INSTALACIÓN ACS EN CAMPO DE FÚTBOL

UNIVERSIDADE
DE VIGO
ESCUELA UNIVERSITARIA DE
INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL
PROYECTO FIN DE CARRERA
INSTALACIÓN DE AGUA CALIENTE
SANITARIA EN CAMPO DE FÚTBOL
EMPLEANDO ENERGÍAS RENOVABLES
TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL
ESPECIALIDAD MECÁNICA
ORIENTACIÓN: DISEÑO Y FABRICACIÓN DE MÁQUINAS
DIRECTOR: JORGE CERQUEIRO PEQUEÑO
ALUMNO: RUBÉN SILVA ROJO

UNIVERSIDADE
DE VIGO
RESUMEN
TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL
ESPECIALIDAD MECÁNICA
ORIENTACIÓN: DISEÑO Y FABRICACIÓN DE MÁQUINAS
DIRECTOR: JORGE CERQUEIRO PEQUEÑO
ALUMNO: RUBÉN SILVA ROJO

RESUMEN Página 2 of 8
INSTALACION DE AGUA CALIENTE SANITARIA EN CAMPO DE FUTBOL EMPLEANDO ENERGIAS RENOVABLES
RESUMEN
En las tres últimas décadas está teniendo lugar una verdadera revolución en
los métodos de producción, almacenamiento y conversión de la energía. El empleo
en este sentido de combustibles fósiles, tales como el petróleo, el carbón o el gas
natural, constituyen la piedra angular sobre la que se ha fundamentado el
espectacular avance tecnológico e industrial que ha experimentado el mundo
occidental desde mediados del siglo pasado, pero debido a que hoy en día sus
reservas están próximas agotarse, la evolución de los precios, la distribución
geográfica de dichas reservas y que se consideran una importante fuente
contaminante contra el medio ambiente ha sido más que evidente la necesidad de la
búsqueda de nuevas fuentes de energía, más baratas, con más poder energético y
la reducción de emisiones contaminantes. Se trata de las llamadas energías
renovables, tales como la solar, la hidroeléctrica, la eólica, la biomasa y la
procedente de la tierra.
Debido al gran avance en que desarrollo, estas energías renovables
constituyen una apuesta prioritaria en el consumo de energía. Las energías
renovables tienen múltiples efectos positivos sobre el conjunto de la sociedad: entre
otro, la sostenibilidad de sus fuentes, la reducción en las emisiones contaminantes,
el cambio tecnológico, la posibilidad de avanzar hacia formas de energía más
distribuidas, la reducción de la dependencia energética y del déficit de la balanza
comercial, el aumento del nivel de empleo y el desarrollo rural.
Considerando lo expuesto anteriormente, el objetivo del presente proyecto
es realizar el aporte energético necesario para calentar el agua sanitaria necesaria
para abastecer el campo municipal de fútbol del ayuntamiento de Mos, por aporte de
energía solar, de modo que se obtenga un ahorro tanto energético como económico,
incluyendo el cálculo y diseño de todos los componentes de la instalación, tales
como el sistema de captación, sistema de acumulación, sistema de control, sistema
hidráulico y sistema de apoyo.
La configuración de dicho proyecto se realiza bajo el cumplimiento del
Código Técnico de la Edificación (CTE), el Reglamento de Instalaciones Térmicas en
los Edificios (RITE), el Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones de Baja
Temperatura del IDAE y el Real Decreto para la prevención y control de la legionella.

En primer lugar es necesario determinar la demanda energética que el
recinto deportivo exige para el correcto funcionamiento de las instalaciones de agua
caliente sanitaria. Para duchas comunitarias o vestuarios, el CTE estima una
cantidad de 15 litros por persona. El número de usuarios alcanza el valor de 117 al
día. Se obtiene así que el caudal demandado alcanza los 1755 litros por día para
una temperatura de consumo de 45°C. Por ello, la energía demandada por el
sistema anualmente es de 34.081 kWh.
Partiendo de este dato se diseña un sistema capaz de suministrar la energía
demandada. Se comienza por el estudio de la situación geográfica y climatológica
del lugar donde se instalará el sistema. Es importante conocer las radiaciones y
temperaturas medias de la zona, así se conoce la cantidad de energía solar de que
se dispone para llevar a cabo el objetivo del proyecto. Según el CTE el ayuntamiento
de Mos, perteneciente a la provincia de Pontevedra, se encuentra en la Zona I.
En segundo lugar se consideran varias opciones, como el lugar optimo para
la colocación del sistema de captación. Para ello se ha tenido en cuenta el lugar más
propicio para una mayor captación de radiación, el lugar mejor orientado al Sur (se
considera el Sur verdadero como el punto más favorable para un mayor
rendimiento), un lugar carente de obstáculos que perjudiquen el rendimiento, y un
lugar que suponga cierta protección de seguridad. Por lo tantos se ha decidido
colocar las baterías de captadores sobre la cubierta del graderío del campo de
fútbol, que se encuentra a una cierta altura, proporcionando así seguridad y evitando
posibles sombras, a la vez que cercano a los vestuarios situados bajo el graderío y
con una orientación de 20° al Este con respecto al Sur verdadero. Esto produce una
serie de pérdidas que se considerarán para el cálculo del aporte energético, que
influyen directamente sobre las dimensiones del sistema de captación.
Otro tipo de pérdidas a considerar son debidas a la inclinación de los
captadores con respecto a la horizontal. Según el CTE, la posición óptima de mayor
rendimiento es con una inclinación de 40°. La cubierta tiene una inclinación de 10°, y
por lo tanto se utilizan unas estructuras, sobre la que irán montados y sujetos los
paneles, con inclinación variable. Se colocarán dichas estructuras con una
inclinación de 30° para así alcanzar los 40° óptimos.
Para la composición del sistema de captación se ha elegido un captador
plano de baja temperatura, que son los más utilizados para este tipo de instalaciones
y son los más recomendables por su rendimiento, su bajo nivel de pérdidas y por su
precio. Dentro de la alta variedad de placas que hay en el mercado actualmente se

decidió por un captador de la marca TERMICOL y modelo T25S-R, homologado y
con su certificación aprobada.
Tras el establecimiento de todos estos datos se realiza el dimensionado del
sistema de captación. Este dimensionado se realiza basándose en el Método F-
Chart, que permite realizar el cálculo de la contribución de calor solar total necesario
para cubrir las cargas térmicas, y de su rendimiento medio en un largo período de
tiempo. Este método simula el funcionamiento del sistema solar tomando como
datos iniciales las condiciones ambientales, el tipo de instalación, la orientación e
inclinación del captador y la curva de rendimiento del mismo. Partiendo de los
resultados de dicha simulación se decide la configuración. Dicha simulación se ha
realizado con el programa KONSTRUIR.COM aprobado por el CTE.
Para la configuración del sistema se deben cumplir obligatoriamente dos
importantes condiciones tal como el IDAE establece: la primera es que el aporte
mínimo de energía solar al sistema no debe ser menor del 30% al año; la segunda
es que dicho aporte no debe superar del 110% en ninguno de los meses. Teniendo
en cuenta dichas normas y con el Método F-Chart se obtiene que el mínimo de
captadores solares para el sistema es de 6 y el máximo es de 10.
Por ello, se decide utilizar un sistema de captación de dos baterías en
paralelo de 5 captadores cada una para proporcionar el máximo aporte energético
posible, alcanzándose un 52% de la energía demandada.
A partir de aquí se seleccionan los componentes de la instalación restantes y
para ello, entre las opciones disponibles, se opta por una instalación del tipo forzada,
cerrada, indirecta para agua caliente sanitaria. Esta es la opción más favorable para
prevenir problemas de presiones, corrosiones, etc., y también para mantener en
movimiento el fluido de la instalación y la protección del mismo.
El siguiente paso es determinar el fluido encargado de transportar la energía
calorífica al agua. El líquido seleccionado es una mezcla de agua y de propilenglicol
al 40%. Este tipo de mezclas protegen el captador contra heladas y su margen de
trabajo es entre -21°C y 170°C.
En este tipo de sistemas es necesario el almacenamiento del agua caliente
para su posterior uso. El problema es acumular grandes cantidades de agua y
mantenerlas a altas temperaturas, y por ello la utilización de depósitos acumuladores
es indispensable. El volumen de estos depósitos (V) depende de la superficie de los
captadores colocados (A), la temperatura a la que se acumula el agua y el desfase

entre acumulación y consumo, debiéndose cumplir que (siendo H altura del depósito
y D su diámetro):
50 < V/A < 180 y H / D > 2
El resultado obtenido supone la colocación de un depósito de 1500 litros de
la marca NAU modelo PUB1500.
Uno de los grandes problemas añadidos del presente proyecto es la
prevención de infección producida por la legionella, una bactería que vive en el agua
caliente estancada, a una temperatura del agua alrededor de 55°C. Una de las
soluciones más recomendadas es mantener el agua a una temperatura superior a
los 70°C, por lo que el depósito funciona a unos 95°C, evitando así la formación de
la legionella.
Dado que el sistema seleccionado es indirecto, se necesita un
intercambiador de placas para realizar la transferencia de calor entre el obtenido por
las placas y el necesario para calentar el agua del depósito, para así evitar
sobrecalentamientos y degradaciones en el sistema. La potencia (P) de este
intercambiador depende del área de captación (A),
P ≥ 500 × A
Por lo tanto, es necesario emplear uno cuya potencia sea superior a 12 kW,
se selecciona un intercambiador con una potencia de 15 kW de la marca CIPRIANI
modelo 2C2.
El transporte de los líquidos, tanto del líquido caloportador como del agua de
consumo, se realiza empleando tuberías de cobre. Las instalaciones del campo de
fútbol ya cuentan con un sistema de tuberías para el circuito de consumo, que
después de su estudio y prueba de funcionamiento se comprueba que son aptas
para nuestro sistema. El sistema de tuberías para el circuito solar se han diseñado
para que las perdidas no superen los 40 mm de columna de agua y la velocidad del
fluido no sea inferior a 2 m/s, obteniéndose diámetros de 18 mm para las
derivaciones de las baterías hasta los colectores y de 22 mm para las tuberías de
suministro hasta el acumulador.
Para realizar el movimiento de los líquidos en los dos circuitos, tanto el solar
como el de ACS, se utilizan dos bombas de circulación. La potencia (P) de dichas
bombas viene dado por el caudal (Q) que circula por las mismas y las pérdidas de

carga (∆p) que hay en los diferentes circuitos, el coeficiente de sobrecarga (Cs) y el
coeficiente de envejecimiento (Ce
P = Q
):
m × ∆p × Cs × C
Las pérdidas de carga vienen dadas por el coeficiente de fricción del líquido
sobre la tubería, la longitud de la misma, su diámetro, la velocidad del fluido y la
gravedad. Con un caudal de 1.527,7 l/h para el circuito solar y un caudal de1.374,3
l/h para el circuito de A.C.S se obtienen unas potencias de 102,95 W para el circuito
solar y 40,43 W para el circuito de A.C.S. Las bombas seleccionadas alcanzan unas
potencias de 180 y 85 W respectivamente, suficiente para un correcto
funcionamiento del sistema.
e
Para mantener el sistema siempre equilibrado se ha optado por un sistema
cerrado, por lo que se deben emplear vasos de expansión para que absorban las
variaciones de presión debidas a los cambios de temperatura que se originan en el
sistema. El cálculo de estos elementos es bastante complejo ya que son un
elemento importante para el buen funcionamiento de la instalación. El volumen (Vt)
necesario para estos vasos depende del volumen del fluido (V), coeficiente de
expansión del fluido (Ce) y del factor de presión (Fp
V
),
t = V × Ce / F
Con el resultado obtenido se eligen los volúmenes comerciales
inmediatamente superiores, teniendo un vaso de expansión para el circuito solar de
200 litros y de 60 litros para el circuito de consumo.
p
Toda la instalación se dota de sistemas de seguridad, tales como válvulas de
corte, válvulas antiretorno, purgadores, y válvulas antiquemaduras.
Todos los elementos necesarios serán provistos del aislante correspondiente
con el espesor mínimo exigido por las normas.
Como se ha demostrado, el sistema solar aporta el 52% de la energía
demandada por lo que para llegar a alcanzar la cantidad necesaria será necesario
un sistema de apoyo que contribuya a aportar el 100% de la energía. Manteniendo el
camino de contribución con el medio ambiente y para promover el uso de energías
renovables se selecciona una caldera de biomasa por pellets.
Se ha elegido este tipo de aporte energético (pellets) debido a que frente a
sus competidores energéticos (electricidad, petróleo, gas natural) sale mucho más
rentable, tanto económicamente, como en vida útil y contaminación. Los pellets son

un combustible ecologico compuesto de 100% madera virgen seca. Su gran poder
calorífico, su ligero peso, sus dimensiones y su facilidad de transporte y
almacenamiento hacen de los pellets un combustible muy demandado con grandes
expectativas para el futuro.
Sabiendo que la demanda de energía anual es de 34.081 kWh se selecciona
una caldera de la marca BIOTECH modelo PZ35L, que proporciona una potencia
suficiente para abastecer el consumo necesario. Estas calderas vienen dotadas de
sistemas de autoalimentación, que recogen los pellets del depósito de
almacenamiento y lo suministran a la caldera según la necesidad.
Este depósito puede ser de varias clases, tales como tanques subterráneos,
saco-silo o cuartos herméticos. En este caso se construirá un cuarto especial para,
el almacenamiento de los pellets, que contara con un tornillo sin fin que alimentara la
caldera, y que solo se pondrá en funcionamiento cuando la caldera lo requiera.
Una parte importante de una instalación de caldera de biomasa es la
elección de una chimenea. Esta deberá ser capaz de conducir los gases de la
combustión al exterior. Su dimensionado debe ser correcto debido que un
sobredimensionado producirá infiltraciones disminuyendo el tiro y el rendimiento de
la caldera, con el consiguiente derroche de la energía.
El dimensionado de la chimenea depende del combustible utilizado en la
combustión (K), de la potencia de la caldera (P) y de la altura (h) que debe tener
dicha chimenea,
S = K × P / √h
Para un mejor cálculo lo que se hace es calcular la sección del tramo vertical
y el del tramo horizontal por separado, y se escoge el más desfavorable, es decir el
de diámetro superior. Después de los cálculos realizados, la chimenea seleccionada
tiene un diámetro de 350 mm construida en acero inoxidable de doble pared con un
espesor del aislante de 0,5 mm. Se ha elegido una chimenea de la marca CONVESA
y modelo GAMA AVANT.
Tanto la instalación solar como la instalación de biomasa están controladas
por una centralita que recibe datos de las sondas térmicas, colocadas para conocer
la temperatura en diferentes puntos del sistema, y así ordenar el correcto
funcionamiento del sistema, como encender o apagar las bombas y puesta en
marcha de la caldera. Se mantienen así controlados todo el tiempo las temperaturas

necesarias y el aporte energético necesario según el consumo requerido en los
diferentes momentos del funcionamiento del sistema.
Casi todos los elementos de la instalación se instalarán en la sala de
calderas de que dispone el recinto deportivo, con un espacio vital suficiente para el
sistema. Los paneles se colocarán sobre la cubierta ya mencionada, y el cuarto de
almacenamiento se construirá en la parte del almacén contiguo a la sala de calderas
y colindante con la caldera tal y como se dispone en los planos.
Todo el proyecto se ha realizado en concordancia con las normas que
interfieren en su realización y en todos los casos se cumplen, alcanzándose un
presupuesto de 29.277,4€. Una cantidad que puede ser reducida con la ayuda de
subvenciones que ciertas entidades conceden por el uso de energías renovables, tal
como es el caso actual.
Vigo, a 22 de Marzo de 2011
El Ingeniero Técnico Industrial
Rubén Silva Rojo

UNIVERSIDAD
DE VIGO
DOCUMENTO: ÍNDICE GENERAL

INDICE GENERAL Página 2 of 9
DOCUMENTO I: MEMORIA
1. OBJETO Y ALCANCE DEL PROYECTO
2. ANTECEDENTES
2.1 Peticionario
2.2 Emplazamiento
2.3 Condiciones Climáticas
2.4 Condiciones de Uso
2.5 Normativa de Aplicación
3. TIPO DE INSTALACIÓN
3.1 Por el Principio de Circulación
3.2 Por el Sistema de Expansión
3.3 Por el Sistema de Intercambio
3.4 Aplicación
3.5 Selección de la Configuración Básica
4. CARACTERÍSTICAS DE LA SUPERFICIE DONDE SE INSTALARÁN LOS
CAPTADORES
4.1 Pérdidas por Orientación e Inclinación
4.2 Pérdidas por Sombras
5. SISTEMA DE CAPTACIÓN
5.1 Dimensionado de la Superficie de Captación
6. DISPOSICIÓN DE LOS CAPTADORES
6.1 Separación entre las Filas de los Captadores
6.2 Estructura de Soporte
7. FLUIDO CALOPORTADOR
8. SISTEMA DE ACUMULACIÓN
8.1 Volumen de Acumulación
8.2 Depósito de Acumulación

8.3 Intercambiador
9. CIRCUITO HIDRÁULICO
9.1 Bombas de Circulación
9.2 Tuberías
9.3 Vasos de Expansión
9.4 Válvulas
9.5 Aislamientos
9.6 Purgadores
9.7 Sistema de Llenado
10. SISTEMA DE REGULACIÓN Y CONTROL
11. SISTEMA ELECTRICO
12. SISTEMAS DE PROTECCION
12.1 Protección contra Sobrecalentamientos
12.2 Protección contra Quemaduras
12.3 Protección de Materiales y Componentes contra Altas
Temperaturas
12.4 Resistencia a Presión
12.5 Prevención de Flujo Inverso
12.6 Prevención de Ruidos y Vibraciones
12.7 Prevención de la Legionella
13. ENERGÍA AUXILIAR
13.1 Combustible
13.2 Componentes del Sistema de Biomasa
13.3 Sistemas de Seguridad
13.4 Control de Emisiones
14. SALA DE CALDERAS
15. CONCLUSIONES

16. BIBLIOGRAFÍA
16.1 Fuentes Bibliográficas
16.2 Fuentes Documentales
16.3 Otras Fuentes
ANEXOS:
ANEXO I: CÁLCULO DE LA COBERTURA SOLAR
ANEXO II: DIMENSIONADO DEL CIRCUITO HIDRÁULICO
ANEXO III: CÁLCULO DE LA CHIMENEA
ANEXO IV: METODOLOGÍA DE CÁLCULO F-CHART
ANEXO V: DOCUMENTACIÓN DE LOS ELEMENTOS
ANEXO VI: PROGRAMA DE DESARROLLO DE LOS TRABAJOS

DOCUMENTO II: PLANOS
PLANO N°1: SITUACIÓN
PLANO N°2: EMPLAZAMIENTO Y ORTOFOTO
PLANO N°3: DESLINDE
PLANO N°4: VESTUARIOS: DISTRIBUCCIÓN, COTAS Y SUPERFICIE
PLANO N°5: GRADERÍO: DISTRIBUCCIÓN, COTAS Y SUPERFICIE
PLANO Nº6: GRADERÍO: CUBIERTA Y ALZADO PRINCIPAL
PLANO Nº7: GRADERÍO: ALZADO LATERAL Y SECCIÓN A-A´
PLANO Nº8: GRADERÍO: INSTALACIÓN DE FONTANERÍA
PLANO Nº9: INSTALACIÓN TÉRMICA SOLAR: ESQUEMA
PLANO Nº10: INSTALACIÓN TÉRMICA SOLAR: UBICACIÓN PANELES
PLANO Nº11: INSTALACIÓN TÉRMICA SOLAR: ESQUEMA DE LOS PANELES
PLANO Nº12: INSTALACIÓN TÉRMICA SOLAR: ESTRUCTURA DE SUJECCIÓN
PLANO Nº13: INSTALACIÓN TÉRMICA SOLAR: SALA DE CALDERAS
PLANO Nº14: DETALLE DE CHIMENEA

DOCUMENTO III: PRESUPUESTO
1. PRESUPUESTO DE LA INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA
2. PRESUPUESTO DE LA INSTALACIÓN DE LA CALDERA DE BIOMASA
3. PRESUPUESTO TOTAL
4. SUBVENCIONES
4.1. Subvención Energía Solar Térmica
4.2. Subvención Biomasa
4.3. Otro Tipo de Subvenciones

DOCUMENTO IV: PLIEGO DE CONDICIONES
1. OBJETO
2. GENERALIDADES
2.1. Antecedentes
2.2. Contratos
2.3. Seguros
2.4. Garantías
2.5. Recepción de las Instalaciones
3. CONDICIONES FACULTATIVAS
3.1. Delimitación de las Funciones
3.2. Obligaciones y Derechos del instalador
3.3. Prescripciones Relativas a los Trabajos Materiales y Medios
Auxiliares
3.4. Aumento o Disminución de las Obras de Contrato
3.5. Subcontratación de Obras
3.6. Seguros de Incendio
3.7. Plazos de Ejecución de las Obras
3.8. Recisión del Contrato
3.9. Atribuciones del Ingeniero Técnico Industrial Director
3.10. Liquidaciones Parciales
3.11. Condiciones de Montaje
3.12. Recepción Provisional
3.13. Liquidaciones de las Obras
3.14. Plazo de Entrega
3.15. Recepción Definitiva
3.16. Responsabilidad del Contratista
3.17. Certificado de la Instalación

4. CONDICIONES TECNICAS
4.1. Condiciones de Montaje
4.2. Requisitos Técnicos del Contrato de Mantenimiento
4.3. Garantías y Homologaciones

DOCUMENTO V: PREVENCION DE RIESGOS LABORALES Y
ESTUDIO BÁSICO DE SEGURIDAD Y SALUD
1. PREVENCIÓN DE RIESGOS LABORALES
1.1 Introducción
1.2 Derechos y Obligaciones
1.3 Servicios de Prevención
1.4 Consulta y Participación de los Trabajadores
2. DISPOSICIONES MÍNIMAS PREVENTIVAS EN LOS LUGARES DE TRABAJO
2.1 Introducción
2.2 Obligaciones del Empresario
3. DISPOSICIONES MÍNIMAS PREVENTIVAS EN MATERIA DE SEÑALIZACIÓN
EN EL TRABAJO
3.1 Introducción
3.2 Obligación General del Empresario
4. DISPOSICIONES MÍNIMAS PREVENTIVAS PARA LA UTILIZACIÓN POR LOS
TRABAJADORES DE LOS EQUIPOS DE TRABAJO
4.1 Introducción
4.2 Obligación General del Empresario
5. DISPOSICIÓNES MÍNIMAS PREVENTIVAS EN LAS OBRAS DE
CONSTRUCCIÓN
5.1 Generalidades
6. ESTUDIO BÁSICO DE SEGURIDAD Y SALUD
6.1 Objeto del Estudio
6.2 Datos de la Obra y Antecedentes
6.3 Características de la Obra
6.4 Medios de Protección Personal
6.5 Medidas de Seguridad Aplicadas a la Construcción
6.6 Prevención de Incendios en las Obras
6.7 Criterios de Utilización de los Medios de Seguridad

UNIVERSIDAD
DE VIGO
DOCUMENTO I: MEMORIA

MEMORIA Página 2 of 71
I. MEMORIA
2. ANTECEDENTES
2.1. Peticionario
2.2. Emplazamiento
2.3. Condiciones Climáticas
2.4. Condiciones de Uso
2.5. Normativa de Aplicación
3.1. Por el Principio de Circulación
3.2. Por el Sistema de Expansión
3.3. Por el Sistema de Intercambio
3.4. Aplicación
3.5. Selección de la Configuración Básica
CAPTADORES
4.1. Perdidas por Orientación e Inclinación
4.2. Perdidas por Sombras
5.1. Dimensionado de la Superficie de Captación
6. DISPOSICIÓN DE LOS CAPTADORES
6.1. Separación entre las Filas de los Captadores
6.2. Estructura Soporte
8. SISTEMA DE ACUMULACION
8.1. Volumen de Acumulación
8.2. Depósito de Acumulación
8.3. Intercambiador de Calor

9.1. Bombas de Circulación
9.2. Tuberías
9.3. Vasos de Expansión
9.4. Válvulas
9.5. Aislamientos
9.6. Purgadores
9.7. Sistema de Llenado
11. SISTEMA ELECTRICO
12. SISTEMAS DE PROTECCION
12.1. Protección contra Sobrecalentamientos
12.2. Protección contra Quemaduras
12.3. Protección de Materiales y Componentes contra Altas
Temperaturas
12.4. Resistencia a Presión
12.5. Prevención de Flujo Inverso
12.6. Prevención de Ruidos y Vibraciones
12.7. Prevención de la Legionella
13. ENERGÍA AUXILIAR
13.1. Combustible
13.2. Componentes del Sistema de Biomasa
13.2.1. Caldera
13.2.2. Chimenea
13.2.3. Depósito de los Pellets
13.2.4. Sistema de Alimentación
13.2.5. Centralita de Regulación
13.2.6. Acumulador
13.3. Sistemas de Seguridad

13.4. Control de Emisiones
14. SALA DE CALDERAS
14.1. Emplazamiento
14.2. Distribución
14.3. Ventilación
14.4. Requisitos de Seguridad
15. CONCLUSIONES
16. BIBLIOGRAFÍA
16.1. Fuentes Bibliográficas
16.2. Fuentes Documentales
16.3. Otras Fuentes

El objeto del presente proyecto es realizar un aprovechamiento del potencial
de energía solar existente, de modo que se obtenga un ahorro tanto energético
como económico, para su aplicación en un campo de fútbol municipal ubicado en el
ayuntamiento de Mos (Pontevedra), mediante la realización de una instalación solar
térmica para la obtención de agua caliente sanitaria (ACS), con un sistema de
respaldo basado en energías renovables.
La necesidad se justifica por la gran demanda de agua caliente sanitaria que
se produce en este tipo de instalaciones (duchas colectivas), por lo que el uso de
una energía renovable como la solar térmica consigue reducir el consumo
energético, el coste económico y las emisiones nocivas de CO2
El alcance del proyecto comprenderá el diseño y cálculo de todos los
elementos que componen una instalación de energía solar térmica, incluyendo el
sistema hidráulico, las tuberías, el sistema de control los sistemas de protección y el
sistema de apoyo.
a la atmósfera.
También se estudiaran las operaciones de montaje y mantenimiento, así
como la seguridad del material y del personal implicado en la ejecución de la
instalación.
Como sistema de apoyo a la energía solar se incluirá el estudio de un
sistema de aporte energético secundario basado en energías renovables, para
mantener cubiertas las necesidades caloríficas del recinto.
Para finalizar se realizará un estudio de las posibles subvenciones que
puedan ser solicitada de cara a la ejecución de este proyecto.

2. ANTECEDENTES
2.1. Peticionario
El peticionario del presente proyecto es la Escuela Universitaria de
Ingeniería Técnica Industrial, situada en la calle Conde Torrecedeira N°86 de Vigo,
al objeto de otorgar el título de Ingeniero Técnico Industrial Especialidad Mecánica
orientación de Diseño y Fabricación de Maquinas, a favor de D. Rubén Silva Rojo.
2.2. Emplazamiento
Las actuaciones que se proponen ejecutar se situaran en As Baloutas, barrio
de Veigadaña, en el municipio de Mos (Pontevedra).
Las coordenadas geográficas son:
Latitud: 42°11´20.82” N
Longitud: 8°37´17.01” W
2.3. Condiciones Climáticas
Para la determinación de las condiciones climáticas (radiación en el campo
de captadores, temperatura ambiente diaria y temperatura del agua de suministro de
la red) se han utilizado los datos recogidos en el libro “Radiación Solar Sobre
Superficies Inclinadas” del Centro de Estudios de la Energía (Ministerio de Industria
y Energía). Para la limitación de la demanda energética, según el Documento Básico
HE4 del ahorro de energía, se establecen 5 zonas climáticas homogéneas teniendo
en cuenta la Radiación Solar global media diaria anual sobre la superficie horizontal.
Según el apartado 3.1.2 de dicha norma el estudio se realizara en la Zona Climática
I. Las características de esta zona se muestran en la tabla siguiente:

Tabla 3.1 Datos climatológicos y geográficos del proyecto
Mes
Rad. Horiz.
(kWh/m2
Rad. Inclin.
(kWh/m/mes) 2
Tª. media
ambiente (ºC)/mes)
Tª media agua
red (ºC)
Enero 47,43 67,35 9 8
Febrero 63,84 83,63 10 9
Marzo 111,91 133,17 12 11
Abril 130,80 138,65 14 13
Mayo 150,66 146,14 15 14
Junio 170,10 159,89 18 15
Julio 189,41 183,73 20 16
Agosto 162,75 175,77 20 15
Septiembre 125,70 155,87 18 14
Octubre 97,34 138,22 14 13
Noviembre 56,70 87,32 12 11
Diciembre 47,43 72,09 9 8
2.4. Condiciones de Uso
Según el Código Técnico de Edificación en su apartado 3.1.1 de la norma
HE4, el uso del edificio a estudiar correspondiente a vestuarios o duchas colectivas,
y para ello los datos de consumo diario que indica la norma son de 15 litros por
persona día.
Según la Federación Gallega de Futbol (FGF) en el campo de fútbol de As
Baloutas juegan 5 equipos de Fútbol-11(incluyendo futbol femenino) en sus
diferentes categorías y 1 equipo de Fútbol-7.
Según la Real Federación Española de Fútbol el número mínimo de
jugadores para un equipo de Fútbol-11 son de 18 y para el de Fútbol-7 es de 10.
Asimismo, en prevención de lesión, expulsión o sustitución se permite que un equipo
pueda tener un número de jugadores inscritos como seguridad, que serian de 21

jugadores para el primer caso y de 12 para el segundo. En total el número máximo
de usuarios a considerar serían de 117 al día.
El caudal resultante demandado resulta 1755 l/día a una temperatura de
consumo de 45°C. Los cálculos realizados se muestran en el Anexo I.
2.5. Normativa de Aplicación
La reglamentación aplicada en la realización de este proyecto es la vigente a
día 10 de noviembre de 2010, que se relaciona a continuación:
• Código Técnico de la Edificación (CTE) de Mayo del 2006.DB-HE 4:
Documento Básico de Ahorro de Energía. Contribución solar
mínima de agua caliente sanitaria. BOE N74. 28 de Marzo del 2007.
• Reglamento de Instalaciones Técnicas en los Edificios (RITE) de 20
de Julio de 2007, y sus Instrucciones Técnicas (IT), junto con la
serie de normas UNE sobre energía solar térmica listadas en el
Anexo I.
• Reglamento de Recipientes a Presión (RAP).
• Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) y sus
Instrucciones Técnicas Complementarias (ITC.BT).
• Ordenanzas de Seguridad e Higiene en el Trabajo (OSHT).
• Ley de Protección del Ambiente Atmosférico (LPAA).
• Ley número 88/67 de 8 de noviembre: Sistema Internacional de
Unidades de Medida SI.
• Real Decreto 865/2003, de 4 de julio, por el que se establecen los
criterios higiénicos sanitarios para la prevención y control de la
legionelosis.
• Orden de 28 de julio de 1980, por la que se aprueban las normas e
instrucciones técnicas complementarias para la homologación de
los paneles solares.
• Orden ITC/71/2007, de 22-01-2007, por la que se modifica el anexo
de la Orden 28-07-1980 por la que se aprueban las normas e
paneles solares.
• Orden ITC/2761/2008, de 26 de septiembre, por la que se amplía el
plazo establecido en la disposición transitoria segunda de la Orden

ITC/71/2007, de 22 de enero, por la que se modifica el anexo de la
Orden de 28 de julio de 1980 por la que se aprueban las normas e
paneles solares.
• Normas y Ordenanzas municipales y autonómicas.
• Normativa de Proyecto Final de Carrera de la Escuela Universitaria
de Ingeniería Técnica Industrial de Vigo, Curos 2010/2011.

Dentro de los sistemas de captación solar existe un amplio número de
alternativas de diseño en función de todas las posibilidades de configuración que
puedan darse en una instalación de energía solar térmica. De modo general, las
instalaciones solares térmicas pueden clasificarse atendiendo a los siguientes
criterios:
• Principio de circulación.
• Sistema de expansión.
• Sistema de intercambio.
• Aplicación.
3.1. Por el Principio de Circulación
En función principio de circulación se diferencian dos tipos:
a) Natural: En este caso el movimiento del fluido de trabajo se produce
por cambios de densidad del fluido, como consecuencia de
variaciones en la temperatura. Cuando el fluido caloportador se
calienta disminuye su densidad y asciende hacia la parte alta del
circuito, y cuando se enfría su densidad aumenta y se desplaza hacia
la parte baja de la instalación.
b) Forzada: Según este tipo de instalación el movimiento del fluido se
realiza a través de una bomba de circulación. En este caso la
regulación de la temperatura del sistema se efectúa por medio de un
control diferencial de temperaturas. Las bombas se activaran cuando
la diferencia entre temperaturas sea superior a 6°C y se detendrán
con una diferencia inferior a 3°C.
3.2. Por el Sistema de Expansión
Según el sistema de expansión cabe destacar dos clases:
a) Abiertos: En este tipo de sistemas el fluido del circuito primario está
comunicado de forma permanente con la atmosfera, por lo que los
elementos de expansión deben colocarse a una altura superior a la
del punto más alto del circuito solar.
b) Cerrados: En el siguiente caso el fluido del sistema primario está
separado físicamente de la atmósfera. En este caso, se incorpora un

vaso de expansión con una membrana elástica que separa el fluido
por un lado y por el otro un gas a una determinada presión. Cuando el
fluido aumenta de temperatura aumenta el volumen, y como
consecuencia la presión en la membrana, y dejando pasar el fluido.
En el caso de enfriamiento ocurre lo contrario y el movimiento del
fluido se detiene.
3.3. Por el Sistema de Intercambio
En este apartado se diferencian dos métodos según la forma de transferir la
energía del circuito primario al circuito secundario o de consumo:
a) Directa: En este caso es simple, dado que el fluido de trabajo de
los colectores es la propia agua de consumo.
b) Indirecta: En este caso el fluido del circuito primario se mantiene
independiente del circuito secundario sin posibilidad de ser
distribuido al consumo. En este caso es obligatoria la utilización de
un intercambiador.
3.4. Aplicación
Los sistemas de energía solar térmica son utilizados hacia diferentes usos y
según el objetivo a que se aplican estos sistemas puede diferenciarse para:
• Producción de ACS
• Calentamiento de piscinas
• Apoyo a calefacción
• Aplicaciones de refrigeración
3.5. Selección de la Configuración Básica
Según se ha expuesto en los apartados anteriores los sistemas de captación
solar térmica se pueden configurar de diferentes métodos. Atendiendo a estos
métodos y a la configuración de la instalación a estudiar se elegirá la más eficiente
en lo posible.
Teniendo en cuenta el principio de circulación se ha optado por un sistema
forzado con el que se podrá controlar la temperatura máxima y mínima de trabajo,
incluyendo la diferencia de temperatura entre las sondas. También así el caudal
utilizado es casi el doble del caso de un sistema natural, aumentando el rendimiento.

En el caso de un sistema por expansión la mejor opción es un sistema
cerrado
Por el método de intercambio el sistema elegido es
, que protege el fluido de trabajo de agentes externos, y que asegura el
movimiento del fluido, independientemente de las alturas de los elementos, solo
dependiendo de la diferencia de temperaturas.
indirecto
En el caso del tipo de aplicación a la que se va utilizar el sistema es para el
calentamiento de
por lo que el
sistema será dotado de un intercambiador de energía. Con este tipo se evitan los
problemas de corrosión, depósitos calcáreos, heladas y presiones elevadas en los
colectores que se producirían con un sistema directo.
agua caliente sanitaria
En definitiva, la instalación constará de un circuito primario cerrado con
circulación forzada, dotado de un intercambiador, y de un sistema auxiliar de aporte
energético para cubrir las necesidades de la instalación en caso de ser necesario,
debido a las circunstancias climáticas, mantenimiento, avería, etc.
.

CAPTADORES
El lugar donde se situaran los captadores solares térmicos será la cubierta
de la grada del campo de futbol “As Baloutas”, en el ayuntamiento de Mos
(Pontevedra).
Se ha optado por esta opción debido a que:
• Dentro de las zonas posibles para su instalación esta es la más
cercana a los vestuarios.
• Es la que más espacio útil tiene, dando más libertad a la hora de
dimensionar y colocar los captadores.
• Es una superficie plana, con lo que favorece la sujeción de las
placas.
• Esta a una altura considerable con cierta dificultad para el acceso,
proporcionando cierta seguridad sobre el sistema de captación.
• Además favorece reduciendo perdidas por sombras.
Esta cubierta ha sido diseñada para soportar una instalación de placas
solares, tal como se puede consultar en el proyecto “CAMPO DE FUTBOL AS
BALOUTAS DOTACION DE CESPED ARTIFICIAL E INSTALACIONES
COMPLEMENTARIAS” realizado por D. J. Enrique Campo Caballero, ingeniero
técnico industrial.
Se ha cuidado especialmente la integración arquitectónica, respetando las
líneas de orientación de las gradas, estando situado el campo de captadores en la
cubierta del graderío.
Dicha cubierta ofrece una superficie útil de 366 m2
4.1. Pérdidas por Orientación e Inclinación
a una altura de 8.55 m
sobre el suelo, con una inclinación de 10° sobre la horizontal y orientada hacia el
Sureste, con una desviación con el Sur de 20°.
Para la obtención de las perdidas por orientación e inclinación se deben
considerar tres tipos distintos de variables:
• Integración: El sistema de captadores está integrado en la estructura
haciendo una doble función, captando la radiación solar y formando
parte del modelo arquitectónico de la superficie.

• Superposición: Los captadores se colocan paralelamente a la
estructura, manteniendo la orientación e inclinación de la misma.
• General: Se colocan de la manera más óptima para el sistema.
La orientación e inclinación del sistema de captación serán tales que, las
pérdidas respecto al óptimo sean inferiores a los límites reflejados en la CTE HE4
como se muestra en la Tabla 4.1.
Tabla 4.1 Límites de pérdidas captadores solares
Orientación e
inclinación
Sombras (S)
Total
(OI+S)
General
10% 10% 15%
Superposición
20% 15% 30%
Integración
40% 20% 50%
Estas pérdidas se calculan teniendo en cuenta la ubicación real de los
paneles respecto a su posición óptima, de acuerdo con lo especificado en los
Pliegos de Condiciones Técnicas del IDAE. Las pérdidas por este concepto se
calcularán en función de:
a) Ángulo de inclinación
b)
, (β), definido como el ángulo que forma la
superficie de los captadores con el plano horizontal. Su valor es de 0°
para captadores horizontales y de 90° para verticales.
Ángulo de azimut
Para el cálculo de estas pérdidas se utilizará la formula siguiente:
, (α), definido como el ángulo entre la proyección
sobre el plano horizontal de la normal a la superficie del captador y el
meridiano del lugar Valores típicos son 0° para captadores orientados
al Sur, –90° para captadores orientados al Este y +90° para
captadores orientados al Oeste.
Pérdidas (%) = 100 × [1,2 × 10–4
(β – βopt)2
+ 3,5 × 10–5
α2
Pérdidas (%) = 100 × [1,2 × 10
] para 15° < β < 90°
–4
(β – βopt)2
Según el Pliego de condiciones del IDEA, el CTE HE4 y la mayoría de
fabricantes de captadores solares, el ángulo de inclinación óptimo con la horizontal
] para β ≤ 15°

(β) es 40°. La superficie donde se colocaran los captadores está orientada al
Sureste, por lo tanto el azimut será α=20°.
Los resultados obtenidos muestran que las pérdidas están entre el 0 y el 5%,
y por lo tanto están dentro de los límites que la norma CTE considera como se
muestra en la tabla 4.1.
Tabla 4.2 Pérdidas por orientación e inclinación
Orientación α β Perdidas (%)opt
Sur 20 40° 0-5%
Este tipo de perdidas también se puede calcular gráficamente tal y como se
muestra en la Figura 4.1. Se observa que los resultados obtenidos son los mismos
que en el caso analítico.
Figura 4.1 Cálculo de pérdidas por inclinación y orientación

4.2. Pérdidas por Sombras
Las perdidas por sombras se refieren a las pérdidas que experimenta una
superficie debido a sombras circundantes. Estas sombras pueden deberse tanto a la
disposición de los propios captadores como de otros obstáculos: configuración del
terreno, edificaciones, arboles, etc.
El procedimiento marcado por el IDAE consiste en comparar el perfil de
obstáculos que afecta a la superficie de estudio con el diagrama de trayectorias
aparentes del sol.
Figura 4.2 Diagrama de trayectorias solares
En este caso no existen sombras que puedan afectar al campo de captación,
ya que este se observa visualmente que se encuentra libre de obstáculos.

El sistema de captación se refiere a los colectores o placas solares que
serán los encargados de capturar la radiación solar para el calentamiento de agua
sanitaria.
Los colectores solares se diferencian según el rango de temperatura de
trabajo, en captadores para baja, media o alta temperatura
• Los sistemas de baja temperatura se caracterizan por ser de
captación directa y por que la temperatura del fluido caloportador
está por debajo del punto de ebullición.
.
• En el caso de placas de media temperatura los fluidos se encuentran
por encima de los 100°C.
• En el caso de colectores de alta temperatura aumenta la captación
de radiación por unidad de superficie alcanzando temperaturas
superiores a los 300°C.
Para el proyecto a estudiar, según el punto de vista técnico, el sistema de
captación más adecuado es el de baja temperatura para la producción de ACS,
según los criterios energéticos del IDAE, que considera la temperatura de consumo
de 45°C. Además económicamente el coste de los captadores aumenta en función
de la temperatura de trabajo, con lo que esta solución es la más económica.
Dentro de los colectores de baja temperatura se distinguen 3 tipos:
• Sin cubierta
•
. Se utilizan para el calentamiento de piscinas al aire
libre en épocas de mayor aprovechamiento de la radiación solar
como seria la temporada de verano, debido a su alto coeficiente de
pérdidas.
De vacío
•
. Se desaconseja por dos motivos fundamentalmente: su
elevado coste y pérdida del vacío con el paso del tiempo.
Planos
El sistema de captación será constituido por colectores solares planos de
baja temperatura. Dichos captadores deberán cumplir la normativa vigente UNE
94101.
. Son los más utilizados para calefacción y ACS. Su alto
rendimiento, su larga vida útil, fácil método de instalación y
económicamente asequible, hace de estos captadores los mas
óptimos para este tipo de instalaciones.

En una instalación solar térmica el captador es un elemento fundamental, y
por lo tanto la elección acertada del tipo de colector es importante para el buen
desarrollo de la instalación. Las principales características a tener en cuenta en la
elección son:
• Durabilidad y rendimiento energético.
• Facilidad de montaje y manipulación.
• Garantía y servicio post-venta del fabricante
Atendiendo a lo expuesto anteriormente el tipo de colector escogido es de la
marca TERMICOL y modelo T25S-R. El captador seleccionado posee la certificación
emitida por el organismo competente en la materia, según lo regulado en el RD
891/1980, de 14 de Abril, sobre homologación de los captadores solares y en la
Orden de 28 de Julio de 1980, por la que se aprueban las normas e instrucciones
técnicas complementarias para la homologación de los captadores solares, o la
certificación o condiciones que considere la reglamentación que lo sustituya.
Las características principales de este colector son las siguientes:
Superficie bruta: 2,5 m
Superficie útil:
2
2,4 m
Factor de perdidas K
2
3,663 W/m1
2
Factor de perdidas K
K
2 0,016 W/m: 2
K2
Perdidas de carga ∆p:
.
6 m.c.a
Rendimiento óptico: 0,77.
Dimensiones(anchura,altura,espesor): 1200 × 2124 × 83 mm.
Superficie absorbedora: Tratamiento selectivo, con 10
canales.
Absorbedor: Parrilla de cobre con canales
de Ø8mm y colector Ø18mm.
Peso en vacio: 37 kg.
Capacidad de fluido: 1,27 litros.
Presión máxima de trabajo: 6 bar (588 kPa).
Cubierta: Vidrio templado 3,2 mm.
Carcasa: Aluminio
Aislamiento: Lana de roca semirígida de
35 mm.
Conexión entre captadores: Racor de compresión de 3
piezas.

5.1. Dimensionado de la Superficie de Captación
El dimensionamiento de la superficie de captación se ha realizado mediante
el método de las curvas “f” (F-Chart) recomendado por el Pliego de Condiciones
Técnicas del IDAE. Se trata de un método experimental, desarrollado por los
profesores Duffie y Beckman en la década de los setenta, para el cálculo de los
aportes energéticos de la instalación solares para preparación de agua caliente
sanitaria. El desarrollo de este método queda completamente definido en el Anexo
III.
Para el dimensionado de la superficie de captación hay que tener en cuenta
la norma HE4 DB-HE CTE, que condiciona este cálculo de dos formas diferentes.
1. Para el primer caso según la norma HE4 apartado 2.1 párrafo 1 y 2,
se tiene que dimensionar la superficie de captación, para caudales
menores de 5000 l/día, para conseguir una fracción solar anual
superior al 30 % de la energía demanda.
2. Para el segundo caso la norma HE4 apartado 2.1 párrafo 3 restringe
que el aporte energético no debe superar el 110 % en ningún mes ni
ser superior del 100% en tres meses consecutivos.
Con el método seleccionado y según la primera condición de la norma, se
calculará cual es el mínimo numero de captadores necesarios, y así poder tener una
orientación a la hora del dimensionado. Según estos los datos obtenidos son los que
se muestran en la Tabla 5.1.
Tabla 5.1 Datos del sistema para aporte energético del 30%
Número de Captadores 6
Área Útil de captación 14,4 m2
Volumen de acumulación
ACS
980 l
Por lo tanto a partir de estos datos y siguiendo la condición 2, se irá
dimensionando el campo de captadores hasta obtener cual es el máximo número de
captadores permitidos según la norma, obteniendo así el mayor porcentaje de
energía aportada al sistema. Los resultados se muestran en la siguiente tabla:

Tabla 5.2 Datos del sistema para el aporte máximo permitido
Número de Captadores 10
Área Útil de captación 24 m2
Volumen de captación 12,7 l
% Energía aportado 52 %
Todos los cálculos realizados se incluyen en el Anexo I.
Por lo tanto el sistema de captación estará formado por 10 captadores
solares térmicos alcanzando una superficie útil de captación de 24 m2
El volumen de acumulación del sistema se elige según la ecuación aportada
por la norma HE4:
y un volumen
de captación de 12,7 l.
50 < V/A < 180
Donde V es volumen de acumulación y A es el área total de captación.
El volumen de acumulación del sistema debe estar comprendido entre 1.200
y 4.320 litros.
Para la elección del volumen de acumulación se han tenido en cuenta los
volúmenes disponibles comercialmente para el depósito acumulador de energía, que
se encuentran entre los 500 y los 3.000 litros. Se ha tenido en cuenta el espacio con
el que se puede jugar para el posicionamiento del depósito, que a mayor volumen
mayor espacio necesario y un mayor coste. Algo importante a tener en cuenta es
que cuanto mayor sea el volumen de acumulación mayor seria el volumen que hay
que calentar y mantener a temperatura superior a 70°C para evitar posibles casos de
legionelosis (este tema se estudiará en el apartado 8 de la Memoria)
Teniendo todo esto en consideración se ha optado por un volumen de
acumulación de 1500 l. Utilizando el método F-chart, para la comprobación del
sistema con dicho volumen, se observa que sigue cumpliendo la norma y
manteniendo el 53% de energía aportada.

6. DISPOSICION DE LOS CAPTADORES
El sistema constará de 10 colectores solares térmicos marca TERMICOL
modelo T25S-R, que se colocaran en la cubierta del graderío. La superficie tiene una
inclinación de 10° con la horizontal, por lo que los colectores para colocarse en
posición optima de 40° con la horizontal, se instalaran mediante una estructura
auxiliar, formando un ángulo de 30° respecto a la cubierta
Según el CTE los captadores se dispondrán en filas constituidas por el
mismo número de elementos. Las filas de captadores se pueden conectar entre sí
en paralelo, en serie o en serie-paralelo.
Se ha decidido una conexión en paralelo debido a que esto proporciona un
funcionamiento térmico similar en todos los colectores y un mayor rendimiento al
trabajar todos a la misma temperatura. Las conexiones en serie permiten menores
caudales, secciones de tuberías más pequeñas y no se aconseja instalar más de 3
colectores con este tipo de conexión. El tercer método de conexión es una
combinación de las dos anteriores.
El numero de captadores que se puede conectar en paralelo se obtendrá
teniendo en cuenta las limitaciones especificas por el fabricante. En este caso
TERMICOL recomienda para el T25S-R no colocar más de 6 colectores en paralelo.
Se instalaran 2 baterías de 5 captadores en paralelo.
Figura 6.1 Esquema de un campo de 10 colectores.
6.1. Separación entre Filas de Captadores
Es de particular importancia en una instalación solar que los distintos
elementos que la componen no provoquen sombras sobre el campo de colectores.
Para ello y con el fin de no producir perdidas de energía por este concepto, se ha
decidido calcular la distancia que debe haber entre las baterías para que no
proyecten sombras entre ellas.

A continuación se describe el cálculo de la separación mínima entre filas de
captadores (valor mínimo de la separación para que no se produzcan sombras). En
primer lugar, es necesario determinar el día más desfavorable. Dada la situación
geografía del campo de futbol y que la instalación se diseña para funcionar durante
todo el año, el día más desfavorable corresponde al 21 de Diciembre, cuando el Sol
tiene un azimut menor. Para ello se debe calcular la altura solar más desfavorable.
Según el Pliego de Condiciones Técnicas del IDAE, la altura solar (h0
h
) tiene
un valor de:
0 = 90° - (Latitud) - 23,5°
Figura 6.2 Distancia entre captadores
Según el esquema anterior que utiliza la CTE y el IDEA, la distancia entre
captadores (d) es igual a:
d = d1 + d2 = l [(sen (α) / tan (h0
Siendo:
)) + cos (α)]
L: Altura de los captadores en metros
α: Ángulo de inclinación de los captadores
h0
Por tanto, teniendo una latitud de 42°, según se muestra en el apartado 2, un
ángulo de inclinación igual a 30° y la longitud del captador es de 2,1 m, se obtiene
que la separación mínima entre baterías de captadores para que no se proyecten
sombras entre ellos debe ser de 4,1 m.
: Altura solar mínima

6.2. Estructura de Soporte
La sujeción de los captadores en la instalación es importante tanto para la
seguridad como para el perfecto funcionamiento del sistema. Este tipo de
estructuras deben cumplir la norma ENV 1991-2-3 y ENV 1991-2-4, principalmente
en el apartado dedicado a las sobrecargas de viento y nieve. El diseño de las
mismas también debe cumplir que las mismas no produzcan sombras sobre los
captadores.
El diseño y construcción de la estructura y sistema de fijación de los
captadores debe permitir las necesarias dilataciones térmicas, sin transferir cargas
que puedan afectar a la integridad de los captadores o al circuito hidráulico.
Los puntos de sujeción del captador serán suficientes en número, teniendo
el área de apoyo y posición relativa adecuada, de forma que no se produzcan
flexiones en el captador superiores a las permitidas por el fabricante.
Los topes de sujeción de la estructura y de los captadores no arrojarán
sombra sobre estos últimos.
Se diferencian dos tipos de estructura soporte según la superficie de
colocación: plana o inclinada.
• En el primer caso las estructuras son rígidas y con una inclinación de
45° respecto a la horizontal.
• En el segundo caso las estructuras son móviles pudiendo adoptar
diferentes ángulos de inclinación para conseguir la posición óptima
del captador.
Estas baterías de colectores irán sujetos a la cubierta por estabilizadores de
aluminio con anclaje orientable de la marca ESACAO, modelo 5-T25, con la
correspondiente certificación y homologación. Este tipo de estructura es
recomendado por el fabricante de los captadores.

Este fluido es el encargado de transferir la energía captada en los colectores
al sistema de aprovechamiento térmico (acumulador).
Los tipos más usados son el agua y una mezcla de agua y anticongelante,
aunque pueden ser también aceites de silicona o líquidos orgánicos sintéticos. Los
anticongelantes son casi siempre glicoles, y los más usados son el etilenglicol y el
propilenglicol.
Debido a que en la zona donde se ha decidido realizar la instalación
presenta un mínimo histórico de temperatura de -5°C, según el Instituto Nacional de
Meteorología, la mejor elección es una mezcla de agua y anticongelante, para evitar
riesgos de congelación en el circuito primario, ya que parte de este circuito circula
por el exterior del edificio, estando en contacto con la temperatura ambiental
exterior.
Como anticongelantes podrán utilizarse productos ya preparados o
mezclados con agua. En ambos casos, deben cumplir la reglamentación vigente.
Además, su punto de congelación debe ser inferior a la temperatura mínima histórica
(-5°C) con un margen de seguridad de 5°C.
En cualquier caso, su calor especifico no será inferior a 3 kJ/kg (equivalente
a 1 kcal/kg°C).
Se deberán tomar las precauciones necesarias para prevenir posibles
deterioros del fluido anticongelante, cuando se alcanzan temperaturas muy altas.
Estas precauciones deberán de ser comprobadas de acuerdo con UNE-EN 12976-2.
En el caso de no poder reponer el mismo fluido en el sistema, se utilizará
siempre uno con las mismas características al anterior y que debe ser admitido por
el fabricante.
En este caso, se ha elegido como fluido caloportador maca TYFOCOR
modelo L, una mezcla comercial de agua y propilenglicol al 40%, que puede
asegurar la protección de los captadores de la rotura por congelación hasta una
temperatura de -21°C, así como contra corrosiones e incrustaciones, ya que dicha
mezcla no se degrada a altas temperaturas.
En caso de fuga una posible en el circuito primario, se trata de un fluido no
tóxico, inodoro, higroscópico y libre de nitrilos.
Las principales características de este fluido caloportador son las siguientes:

• Índice de refracción al 40% (20°C): 1,3801.
• Resistencia a las heladas al 40%: -21°C.
• Densidad al 40% (20°C): 1,037 g/cm3
• Viscosidad (20°C): 68-72 mm
.
2
Según el fabricante se recomienda el uso de este fluido atendiendo a las
siguientes premisas:
/s
• Disolución con al menos 25% v/v y no más de 75% v/v de agua.
• Mezcla con agua potable (100 mg/kg Cl-
• Para prevenir la corrosión, es conveniente no sobrepasar el
siguiente rango: 40-75% vol. TYFOCOR L.
máx.) o agua
desmineralizada.
• Temperaturas superiores a 170°C provocan envejecimiento
prematuro. Se recomienda que los vasos de expansión sean lo
suficientemente grandes.

8. SISTEMA DE ACUMULACION
Los sistemas de energía solar térmica nunca podrán traer consigo una
producción instantánea de agua caliente sanitaria capaz de compensar las
necesidades de consumo. Por ello es imprescindible disponer de una acumulación
que permita disponer del servicio con independencia de las radiaciones solares. Este
sistema será el encargado de almacenar el calor instantáneo transferido desde los
colectores térmicos por el fluido de trabajo.
8.1. Volumen de Acumulación
En primer lugar es conocer el volumen de acumulación necesario para la
instalación. Como se indicó en el apartado 5.1, el volumen de acumulación se ha
seleccionado cumpliendo las especificaciones del punto 2 del apartado 3.3.3.1:
Generalidades, de la sección HE4 DB-HE del CTE, según la cual se debe cumplir
que:
50 < V/A < 180
Siendo:
A la suma de las áreas de los captadores [m²];
V el volumen del depósito de acumulación solar [litros].
Por lo que el volumen final que se adoptará en esta instalación será de
1.500 litros (Ver apartado 5.1).
8.2. Depósito Acumulador
El dimensionamiento del acumulador solar depende básicamente de los
siguientes factores:
• Superficie de los colectores instalados. La experiencia ha
demostrado que el volumen óptimo se encuentra en torno a los 70
l/m2
•
. Volúmenes superiores no conducen a un mayor rendimiento
pero si a un mayor coste.
Temperatura de acumulación: a mayor temperatura menos
proporción entre el agua acumulada y la superficie de captación.

•
 Coincidencia entre el periodo de captación y el de consumo: 35
a 50 l/m
Desfase entre acumulación y consumo:
2
 Desfase no superior a 24 horas: entre 60 y 90 l/m
del colector.
2
 Desfases superiores a 24 horas e inferiores a 72 horas: entre 75
y 150 l/m
del colector.
2
Según el Código Técnico de Edificación el depósito de acumulación debe
respetar la siguiente relación:
del colector.
H / D > 2
Siendo:
H la altura del depósito (mm).
D diámetro del acumulador (mm).
Por tanto se ha elegido un deposito vertical del tipo marca NAU modelo PUB
1.500 3 bar (294 Pa) / 95°C. Fabricado en acero ST-37/S235JRG2 que incluye
ánodo de magnesio y termómetro. Sus principales características son las siguientes:
Tabla 8.2 Características del acumulador
SERVICIO Modelo Capacidad Diámetro(mm) Altura(mm)
Sup.
Interior(m2 Peso(kg)
)
Solar PUB1500 1500 1180/1000 2209/2260 3,7 209
Se comprueba que cumple la relación exigida por la norma:
H/D = 2260/1000 = 2,26 > 2
Por sus características técnicas está diseñado para un buen funcionamiento
en instalaciones de ACS.
Con la capacidad del acumulador de 1500 litros y la superficie de captación
de 24 m2
Volumen de captación = 1500 litros / 24 m
se obtiene un volumen de captación:
2
= 62,5 l/m2
, que se aproxima al
volumen ideal de 70 l/m2
.

Este sistema es capaz de elevar la temperatura del agua a temperaturas
superiores a 70°C, necesarios para prevenir el contagio por legionelosis, tal como se
indica en el Real Decreto 85/2003 (ver apartado 12.7).
8.3. Intercambiador de Calor
Dado que se está estudiando una instalación del tipo circuito cerrado con
circulación forzada dotado de un intercambiador de calor, se debe realizar el estudio
para la correcta elección del intercambiador. Hay dos clases de intercambiadores
según se encuentren o no integrados en el sistema de almacenamiento. Por lo tanto
podrán ser:
 Externos

: Se ubican fuera de los depósitos de acumulación. Son mu
recomendados debido a su sencillo mantenimiento e instalación.
Permiten aumentar la potencia de intercambio o aumentar el número
de placas. Tienen un alto rendimiento y se fabrican en alta calidad y
durabilidad. Suelen emplearse para volúmenes superiores a los
1.000 litros.
Internos
Dado que se ha optado por un depósito vertical y el volumen de acumulación
es superior a los 1.000 litros se instalará un intercambiador externo.
: Se encuentran situados dentro del depósito de
almacenamiento. La mayoría de estos intercambiadores se utilizan
para pequeñas instalaciones no superiores a los 1.000 litros. Tienen
un gran rendimiento pero en depósitos con configuración horizontal.
Su coste es más elevado que el caso de intercambiadores externos.
La característica más importante en la elección de un óptimo intercambiador
es la potencia a la que puede funcionar, dotando al sistema de la potencia necesaria
para un correcto funcionamiento.
La potencia de intercambio cumple el apartado 3.3.4: Sistema de
intercambio de la sección HE-4 DB-HE CTE, que prescribe que, para el caso de
intercambiador independiente, la relación entre la superficie total de captación y la
potencia mínima del intercambiador debe cumplir:
P ≥ 500 × A
Siendo:
P potencia mínima del intercambiador (W)
A área de captadores (m2
). 24 m2
.

Introduciendo los datos en la formula se obtiene P ≥ 500 × 24 = 12.000 W =
12 kW. Por lo tanto P ≥ 12 kW mínimo necesarios para que el sistema funcione
correctamente.
El modelo de intercambiador seleccionado es del tipo marca Cipriani
modelo 2C2-15. Las características más significativas de este modelo son:
• Potencia: 15 kW
• Caudal circuito primario: 1,32 m3
• Caudal en el secundario: 0,43 m
/h
3
• Perdida de carga máxima: 3 m.c.a
/h
• Temperatura en el primario: 60º - 50ºC
• Temperatura en el secundario: 15º - 29ºC
• Numero optimo de placas: 10
• Aislamiento: Lana de roca de 25 mm y chapa de aluminio
Este intercambiador alcanza una potencia de trabajo de 15 kW, que es
suficiente para el buen funcionamiento del sistema.

Un diseño adecuado del trazado de las conducciones hidráulicas, desde el
sistema de captación hasta el sistema de acumulación, es posiblemente la clave del
buen funcionamiento de una instalación solar térmica. Para el diseño adecuado se
deben considerar una serie de criterios:
a) Caudal. Los valores idóneos para este tipo de instalaciones según el
IDAE son del rango de los 42 a 60 l/h/m2
. A la hora de calcular de
modo aproximado el caudal se debe considerar un valor de
circulación del 50 l/h/m2
b) Longitud. Deberá cuidarse que la longitud del trazado hidráulico sea
la menor posible, para lograr disminuir las pérdidas de calos, así
como el valor de la pérdida de carga.
.
c) Equilibrado. Se debe partir de un circuito de por si equilibrado. Esto
quiere decir que el recorrido lineal que se realice para cada uno de los
colectores o baterías de colectores debe ser igual, así el caudal será
siempre el mismo, el salto de temperatura entre la entrada y salida de
las baterías será homogéneo y las pérdidas de carga serán iguales
también.
d) Seguridad. Se debe tener en cuenta que existen variaciones de
temperatura y presión dentro del circuito. Por eso es imprescindible
disponer en la instalación de elementos que permitan la correcta
expansión del fluido y garanticen la integridad de la instalación ante
sobrepresiones.
e) Montaje y desmontaje. Normalmente los sistemas hidráulicos de
sistemas solares térmicos discurren por zonas de difícil o complicado
acceso. Por ello se debe tener en cuenta en el diseño las labores de
montaje, desmontaje y mantenimiento de cada uno de los
componentes.
Según lo mencionado anteriormente un circuito hidráulico para un sistema
solar térmico consta de varios elementos:
• Bombas de circulación
• Tuberías
• Aislamientos
• Vasos de expansión
• Válvulas
• Purgadores
• Sistema de llenado

• Sistema de control
Para el caso de ACS, el circuito hidráulico del sistema de consumo deberá
cumplir los requisitos especificados en UNE-EN 806-1.
En cualquier caso los materiales del circuito deberán cumplir lo especificado
en ISO/TR 10217.
9.1. Bombas de Circulación
La bomba de circulación es la encargada de hacer circular el fluido por todos
los elementos hidráulicos de la instalación solar, venciendo las pérdidas de carga
que provoquen los distintos elementos que la componen.
La selección de la bomba se realizará de modo que el caudal y la pérdida de
carga del diseño se sitúen dentro de la zona de rendimiento óptimo especificado por
el fabricante.
Las pérdidas de carga se estudian en el apartado B.2 del Anexo II.
El caudal demandado por el sistema es de 1.755 l/día, analizado en el
apartado 2.4. Con ello se viene obteniendo un valor del 52,2 l/h/m2
Según el apartado 3.4.4 Bombas de circulación de la sección HE-4 DB-HE
CTE, la potencia eléctrica para la bomba de circulación no deberá superar los
valores siguientes:
por captador, que
está dentro del rango exigido por el IDAE, como se indicó en el apartado anterior.
Tabla 9.1 Potencia eléctrica de la bomba de circulación
Tipo de sistema Potencia eléctrica de la bomba de circulación
Sistemas pequeños
50 W o 2 % de la potencia calorífica máxima que pueda
suministrar el grupo de captadores
Sistemas grandes
1% de la potencia calorífica máxima que pueda suministrar
el grupo de captadores
El cálculo de la potencia demandada para el sistema se ha realizado
diferenciando el circuito primario y el secundario para un mejor rendimiento de la
instalación. Por lo tanto se ha decidido instalar dos bombas, una para cada circuito.

Los cálculos y la elección de las bombas quedan completamente definidos
en el apartado B.3 del Anexo II.
Las características de las bombas elegidas son las siguientes:
Tabla 9.2 Bombas del Sistema
Circuito Unidades Modelo bomba
Captación 1 GRUNDFOS MAGNA 25-100
A.C.S 1 GRUNDFOS MAGNA 25-60
Bombas GRUNDFOS MAGNA 25-100:
• Cuerpo hidráulico de hierro fundido
• Los impulsores son de acero inoxidable
• Longitud: 180 mm
• Conexión: 1-1/2"
• Temperatura del líquido: 15°C hasta 110°C
• