidas de la energía y del rendimiento
10.4.1 Presión del circuito primario
1. La presión de trabajo de un circuito primario es una variable que
depende, fundamentalmente, de la temperatura del circuito y
evoluciona diariamente entre un valor mínimo que sucede a primeras
horas de la mañana y un valor máximo que sucede, normalmente, a
primera hora de la tarde.
2. Adicionalmente, el funcionamiento de la bomba de circulación afecta
a la presión del circuito creando una depresión aguas arriba de la
bomba y una sobrepresión a la salida que puede ser relevante cuando
la presión de funcionamiento de la bomba es significativa en
relación a la presión de trabajo del circuito.
3. Cuando las bombas están paradas y el sistema frío, es decir, a
primera hora de la mañana, la observación de la presión manométrica
permite controlar que no se haya modificado ya que si la presión en
frío se reduce puede significar que ha habido una fuga de fluido que
hay que confirmar dando un aviso de fallo. Si la presión en frio
aumenta puede ser un fallo del sistema de llenado.
4. El control de la presión de los circuitos es la forma de garantizar
que las oscilaciones están dentro de los márgenes admitidos para
evitar que ninguna parte del circuito esté en depresión, lo que
evitará la entrada de aire, ni que se expulse fluido al exterior por
aumento excesivo de la presión
5. Para realizar el control visual de la presión mínima se debe
utilizar un manómetro con escala graduada situado en lugar visible y
fácilmente accesible que permita las observaciones necesarias.
6. Para realizar el control automático de la presión es necesario
utilizar un sensor de presión, o un presostato que, regulado a una
presión algo inferior a la presión mínima pueda detectar que la
presión es inferior a la presión mínima de llenado; el contacto
producido se puede utilizar, además de para generar un aviso de
fallo, para:
- Impedir el funcionamiento de la bomba de circulación que se puede
quemar
- Poner en marcha el sistema de llenado si es del tipo automático.
10.4.2 Sistema de control
1. Para definir los indicadores que permiten vigilar del sistema de
control se debe entender el funcionamiento de la instalación solar
tanto en el calentamiento diario como en las condiciones extremas en
las que deben intervenir los sistemas de protección.
2. En lo que sigue se hace referencia a condiciones de funcionamiento
en las que el acumulador solar no ha alcanzado su temperatura máxima
y está en condiciones de recibir más energía:
- Durante el modo automático, y en días soleados, el sistema deberá
conectar la bombas en la mañana y desconectarlas por la tarde cuando
baje el nivel de radiación solar; un buen indicador serían los
tiempos de funcionamiento de las bombas de circulación y con un
sencillo contador de horas de funcionamiento se podrían controlar
bien los valores diarios o los valores medios diarios al cabo de
periodos más largos (semanal, mensual, etc.).
- Cuando las condiciones meteorológicas no son del todo favorables,
hay que tener en cuenta que si la radiación solar no es muy elevada
o el acumulador solar no está muy frío, puede haber entre 2 ó 3
ciclos marcha-paro durante el tiempo de arranque por la mañana y de
forma similar por la tarde. Asimismo, en días parcialmente nublados,
es posible que se puedan producir varios ciclos de marcha-paro
durante el día pero el número de ciclos de encendido y apagado no
debería ser muy elevado.
3. Por otro lado, del sistema de control, serán indicadores de
funcionamiento de los sistemas de protección para situaciones
extremas:
- La protección contra sobrecalentamiento se produce cuando se alcanza
la temperatura máxima del acumulador (normalmente sobre los 80-85°C)
y se impide que siga la transferencia de calor, normalmente parando
las bombas de circulación, ya que en caso contrario puede seguir
aumentando la temperatura
- Si el sistema de protección antiheladas es por recirculación del
primario, el indicador será la temperatura del colector que es muy
baja (por ejemplo, 3° C) deberá poner en funcionamiento las bombas
de circulación.
4. Naturalmente sólo se plantean estos indicadores si se realiza la
vigilancia automática de las actuaciones de los sistemas de
protección. En el caso del termostato a la temperatura máxima del
acumulador:
- Puede avisar de que se han alcanzado este valor y, aunque realmente
éste no sea un fallo, puede ser interesante su control para analizar
bajo rendimiento de la instalación por bajo consumo o por baja
temperatura de consigna.
- También puede utilizarse este contacto para conectar un contador de
horas que contabilice el tiempo que el acumulador está por encima de
la temperatura máxima.
5. De forma similar a la temperatura máxima se podrá aplicar a la
vigilancia del sistema de protección contra heladas avisando y/o
registrando que se han sobrepasado los valores de consigna.
10.4.3 Circulación de fluidos
1. La circulación de fluido en el circuito primario es un dato que
permite confirmar la evacuación de calor desde los colectores al
intercambiador o al interacumulador.
2. Dado que normalmente será el sistema de control quién establezca las
condiciones de funcionamiento, la vigilancia de la circulación en
los sistemas forzados llevará consigo la observación, además de que
el control actúa de forma correcta, que la bomba funciona y que el
fluido circula. Los indicadores, igual que se ha reflejado para el
sistema de control y si no hay otros condicionantes, serían los
necesarios para vigilar que existe circulación durante todo el día.
Los más fiables y utilizados son:
- La medida directa del caudal que facilitan determinados
dispositivos como rotámetros, válvulas de equilibrado o
caudalímetros.
- El salto de temperaturas entre entrada y salida de colectores
o intercambiador
- La diferencia de presiones a cada lado de las bombas
3. Los indicadores tienen distintos nivel de fiabilidad que es
conveniente conocer para su mejor utilización y existen otros que,
aunque sean menos fiables que los anteriores, podrían ser utilizados
(por ejemplo, los interruptores de flujo, el ruido de la bomba y del
fluido, la vibración de la bomba, etc.).
4. Los indicadores anteriores ofrecen diferentes posibilidades en
relación con su aplicación para observación simple o para la
supervisión con sistemas automáticos.
5. Los indicadores para el circuito secundario serían similares a los
anteriores. En el circuito de consumo es conveniente tener la
seguridad de que el caudal de consumo que atraviesa el acumulador
solar pasa al sistema auxiliar y al consumo; la razón es vigilar
posibles cambios de configuración involuntarios en aquellas
instalaciones que se complican con muchas posibilidades de conexión.
Por ejemplo, puede ocurrir que una instalación solar conectada al
auxiliar mediante un bypass que se quede abierto y entonces existe
un fallo en la circulación de agua caliente desde el acumulador
hacía el sistema auxiliar; también se puede detectar si el
acumulador alcanza la temperatura máxima mientras se tiene la
certeza de que la edificación se encuentra ocupado y con consumo.
10.4.4 Transferencia de calor y temperaturas de funcionamiento
1. El principal indicador del buen funcionamiento de una instalación
solar sería que la temperatura de agua del acumulador esté lo
suficientemente caliente en días soleados aunque este dato, al estar
muy influenciado por el consumo de agua caliente sanitaria, no es lo
suficientemente descriptivo del correcto funcionamiento.
2. El mejor indicador del buen funcionamiento de la instalación es la
diferencia entre la temperatura de salida de colectores y la de
referencia del acumulador que debe estar comprendido entre 2 y 10 K
(en determinadas instalaciones puede llegar hasta 20 K). Por encima
de este valor la energía de los colectores ya no se está
aprovechando adecuadamente y se puede considerar que existe un
fallo.
3. Un control diferencial que detecte la diferencia entre la
temperatura de colectores y la de referencia del acumulador puede
dar una señal de aviso si la diferencia es superior a 15-20°C o a la
diferencia de temperaturas máxima que se establezca.
4. Es importante controlar flujos inversos y pérdidas térmicas por
circulación natural nocturna producida desde el sistema de
acumulación ya que podría aumentar significativamente el
enfriamiento de los mismos. A estos efectos, los indicadores más
importantes son las temperaturas en los circuitos conectados al
acumulador: tanto las diferencias mantenidas en los circuitos de
intercambiador como las temperaturas en la salida de agua caliente.
10.4.5 Medidas de la energía y del rendimiento
1. Aunque en algunos casos sólo sea necesario medir la energía aportada
por la instalación solar, es evidente que los factores fundamentales
que le afectan también son indicadores a vigilar, entre ellos el
caudal de consumo de agua caliente y la temperatura de preparación
de ACS.
2. Cuando sea necesario controlar la contribución solar se deben
disponer, además y como mínimo, las mediciones de energía térmica
necesarias para determinar la demanda bruta de energía que incluya
las producidas por las pérdidas térmicas asociadas a la demanda de
los circuitos de distribución y recirculación
10.5 PROGRAMA DE MANTENIMIENTO
1. El programa de mantenimiento ha de incluir todas las operaciones de
mantenimiento necesarias para que el sistema funcione correctamente
durante su vida útil. Podrán considerarse operaciones de
mantenimiento preventivo y de mantenimiento correctivo.
