Instalacion colectores V.pdf

INSTALACIÓN DE
COLECTORES SOLARES
PARA ALBERCAS

Modelos
Colectores Solares Oku®
1001
Con cuatro manguitos
conectores de ¾” Ø
1002
Con tubo colector integrado
de 1 ¼” Ø en los dos anchos
1000
Tubo colector de 1 ¼” Ø y dos
manguitos conectores de ¾” Ø

¿Qué Modelo(s) seleccionar?
Depende de 3 variables:
1. Capacidad de la bomba.
Curva de rendimiento para determinar el caudal adecuado.
Curva de rendimiento para determinar el caudal adecuado.
2. Área disponible para la instalación
Se diseñan los bancos de colectores de acuerdo al caudal que entrega
la bomba.
3. Gasto
Caudal máximo permitido por el fabricante.

1. Capacidad de la bomba.
Curva de rendimiento para determinar el gasto (caudal).
Es necesario conocer:
• Marca, modelo y potencia de la bomba.
Ejemplo: marca Pentair; modelo SuperFlo; potencia 1hp.
• CDT (Carga Dinámica Total)
Se trata de la carga total que debe vencer el sistema de bombeo.
Se mide en pies o metros y se determina en base a:
1. Carga dinámica (columna de agua entre el espejo de la alberca
hasta el área de colectores).
2. Distancia de recorrido entre la bomba y los colectores solares.
3. Pérdidas por fricción en tubería y conexiones.

Ejemplo de curvas de rendimiento de la bomba anterior.

2. Área disponible para la instalación
Superficie total disponible para instalar los colectores.
En esta área(s) se
diseñan bancos de
colectores (arreglos)
de acuerdo al caudal
de acuerdo al caudal
que genere la bomba.

3. Gasto máximo permitido por el fabricante.
Por cada colector Oku® deben fluir entre:
150 y 250 litros por hora

Colectores en Serie
Dependiendo el número de colectores a instalar; se habilitan series de
1, 2 o hasta 3 colectores.
1 2 3

Colectores en Paralelo
Sin importar el número de colectores en serie; el máximo de colectores
que deben instalarse en paralelo es 15.
15

¿Qué modelo seleccionar?
Como regla se utiliza el modelo 1,002 en sistemas donde se requieran
32 colectores o menos.
1 colector en serie y máximo 15 colectores en paralelo.

Para instalaciones de 33 hasta 64 colectores, se utiliza una cantidad
equivalente de colectores modelo 1,002 y modelo 1,000; es decir, mitad de
cada modelo.
1 y 2 colectores en serie y máximo 15 colectores en paralelo.

Para albercas donde se requieran de 66 hasta 200 colectores deben
instalarse únicamente colectores modelo 1,000.
2 colectores en serie y máximo 15 colectores en paralelo.

Para albercas que requieran más de 200 colectores se instalan 3
colectores en serie.
Para cada serie de esta configuración se utilizan 2 colectores modelo
1,000 y 1 colector modelo 1,001.

¿Cuántos colectores pueden interconectarse en un solo arreglo?
Se pueden instalar bancos de hasta de 60 colectores. Por cada serie se
utilizan 2 colectores modelo 1,000 y 2 colectores modelo 1,001. Estos
arreglos se utilizan para albercas que requieren más de 1,800 colectores.

¿Cómo interconectar los colectores entre sí?
La conexión entre colectores es muy sencilla. Los materiales que se utilizan son
mangueras blandas tipo charter y abrazaderas sinfín de acero inoxidable.
El cabezal de los colectores modelo 1,000 y 1,002; tiene un costado sellado y uno
abierto, el costado sellado deberá cortarse con una segueta para poder unir los
cabezales entre colectores como se muestra a continuación:

Para unir los cabezales del colector modelo 1,000 y 1,002 se utiliza manguera de 1 ½”
de 7 cm. de longitud con abrazaderas sinfín N° 26.

Para unir los manguitos del colector modelo 1,000 y 1,001 con los manguitos de otro
colector; se utiliza manguera de 1” de 6.5 cm. de longitud con abrazaderas sinfín N° 18.

Para conseguir un sello adecuado entre la manguera y los colectores y evitar fugas de
agua debe utilizarse sellador Permatex 51-H.

Superficie para instalación de colectores
Los colectores deben quedar instalados sobre una superficie completamente
plana, lo más común es que sean instalados sobre las azoteas.
En caso de habilitar una estructura para la instalación del sistema, es
indispensable que se haga de forma reticular, cuyos puntos de soporte no
tengan una distancia mayor a 30 cm. uno del otro, de tal forma que los
colectores no se doblen debido al calor y peso del agua, por falta de soporte.
Estructura
reticular

Los colectores nunca deben ser instalados sobre 2 o más superficies con alturas
y orientaciones distintas; ya que estarían expuestos a condiciones de trabajo
diferentes y se pueden presentar contraflujos resultando en daños irreparables.

