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ASIT IDAE 022 Manuales
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1
ASIT IDAE 022 manual disponible para descarga gratuita en PDF: Guia Tecnica
ASIT IDAE 022 Guia Tecnica (303 páginas)
Energía Solar Térmica
Marca:
ASIT
| Categoría:
Paneles Solares
| Tamaño: 5.12 MB
Tabla de contenido
Tabla de Contenido
3
1 Resumen Ejecutivo
12
Introducción
14
Figura 1: Ejemplos de Circuitos Primarios con Purgadores Manuales que Mejoran la Estanqueidad y Facilitan
14
Configuraciones
15
Componentes y Materiales
16
Condiciones de Trabajo
17
Figura 2: Tipos de Flujo Inverso que Pueden Aumentar las Pérdidas Térmicas del Acumulador
18
Incorporación en Los Edificios
19
Figura 3: Cubiertas de un Hospital Antes y Después de Implantar la Instalación Solar Térmica
19
Figura 4: Temperaturas en una Instalación de Producción de ACS
20
Diseño Hidráulico y Térmico
21
Calculo de Prestaciones Energéticas
23
Montaje, Pruebas y Puesta en Marcha
24
Operación, Uso y Mantenimiento
25
2 Configuraciones
29
Tipologia y Tamaños de las Instalaciones
29
Tabla 1: Principales Características de Instalaciones Solares Térmicas Clasificadas por Tamaño
30
Definición de Sistemas y Circuitos de las Instalaciones Solares Térmicas
31
Figura 5: Esquema General de una Instalación Solar Térmica
31
Criterios de Clasificación de las Pequeñas Instalaciones
32
Tabla 2: Comparación de Criterios entre Los Dos Tipos de Circulación
33
Figura 6: Clasificación por Tipos de Circulación y por Sistemas de Intercambio
34
Tabla 3: Comparación de Criterios entre Los Dos Tipos de Intercambio
35
Figura 7: Tipos de Expansión
36
Figura 8: Tipos de Circuitos Primario Según Su Contenido de Líquido
37
Figura 9: Formas de Acoplamiento
38
Configuraciones de las Instalaciones Medianas y Grandes
40
Figura 10: Instalación Forzada con Intercambiador
43
Figura 11: Instalación con Intercambiador Externo y Acumulador de Consumo
43
Figura 12: Instalación con Acumulador de Inercia E Intercambiadores Solar y de Consumo Externos
43
Figura 13: Instalación con Acumuladores de Inercia y de Consumo E Intercambiadores Solar y de Descarga
43
Configuraciones de Instalaciones en Edificios Multivivienda
44
Figura 14: Instalación Solar y Sistema de Apoyo Centralizados
44
Figura 15: Instalación Solar Centralizada con Sistema de Apoyo Distribuido
45
Figura 16: Instalación Solar con Acumulación Distribuida
45
Figura 17: Instalación Solar Centralizada con Intercambio Distribuido
46
Figura 18: Instalación con Doble Acumulación Solar, Centralizada y Distribuida
47
Tabla 4: Comparación de Criterios para las Diferentes Configuraciones (Parte 1)
49
Tabla 5: Comparación de Criterios para las Diferentes Configuraciones (Parte 2)
49
3 Componentes
53
Captadores Solares
53
Tabla 6: Características Comparativas de Captadores Solares
53
Figura 19: Sección Constructiva de un Captador Solar Plano Indicando Sus Componentes
54
Figura 20: Captador de Tubos de Vacío con "Tubo de Calor" (Heat-Pipe)
55
Figura 21: Captador de Tubos de Vacío con "Tubo en U" y con "Tubos Concéntricos
56
Figura 22: Equipo Solar con Captador de Tubos de Vacío de Flujo Directo
57
Figura 23: Otros Tipos de Captadores Solares
58
Tabla 7: Valores Típicos de la Función Rendimiento de Diversos Tipos de Captador
60
Figura 24: Diferentes Áreas de un Captador Solar
61
Figura 25: Rendimiento de Tres Tipos de Captador Solar
61
Figura 26: Pérdida de Carga de Tres Tipos de Absorbedor
62
Acumuladores Solares
63
Tabla 8: Tabla Comparativa de Características de Los Acumuladores Solares
65
Figura 27: Diversos Tipos de Acumuladores con Dispositivos para Mejorar la Estratificación
66
Figura 28: Diversos Tipos de Acumuladores E Interacumuladores de ACS y de Inercia
67
Figura 29: Aislamiento Térmico del Acumulador Mal (Izq.) y bien Ejecutado (Der.)
