Instalaciones de energía solar térmica para la obtención de ACS en viviendas E-Book
Luis Monge Malo
Erhalten Sie Zugang zu diesem und mehr als 300000 Büchern ab EUR 5,99 monatlich.
- Herausgeber: Marcombo
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Serie: Nuevas energías
- Sprache: Spanisch
- Veröffentlichungsjahr: 2013
Este libro está orientado a todos aquellos que deseen iniciarse en la elaboración de los proyectos técnicos requeridos para la instalación de sistemas de energía solar térmica para la obtención de agua caliente sanitaria en edificios de viviendas. En el libro se desarrolla un proyecto técnico al completo, explicando detalladamente cada cálculo y procedimiento. Además, el libro cuenta con anotaciones orientadas únicamente a proyectistas y también introduce mejoras en la instalación, difíciles de encontrar en proyectos similares. Actualmente en España es obligatoria la instalación de sistemas de aprovechamiento de energía solar térmica para todo edificio de nueva construcción. Ingenieros de Telecomunicación e Industriales, técnicos o no, poseen la calificación requerida por ley para el desarrollo de estos proyectos.
Sie lesen das E-Book in den Legimi-Apps auf:
Seitenzahl: 112
Das E-Book (TTS) können Sie hören im Abo „Legimi Premium” in Legimi-Apps auf:
Ähnliche
Título de la obra:Instalaciones de energía solar térmica para la obtención de ACS en viviendas
Colección:NUEVAS ENERGÍAS
Autor:© 2013 Luis Monge Malo
© 2013 MARCOMBO, S.A.Gran Via de les Corts Catalanes, 59408007 Barcelonawww.marcombo.com
Segunda edición, mayo 2013
Diseño cubierta: Oene Disseny
Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de todos los titulares del copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, incluidos la reprografía y el tratamiento informático, así como la distribución mediante alquiler o préstamo públicos.
ISBN: 978-84-267-2065-8
ÍNDICE
Introducción
Agradecimientos
Glosario de siglas, acrónimos y abreviaturas
Proyecto técnico. Obtención de agua caliente sanitaria en un edificio de viviendas mediante energía solar térmica
1. Datos generales
1.1 Aplicación de la Ley de Propiedad Horizontal
1.2 Objeto del proyecto técnico
2. Configuración básica de la instalación
2.1 Clasificación de la instalación
2.1.1 Principio de circulación
2.1.2 Sistema de transferencia de calor
2.1.3 Sistema de expansión
2.1.4 Sistema de aporte de energía auxiliar
2.1.5 Aplicación
3. Descripción general de las instalaciones y sus componentes
3.1 Descripción general de la instalación
3.2 Descripción de los componentes de la instalación
3.2.1 Cómo funciona
3.2.2 Elementos de la instalación
3.2.2.1 Sistema de captación
3.2.2.2 Sistema de acumulación
3.2.2.3 Sistema de intercambio
3.2.2.4 Sistema hidráulico
3.2.2.5 Sistema de energía auxiliar: caldera
3.2.2.6 Sistema de regulación y control
4. Criterios de diseño
4.1 Desarrollo técnico
4.1.1 Datos de partida
4.1.2 Esquema de diseño
4.1.3 Sistema de captación
4.1.3.1 Cálculo de la demanda energética
4.1.3.2 Cálculo de la producción energética
4.1.3.3 Cálculo de pérdidas
4.1.3.3.a Pérdidas térmicas
4.1.3.3.b Pérdidas por orientación e inclinación
4.1.3.3.c Pérdidas por sombras
4.1.3.4 Aportación solar
4.1.3.5 Resumen de consumos
4.1.3.6 Conexionado de los colectores
4.1.3.7 Separación de los grupos de colectores
4.1.3.8 Estructura de soporte
4.1.3.9 Fluido caloportador
4.2 Sistema de acumulación e intercambio
4.2.1 Dimensionamiento del sistema de acumulación
4.2.2 Dimensionamiento del sistema de intercambio
4.3 Circuito hidráulico
4.3.1 Tuberías
4.3.2 Bomba hidráulica
4.3.3 Vaso de expansión
4.3.4 Aislamiento térmico
4.4 Otros elementos
4.4.1 Válvula de aislamiento
4.4.2 Válvula de seguridad
4.4.3 Válvula de retención