Los colectores nunca deben ser instalados sobre 2 o más superficies con alturas
distintas; los colectores estarían expuestos a condiciones de trabajo diferentes y
se pueden presentar contraflujos resultando en daños irreparables.

Los colectores deben
quedar expuestos al sol
todo el día, sin sombras.
Área para instalación de colectores
todo el día, sin sombras.

¿Cómo sujetar los colectores?
Deben fijarse a la superficie con alambre de acero recubierto con PVC en los
orificios de los colectores instalados en la parte más alta y utilizar líneas de
alambre de acero inoxidable para los colectores que estén en medio o abajo.
Esto permitirá que el colector se expanda y contraiga de manera natural.

Los colectores nunca deben fijarse a la superficie con tornillos y rondanas ya que
estos no permiten que el colector se expanda y contraiga de manera natural.
Tornillos y rondanas inapropiados
Clavos y rondanas
inadecuados.

Instalación hidráulica
Los trayectos hidráulicos deben ser siempre en forma diagonal. Las tuberías
de alimentación y retorno se encuentran en esquinas contrarias.
La línea de alimentación (agua fría) se habilita en el punto más lejano al punto
de retorno. De esta forma la línea de retorno (agua caliente) estará habilitada
en el punto más cercano a la alberca para evitar pérdidas de calor.

En la tubería de alimentación antes del primer banco de colectores se habilita una
extensión de tubería con un tapón. Esto ayuda a prevenir “golpes de ariete” y mejora
la distribución de agua dentro de los arreglos hidráulicos.
La extensión debe ser de aproximadamente 50 cm.

¿Qué material de tubería debe utilizarse?
Los colectores deben instalarse con tubería de PVC cédula 40 y no utilizar RD-26
o tuberías de resina como polipropileno.
Las conexiones
deben ser de PVC,
nunca utilizar
nunca utilizar
metálicas.

Instalación hidráulica
En losas inclinadas la tubería de alimentación debe habilitarse en la parte más
baja y la tubería de retorno (agua caliente) debe estar en la parte alta,
siguiendo el efecto físico de convección (termosifón).

Por cada banco de colectores debe instalarse una válvula anti vacío en la línea
de retorno (agua caliente). Con ella se evitan daños por efectos de
sifonamiento por succión.
Importante: No cortar el costado sellado de los colectores modelo 1,000 y/o 1,002 que
quedan al final del arreglo.

Tipos de válvulas anti vacío
Metálica de baja
admisión de aire
Plástica de alta
admisión de aire
Para instalaciones de hasta 32
colectores instalados a un nivel
máximo de 4m. de altura.
Para instalaciones de más de 33
colectores o donde la altura entre
alberca y colectores sea mayor a 4m.

Cuando se habiliten 2 o más bancos sobre losas inclinadas las válvulas anti
vacío deben estar al mismo nivel y deben rebasar el nivel más alto que tenga
la tubería.

En proyectos donde se
requieran llaves de
esfera; estas nunca
deben ir entre la válvula
y los colectores.

Principio de Retorno Invertido
En los diseños hidráulicos debe aplicarse el sistema de distribución de acuerdo al
principio de Tichelmann (retorno invertido), el cual prevé que la línea de alimentación
y retorno tengan longitudes equivalentes para todos los bancos de colectores; y que
todos estén expuestos a las mismas pérdidas de presión; asegurando así un caudal
equilibrado en todos los puntos del arreglo y evitar sobre presión en los colectores
solares.

Un arreglo hidráulico debe asegurar que la sumatoria de los trayectos
de alimentación y descarga de los colectores sean iguales.
1 2 3 4 5
Los puntos de alimentación 1, 2, 3, 4 y 5 deben estar en el mismo
nivel; igual para los puntos de descarga 6, 7, 8, 9 y 10.
6 7 8 9 10

Los colectores tienen un rendimiento óptimo únicamente si la transferencia de calor
media, enfría la superficie completa del colector uniformemente. Es necesario
asegurar que cuando los bancos de colectores estén conectados juntos, no se generen
áreas a través de las cuales la transferencia de calor no fluya o bien no lo haga de
forma suficiente.
Esto se consigue garantizando que todas las trayectorias de flujo a través del arreglo
completo de colectores tiene la misma resistencia al caudal; es decir, que tengan la
misma longitud y la misma sección transversal; y que estén en el mismo nivel sobre
una superficie completamente plana.

Arreglo colocado fuera de nivel.
Los colectores de abajo
reciben mayor flujo por
el efecto de la gravedad.
el efecto de la gravedad.
Arreglo CORRECTO.
Ambos bancos de
colectores reciben
flujo equilibrado.