68
Otros Componentes
69
Figura 30: Diversos Tipos de Intercambiador: Incorporados y Externos
70
4 Condiciones de Trabajo
77
Temperaturas
77
Presión
79
Acción Combinada de Temperatura y Presión
80
Fluidos de Trabajo
81
Flujo Inverso
81
Dispositivos de Protección
82
Figura 31: Sistemas de Protección Antihelada
85
Figura 32: Diseño del Sistema de Expansión con Vaso Tampón
86
Figura 33: Esquemas con Sistema de Expansión Situado en el Nivel Más Bajo (Izq.) y Más Alto (Der.) y Valores
88
5 Integración en Edificios
91
Dimensionado Básico y Selección del Tipo de Instalación
92
Integración Arquitectónica de Pequeñas Instalaciones
92
Figura 34: Ejemplos de Incorporación a Edificios de Sistemas Prefabricados, Termosifón y Forzados
93
Figura 35: Disminución de la Radiación Global Incidente en una Superficie Inclinada para Diferentes Ángulos
94
Figura 36: Obstáculos Frontales y Laterales que Pueden Producir Sombras
97
Figura 37: Diagrama de Trayectorias Aparentes del Sol
98
Integración Arquitectónica de Grandes Instalaciones
99
Figura 38: Ejemplos de Integración Arquitectónica de Grandes Instalaciones Solares Térmicas
99
Figura 39: Ejemplo de Modulación en Baterías y Superposición en Cubierta de Captadores Solares
99
Figura 40: Diversos Ejemplos de Modulación de Baterías de Captadores
100
Figura 41: Ejemplos de Incorporación en Cubierta Plana, Cubierta Inclinada y Fachada
101
Figura 42: Ejemplo de Cubierta Existente (Izq.) y Posterior Integración (Der.) de un Sistema de Captación con la Misma Orientación del Edificio Mediante Líneas y Baterías Iguales
101
Figura 43: Esquema de Puntos de Control de Sombras en el Contorno de Varias Unidades de Captación
102
Figura 44: Ejemplos de Selección de Puntos de Control para Verificación de Sombras
103
Incorporación de Pequeñas Instalaciones en Los Sistemas de Producción de Acs
104
Figura 45: Esquemas de Sistemas de Apoyo Individuales en Instalaciones Solares
104
Figura 46: Diferentes Formas de Conexión del Sistema de Apoyo en Serie con el Sistema Solar Térmico
106
Figura 47: Ejemplo de Situación de Punto de Consumo, Sistema de Energía Auxiliar y Sistema Solar Térmico que Puede Justificar el Conexionado en Paralelo
107
Figura 48: Esquema de Conexionado en Paralelo con Válvula de Tres Vías Manual para Conmutación y Válvula Mezcladora para el Sistema Solar (Izq.) O para Sistemas Solar y Auxiliar (Der.)
107
Incorporación de Grandes Instalaciones en Los Sistemas de Producción de Acs
109
Figura 49: Componentes Básicos y Complementarios del Circuito de Consumo de una Instalación Solar Térmica
109
Figura 50: Esquema de Acumuladores en Serie con Intercambiadores, Solar y de Apoyo, Externos
110
Figura 51: Esquema con Previsión de Calentamiento de la Acumulación Solar con el Sistema de Apoyo para
111
Otros Condicionantes de la Integración
112
Figura 52: Procedimientos de Compensación de Pérdidas Térmicas del Circuito de Recirculación
112
Estructuras Soporte
114
Figura 53: Ejemplo de Estructuras de Equipos Termosifón para Cubierta Plana (Izq.) E Inclinada (Der.)