2. El mantenimiento preventivo implicará operaciones de inspección
visual (IV), control de funcionamiento (CF), 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.
3. El contrato de mantenimiento preventivo será acordado entre el
usuario y la empresa mantenedora bajo la supervisión del RTI, y
debería implicar, como mínimo, una revisión anual de la
instalación.
4. Se describen las operaciones de mantenimiento preventivo que deben
realizarse:
Equipo Descripción
Colectores IV sobre diferencias entre el original y entre colectores
Cristales IV de condensaciones y humedad
Juntas IV de agrietamientos y deformaciones
Absorbedor IV de corrosión y deformaciones
Carcasa IV de deformación, oscilaciones y ventanas de respiración
Conexiones IV de aparición de fugas
Estructura IV de degradación, indicios de corrosión y apriete de
tornillos
Acumuladores Presencia de lodos en el fondo
Protección
catódica Comprobación desgaste de ánodos de sacrificio o CF efectivo
Intercambiador
de calor CF efectivo y prestaciones: saltos de temperatura
Aislamiento
del acumulador Comprobar que no hay humedad
Protección al
exterior IV de degradación o indicios de corrosión
Intercambiador
de Calor CF efectivo y prestaciones: saltos de temperatura
Circuitos
hidráulicos IV fugas o manchas de humedad
Aislamiento en
el exterior IV degradación o presencia de humedad
Protección al
exterior IV de degradación o indicios de corrosión
Aislamiento en
el interior IV de uniones y presencia de humedad
Bomba
circuladora CF, estanqueidad y verificar caudal total en circulación
Purgador
automático Abrir válvula. CF y estanqueidad
Purgador
manual Vaciar aire de los botellines de purga
Sistema de
llenado CF efectivo
Vaso de
expansión Comprobación de la presión del lado aire
Válvula de
corte CF efectivo: abrir y cerrar para evitar
agarrotamiento
Válvula de
seguridad CF efectivo: abrir manualmente para evitar agarrotamiento
Válvula
termostática CF efectivo y su ajuste: comparar temperaturas consigna
y real
Fluido de
trabajo Comprobar densidad y pH. Verificar plan de renovación.
Elementos de
medida Evaluar los datos disponibles
Manómetro Contrastar la medida con otro dispositivo
Termómetros Contrastar la medida con otro dispositivo
Contadores
caudal/energía Registrar la medida y evaluar los datos
Sistema de
Control CF efectivo (man./autom.) (arranque y parada de bombas)
Termostato CF efectivo
Sondas y
sensores Contrastar temperaturas de sensores con medidas directas
Sistema
auxiliar CF efectivo conexionado y control de temperaturas de
consigna
5. El mantenimiento correctivo incluye las operaciones necesarias para
resolver los problemas y averías que surgen e impiden el correcto
funcionamiento de la instalación, generalmente son detectados
durante el plan de vigilancia o el mantenimiento preventivo.
Normalmente son operaciones relacionadas con la reparación o
sustitución de componentes.
11. APLICACIONES DE USO INDUSTRIAL
11.1 PARTICULARIDADES PARA LAS APLICACIONES DE USO INDUSTRIAL
1. Estas condiciones particulares se refieren exclusivamente a
instalaciones de calentamiento de agua de la red de abastecimiento,
de pozo, de manantial, etc., que se empleen en ciclo abierto en
cualquier proceso industrial.
2. El ciclo abierto supone que se interviene en un circuito de
precalentamiento dónde no hay ningún tipo de recuperación de calor y
se debería producir el calentamiento del agua desde una temperatura
fría del orden de la temperatura ambiente.
3. No obstante, se recomienda, simultáneamente al estudio de la
instalación solar, examinar la viabilidad de implantar ciclos de
recuperación. La combinación de la recuperación de calor y la
instalación solar puede proporcionar los mejores resultados.
4. El diseño, cálculo, montaje y características de los materiales
deberían cumplir los requisitos establecidos por el proceso
industrial.
11.2 CONDICIONES DE CONTORNO Y DATOS DE PARTIDA
11.2.1 Parámetros de uso.
1. Para la producción de agua caliente para procesos industriales se
utilizarán los valores de consumo de agua y de temperatura de uso
previstos en cada uno de los procesos.
2. Cuando el proceso industrial consista en varias demandas de agua
caliente a distintas temperaturas habrá que considerar si el sistema
de agua caliente utiliza un único sistema de preparación y mezcla
con agua fría o son varios sistemas de preparación a las distintas
temperaturas.
- Cuando el sistema de preparación es único, se considerará un único
consumo de agua caliente referido a la temperatura del sistema de
preparación.
- Cuando el sistema de preparación es múltiple, se considerarán cada
uno de los consumos de agua caliente refiriéndolos a cada
temperatura de preparación.
11.2.2 Las instalaciones convencionales de calentamiento.
1. Los sistemas convencionales de calentamiento que se utilicen deben
garantizar las demandas de caudal a las temperaturas de diseño de
todos los procesos industriales en los que se vaya a utilizar la
instalación solar en las mismas condiciones que habría si ésta no
existiera.
2. La incorporación de las instalaciones solares no debe afectar a
ninguno de los aspectos relativos al funcionamiento de los sistemas
convencionales de calentamiento utilizados en las instalaciones
industriales.
11.3 CÁLCULO
11.3.1 Cálculo de la demanda de energía.
1. Cuando exista un único consumo a una única temperatura se
determinará la demanda de energía de dicho proceso.
2. Para el dimensionado de la instalación solar se puede adoptar una
temperatura de referencia inferior, se calculará la demanda de
energía a esa temperatura y se reflejará que parte de la demanda de
energía total representa.
3. Preferentemente, la temperatura de referencia debería ser lo más
baja posible compatible con el proceso y con la tecnología
utilizada
4. A los efectos de las ETUS, cuando la temperatura de utilización sea
superior a 100°C, la demanda de energía para el dimensionado de la
instalación solar se realizará sobre una temperatura de referencia
del agua de 100°C en estado líquido.
5. Cuando el proceso industrial consista en varias demandas de agua
caliente a distintas temperaturas, se determinará, además de la
demanda total de energía, la demanda correspondiente a los distintos
consumos con la misma temperatura de referencia.
11.3.2 Cálculo de la instalación solar.
1. A la demanda de energía térmica para producción de agua caliente
calculada según los criterios del apartado anterior se le dará el
mismo tratamiento indicado para las instalaciones de producción de
ACS en el capítulo 07.
2. El cálculo de la instalación solar siempre se realizará para atender
una única demanda a una determinada temperatura y no se contempla la
preparación de agua a distintas temperaturas
11.3.3 Métodos de cálculo
1. Para el cálculo de la instalación de energía solar mediante el
método simplificado f-chart se utilizará la temperatura de
referencia establecida para el consumo de agua caliente.
2. El resultado obtenido con la aplicación de este método es la
cantidad total de energía aportada por la instalación de energía
solar sobre la temperatura de referencia siendo ésta una parte de la
demanda total de lo que se dejará expresa constancia.
3. En el caso de programas de simulación y en función del mismo se
podrán obtener aportes de la instalación a cada las distintas
demandas en función de la configuración y las estrategias de control
plateadas.
11.4 CONFIGURACIONES DE LAS INSTALACIONES
1. El acoplamiento de la instalación solar a la convencional siempre se
realizará en serie en el sentido de consumo
2. No es factible el conexionado en paralelo de ambos sistemas de
producción dado que no se podrá garantizar la continuidad del
suministro a una determinada temperatura por parte de la instalación
solar.
3. Podrá utilizarse cualquiera de las configuraciones básicas referidas
en el capítulo 3.
11.5 DISEÑO Y DIMENSIONADO DE SISTEMAS Y COMPONENTES
1. Las características del agua exigidas por el proceso industrial no
sufrirán ningún tipo de modificación que pueda afectar a aquel.
2. La selección del fluido de trabajo del circuito primario puede estar
condicionada por la compatibilidad y los riesgos de contaminación
admisibles en el proceso industrial.
3. No serán de aplicación las limitaciones de temperatura para
protección de los usuarios especificadas.
4. No serán de aplicación los condicionantes previos en el diseño del
sistema de energía de apoyo y este debería ser el requerido por el
proceso industrial.
5. Se deberían establecer las temperaturas y presiones máximas de
trabajo.