Los colectores solares nunca deben ser instalados por debajo
del nivel del espejo de agua de la alberca.
Posición CORRECTA
Posición INCORRECTA
Espejo de agua

Arreglo hidráulico I N C O R R E C T O
Nunca deben instalarse los colectores Oku® en series mayores de 3 unidades.

Arreglo hidráulico C O R R E C T O
Instale siempre los colectores Oku® en paralelo con series de máximo 3 unidades.

Nunca deben hacerse instalaciones en serie de más de 3 colectores.

Arreglo hidráulico
I N C O R R E C T O
Nunca deben hacerse
derivaciones que no
tengan la misma longitud
y la misma sección
y la misma sección
transversal.
Los trayectos de
alimentación y retorno
de los colectores deben
ser equivalentes.

Errores comunes en instalaciones hidráulicas.
Cual de estos arreglos es el correcto y por qué?

Los trayectos de alimentación y
retorno de estos 2 bancos de
colectores no son equivalentes.
En el banco superior el caudal es
mayor por la posición de la “T”.
Arreglo C O R R E C T O

Cual de estos
arreglos es el
correcto y por qué?

Este banco cumple
con el principio de
retorno invertido.
Este banco NO
cumple con el
principio de
retorno invertido.

Flujo
50%
30%
15%
5%
0%
Flujo
El primer banco alimentado recibe más caudal del debido
y el ultimo banco prácticamente NO recibe flujo de agua.

4
7
Instalación
Utilizando la Bomba
del Sistema de Filtrado
2
5
7
1
6
1. Bomba de filtrado
2. Filtro de arenas
3. Válvula de 3 vías
4. Válvula anti vacío / alivio
5. Control de calefacción
6. Sensor de agua
7. Sensor solar
8. Timer.
V. Válvulas check
8
3
V
V
Esta variante de conexión
puede elegirse por regla
general casi siempre que
los colectores solares se
instalen a menos de 6
mts. por encima de la
superficie del agua.

Sistema de Control de Calefacción Solar
Para asegurar un rendimiento inmejorable de los colectores solares en las albercas
es indispensable utilizar un sistema de control de calefacción solar.
Este sistema asegura que los colectores solares operen siempre a su máxima
eficiencia; de forma sencilla y automática; manteniendo el agua de la alberca
templada todo el tiempo incluso bajo condiciones de clima desfavorables, captando
la mayor cantidad de energía disponible.
Si el agua no ha alcanzado la temperatura deseada,
el controlador abre la válvula solar de 3 vías
enviando agua a través de los colectores solares
colectando calor y regresándola a la alberca.
Cuando las condiciones climáticas son
desfavorables o la temperatura deseada se ha
conseguido, el controlador deriva el flujo del agua
únicamente hacia la alberca.
la mayor cantidad de energía disponible.

Operación de colectores Oku® con sistema de control de calefacción
La operación es sencilla, se
ajusta un termostato con
la temperatura deseada
del agua en el control
electrónico.
Los sensores, uno para el
agua de la alberca y otro
simulando el colector
solar, dan una señal al
control cuando las
condiciones climáticas son
adecuadas para que el
agua sea calentada.

Nunca deben instalarse
sistemas con bypass (llaves
de esfera) en los circuitos
hidráulicos, ya que si se
manipulan de forma
incorrecta se puede
ocasionar un contraflujo y
Errores comunes en instalaciones hidráulicas.
incorrecta se puede
ocasionar un contraflujo y
dañar los colectores solares.
El sistema solo requiere de 2
válvulas de retención (check)
y el control de calefacción
con válvula solar.

Cuando por alguna razón NO se instale el sistema de control de calefacción
solar, tampoco debe habilitarse un bypass; el flujo debe ser directo del filtro
hacia los colectores solares y posteriormente hacia la alberca.
I N C O R R E C T O C O R R E C T O

Importante: nunca deben operar las dos
bombas al mismo tiempo pues se ocasiona un
contraflujo que puede dañar los colectores.
4
En algunos casos es
indispensable instalar
Instalación
Utilizando Bomba exclusiva
para el Sistema Solar
2
5
7
1
6
1. Bomba de filtrado
2. Bomba solar
3. Filtro
4. Válvula anti vacío / alivio
5. Control de calefacción
6. Relevador
7. Sensor de agua
8. Sensor solar
9. Timer.
V. Válvulas check
8
3
V
V
9
indispensable instalar
una bomba
independiente para el
sistema solar; cuando la
altura desde el nivel del
agua hasta los
colectores exceda 9
metros o cuando es
necesario tener un
mayor caudal de agua.

Importante: nunca deben
operar las dos bombas al
mismo tiempo pues se
ocasiona un contraflujo que
puede dañar los colectores.