4.4.4 Caudalímetro fijo
4.4.5 Manómetro digital
4.4.6 Sonda de temperatura
4.4.7 Sensor de radiación
4.4.8 Electroválvula
4.4.9 Sistema de control (Módulo de Control Diferencial)
4.4.10 Purga de aire
4.4.11 Conmutador de presión electrónico
4.4.12 Descalcificador
4.4.13 Resto de elementos de la instalación hidráulica
5. Esquemas de instalación
5.1 Leyenda
5.2 Sistema de colección
5.3 Sistemas de acumulación y de intercambio de calor
5.4 Esquema general de la instalación solar
6. Planos
6.1 Leyenda
6.2 Alzado de la instalación
6.3 Planta de la instalación
7. Mapa de localización de la instalación
8. Pliego de condiciones
8.1 Sistema de captación
8.2 Fluido de trabajo
8.3 Sistema de acumulación
8.4 Sistema de intercambio
8.5 Sistema hidráulico
8.6 Bomba hidráulica
8.7 Vaso de expansión
8.8 Sistema de energía auxiliar
8.9 Sistema de regulación y control
8.10 Recinto
9. Condiciones de mantenimiento
9.1 Plan de vigilancia
9.2 Plan de mantenimiento preventivo
10. Condiciones generales
10.1 Reglamentación y normas anexas
10.1.1 Legislación de aplicación a los sistemas de aprovechamiento de energía solar térmica para producción de agua caliente sanitaria
10.1.2 Normativa técnica
10.2 Normativa vigente sobre prevención de riesgos laborales
10.2.1 Disposiciones legales de aplicación
10.3 Otras condiciones
10.3.1 Empresas instaladoras
10.3.2 Inspección y órdenes de ejecución
10.4 Normativa municipal
11. Estudio básico de seguridad y salud
11.1 Objeto del estudio de seguridad y salud
11.2 Consideración general de riesgos
11.3 Análisis y prevención de riesgos en las fases de la obra
11.3.1 Tipos de riesgos
11.3.2 Medidas preventivas en la organización del trabajo
11.3.3 Protecciones colectivas
11.3.4 Protecciones personales
11.4 Análisis y prevención de los riesgos en los medios y la maquinaria
11.4.1 Medios auxiliares
11.4.2 Maquinaria y herramientas
11.4.3 Reglamentación oficial
11.5 Análisis y prevención de riesgos catastróficos
11.6 Medicina preventiva e instalaciones médicas
11.6.1 Medicina preventiva
11.6.2 Instalaciones médicas
12. Presupuesto
Bibliografía
INTRODUCCIÓN
Este libro está orientado a todos aquellos que deseen iniciarse en la elaboración de los proyectos técnicos requeridos para la instalación de sistemas de energía solar térmica para la obtención de agua caliente sanitaria en edificios de viviendas.
Para ello, este documento desarrolla un proyecto técnico al completo, explicando detalladamente cada cálculo y procedimiento. Además, cuenta con anotaciones orientadas únicamente a proyectistas, y también introduce mejoras en la instalación, difíciles de encontrar en proyectos similares.
Actualmente en España es obligatoria la instalación de sistemas de aprovechamiento de energía solar térmica para todo edificio de nueva construcción. Ingenieros de telecomunicación e industriales, técnicos o no, además de algunos Grados introducidos con el Plan Bolonia, poseen la cualificación requerida por ley para el desarrollo de estos proyectos.
Cabe decir que para la total comprensión y elaboración de este tipo de proyectos es necesaria la lectura y uso de los siguientes documentos:
El Código Técnico de la Edificación (CTE), concretamente el apartado 4 del Documento “DB HE: de ahorro de energía”, sección “HE 4 Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria”, disponible en
http://www.codigotecnico.org/
, dentro de la sección Documentos.
El documento “Instalaciones de energía solar térmica. Pliego de condiciones técnicas de instalaciones de baja temperatura.”, del Instituto para la Diversificación y el Ahorro de Energía (IDAE), disponible en
http://www.idae.es/
, dentro de la sección “Publicaciones” → “Energías Renovables” → “Solar Térmica”.
El documento “Comentarios RITE-2007. Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios”, disponible en
http://www.idae.es/
, dentro de la sección “Publicaciones” → “Ahorro y Eficiencia Energética” → “Edificios”.
(Enlaces válidos a 16 julio 2012.)
AGRADECIMIENTOS
A los lectores de la primera edición, gracias a ellos y a sus comentarios ha sido posible esta segunda edición, actualizada y mejorada.
«A lo largo del espacio hay energía, y es una mera cuestión de tiempo hasta que los hombres tengan éxito en sus mecanismos vinculados al aprovechamiento de esa energía.»
NIKOLA TESLA
GLOSARIO DE SIGLAS, ACRÓNIMOS Y ABREVIATURAS
En este glosario no figuran las unidades de medida. Las unidades empleadas pertenecen al Sistema Internacional de medidas (SI), o en su defecto son las de uso más común, y en cuyo caso, su significado y símbolo son mencionados allí donde aparecen.
Del mismo modo, todas las variables que forman parte de cada una de las fórmulas y desarrollos matemáticos son citadas y explicadas allí donde son empleadas.
A
A
Alta
ACS
Agua Caliente Sanitaria
B
B
Baja
BOE
Boletín Oficial del Estado
C
C/
Calle
Ca
Calcio
CE
Comunidad Europea
CO
2
Dióxido de carbono
COIT
Colegio Oficial de Ingenieros de Telecomunicación
CTE
Código Técnico de Edificación
D
D
Dañino
DIN
Das Ist Norm
E
E
Este
ED
Extremadamente Dañino
EN
European Norm
etc.
Etcétera
I
I
Riesgo Importante
IDAE
Instituto para la Diversificación y el Ahorro de Energía
IN
Riesgo Intolerable
ISO
International Standard Organization
ITC o I.T.C.
Instrucciones Técnicas Complementarias
L
LD
Ligeramente Dañino
M
M
Media
Mg
Magnesio
MCD
Módulo de Control Diferencial
MO
Riesgo Moderado
MT
Ministerio de Trabajo
N
N
Norte
N. a p.
Nota a proyectistas
O
O
Oeste
P
pH
Potencial de Hidrógeno
PRFV
Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio
R
RAP
Reglamento de Aparatos a Presión
RD o R.D.
Real Decreto
RITE
Reglamento de Instalaciones Térmicas de Edificios
S
S
Sur
S.L.
Sociedad Limitada
SMS
Short Message System
T
T
Riesgo Trivial
TO
Riesgo Tolerable
U
ud.
unidad
UNE
Una Norma Española
V
vt
Válvula termostática
W
WBGT
Wet Bulb Globe Temperature
PROYECTO TÉCNICO
OBTENCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA EN UN EDIFICIO DE VIVIENDAS MEDIANTE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Firma:
1. DATOS GENERALES
1.1 Aplicación de la Ley de Propiedad Horizontal
A la edificación objeto de este proyecto le es aplicable la Ley 49/1960 de 21 de julio de Propiedad Horizontal, modificada por la Ley 8/1999 de 6 de abril.
Constituye una única comunidad de propietarios.
1.2 Objeto del proyecto técnico
El objeto del proyecto es dar cumplimiento a la normativa vigente sobre utilización de energía solar térmica para ahorro de energía en edificios, en particular:
El Código Técnico de la Edificación (CTE), aprobado con el RD 314/2006 del 28 de marzo. El apartado 4 del Documento Básico HE de ahorro de energía del CTE establece la contribución solar mínima de agua caliente sanitaria.
La infraestructura común para usos térmicos de la energía solar consta de los elementos necesarios para satisfacer inicialmente la función de captación y utilización de energía solar activa de baja temperatura para calentamiento de agua caliente sanitaria.
Es, por tanto, objeto de este proyecto técnico el diseño de un sistema que cumpla con dicha normativa.
No existe normativa municipal en Calatayud que regule las instalaciones de energía solar térmica.
2. CONFIGURACIÓN BÁSICA DE LA INSTALACIÓN
2.1 Clasificación de la instalación
En consideración a los diferentes objetivos atendidos por este proyecto, se aplicarán los siguientes criterios de clasificación:
2.1.1 Principio de circulación
La circulación del sistema será forzada.
N. a p.: La instalación requerirá un sistema de bombeo. En instalaciones pequeñas el bombeo puede no ser necesario porque la circulación se haga por gravedad. Existen los llamados equipos termosifones, equipos compactos para pequeñas viviendas y que carecen de sistema de bombeo.
2.1.2 Sistema de transferencia de calor
La instalación tendrá un sistema de transferencia de calor externo, no integrado en el acumulador solar.
N. a p.: Es el sistema encargado de transmitir el calor del sol al agua, almacenada en el acumulador. Para bajas transferencias de calor o volúmenes de acumulación menores, existen equipos acumuladores con intercambiador de calor interno, denominado de tipo sumergido. Éstos se denominan interacumuladores.
2.1.3 Sistema de expansión
El sistema será cerrado.
2.1.4 Sistema de aporte de energía auxiliar
El sistema de aporte de energía auxiliar será en línea distribuido.
N. a p.: Significa que cada vivienda contará con su propia caldera para hacer frente a las carencias de aporte de agua caliente. Si la instalación no es muy grande, se puede instalar una caldera central de más potencia que dé servicio a todo el edificio.
2.1.5 Aplicación
La instalación será para el calentamiento de agua sanitaria.
Esta clasificación se hace con referencia a las definiciones dadas en el Anexo II del Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones de Energía Solar Térmica para instalaciones de Baja Temperatura del Instituto para la Diversificación y el Ahorro de Energía (IDAE).
3. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS INSTALACIONES Y SUS COMPONENTES
3.1 Descripción general de la instalación
La instalación solar térmica está constituida por los siguientes elementos:
Sistema de captación.
Sistema de acumulación.
Sistema de intercambio.
Sistema hidráulico.
Sistema de energía auxiliar.
Sistema de regulación y control.
El esquema de la instalación, los planos de ésta, así como su localización, están representados en los planos citados a continuación:
Plano 5.1
Leyenda.
Plano 5.2
Sistema de colección.
Plano 5.3
Sistemas de acumulación y de intercambio de calor.
Plano 5.4
Esquema general de toda la instalación hidráulica y de energía solar térmica.
Plano 6.1
Leyenda.
Plano 6.2
Alzado de la instalación.
Plano 6.3
Planta de la instalación.
Plano 7.1
Mapa de la instalación.
3.2 Descripción de los componentes de la instalación
3.2.1 Cómo funciona
Una instalación de energía solar térmica permite aprovechar el calor solar para calentar agua que sea consumida o utilizada para calefactar.
Es posible concentrar el calor solar debido al efecto invernadero generado en el interior de los colectores o paneles solares. Este calor se transmitirá al agua de consumo, no generando electricidad en ningún momento, a diferencia de lo que ocurre con la energía solar fotovoltaica.
La transmisión de calor se hace con ayuda del fluido caloportador (o fluido primario). Este fluido circula a través de un circuito cerrado (circuito primario), que atraviesa el sistema colector y el llamado intercambiador de calor.
El fluido, una mezcla de anticongelante y agua, adquiere el calor al pasar a través del sistema colector, y es en el intercambiador de calor donde transfiere su alta temperatura al agua de consumo. Es el circuito primario, y no el fluido caloportador en sí, lo que entra en contacto con el agua.
El agua se transporta desde el intercambiador al acumulador (circuito secundario). Existen también acumuladores con intercambiador de calor interno (como el de la figura 3.1). Estos acumuladores conservan el agua caliente para que pueda ser consumida en los periodos en los que la instalación no está en funcionamiento.
Figura 3.1Esquema de una instalación de energía solar térmica
El agua será transportada desde el sistema de acumulación al punto de consumo a través del circuito de distribución. También puede existir un circuito de retorno que haga circular el agua residente en el circuito de distribución hasta el acumulador para que pueda ser calentada de nuevo, y reducir así las pérdidas térmicas.
En caso de que el aporte del sistema de energía solar térmica sea insuficiente para alcanzar la temperatura de consumo deseada en un momento puntual, se cuenta con un sistema de apoyo auxiliar, normalmente una caldera de gas o gasóleo. Véase en la figura 3.1 el esquema de una instalación muy simple.