12. CALENTAMIENTO DE PISCINAS
12.1 PARTICULARIDADES SOBRE EL CALENTAMIENTO DE PISCINAS
1. En este capítulo se establecen los requisitos de diseño y cálculo
que deben cumplir las instalaciones para calentamiento del agua de
las piletas de piscinas cubiertas y climatizadas así como las
instalaciones mixtas que sirven, además, para la producción de agua
caliente sanitaria.
2. Se considera piscinas cubiertas y climatizadas aquellas que tienen
el vaso de la piscina en el interior de un recinto cerrado que
dispone de un sistema de tratamiento y acondicionamiento de aire
interior. No se consideran, por tanto, el calentamiento de piletas
de piscinas situadas al exterior o en el interior de recintos no
climatizados.
12.2 CÁLCULO DE PISCINAS CUBIERTAS
1. El proyectista podrá utilizar otros parámetros y procedimientos
contrastados y experimentados pero, para justificar el cumplimiento
de las exigencias básicas de la normativa se adoptarán unas
condiciones normalizadas de cálculo sobre la base de los siguientes
criterios:
- Son únicas las condiciones higrotérmicas interiores.
- Se establece un único criterio de ocupación y uso
- La renovación de agua se realiza diariamente por razones
higiénico-sanitarias.
2. Los parámetros y procedimientos que configuran las condiciones
normalizadas son los que figuran en los apartados siguientes.
3. Estas condiciones normalizadas permiten homogeneizar la
determinación de la demanda de energía, el cálculo de prestaciones
de la instalación solar y definir el dimensionado mínimo que
justifique la cumplimentación de la normativa aplicable.
12.2.1 Parámetros de uso.
1. Las condiciones higrotérmicas interiores para el cálculo son las
siguientes:
- Temperatura del agua del vaso: 24°C.
- Temperatura seca del aire del local: 26°C.
- Humedad relativa: 70%
2. Las condiciones de uso son 0,20 bañistas por metro cuadrado de
superficie del vaso de piscina durante 12 horas al día y ningún
bañista ni uso durante las 12 horas restantes. Se supone que durante
el periodo de no utilización la piscina dispone de una manta
térmica. Se prevé el uso y funcionamiento durante todos los días del
año con el mismo régimen que será el siguiente:
- arranque de las instalaciones convencionales a las 08.00 para la
puesta a régimen de la piscina.
- desconexión de instalaciones a las 20.00 horas, durante la noche no
se mantiene el calentamiento del vaso y se deja que la temperatura
evolucione pero usando la manta térmica.
3. El consumo de agua de renovación o reposición es el necesario para
compensar las pérdidas de agua que están producidas por la
evaporación de agua, por arrastre y salpicaduras, por limpieza de
fondos y filtros y por renovación higiénico-sanitaria del agua. La
renovación diaria del agua de la piscina, salvo otra indicación
expresa, será del 1% del volumen del vaso. Se realizará durante
todos los días del año.
4. Como ya se indicó, los criterios anteriores son exclusivamente a
efectos del cálculo de la demanda de energía para el dimensionado de
la instalación solar pero el proyectista podrá utilizar los
parámetros que considere oportunos para el diseño y cálculos de
potencias de intercambio, caudales, etc. para el diseño de la
piscina y para establecer las condiciones reales de funcionamiento
de la piscina.
12.2.2 Demanda de energía.
1. La demanda de energía necesaria para el mantenimiento de la
temperatura del agua del vaso de una piscina está constituida por
las pérdidas térmicas con el entorno y por las necesidades de
calentamiento del agua de renovación.
2. Las pérdidas térmicas en piscinas cubiertas están producidas por la
evaporación del agua, por radiación hacia las paredes del recinto y
por conducción a través de paredes y fondo del vaso:
- Las pérdidas por evaporación representan entre el 70% y el 80% de
las pérdidas totales.
- Las pérdidas por radiación representan entre el 15% y el 20% de las
pérdidas totales.
- Las pérdidas por conducción son despreciables.
3. Para el cálculo de las pérdidas energéticas en piscinas cubiertas,
se utilizará la siguiente fórmula empírica:
P (en kW) = (130 - 3 · TAP + 0,2 · T2AP ) · (SVP/1000)
Dónde TAP es la temperatura del agua del vaso (°C) y SVP es la superficie
de la piscina (m2)
4. Las pérdidas térmicas diarias del vaso (PTVP en kWh) para las
condiciones establecidas (TAP = 24°C y durante las 12 horas con
manta térmica las pérdidas térmicas se reducen al 20% de las
totales) se determinarán en función de la superficie del vaso (Svaso
en m2) mediante la expresión:
PTVP = 2,40 · SVP
5. A los efectos de las ETUS, la demanda de energía térmica
correspondiente al agua de reposición (DEREP) producida por las
necesidades de renovación es la cantidad de energía necesaria para
aumentar la temperatura de la masa de agua renovada (1% del volumen
del vaso VVP) desde la temperatura de entrada de agua fría (Taf)
hasta la temperatura de uso (24°C); las características del agua
están representadas por su densidad y por el calor específico cp a
presión constante y se calcula mediante la expresión:
DEREP = 0,01 . VVP . p . cp .(24 - Taf)
6. La demanda de energía diaria total de la piscina se puede estimar
mediante la expresión:
DEVP = PTVP + DEREP = 2,40 · SVP + 0,01 . VVP . p . cp .(24 - Taf)
7. Cuando la piscina no disponga de manta térmica, no se considerará la
reducción correspondiente las pérdidas térmicas diarias del vaso y
la demanda de energía diaria total se calcularán mediante las
expresiones:
PTVP = 4,00 · SVP
DEVP = PTVP + DEREP = 4,00 · SVP + 0,01 . VVP . p . cp .(24 - Taf)
12.2.3 Cálculo de la instalación solar
1. En cualquier caso, la demanda térmica de una instalación de
calentamiento del agua de piscina siempre se puede considerar como
una instalación mixta que, por un lado, calienta el agua en el vaso
de piscina para compensar PTVP y, por otro, es un sistema para
producción de agua caliente que atiende la demanda del agua de
reposición DEREP.
2. En el caso de una instalación solar para calentamiento del vaso de
piscina y para producción de agua caliente sanitaria, la demanda
total de energía térmica será la suma de las dos demandas:
- La de energía térmica para el calentamiento del vaso de la
piscina se obtendrá a partir del cálculo del apartado
anterior (PTVP + DEREP).
- La demanda de energía térmica para producción de agua
caliente sanitaria se calculará según lo indicado en el
capítulo 07.
3. El cálculo de la instalación solar siempre se realizará para atender
ambas demandas y no se debe dimensionar una instalación para el
calentamiento del vaso y otra para la producción de ACS.
4. Para el cálculo de la instalación de energía solar mediante el
método simplificado f-chart se transformará la demanda de energía
necesaria para el calentamiento de vaso en un consumo de agua
caliente a la misma temperatura de referencia que el consumo de agua
caliente sanitaria. Se podrá utilizar calculando un consumo diario
de agua caliente a 45°C QACS(45) equivalente calculado con la
siguiente expresión:
QACS(45) = DEVP / (45 - TAF)
5. El resultado obtenido con la aplicación de este método es la
cantidad total de energía aportada por la instalación de energía
solar, sin hacer distinción sobre la manera en la que se reparte
entre las dos aplicaciones: agua caliente sanitaria y piscina.
6. En el caso de utilizar programas de simulación, y en función del que
se trate, se podrán obtener aportes de la instalación a cada una de
las demandas en función de la configuración y las estrategias de
control plateadas.
12.3 CONFIGURACIÓN DE LAS INSTALACIONES
12.3.1 Las instalaciones convencionales de calentamiento.
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
1. La instalación convencional para realizar el calentamiento del vaso
y climatizar el ambiente interior estará diseñada y calculada para
dar la potencia necesaria para combatir todas las pérdidas térmicas
calculadas independientemente del aporte de la instalación de
energía solar.
2. A los efectos de la estrategia de funcionamiento, la instalación de
climatización del ambiente interior y la de calentamiento del vaso
se utilizarán de forma que se reduzca al máximo el consumo
energético convencional del conjunto de las instalaciones.
3. Dado que el caudal necesario para el circuito de depuración es mucho
mayor que el necesario para el circuito de calentamiento, el
intercambiador donde se realiza el calentamiento del vaso se puede
realizar en una derivación de la circulación del circuito de
tratamiento y depuración (A) o en un circuito de circulación
específica (B) y cada solución tiene sus ventajas e inconvenientes.
4. Es importante señalar que el caudal del circuito de piscina deberá
ser lo suficientemente elevado como para que la temperatura de
salida del mismo no produzca efectos en los materiales ni en los
usuarios en la entrada al vaso de la piscina y la posición de las
bocas de impulsión evitará que se produzca estratificación.