Consideraciones para la instalación
• Instalar los colectores solares sobre una superficie plana donde queden
expuestos a la radiación solar todo el día.
• La tubería y conexiones hidráulicas deben ser de PVC cédula 40 (no
utilizar RD-26).
• El agua de la alberca puede fluir por los colectores Oku® en cualquier
• El agua de la alberca puede fluir por los colectores Oku® en cualquier
dirección. En instalaciones con techos inclinados, se alimenta al sistema
por la parte inferior y se descarga por la parte alta. No se deben realizar
conexiones en serie de más de 4 colectores.
• Utilizar cubierta térmica por las noches (12 horas).

•El sistema debe operar durante el horario solar pico (mayor radiación) y
no solamente las horas "normales" de filtrado de la alberca.

•La alberca debe contar con una cantidad apropiada de boquillas de
retorno para asegurar la distribución uniforme del agua.
• Hacer un dimensionamiento adecuado considerando todos los factores
como superficie, volumen, factores de sombra y viento, etc.
• Instalar un sistema de automatización con válvula solar de 3 vías y
sensores de agua y solar.
sensores de agua y solar.
• Si se utiliza una bomba independiente para el sistema solar; no permita
que esta trabaje al mismo tiempo que la bomba del sistema de filtrado. Al
hacerlo se puede generar un contraflujo o presión en los colectores ya que
el agua bombeada a los colectores puede quedar estática por la potencia
mayor de la bomba de filtrado.

Medición de caudal
Para facilitar la medición del gasto se debe instalar en la línea de alimentación
a los colectores, un rotámetro (caudalímetro o flujómetro) para asegurar el
flujo adecuado y así la correcta operación del sistema solar obteniendo un
rendimiento óptimo.
Es MUY IMPORTANTE medir el caudal en
el arreglo instalado. Si no se controla, los
colectores pueden dañarse por Rotámetro
colectores pueden dañarse por
exposición a rangos de operación
inadecuados (caudal y presión). Mientras
el sistema opere dentro de parámetros
establecidos, el sistema dará servicio por
años.
De igual forma se instala un manómetro
para comprobar que la presión de trabajo
no exceda 1.2 Kg/cm².
Manómetro
Rotámetro

Cálculo de caudal (flujo)
Para calcular el caudal óptimo (litros por minuto) debe definirse el arreglo de
colectores de acuerdo al espacio disponible para su instalación.
Se determina en base a la cantidad de columnas y colectores en serie:
Este arreglo tiene 8 columnas de 1 colector en serie.
Deben fluir por él en promedio: 1,600 litros X hora =
Colectores
en
serie
Número de columnas
(colectores en paralelo)
26.6 litros X minuto.

Este arreglo tiene 8 columnas de 2 colectores en serie.
Deben fluir por él en promedio:
Colectores
en
serie
1,600 litros X hora =
Colectores
en
serie
Número de columnas

Colectores
en
serie
Colectores
en
serie
Número de columnas

Por cada columna (colectores en serie) deben fluir entre 150 y 250 litros
por hora; es decir, un promedio de 200 litros por hora.
Se recomienda siempre calcular los arreglos con el parámetro menor de
caudal. Es decir con el valor mínimo de 150 litros por hora = 2.5 litros
por minuto.
Independientemente del número de colectores en serie que tenga cada
columna, sean 1, 2, 3 o hasta 4 el caudal siempre será el mismo.
El flujo varía dependiendo de la cantidad de columnas instaladas.

Diferentes tipos de arreglos hidráulicos
40 COLECTORES

40 COLECTORES

Colectores
en
serie 40 COLECTORES
Colectores
Número de columnas (colectores en paralelo)
Deben fluir en promedio: 2,000 litros X hora = 33.3 litros X minuto.

Colectores
en
serie
40 COLECTORES
Colectores

en
serie
40 COLECTORES
Colectores
Este arreglo tiene 40 columnas de 1 colector en serie.

60 COLECTORES
Colectores
en
serie
Colectores
Deben fluir en promedio: 3,000 litros X hora = 50 litros X minuto.

Colectores
en
serie
Colectores en paralelo
Colectores
en
serie
Este arreglo tiene 6 columnas de 2
colectores en serie. Deben fluir en
promedio: 1,200 litros X hora = 20
litros X minuto.
Este arreglo tiene 12 columnas de 1
colector en serie. Deben fluir en
promedio: 2,400 litros X hora = 40
litros X minuto.

¿Qué modelo seleccionar?
A) 32 colectores o menos = modelo 1,002.
B) 33 hasta 64 colectores = mitad modelo 1,002 y modelo 1,000 .
1 colector en serie
1 y 2 colectores en serie
C) 66 hasta 200 colectores = modelo 1,000.
D) Más de 200 colectores = 2 modelo 1,000 y 1 modelo 1,001.
E) Más de 1,800 colectores = 2 modelo 1,000 y 2 modelo 1,001.
2 colectores en serie

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