Termosifón unifamiliar

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    10-Jul-2015

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<p>ESTUDIO DE VIABILIDAD PARA INSTALACIN DE ENERGA SOLAR TRMICA A BAJA TEMPERATURA PARA Sistema termosifnico 200L</p> <p>EMPRESA INSTALADORA: PROYECTISTA:</p> <p>Dpto. Ingeniera y Proyectos CHROMAGEN ESPAA, S.L.</p> <p>1.1</p> <p>1.1.1 1.1.2</p> <p>1.2</p> <p>mbito de aplicacin Edificios de nueva construccin y rehabilitacin de edificios existentes de cualquier uso en los que exista una demanda de agua caliente sanitaria y/o climatizacin de piscina cubierta. Disminucin de la contribucin solar mnima: a) Se cubre el aporte energtico de agua caliente sanitaria mediante el aprovechamiento de energas renovables, procesos de cogeneracin o fuentes de energa residuales procedentes de la instalacin de recuperadores de calor ajenos a la propia generacin de calor del edificio. b) El cumplimiento de este nivel de produccin supone sobrepasar los criterios de clculo que marca la legislacin de carcter bsico aplicable. c) El emplazamiento del edificio no cuenta con suficiente acceso al sol por barreras externas al mismo. d) Por tratarse de rehabilitacin de edificio, y existan limitaciones no subsanables derivadas de la configuracin previa del edificio existente o de la normativa urbanstica aplicable. e) Existen limitaciones no subsanables derivadas de la normativa urbanstica aplicable, que imposibilitan de forma evidente la disposicin de la superficie de captacin necesaria. f) Por determinacin del rgano competente que debe dictaminar en materia de proteccin histrico-artstica. Procedimiento de verificacin a) Obtencin de la contribucin solar mnima segn apartado 2.1. b) Cumplimiento de las condiciones de diseo y dimensionado del apartado 3. c) Cumplimiento de la condiciones de mantenimiento del apartado 4.</p> <p>HE4 Contribucin solar mnima de agua caliente sanitaria</p> <p>1 Generalidades</p> <p>HE4 Contribucin solar mnima de agua caliente sanitaria</p> <p>2.1 Contribucin solar mnima Caso general Tabla 2.1 (zona climtica III) Efecto Joule Medidas de reduccin de contribucin solar Prdidas por orientacin e inclinacin del sistema generador 2. Caracterizacin y cuantificacin de las exigencias Orientacin del sistema generador Inclinacin del sistema generador: = latitud geogrfica Evaluacin de las prdidas por orientacin e inclinacin y sombras de la superficie de captacin Contribucin solar mnima anual piscinas cubiertas Ocupacin parcial de instalaciones de uso residencial tursticos, criterios de dimensionado Medidas a adoptar en caso de que la contribucin solar real sobrepase el 110% de la demanda energtica en algn mes del ao o en ms de tres meses seguidos el 100% a) dotar a la instalacin de la posibilidad de disipar dichos excedentes (a travs de equipos especficos o mediante la circulacin nocturna del circuito primario). b) tapado parcial del campo de captadores. En este caso el captador est aislado del calentamiento producido por la radiacin solar y a su vez evacua los posibles excedentes trmicos residuales a travs del fluido del circuito primario (que seguir atravesando el captador). pero dada la prdida de parte del fluido del circuito primario, debe ser repuesto por un fluido de caractersticas similares debiendo incluirse este trabajo en ese caso entre las labores del contrato de mantenimiento; desvo de los excedentes energticos a otras aplicaciones existentes.Orientacin e inclinacin Sombras</p> <p>50 % No procede No procede No procede Sur 45 S/ apartados 3.5 y 3.6 No procede No procede</p> <p>c)</p> <p>d)</p> <p>Prdidas mximas por orientacin e inclinacin del sist, generador General Superposicin Integracin arquitectnica</p> <p>Total</p> <p>10% 20% 40%</p> <p>10% 15% 20%</p> <p>15% 30% 50%</p> <p>3.1 Datos previos Temperatura elegida en el acumulador final Demanda de referencia a 60, Criterio de demanda: vivienda unifamiliar N real de personas Clculo de la demanda realPara el caso de que se elija una temperatura en el acumulador final diferente de 60 C, se deber alcanzar la contribucin solar mnima correspondiente a la demanda obtenida con las demandas de referencia a 60 C. No obstante, la demanda a considerar a efectos de clculo, segn la temperatura elegida, ser la que se obtenga a partir de la siguiente expresin</p> <p>45 30l/persona 4 personas 120 l/d 44l/persona 176l/da</p> <p>Radiacin Solar Global</p> <p>HE4 Contribucin solar mnima de agua caliente sanitaria</p> <p>Zona climtica III 3.2 Condiciones generales de la instalacin</p> <p>MJ/m2 15,1 &lt; H &lt; 16,6</p> <p>KWh/m2 4,2 &lt; H &lt; 4,6 Apartado 3.2.2 3.2.2.1 3.2.2.2 3.2.2.3.1 3.2.2.3.2 3.2.2.3.3 3.2.2.3.4 3.2.2.3.4</p> <p>3 Clculo y dimensionado</p> <p>La instalacin cumplir con los requisitos contenidos en el apartado 3.2 del Documento Bsico HE, Ahorro de Energa, Seccin HE 4, referidos a los siguientes aspectos: Condiciones generales de la instalacin Fluido de trabajo Proteccin contra heladas Proteccin contra sobrecalentamientos Proteccin contra quemaduras Proteccin de materiales contra altas temperaturas Resistencia a presin Prevencin de flujo inverso</p> <p>3.3 1</p> <p>2</p> <p>Criterios generales de clculo Dimensionado bsico: mtodo de clculo Valores medios diarios demanda de energa contribucin solar Prestaciones globales anuales Demanda de energa trmica Energa solar trmica aportada Fracciones solares mensual y anual Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio 32,36% 47,72% 61,29% 70,93% 81,76% 91,22% Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre 102,4% 102,5% 88,09% 68,48% 45,55% 29,47% Rendimiento medio anual Meses del ao en los que la energa producida supera la demanda de la ocupacin real Periodo de tiempo en el cual puedan darse condiciones de sobrecalentamiento Medidas adoptadas para la proteccin de la instalacin Sistemas de captacin</p> <p>24,96 MJ 16,42 MJ 9110 MJ 5992 MJ Anual 65,78%</p> <p>3</p> <p>42,17% 2 Julio y Agosto</p> <p>4</p> <p>El captador seleccionado posee la certificacin emitida por el organismo competente en la materia segn lo regulado en el RD 891/1980 de 14 de Abril, sobre homologacin de los captadores solares y en la Orden de 28 de Julio de 1980 por la que se aprueban las normas e instrucciones tcnicas complementarias para la homologacin de los captadores solares, o la certificacin o condiciones que considere la reglamentacin que lo sustituya.</p> <p>5</p> <p>Los captadores que integran la instalacin son del mismo modelo. ConexionadoLa instalacin se ha proyectado de manera que los captadores se dispongan en filas constituidas por el mismo nmero de elementos.</p> <p>Conexin de las filas de captadores En serie Instalacin de vlvulas de cierre en las bateras de Entrada captadores Instalacin de vlvula de seguridad Tipo de retorno Invertido</p> <p>En paralelo Salida</p> <p>En serie paralelo Entre bombas Vlvulas de equilibrado</p> <p>6</p> <p>Estructura de soporte Cumplimiento de las exigencias del CTE de aplicacin en cuanto a seguridad: Previsiones de clculo y construccin para evitar transferencias de cargas que puedan afectar a la integridad de los captadores o al circuito hidrulico por dilataciones trmicas. Estructura portante Modular, formada por ngulos de acero galvanizado. Sistema de fijacin de captadores Garras de acero galvanizado que permiten la sujecin del captador a la estructura portante. Flexin mxima del captador 1000 Pa permitida por el fabricante Nmero de puntos de 4 sujecin de captadores 2 Area de apoyo 0,2214m /captador Posicin de los puntos 2 ngulos que enmarcan el perfil superior e inferior del captador as como de apoyo otros 2 ngulos que recorre la cara posterior en toda su longitud. Se ha previsto que los topes de sujecin de los captadores y la propia estructura no arrojen sombra sobre los captadores Instalacin integrada en cubierta que hagan las veces de la cubierta del edificio, la estructura y la estanqueidad entre captadores se ajustar a las exigencias indicadas en la parte correspondiente del Cdigo Tcnico de la Edificacin y dems normativa de aplicacin. Sistema de acumulacin solar Volumen del depsito de acumulacin solar (litros) 200L 50 &lt; V/A &lt; 180 RESULTADO A= 2,17 Suma de las reas de los captadores (m2) V= 200 Volumen del depsito de acumulacin solar (litros) 50 &lt; 92,17 0,15 1,2/2,17 &gt; 0,15 0,55 &gt; 0,15 Instalacin de vlvula de cierre en cada una de las tuberas de entrada y salida de agua del intercambiador de calor Circuito hidrulico Equilibrio del circuito hidrulico Se ha concebido un circuito hidrulico equilibrado en s mismo Se ha dispuesto un control de flujo mediante vlvulas de equilibrado Caudal del fluido portador</p> <p>El caudal del fluido portador se ha determinado de acuerdo con las especificaciones del fabricante como consecuencia del diseo de su producto. En su defecto, valor estar comprendido entre 1,2l/s y 2 l/s por cada 100 m de red de captadores</p> <p>1,388 (l/s) Se cumple que 1,2 1,388 2 c/ 100 m2 de red de captadores</p> <p>11</p> <p>12</p> <p>HE4 Contribucin solar mnima de agua caliente sanitaria</p> <p>3 Clculo y dimensionado</p> <p>Captadores conectados en serie Valor / n de captadores Tuberas El sistema de tuberas y sus materiales se ha proyectado de manera que no exista posibilidad de formacin de obturaciones o depsitos de cal para las condiciones de trabajo. Con objeto de evitar prdidas trmicas, se ha tenido en cuenta que la longitud de tuberas del sistema sea lo ms corta posible, y se ha evitado al mximo los codos y prdidas de carga en general. Pendiente mnima de los tramos horizontales en el sentido de la circulacin 1% Material de revestimiento para el aislamiento de las tuberas de intemperie con el objeto de proporcionar una proteccin externa que asegure la durabilidad ante las acciones climatolgicas Tipo de material Descripcin del producto Pintura asfltica Pintura de cloro-caucho de color blanco Polister reforzado con fibra de vidrio Pintura acrlica Bombas Cada mxima de presin en el circuito Se ha diseado el circuito de manera que las bombas en lnea se monten en las zonas ms fras del mismo, teniendo en cuenta que no se produzca ningn tipo de cavitacin y siempre con el eje de rotacin en posicin horizontal. Instalaciones superiores a 50 m2 de superficie: se han instalado dos bombas idnticas en paralelo, dejando una de reserva, tanto en el circuito primario como en el secundario, previndose el funcionamiento alternativo de las mismas, de forma manual o automtica. Colocacin del filtro Entre la bomba y los captadores. Piscinas cubiertas: Disposicin de elementos Sentido de la corriente bomba-filtro-captadores Impulsin del agua caliente Impulsin de agua filtrada Por la parte inferior de la piscina. En superficie</p> <p>13</p> <p>14</p> <p>15 16</p> <p>Vasos de expansin Se ha previsto su conexin en la aspiracin de la bomba. Altura en la que se sitan los vasos de expansin abiertos Purga de aire En los puntos altos de la salida de bateras de captadores y en todos aquellos puntos de la instalacin donde pueda quedar aire acumulado, se colocarn sistemas de purga constituidos por botellines de desaireacin y purgador manual o automtico. Volumen til del botelln 110 &gt; 100 cm3 Volumen til del botelln si se instala a la salida del circuito solar y antes del intercambiador un desaireador con purgador automtico. Por utilizar purgadores automticos, adicionalmente, se colocarn los dispositivos necesarios para la purga manual. Drenajes Los conductos de drenaje de las bateras de captadores se disearn en lo posible de forma que no puedan congelarse. Sistema de energa convencional adicional Se ha dispuesto de un Sistema convencional adicional para asegurar el abastecimiento de la demanda trmica.El sistema convencional auxiliar se diseado para cubrir el servicio como si no se dispusiera del sistema solar. Slo entrar en funcionamiento cuando sea estrictamente necesario y de forma que se aproveche lo mximo posible la energa extrada del campo de captacin. Sistema de aporte de energa convencional auxiliar con acumulacin o en lnea: dispone de un Normativa de termostato de control sobre la temperatura de preparacin que en condiciones normales de funcionamiento permitir cumplir con la legislacin vigente en cada momento referente a la aplicacin prevencin y control de la legionelosis. Sistema de energa convencional auxiliar sin acumulacin, es decir es una fuente instantnea: El equipo es modulante, es decir, capaz de regular su potencia de forma que se obtenga la temperatura de manera permanente con independencia de cual sea la temperatura del agua de entrada al citado equipo. Climatizacin de piscinas: para el control de la temperatura del agua se dispone de una sonda de Temperatura temperatura en el retorno de agua al intercambiador de calor y un termostato de seguridad dotado de rearme manual en la impulsin que enclave el sistema de generacin de calor. a temperatura de mxima de tarado del termostato de seguridad ser, como mximo, 10 C mayor que la temperatura mxima impulsin de impulsin.</p> <p>Temperatura de tarado</p> <p>17</p> <p>Sistema de Control Tipos de sistema De circulacin forzada, supone un control de funcionamiento normal de las bombas del circuito de tipo diferencial.Con depsito de acumulacin solar: el control de funcionamiento normal de las bombas del circuito deber actuar en funcin de la diferencia entre la temperatura del fluido portador en la salida de la batera de los captadores y la del depsito de acumulacin. El sistema de control actuar y estar ajustado de manera que las bombas no estn en marcha cuando la diferencia de temperaturas sea menor de 2 C y no estn paradas cuando la diferencia sea mayor de 7 C. La diferencia de temperaturas entre los puntos de arranque y de parada de termostato diferencial no ser menor que 2 C.</p> <p>Colocacin de las sondas de temperatura para el control diferencial: En la parte superior a la salida de captadores Colocacin del sensor de temperatura de la acumulacin: En la parte inferior en una zona no influenciada por la circulacin del circuito secundario o por el calentamiento del intercambiador. Temperatura mxima a la que debe estar ajustado el sistema de control (de manera que en ningn caso se alcancen temperaturas superiores a las mximas soportadas por los materiales, componentes y tratamientos de los circuitos.) 130C Temperatura mnima a la que debe ajustarse el sistema de control (de manera que en ningn punto la temperatura del fluido de trabajo descienda por debajo de una temperatura tres grados superior a la de congelacin del fluido). 4C Sistemas de medida Adems de los aparatos de medida de presin y temperatura que permitan la correcta operacin, para el caso de instalaciones mayores de 20 m2 se deber disponer al menos de un sistema analgico de medida local y registro de datos que indique como mnimo las siguientes variables: temperatura de entrada agua fra de red temperatura de salida acumulador solar Caudal de agua fra de red. 3.4 Componentes La instalacin cumplir con los requisitos contenidos en el apartado 3.4 del Documento Bsico HE, Ahorro de Energa, Seccin HE 4, referidos a los siguientes aspectos: Captadores solares Acumuladores Intercambiador de calor Bombas de circulacin Tuberas Vlvulas Vasos de expansin Cerrados Abiertos Purgadores Sistema de llenado Sistema elctrico y de control 3.5 1 Clculo de las prdidas por orientacin e inclinacin Introduccin ngulo de acimut Angulo de inclinacin Latitud Valor de inclinacin mx...</p>