12.3.2 Configuración de la instalación solar
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
1. Para el calentamiento del vaso de la piscina, el acoplamiento de la
instalación solar a la convencional se realizará intercalando el
intercambiador solar en el mismo circuito de calentamiento del agua
de piscina y se podrá realizar en serie, y previo al intercambiador
auxiliar de caldera, o en paralelo de ambos intercambiadores.
2. Si el calentamiento de piscinas se hiciera sólo calentando
directamente el vaso, sólo se tendría la posibilidad de almacenar
energía en el margen de temperaturas que permite las temperaturas de
consignas y de confort de la misma; por eso es necesaria una
determinada capacidad de acumulación:
- Cuando la potencia nominal de captación es superior a la de
calentamiento del vaso, siempre es necesario utilizar un sistema de
acumulación adicional a la propia piscina, para poder mantener las
condiciones de confort en la misma.
- Si no se dispusiera el sistema de acumulación, la única posibilidad
de almacenar energía es aumentar la temperatura de trabajo de la
piscina.
3. La instalación solar, por tanto, deberá estar diseñada para aportar
toda su potencia y energía a cualquiera de las dos demandas: agua
caliente sanitaria y piscina.
4. La circulación del fluido en el circuito primario, cuidando el
equilibrado entre los dos circuitos de demanda, se puede resolver:
- con una bomba para el campo de colectores y una válvula de tres vías
que seleccione la demanda objetivo en función de la estrategia de
control.
- con dos bombas, cada una de ellas acoplada a una de las demandas.
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
12.4 DISEÑO Y DIMENSIONADO DE SISTEMAS Y COMPONENTES.
1. A los efectos del sistema de captación, y de diseño del circuito
primario, no hay diferencias entre instalaciones para calentamiento
de piscinas y para agua caliente sanitaria.
2. La capacidad total de acumulación solar será la suma de los
volúmenes necesarios para la producción de ACS y para el agua de
reposición de la piscina. No será aplicable la limitación de la
relación V/A del apartado 06.2.1.
3. Los intercambiadores solares para calentamiento del vaso se
dimensionarán de forma que se pueda transmitir al secundario de
piscina toda la potencia térmica del campo de colectores. Para el
dimensionado se tendrá en cuenta los siguientes requisitos:
- La potencia de diseño será la definida por el campo de colectores
según el apartado 06.3.1.
- El caudal nominal del circuito primario viene definido por el sistema
de captación. Para diseño, se considerará una temperatura de entrada
de primario del intercambiador de 50°C.
- El caudal nominal del circuito secundario será siempre mayor que el
del primario y será mejor el rendimiento de intercambio mientras
mayor sea caudal. Se considerará una temperatura de entrada de 24°C
y se tendrá en cuenta que la temperatura de salida del fluido del
circuito secundario no podrá ser superior a 40°C.
4. Si el esquema de funcionamiento de la instalación es con derivación
del circuito de depuración, la mezcla del caudal de depuración con
el de calentamiento proporcionará una temperatura de impulsión que
no supere en más de 5°C la temperatura de consigna del vaso.
12.4.1 Particularidades de los circuitos
1. El circuito secundario de calentamiento de piscina se realizará
siempre con los materiales plásticos habitualmente utilizados en
piscinas climatizadas.
2. Como ya se indicó, las tuberías del circuito secundario solar deben
soportar las temperaturas y presiones extremas del circuito.
3. Los intercambiadores pueden ser de placas o tubulares y se adoptarán
especiales precauciones con la calidad de los aceros inoxidables de
los intercambiadores y, en el caso de calentamiento de piscinas de
agua salobres o tratada con sales los intercambiadores de calor
serán de titanio.
12.4.2 Sistema de control
1. Dado que las temperaturas de funcionamiento de los secundarios de
los dos intercambiadores pueden ser distintas, las condiciones de
funcionamiento del primario pueden sufrir variaciones bruscas, por
lo que los cambios entre unas condiciones de trabajo y otras
deberían estar organizadas según una correcta estrategia de
control.
2. Las estrategias de control que pueden implantarse son alguna de las
siguientes:
- Prioridad agua caliente sanitaria: sólo se desviará energía solar
hacia la piscina cuando se garantice un aporte mínimo para agua
caliente sanitaria.
- Prioridad máximo aprovechamiento energético: se utilizará la energía
solar siempre en la aplicación con temperatura de trabajo menor.
13. DOCUMENTACIÓN Y FORMATOS
13.1 DOCUMENTACIÓN DE PROYECTO
1. La documentación de proyecto tiene por objeto dejar constancia
expresa de la solución adoptada para un determinado programa de
necesidades propuesto por un promotor o un usuario y debe contener
la información necesaria y suficiente para que un tercero pueda
interpretarla.
2. En función de las actuaciones a desarrollar con la documentación y
de las características de la instalación, se puede establecer
diversos niveles de proyecto:
- Anteproyecto
- Proyecto Básico
- Proyecto Completo
- Proyecto Detallado
- Proyecto Ejecutado
3. El proyecto de la instalación solar térmica debe ser realizado por
un Responsable Técnico de Instalaciones (RTI) que tendrá la
capacidad de decidir y justificar todos los contenidos de la
documentación relativa a una instalación solar térmica.
4. Cuando el proyecto de la IST forme parte de otro mayor como, por
ejemplo, cuando se trata de un proyecto de construcción completo, es
imprescindible la coordinación del proyecto de IST con el resto de
instalaciones y con el de la edificación.
13.1.1 Memoria técnica
1. La MT es el documento que resume e incluye toda la información que
debe haberse considerado en el desarrollo de un proyecto y deberá
ser utilizada para todos los niveles de proyecto
2. La cumplimentación de la MT exigirá haber definido, calculado,
decidido y establecido todo lo referente a la instalación solar.
3. En la propia MT se establecen los anexos que se deben incluir y
completan la definición del proyecto de la instalación:
- Documentos anexos para justificar las sombras (DA1), las soluciones
estructurales (DA2) y los cálculos hidráulicos y térmicos (DA3).
- Informes de ensayo de sistemas prefabricados (IE1) colectores (IE2),
acumuladores (IE3), según sean de aplicación. Mientras no se
disponga de informes de ensayo se utilizará la información que
acredita el cumplimiento de los requisitos provisionales y
adicionales que se hayan establecido.
- Fichas técnicas de componentes (F01 a F19) y Manuales de Instalación
(MI)
- Planos y esquemas (P1 a P9)
4. La MT se puede utilizar como documento guía para el propio
proyectista o para que un tercero, supervisor de proyecto, de
control de calidad, técnico de la Administración, etc., pueda llevar
a cabo la revisión del mismo.
5. Se ha definido un formato para la MT de la instalación solar que se
incorpora en el apartado 13.2
13.1.2 Contenidos de los proyectos
1. Se describen los objetivos y los contenidos que deben ser incluidos
en cada uno de los distintos niveles de proyecto.
A) Anteproyecto
1. El anteproyecto de una instalación solar térmica recoge la
información necesaria para poder estudiar la viabilidad técnica y/o
económica de la misma.
2. El anteproyecto, al menos y cuando proceda, debe incluir:
- Condiciones de contorno y datos de partida: parámetros climáticos y
de consumo
- Dimensionado básico: superficie de colectores y volumen de
acumulación
- Cálculo de prestaciones energéticas:
- Demanda y aporte solar térmico en base mensual
- Contribución solar
- Consumo de energía final de apoyo, de energía primaria y
emisiones evitadas.
- Soluciones generales, incluso indicando si hubiera diversas
opciones, para:
- Ubicación y espacio ocupado por el campo de colectores.
- Ubicación del sistema de acumulación
- Disponibilidad del sistema de apoyo
- Otros datos y condicionantes que se puedan establecer: ideas
de las posibles soluciones estructurales, etc.
- Datos económicos:
- Presupuesto: costo de inversión global estimado
- Coste de la energía de apoyo y valor del ahorro energético
producido
- Parámetros de rentabilidad: amortización, VAN, TIR, etc.
B) Proyecto Básico
1. El proyecto básico recoge la información suficiente para definir las
características técnicas generales de una instalación aportando los
criterios a considerar para la elaboración de un proyecto completo
2. Puede ser utilizado como base técnica de una licitación, para
definir la preinstalación correspondiente y también puede ser
suficiente para determinadas gestiones administrativas. Se puede
usar como fase previa del proyecto completo y se puede utilizar para
comparar soluciones y ofertas económicas.