114
Figura 54: Ejemplos de Bloques de Hormigón como Base de Reparto y Contrapeso de la Estructura Soporte de
115
6 Diseño Hidráulico y Térmico
117
Sistema de Captación
117
Figura 55: Formas de Conexionado de Captadores Solares para Constituir una Batería
118
Figura 56: Formas de Conexionado de Dos Baterías de Captadores
118
Figura 57: Cuatro Ejemplos de Sectorización de un Campo de Captadores
120
Figura 58: Variación del Rendimiento de una Instalación Solar con el Caudal del Circuito Primario
121
Figura 59: Ejemplos de Conexionado en Paralelo y en Serie de Dos Captadores Solares
122
Figura 60: Rendimientos del Captador y Puntos de Trabajo en Función de Su Temperatura
122
Figura 61: Ejemplo de Pérdida de Carga de un Captador en Función del Caudal Másico
122
Figura 62: Conexión de Baterías con Diferente Número de Captadores y Válvulas de Equilibrado
123
Sistema de Acumulación
124
Figura 63: Baterías de Captadores Conectados con Ramal de Ida Invertido (Izq.) y con Válvulas de Equilibrado
124
Figura 64: Variación del Rendimiento de Instalaciones con el Volumen de Acumulación
125
Figura 65: Diferentes Formas de Conexión de un Único Acumulador Solar con Intercambiador Externo
125
Figura 66: Conexionado de Dos Interacumuladores en Paralelo y en Serie
126
Figura 67: Conexión de Dos Acumuladores, Calentados por Intercambiador Externo, en Paralelo y en Serie
127
Figura 68: Mejoras en la Conexión en Serie de Dos Acumuladores Calentados por Intercambiador Externo
127
Figura 69: Dos Diseños de Circuitos de Calentamiento de una Instalación de Acumulación Distribuida
128
Figura 70: Diferentes Formas (Directa D E Indirecta I) para Incorporación del Sistema de Calentamiento Solar (S) y del Sistema de Energía Auxiliar (A) en Acumuladores Tanto de ACS como de Inercia
129
Sistema de Intercambio
131
Figura 71: Características del Acumulador Solar con Volumen Auxiliar Incorporado
131
Figura 72: Esquema (Izq.) y Ejemplo (Der.) del Conexionado de un Intercambiador Solar Independiente
132
Figura 73: Dos Diseños de Circuitos de Calentamiento de una Instalación de Intercambio Distribuido
134
Tabla 9: Caudales de Consumo para Diseño de Intercambiadores Distribuidos
135
Circuito Hidráulico
136
Figura 74: Esquema de Montaje de Bombas de Primario y Secundario en Paralelo. Der.: Ejemplo de Montaje de Bombas de Primario y Secundario en Paralelo
138
Figura 75: Ejemplo de Válvula de Corte, Instalada con Mando Accesible y Símbolo Habitualmente Utilizado
138
Figura 76: Ejemplo de Válvula de Seguridad, Esquema, Instalada y Símbolo Habitualmente Utilizado
139
Figura 77: Ejemplo de Válvula de Retención, Instaladas en Impulsión de Bombas y Símbolo Habitualmente
140
Figura 78: Dos Tipos de Válvulas de Equilibrado, Instalada con Mando Accesible y Símbolo Habitualmente
140
Figura 79: Ejemplos de Válvulas de Vaciado Instaladas y Conducidas y Símbolo Habitualmente Utilizado
141
Figura 80: Ejemplo de Válvula de Mezcladora Termostática, Instalada y Símbolo Habitualmente Utilizado
142
Figura 81: Izq.: Sistema de Llenado de Mezcla Anticongelante (Depósito de Mezcla, Bomba y Válvulas de Conexión). Der.: Sistema de Llenado con Agua de Red (Retención, Filtro, Válvula de Corte y Caudalímetro)
143
Sistemas de Medida
144
Figura 82: Ejemplos de Purgadores Manuales de Aire en Salida de Aire con Escapes Conducidos
144
Figura 83: Termómetro, Manómetro, Caudalímetros y Los Símbolos Habitualmente Utilizados
144
Figura 84: Distribución de Sensores de Medida en Esquema de Instalación con Intercambiador Externo
145
Figura 85: Puentes Manométricos para Medida de Presión Diferencial en Bomba (Izq.) E Intercambiador
146
Tabla 10: Definición de 5 Configuraciones de Instalaciones en Función de Su Tamaño
147
Tabla 11: Equipamiento Mínimo de Equipos de Medida para cada una de las Configuraciones
148
Aislamiento Térmico
151
Sistema Eléctrico y de Control
153
Figura 86: Izq.: Esquema Eléctrico de Alimentación a Bombas en Paralelo. Der.: Elementos de Regulación de Los Valores de Consigna del Sistema de Control y Protección de una Instalación Solar
154
Figura 87: Esquemas de Conexionado de un Sistema de Protección de la Temperatura Máxima del
155
Esquemas de Principio
157
Figura 88: Esquemas y Componentes de Los Esquemas Básico (Izquierda) y Avanzado (Derecha)
157
Tabla 12: Componentes de Los Circuitos Primario y de Consumo para Los Dos Tipos de Esquema
158
Figura 89: Ejemplos de Esquemas de Subsistemas: Batería de Captadores Solares (Habría que Seleccionar si Se Representa de Perfil O de Frente) y Ejemplo de Varias Baterías Interconectadas. Tres Ejemplos de Subsistema de Bombeo con una O Dos Bombas y de un
159
Figura 90: Ejemplos de Esquemas de Subsistemas con Intercambiador Independiente y un Conjunto de Dos
160
Figura 91: Ejemplos de Esquemas de Principio para un Sistema Solar Térmico con Dos Soluciones Extremas. en
160
7 Calculo de Prestaciones Energéticas
162
Cálculo de la Demanda y el Consumo de Energía Térmica
162
Figura 92: Esquema de Medidas de Energías Térmicas para Realizar el Balance Energético en el Cálculo de
164
Parámetros de Uso
165
Tabla 13: Consumo Unitario y Ocupación para la Determinación de Los Consumos Totales de ACS
167
Parámetros Climáticos
169
Métodos de Cálculo Utilizables
170
Tabla 14: Comparación de Los Métodos de Cálculo Bajo Diversos Criterios
172
Tabla 15: Rangos de Validez del F-Chart para Distintos Parámetros de las Instalaciones
175
Método de Cálculo F-Chart
176
Cálculo de las Pérdidas Térmicas
177
Método de Cálculo Metasol
180
Figura 93: Pantallas del Programa de Verificación CHEQ4
180
Figura 94: Esquemas de las 8 Configuraciones Incluidas en el Programa CHEQ4
181
8 Montaje, Puesta en Marcha y Recepción
184
Condiciones de Montaje
184
Figura 95: Esquemas de Distribución de Acumuladores y Otros Componentes en Diferentes Locales Técnicos
184
Figura 96: Distribución de Varios Acumuladores en un Local Técnico
185
Figura 97: Soluciones de Estructuras de Captadores Solares en Cubiertas Invertidas Soportadas con Bandejas
186
Figura 98: Montaje de Acumuladores Solares en el Exterior y Los Circuitos Hidráulicos que Los Conectan
187
Figura 99: Varios Ejemplos de Soportes de Tuberías y Soluciones de Acabado en Chapa de Aluminio
188
Figura 100: Ejemplos de Montajes de Bombas en Paralelo (una de Reserva)
189
Figura 101: Acabado de Aislamiento en Chapa de Aluminio (Izq.) y Preparación de Tuberías con Aislamiento
190
Figura 102: Ejemplos de Purgadores de Aire Manuales y con Escapes Conducidos
190
Pruebas de Circuitos
191
Llenado, Purga y Presurización
192
Figura 103: Actuación de las Válvulas del Bypass de Alimentación en Funcionamiento Normal y en
194
Puesta en Marcha
195
Pruebas de Funcionamiento
198
Figura 104: Monitorización de Sistema con Múltiples Encendidos y Apagados Diarios de la Bomba
199
Figura 105: Evolución Diaria de Diversas Temperaturas de un Equipo Solar por Termosifón
199
Recepción
201
9 Operación, Uso y Mantenimiento
204
Manual de Instrucciones
204
Características de Funcionamiento
204
Recomendaciones de Uso E Instrucciones de Seguridad
205
Plan de Vigilancia
206
Detección de Problemas de Funcionamiento
210
Mantenimiento de la Instalación
214
Tabla 16: Operaciones de Mantenimiento Preventivo
217
10 Calentamiento Solar de Piscinas
221
Generalidades
221
Cálculo de Instalaciones Solares para Piscinas Cubiertas
222
Configuración de las Instalaciones
225
Figura 106: Sistemas de Calentamiento Convencional del Agua del Vaso de Piscina Utilizando una Parte del Caudal del Circuito de Depuración (A) O un Circuito Independiente (B)
225
Figura 107: Opciones de Conexionado de Los Intercambiadores de Calentamiento, Solar y Convencional, en Serie O en Paralelo, para Los Dos Casos de Utilizar Circuito de Depuración (A) O Circuito Independiente (B)
226
Figura 108: Esquema de Instalación de Calentamiento del Vaso con Recuperador de Calor, Energía Solar y
227
Figura 109: Evolución Temporal de Temperaturas del Agua del Vaso, de la Energía Solar y la Auxiliar
228
Diseño y Dimensionado de Sistemas y Componentes
229
Figura 110: Integración de la Producción de ACS y el Calentamiento del Vaso de la Piscina con un Único
230
Climatización de Piscinas Descubiertas
233
11 Sistemas de Calefacción Solar
236
Análisis de las Demandas Térmicas en Edificios
236
Figura 111: Ejemplo Típico de la Variación Anual de las Demandas de ACS, Calefacción y Refrigeración
238
Uso de Energía Solar Térmica para Diferentes Aplicaciones
239
Figura 112: Variación Anual de la Demanda de Energía para ACS y el Aporte Solar
239
Figura 113: Variación Anual de la Demanda de Energía y el Aporte Solar de Baja Contribución para ACS y Calefacción
239
Figura 114: (Izq.) Variación Anual de la Demanda de Energía para ACS y Calefacción de una Instalación de Alta Contribución Solar con Acumulación Estacional. (Der.) Variación Anual de la Demanda de Energía para
240
Dimensionado y Cálculo de Prestaciones
241
Configuraciones de las Instalaciones de Acs y Calefacción
242
Figura 115: Instalación de ACS y Calefacción con Acumulación Independiente (Esquema en Desuso)
242
Figura 116: Esquemas de Instalación con Acumulador Solar Único ("Combi") para ACS y Calefacción y Sistema Auxiliar de ACS en Acumulador (Izq.) O Integrado en el Propio Acumulador (Der.)
243
Diseño y Dimensionado de Sistemas y Componentes
244
Figura 117: Esquema de Instalación Solar de Medio O Gran Tamaño para ACS y Calefacción con Acumulador de Inercia Único para Ambas Demandas y Descarga Mediante Sendos Intercambiadores
244
Figura 118: Ejemplos de Acumuladores para ACS y Calefacción con Elementos Estratificadores
245
12 Sistemas de Refrigeración Solar
248
Generalidades
248
Tecnologías de Refrigeración Solar
248
Figura 119: Distribución del Número de Instalaciones de cada Tecnología
249
Figura 120: Esquema de un Sistema de Absorción
249
Figura 121: Esquema de un Sistema de Adsorción
250
Figura 122: Esquema y Diagrama de Funcionamiento de un Sistema Desecante
251
Configuración de Sistemas de Refrigeración por Absorción
252
Figura 123: Esquema de una Instalación Solar Térmica para Refrigeración por Absorción
252
Tabla 17: Comparación de Sistemas Utilizados para Refrigeración Solar
252
Figura 124: Sistema de Calefacción y Refrigeración por Absorción Solar con Apoyo de Caldera
253
Figura 125: Sistema de Calefacción y Refrigeración Mediante Absorción Solar y Bomba de Calor
254
Componentes de las Instalaciones de Refrigeración Solar
255
Figura 126: Sistema Integral de Calefacción y Refrigeración por Absorción Solar con Apoyo de Caldera y de
255
Figura 127: Variación de la Capacidad Dee Enfriamiento (Potencia de Salida) con Diferentes Temperaturas de
257
Figura 128: Función de Rendimiento Instantáneo del Captador Solar en Función de la Diferencia de Temperaturas para Distintos Niveles de Irradiancia
258
Figura 129: Esquema de Conexionado de una Torre de Refrigeración a un Equipo de Absorción
259
Cálculo de Instalaciones de Refrigeración por Absorción
261
Figura 130: Esquema de Instalación de ACS, Calefacción y Refrigeración
262
13 Sistemas Solares para Climatización Urbana
265
Generalidades
265
Figura 131: Sistemas de Climatización Urbana
265
Clasificación de Los Sistemas de Climatización Urbana
266
Características de Los Sistemas de Climatización Urbana
268
Figura 132: Dos Formas de Configurar el Sistema de Distribución de Energía Térmica
268
Integración de la Energía Solar Térmica
270
Figura 133: Esquema de Subestación de Conexión Indirecta
270
Figura 134: Integración de Instalaciones Solares Térmicas en Sistemas de Climatización Urbana
271
Figura 135: Diferentes Formas de Conectar Instalaciones Solares Térmicas a Redes Urbanas de Calor
272
Figura 136: Diversas Soluciones de Implantación del Campo de Captadores Solares
272
Tabla 18: Tecnologías de Almacenamiento Estacional
274
14 Información Complementaria
275
Documentos de Referencia
275
Definiciones
277
Memoria de Diseño
282
Tablas y Datos
290
Abreviaturas y Acrónimos
301
Publicidad
Publicidad
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