3. El proyecto básico recoge la información de diseño y cálculo que se
define pero no contiene selección de todos los componentes, ni
justificación de soluciones adoptadas ni definición de los detalles
constructivos que no estén incluidos en las previsiones de obras e
instalaciones.
4. El proyecto básico, como mínimo, contendrá:
- Memoria Técnica en la que no serán obligatorios y se podrán excluir:
las condiciones de operación que no afectan a los circuitos de
interconexión entre campo de colectores y sala técnica, el diseño de
los circuitos hidráulicos internos del campo de colectores y de la
sala técnica, el diseño del sistema de intercambio, de los sistema
de expansión, los detalles del sistema eléctrico y de control y las
especificaciones de componentes.
- Planos: Serán necesarios los planos indicados para el proyecto
completo pero con nivel de detalle y de acabados suficiente para el
objetivo que se pretenda. En cualquier caso, son imprescindibles la
ubicación, orientación y obstáculos de la edificación, medidas y
espacios ocupados por colectores y sala técnica, trazados generales
de las líneas de interconexión.
- Pliego de Condiciones: como mínimo se hará referencia al
cumplimiento de las ETUS.
- Mediciones o lista de materiales: según se requiera.
- Presupuesto que tiene que tener el nivel de desglose que se le exija
para el objetivo que se plantea En determinados casos puede ser
suficiente una estimación de presupuesto global.
C) Proyecto Completo
1. El proyecto completo tiene el nivel de definición necesario para que
un tercero, normalmente el instalador, pueda ejecutarla sin
necesidad de otra información adicional. El proyectista debe tener
en cuenta que todo lo que no esté definido en un proyecto se está
dejando libertad al criterio del instalador en su ejecución
2. Los contenidos del proyecto completo serán distribuidos en Memoria
Descriptiva y Anexos de Cálculo, Planos, Pliego de Condiciones y
Mediciones y Presupuesto y, además de satisfacer los requerimientos
de la propiedad, como mínimo contendrá:
3. MEMORIA DESCRIPTIVA
- Memoria Técnica totalmente cumplimentada con toda la información que
describe la instalación
- Información complementaria a la MT que puede ampliar, explicar,
comentar y documentar toda la información recogida en la MT: las
bases de partida, los criterios de diseño, justificaciones de
cálculo o de soluciones adoptadas, etc.
- Criterios de selección de todos los componentes de la instalación, o
componentes seleccionados como referencias, con justificación de los
criterios empleados en base al cumplimiento del dimensionado de los
distintos sistemas y requisitos mínimos adicionales que se quieran
establecer.
4. ANEXOS DE CÁLCULO
- El cálculo de sistemas y componentes incluirá: potencias, caudales y
salto térmico del campo de colectores; características del
intercambiador; caudales en circuitos, diámetros de tuberías y
pérdidas de carga; características de las bombas de circulación;
temperaturas y presiones de trabajo en todos los circuitos; cálculo
del sistema de expansión, cálculo de la potencia eléctrica.
- El cálculo de prestaciones energéticas incluye, además de definir
todos los parámetros climáticos, de uso y funcionales y los
resultados del cálculo tanto en base mensual como los globales
anuales. En los resultados se incluye: la demanda de energía, el
aporte solar, la contribución solar y el rendimiento medio anual.
Cuando sea necesario, se aportará el cálculo de las pérdidas
térmicas de la instalación.
5. PLANOS
- Emplazamiento edificio, colectores y sala técnica. Orientación,
obstáculos y sombras
- Ubicación de colectores (separaciones, distancias entre ellos y a
obstáculos, accesos)
- Distribución sala técnica y situación acumulación, intercambio,
bombas, expansión y control
- Circuitos y trazado circuitos, diseño y situación componentes (v
corte, seguridad, purga, ...)
- Complementos hidráulicos: sistema de sistemas de llenado, purga y
vaciado. Sistema de medida
- Sistema de energía auxiliar. Integración y conexión con las
restantes instalaciones del edificio
- Esquema de funcionamiento completo. Diagrama o esquema de principio
- Esquema eléctrico y de control. Detalles de posición de sondas y
elementos de campo
- Diseño de estructura y sujeción de colectores y acumuladores.
Soportes y detalles constructivos
6. PLIEGO DE CONDICIONES TÉCNICAS
- Recoge los requisitos que deben cumplir todos los componentes y
materiales, como se deben instalar y como deben funcionar.
- Podrán hacer referencia directa a las ETUS, podrá transformar
requisitos voluntarios en obligatorios o podrá establecer requisitos
más exigentes.
7. MEDICIONES Y PRESUPUESTO
- Las mediciones y el presupuesto deben recoger, al menos, la
descripción de las unidades de obras que se establecen incluyendo
las especificaciones mínimas de todos los componentes.
D) Proyecto Detallado
1. El proyecto detallado es complementario al proyecto completo al
incorporar todos los detalles de la empresa instaladora en todos
aquellos aspectos que no estén lo suficientemente definidos en el
proyecto completo.
2. Se incluirá la definición completa de marcas, modelos y tipos de
todos los componentes que se vayan a instalar y no hayan sido
definidos en el proyecto completo.
3. Es un requisito previo al montaje de la instalación y supone la
definición y aprobación por parte del RTI de todos los materiales y
accesorios que se va a instalar para que puedan ser conocidos todos
los detalles de la instalación y su montaje; debe haber una
definición única.
4. Cualquier modificación introducida en el proyecto detallado, en
relación con el proyecto completo debe estar debidamente justificada
y nunca reducirá los niveles de eficiencia y calidad de aquel.
5. Por todo ello, en el proyecto detallado deben estar definidos los
mismos conceptos que en el proyecto completo
E) Proyecto Ejecutado
1. Es el documento de proyecto que recoge el resultado final de la
instalación realmente ejecutada; reflejará las posibles
modificaciones que se hayan podido realizar sobre el proyecto
detallado. El contenido del proyecto es el mismo que el del proyecto
detallado y se completa con la relación de todos los materiales y
equipos empleados, indicando fabricante, marca y modelo.
2. Se adjuntará siempre al Manual de Instrucciones (MI) de la
instalación
3. El proyecto ejecutado es el documento que se utilizará para la
inspección de la instalación realizada.
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
13.3 DOCUMENTOS DE REFERENCIA
13.3.1 Normativa UNIT
- UNIT 705:2009 SISTEMAS SOLARES TERMICOS Y COMPONENTES. COLECTORES
SOLARES. REQUISITOS
- UNIT 1184:2010 SISTEMAS SOLARES TERMICOS Y COMPONENTES. SISTEMAS
PREFABRICADOS. METODOS DE ENSAYO
- UNIT 1185:2009 SISTEMAS SOLARES TERMICOS Y COMPONENTES. SISTEMAS
PREFABRICADOS. REQUISITOS
- UNIT 1195:2012 SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS Y SUS COMPONENTES.
INSTALACIONES A MEDIDA. REQUISITOS.
- UNIT 1196:2012 SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS Y SUS COMPONENTES.
INSTALACIONES A MEDIDA. MÉTODOS DE ENSAYO.
- UNIT-ISO 9459-2:1995 (adopt. OCTUBRE 2009) (equiv. ISO 9459-2:1995)
CALENTAMIENTO SOLAR. SISTEMAS DE CALENTAMIENTO DE AGUA SANITARIA.
PARTE 2: METODOS DE ENSAYO EXTERIORES PARA LA CARACTERIZACION Y
PREDICCION DE RENDIMIENTO ANUAL DE LOS SISTEMAS SOLARES
- UNIT-ISO 9488:1999 (adopt. FEBRERO 2009) (equiv. ISO 9488:1999,
MOD.) ENERGIA SOLAR. VOCABULARIO
- UNIT-ISO 9806-1:1994 (adopt. OCTUBRE 2008) (equiv. ISO 9806-1:1994
MOD) METODOS DE ENSAYO PARA COLECTORES SOLARES. PARTE 1: DESEMPEÑO
TERMICO DE COLECTORES CON VIDRIO DE CALENTAMIENTO LIQUIDO
CONSIDERANDO CAIDA DE PRESION
- UNIT-ISO 9806-2:1995 (adopt. NOVIEMBRE 2008) (equiv. ISO 9806-2:1995
IDT) METODOS DE ENSAYOS PARA COLECTORES SOLARES. PARTE 2:
PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO DE CALIFICACION
- UNIT-ISO 9806-3:1995 (adopt. DICIEMBRE 2008) (equiv. ISO 9806-3:1995
IDT) METODOS DE ENSAYO PARA COLECTORES SOLARES. PARTE 3: DESEMPEÑO
TERMICO DE COLECTORES SIN VIDRIO DE CALENTAMIENTO LIQUIDO
CONSIDERANDO CAIDA DE PRESION (SOLAMENTE TRANSFERENCIA DE CALOR
SENSIBLE)
- UNIT 50-84 ACCIÓN DEL VIENTO SOBRE CONSTRUCCIONES
- UNIT-IEC 60335-1 SEGURIDAD DE LOS APARATOS ELECTRODOMÉSTICOS Y
ANÁLOGOS. Requisitos Generales
- UNIT-IEC 60335-2-21, SEGURIDAD DE LOS APARATOS ELECTRODOMÉSTICOS Y
SIMILARES. Parte 2-21
- ISO/TR 10217, ENERGÍA SOLAR. SISTEMAS DE CALENTAMIENTO DE AGUA. GUÍA
PARA LA SELECCIÓN DEL MATERIAL EN RELACIÓN CON LA CORROSIÓN
INTERNA.
- UNIT-ISO 9488:1999 ENERGÍA SOLAR. VOCABULARIO
- UNIT 1026:99 PROYECCIONES ESTEREOGRÁFICAS
13.3.2 Normas UNE
- UNE 94002:2005 Instalaciones solares térmicas para producción de
agua caliente sanitaria. Cálculo de la demanda de energía térmica
- UNE 94003:2007 Datos climáticos para el dimensionado de
instalaciones solares térmicas.
- UNE 94041-1:2010 Sistemas domésticos de apoyo de consumo calorífico
nominal inferior o igual a 70 kW y volumen de acumulación inferior o
igual a 300 l, utilizados en instalaciones solares térmicas. Parte
1: Sistemas de apoyo que utilizan combustibles líquidos y gaseosos.
- UNE-EN 12975-1:2006+A1:2011 Sistemas solares térmicos y componentes.
Captadores solares. Parte 1: Requisitos generales.
- UNE-EN 12975-2:2006 Sistemas solares térmicos y componentes.
Captadores solares. Parte 2: Métodos de ensayo.
- UNE-EN 12976-1:2006 Sistemas solares térmicos y sus componentes.
Sistemas prefabricados. Parte 1: Requisitos generales.
- UNE-EN 12976-2:2006 Sistemas solares térmicos y componentes.
Sistemas prefabricados. Parte 2: Métodos de ensayo.
- UNE-EN 12977-1:2012 Sistemas solares térmicos y sus componentes.
Instalaciones a medida. Parte 1: Requisitos generales para los
calentadores de agua solares y las instalaciones solares combinadas.
- UNE-EN 12977-2:2012 Sistemas solares térmicos y sus componentes.
Instalaciones a medida. Parte 2: Métodos de ensayo para los
calentadores de agua solares y las instalaciones solares combinadas.
- UNE-EN 12977-3:2012 Sistemas solares térmicos y sus componentes.
Instalaciones a medida. Parte 3: Métodos de ensayo del rendimiento
de los acumuladores de agua de calentamiento solar.
- UNE-EN 12977-4:2012 Sistemas solares térmicos y sus componentes.
Instalaciones a medida. Parte 4: Métodos de ensayo del rendimiento
para las instalaciones solares combinadas.
- UNE-EN 12977-5:2012 Sistemas solares térmicos y sus componentes.
Instalaciones a medida. Parte 5: Métodos de ensayo del rendimiento
para los sistemas de regulación.
13.3.3 Bibliografía
- Guía ASIT de la Energía Solar Térmica. ASIT Asociación Solar de la
Industria Térmica (España)
- Manual II de los Sistemas Solares Térmicos - Corporación de
Desarrollo Tecnológico - GEF/PNUD - Ministerio de Energía - Chile
- Manual de Energía Solar Térmica e Instalaciones Asociadas - Facultad
de Arquitectura - Universidad ORT Uruguay
- Borrador del REGLAMENTO ANDALUZ DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS DE
BAJA TEMPERATURA - AGENCIA ANDALUZA DE LA ENERGÍA
- DTIE B.03 INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS PARA PRODUCCIÓN DE AGUA
CALIENTE SANITARIA - ATECYR
- MANUAL DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA PARA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE
SANITARIA de la AGENCIA ANDALUZA DE LA ENERGÍA
- SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS. Diseño e Instalación CENSOLAR -
SOLARPRAXIS
- AGUA CALIENTE SANITARIA MEDIANTE ENERGÍA SOLAR EN EDIFICIOS DE
VIVIENDAS de la AGENCIA ANDALUZA DE LA ENERGÍA - AICIA
- DTIE 1.01 PREPARACIÓN DE ACS - ATECYR
- DTIE 12.01 AISLAMIENTO TÉRMICO -ATECYR
- REGLAMENTO DE INSTALACIONES TÉRMICAS EN LOS EDIFICIOS (RITE)
- CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN (CTE) SECCIÓN HE4
14. DATOS, DEFINICIONES Y ABREVIATURAS
14.1 TABLAS DE TEMPERATURAS Y RADIACIÓN
Temperatura ambiente media mensual, en °C. (Fuente: D.N.Meteorología).
Tabla
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
Se toman las ciudades mencionadas en D.N. Metereología
Temperatura de agua fría, en °C. (Fuente: OSE).
Tabla
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
Los únicos datos de temperatura de agua fría que se pudieron conseguir son
los de Montevideo. La utilización de otros datos de temperatura de agua
fría deberá ser justificada indicando la procedencia y proceso de
obtención de los mismos. Mientras no se cuente con más información se
tomará la temperatura de agua fría de Montevideo para el resto de los
departamentos de Uruguay.
Energía en KWh que incide sobre un metro cuadrado de superficie horizontal
en un día medio de cada mes. (Fuente: Mapa Solar Uruguay, FING-UDELAR).
Tabla
Se toman las ciudades mencionadas en el mapa solar.
Altitud, latitud, longitud(Fuente: D.N. Meteorología).
Tabla
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
Razón "R" para superficies inclinadas. Representa el cociente entre la
energía total incidente en un día sobre una superficie orientada hacia el
ecuador e inclinada un determinado ángulo, y otra horizontal. (Fuente:
Radiación en P.H a partir del Mapa Solar. Fracción difusa a partir de
Correlación Erbs. Razón R a partir de Modelo Isotrópico).
Se realizó el cálculo para las latitudes representativas del Uruguay:
entre -30 y -35°.
"Ver información adicional en el Diario Oficial impreso o en la imagen
electrónica del mismo."
14.2 DEFINICIONES
14.2.1 Radiación solar
1. Radiación solar: es la energía procedente del Sol en forma de ondas
electromagnéticas de onda corta (0,2 a 3 µm).
2. Radiación solar directa: es la radiación solar que, sin haber
sufrido modificación en su trayectoria, incide sobre una superficie.
Es decir, procede directamente del disco solar.
3. Radiación solar difusa celeste: es la radiación que, originada en la
dispersión de la radiación solar por las moléculas de aire,
aerosoles, ozono y otros componentes atmosféricos, incide sobre una
superficie procedente de toda la bóveda celeste.
4. Radiación solar reflejada: es la radiación procedente de la
reflexión de la radiación solar en el suelo y otros objetos que
incide sobre una superficie.
5. Radiación solar difusa: es la suma de la radiación difusa celeste y
la radiación solar reflejada de onda corta. Hay una radiación difusa
de onda larga, procedente de todos los objetos y de la propia bóveda
celeste.
6. Radiación solar global: es la suma de la radiación directa y
difusa.
7. Irradiancia solar: es la magnitud física que valora la radiación
solar en potencia por unidad de área. Se expresa en W/m2 y se suele
representar por la letra G.
8. Irradiación solar: es la magnitud física que valora la radiación
solar en energía por unidad de área. Se expresa en J/m2 y se suele
representar por la letra H. La irradiación es la integral de la
irradiancia en el tiempo: H =SG.dt.
14.2.2 Instalación
1. Instalación solar: instalación que transforma la energía solar en
energía térmica y que está constituida por los sistemas de
captación, acumulación, etc.
2. Sistema de captación solar térmica: sistema de una instalación solar
que transforma la radiación solar incidente en energía interna del
fluido.
3. Sistema de acumulación: sistema de una instalación solar que
almacena la energía interna producida en la instalación
4. Sistema de intercambio: sistema de una instalación solar que realiza
la transferencia de calor entre fluidos que circulan por circuitos
diferentes.
5. Sistema de transporte o de circulación: sistema de una instalación
solar formado por tuberías y elementos de impulsión y aislamiento
térmico adecuados, diseñados para transportar la energía producida.
6. Sistema de apoyo o auxiliar: conjunto de elementos de apoyo a la
instalación solar para complementar el aporte solar en periodos de
escasa radiación solar o de demanda de energía superior a la
prevista.
7. Sistema de control: sistema de una instalación solar que asegura el
correcto funcionamiento del conjunto.
8. Circuito primario: circuito formado por los colectores y las
tuberías que los unen, en el que el fluido de trabajo recoge la
energía térmica producida en los colectores y la transfiere al
acumulador solar, bien directamente o a través de un intercambiador
de calor.
9. Circuito secundario: circuito en el que se recoge la energía captada
en el circuito primario a través de un intercambiador de calor y se
transfiere a un acumulador.
10. Circuito terciario: circuito en el que se recoge la energía
almacenada en el acumulador de inercia y se transfiere al circuito
de consumo a través de un intercambiador de calor.
11. Circuito de consumo: circuito que parte de la red de distribución de
los sistemas de abastecimiento y llega a los puntos de consumo. Este
circuito transporta agua potable de consumo.
12. Instalación abierta: instalación en la que el circuito primario está
comunicado de forma permanente con la atmósfera.
13. Instalación cerrada: instalación en la que el circuito primario no
tiene comunicación directa con la atmósfera.
14. Instalación de sistema directo: instalación en la que el fluido de
trabajo es el propio agua de consumo.
15. Instalación de sistema indirecto: instalación en la que el fluido de
trabajo no tiene posibilidad de ser distribuido al consumo con el
que sólo intercambia energía térmica.
16. Instalación por termosifón: instalación en la que el fluido de
trabajo circula por convección natural
17. Instalación con circulación forzada: instalación equipada con
dispositivos (bombas) que provocan la circulación del fluido de
trabajo.
18. Equipo solar doméstico o sistema prefabricado: sistema de
aprovechamiento de la energía solar para producción de agua caliente
sanitaria, fabricado mediante un proceso estandarizado que presupone
resultados uniformes en prestaciones. Se vende como una unidad y
suele estar en el mercado bajo un nombre comercial único.
19. Equipo compacto: equipo solar doméstico cuyos elementos se
encuentran montados en una sola unidad, aunque físicamente pueden
estar diferenciados.
20. Equipo no compacto o equipo partido: equipo solar doméstico cuyos
elementos principales (de captación y de acumulación) se pueden
encontrar separados y a una distancia adaptada a la disponibilidad
de colocación de los colectores, del acumulador y del sistema de
consumo.
21. Equipo integrado: equipo solar doméstico cuyos elementos principales
(captación y acumulación) constituyen un único componente y no es
posible diferenciarlos físicamente.
22. Configuración básica: características de una instalación solar
incluyendo su esquema hidráulico (conexiones hidráulicas entre el
grupo de colectores, el acumulador (es) y otros componentes) y el
sistema de control. Se consideran que tienen la misma configuración
los sistemas que difieran en cualquier otro parámetro, en el tipo o
dimensiones de los componentes usados o en los ajustes de
controladores.
14.2.3 Colector
1. Colector solar térmico: dispositivo diseñado para absorber la
radiación solar y transmitir la energía térmica así producida a un
fluido portador que circula por su interior.
2. Absorbedor: componente de un colector solar cuya función es absorber
la energía radiante y transferirla en forma de calor a un fluido.
3. Cubierta: elemento de material transparente (en onda corta) a la
radiación solar y opaco (parcialmente) a la radiación de onda larga
que cubre al absorbedor para reducir las pérdidas, producir el
efecto invernadero y protegerlo del ambiente.
4. Carcasa: componente del colector que conforma su superficie
exterior, fija la cubierta, contiene y protege a los restantes
componentes del colector y soporta los anclajes.
5. Junta de cubierta: elemento de material elástico cuya función es
asegurar la estanqueidad de la unión cubierta-carcasa.
6. Aislamiento térmico: material de baja conductividad térmica que se
emplea en el colector solar para reducir las pérdidas térmicas por
la parte posterior y los laterales.
7. Área total del colector: área máxima proyectada por el colector
completo, excluyendo cualquier medio de soporte y acoplamiento de
los tubos.
8. Área de apertura: área proyectada máxima a través de la cual penetra
en el colector la radiación solar sin concentrar.
9. Área del absorbedor: área máxima de la proyección del absorbedor.
10. Temperatura de estancamiento: temperatura que alcanza el absorbedor
de un colector solar cuando está vacío, la irradiancia incidente
sobre el colector es 1000 W/m2 y la temperatura ambiente 30°C.
11. Factor de ganancia o rendimiento óptico del colector: rendimiento
del colector cuando la diferencia de temperaturas entre el colector
y el ambiente es cero.
12. Batería de colectores: Conjunto de colectores solares, instalados
sobre una misma estructura y conectados entre sí.
14.2.4 Otros componentes
1. Acumulador solar: depósito en el que se almacena el agua calentada a
través del sistema de captación de la instalación solar. Pueden ser
de inercia o de consumo.
2. Acumulador solar de inercia: situado en un circuito cerrado y no
tiene posibilidad de distribuir el fluido almacenado al circuito de
consumo.
3. Acumulador solar de consumo: forma parte del circuito de consumo.
4. Intercambiador de calor: dispositivo en el que se produce la
transferencia de energía térmica entre dos fluidos que se encuentran
en circuitos separados y a temperaturas diferentes. Pueden ser
incorporados o independientes.
5. Intercambiador de calor incorporado: ubicado en el acumulador solar.
Los más comunes son de tipo serpentín, doble envolvente, etc.
También son denominados interacumuladores.
6. Intercambiador externo o independiente: no ubicado en el acumulador
solar. Normalmente son de placas, pero pueden ser de otros tipos
(tubulares, carcasa y tubos, etc.)
7. Intercambiador solar: intercambiador que realiza la transferencia de
calor desde el fluido que circula por el circuito primario.
8. Vaso de expansión: dispositivo que permite absorber las variaciones
de volumen y presión en un circuito cerrado producidas por las
variaciones de temperatura del fluido circulante. Puede ser abierto
o cerrado, dependiendo de que el fluido esté o no en comunicación
directa con la atmósfera.
9. Tuberías: elementos de conexión entre colectores, acumuladores,
sistema de apoyo y resto de componentes de una instalación solar
térmica.
10. Válvulas: En una instalación solar se emplean diversos tipos de
válvulas que desempeñan distintas funciones. Pueden ser de corte, de
retención, de seguridad, de asiento.
11. Válvula de corte: dispositivo que permite interrumpir el paso de
fluido en un circuito. Permite aislar componentes a efectos de
sustitución, reparación o mantenimiento.
12. Válvula antirretorno o de retención: dispositivo que permite
interrumpir el paso de fluido en un sentido.
13. Válvula de seguridad: dispositivo que permite limitar la presión
máxima del circuito.
14. Válvula de asiento: dispositivo que permite equilibrar el circuito
hidráulico.
15. Bomba: dispositivo electromecánico que produce la circulación
forzada de un fluido en un circuito.
16. Sistema de purga de aire: elementos utilizados para dar salida al
aire acumulado en el circuito.
17. Control diferencial de temperaturas: dispositivo electrónico que
arranca o para las bombas en función de una diferencia de
temperaturas prefijada. Normalmente esta diferencia de temperaturas
corresponde a la existente entre los colectores y el acumulador
solar.
18. Sistema de protección antiheladas: sistema (o dispositivo) que sirve
para evitar la congelación del fluido de trabajo.
19. Fluido de trabajo: es el fluido encargado de recoger y transmitir la
energía captada por el absorbedor. También se le llama fluido
portador.
14.2.5 Agua caliente sanitaria
1. Agua fría: agua potable de consumo público utilizada en las
instalaciones de los edificios, que no ha sido sometida a ningún
proceso de calentamiento, y que es suministrada a través de la red
de distribución del sistema de abastecimiento. La red de
distribución puede ser pública o privada.
2. Agua caliente sanitaria: agua fría que ha sido sometida a un proceso
de calentamiento y que se destina a usos sanitarios.
3. Carga de consumo: cantidad de agua caliente gastada en un
determinado periodo de tiempo. Siempre está asociada a una
temperatura de referencia.
4. Temperatura del agua fría (TAF): temperatura del agua de la red de
distribución de los sistemas de abastecimiento de agua fría.
5. Temperatura de preparación (TP): temperatura de diseño en el sistema
de apoyo de agua caliente sanitaria.
6. Temperatura de distribución (TD): temperatura de diseño del circuito
de distribución de agua caliente sanitaria a la que se acondiciona
el agua caliente del sistema de preparación para su reparto hasta
los distintos puntos de consumo.
7. Temperatura de uso (TU): temperatura del agua caliente sanitaria en
los puntos de consumo.
14.2.6 Términos energéticos
1. Rendimiento de la instalación: Se define el rendimiento (REN) de una
instalación solar como el cociente entre la energía térmica neta
aportada por la instalación solar y la energía solar incidente sobre
el plano de los colectores solares de la instalación referidas a un
determinado periodo de tiempo.
2. Fracción solar: Se define la fracción solar (FS) como el cociente
entre la energía neta aportada por la instalación solar al consumo y
la demanda de energía térmica para producción de agua caliente
requerida por el consumo.
14.3 ABREVIATURAS Y ACRÓNIMOS
A ÁREA DE CAPTACIÓN (SUPERFICIE DE APERTURA DE COLECTORES SOLARES)
AA ACUMULACIÓN DEL SISTEMA AUXILIAR
ALI ALIMENTACIÓN O CONSUMO, CIRCUITO DE
ASC ACUMULACIÓN SOLAR DE CONSUMO
AS ó AST APORTE SOLAR (TÉRMICO)
CEACS CONSUMO DE ENERGÍA EN ACS
CEAUX CONSUMO DE ENERGÍA DEL SISTEMA AUXILIAR
CEFAUX CONSUMO DE ENERGÍA FINAL DEL SISTEMA AUXILIAR
CETAUX CONSUMO DE ENERGÍA TÉRMICA DEL SISTEMA AUXILIAR
CETFLU COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TÉRMICA DE UN FLUIDO
CON CONSUMO, CIRCUITO DE
CP COEFICIENTE DE PRESIÓN
DBACS DEMANDA BRUTA DE ENERGÍA TÉRMICA EN ACS
DEACS DEMANDA (NETA) DE ENERGÍA TÉRMICA EN ACS
DEREP DEMANDA DE ENERGÍA DEL AGUA DE REPOSICIÓN
DIS DISTRIBUCIÓN, CIRCUITO DE
E ESTACIONALIDAD, COEFICIENTE DE
EA ENERGÍA AUXILIAR
EAA ENERGÍA AUXILIAR APORTADA
EAF ENERGÍA AUXILIAR FINAL
EAP ENERGÍA AUXILIAR PRODUCIDA
eAIS ESPESOR DE AISLAMIENTO
ER ó EINC ENERGÍA RADIANTE O ENERGÍA INCIDENTE
ESTAPO ENERGÍA SOLAR TÉRMICA APORTADA
ESINC ENERGÍA SOLAR INCIDENTE
ESPRO ENERGÍA SOLAR PRODUCIDA
EU ENERGÍA ÚTIL
FC FACTOR DE CENTRALIZACIÓN
FACTOR DE EFICIENCIA ÓPTICA DEL COLECTOR
FRUL COEFICIENTE GLOBAL DE PÉRDIDAS DEL COLECTOR
FS ó f FRACCIÓN SOLAR
FT FACTOR DE TEMPERATURA
GREF IRRADIANCIA SOLAR DE REFERENCIA
HF HORAS DE FUNCIONAMIENTO
IS INTERCAMBIADOR SOLAR
MT MEMORIA TÉCNICA DE DISEÑO
OCU OCUPACIÓN MEDIA MENSUAL
PCI PODER CALORÍFICO INFERIOR
PCT PLIEGO DE CONDICIONES TÉCNICAS
PL PLAZA
PEST PRESIÓN ESTÁTICA
PMAX PRESIÓN MÁXIMA
PMIN PRESIÓN MÍNIMA
PNOM PRESIÓN NOMINAL
PPRE PRESIÓN DE PRECARGA
POT POTENCIA TÉRMICA
POTIS POTENCIA TÉRMICA DEL INTERCAMBIADOR SOLAR
POTMAX POTENCIA TÉRMICA MÁXIMA
POTNOM POTENCIA TÉRMICA NOMINAL
PRI PRIMARIO, CIRCUITO
PT PÉRDIDAS TÉRMICAS
PTALI PÉRDIDAS TÉRMICAS DEL CIRCUITO DE ALIMENTACIÓN
PTAPO PÉRDIDAS TÉRMICAS DEL SISTEMA DE APOYO
PTDEM PÉRDIDAS TÉRMICAS ASOCIADAS A LA DEMANDA
PTDIS PÉRDIDAS TÉRMICAS DEL CIRCUITO DE DISTRIBUCIÓN
PTPRI PÉRDIDAS TÉRMICAS DEL CIRCUITO PRIMARIO
PTPRO PÉRDIDAS TÉRMICAS ASOCIADAS A LA PRODUCCIÓN SOLAR
PTREC PÉRDIDAS TÉRMICAS DEL CIRCUITO DE RECIRCULACIÓN
PTVP PÉRDIDAS TÉRMICAS DEL VASO DE UNA PISCINA
QACS(T) CAUDAL DE CONSUMO DE AGUA CALIENTE SANITARIA A LA TEMPERATURA
T
RAD RADIACIÓN
REC RECIRCULACIÓN, CIRCUITO DE
REN RENDIMIENTO
RENAPO RENDIMIENTO DEL SISTEMA DE APOYO
RENIST RENDIMIENTO DE LA INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA
RENMED RENDIMIENTO MEDIO
RENOPT RENDIMIENTO OPTICO
SEA SISTEMA DE ENERGÍA AUXILIAR
SEC SECUNDARIO, CIRCUITO
SVP SUPERFICIE DEL VASO DE UNA PISCINA
T TEMPERATURA
TAC TEMPERATURA DE AGUA CALIENTE
TAD TEMPERATURA AMBIENTE DIARIA
TAF TEMPERATURA DE ABASTECIMIENTO O DE ENTRADA DE AGUA FRÍA
TAMB TEMPERATURA AMBIENTE
TAMBEXT TEMPERATURA AMBIENTE EXTERIOR
TAMBINT TEMPERATURA AMBIENTE INTERIOR
TAP TEMPERATURA DEL AGUA DEL VASO DE LA PISCINA
TCE TEMPERATURA LADO CALIENTE ENTRADA
TD TEMPERATURA DE DISTRIBUCIÓN DEL AGUA CALIENTE SANITARIA
TFE TEMPERATURA LADO FRIO ENTRADA
TFS TEMPERATURA LADO FRIO SALIDA
TMAX TEMPERATURA MÁXIMA
TMIN TEMPERATURA MÍNIMA
TNOM TEMPERATURA NOMINAL
TP TEMPERATURA DE PREPARACIÓN DEL AGUA CALIENTE SANITARIA
TREF TEMPERATURA DE REFERENCIA
TU TEMPERATURA DE USO DEL AGUA CALIENTE SANITARIA
VATOT VOLUMEN DE ACUMULACIÓN SOLAR TOTAL
VCTOT VOLUMEN TOTAL DE UN CIRCUITO
VEDIL VOLUMEN DE DILATACIÓN (DEL SISTEMA DE EXPANSIÓN)
VEGAS VOLUMEN DE GAS (DEL SISTEMA DE EXPANSIÓN)
VENOM VOLUMEN NOMINAL (DEL SISTEMA DE EXPANSIÓN)
VERES VOLUMEN DE RESERVA (DEL SISTEMA DE EXPANSIÓN)
VEUTI VOLUMEN UTIL O DE LÍQUIDO (DEL SISTEMA DE EXPANSIÓN)
VEVAP VOLUMEN DE VAPOR (DEL SISTEMA DE EXPANSIÓN)
VVP VOLUMEN DEL VASO DE UNA PISCINA
Ref.: Aprobación de "Especificaciones Técnicas Uruguayas de Instalaciones
Solares Térmicas" y "Instructivo Técnico de Energía Solar Térmica".
Antecedentes:
La Ley Nº 18.585 de 18 de setiembre de 2009 y su decreto reglamentario Nº
451/011 de 19 de diciembre de 2011 encomendaron a la Dirección Nacional de
Energía del Ministerio de Industria Energía y Minería a definir las
normativas exigibles y aplicables para el equipamiento, en lo referente a
su calidad, seguridad y eficienca, así como a establecer los criterios de
dimensionamiento a ser utilizados en el diseño de las instalaciones y de
las posibles exoneraciones.
Documentos que se elevas para aprobación:
- Proyecto de Resolución Ministerial.
- Anexo adjunto que forma parte integrante de la referida resolución, y
en formato de instructivo, las condiciones técnicas mínimas de
calidad, seguridad y eficiencia que deben cumplir las instalaciones
solares térmicas para calentamiento de agua.
- Anexo adjunto que forma parte integrante de la presente resolución, y
en formato de instructivo, los criterios técnicos según lo previsto
en los artículos 2, 4, 5, 6, 7 y 16 del Decreto Nº 451/011 de 19 de
diciembre de 2011.
Montevideo, 21 de marzo de 2014.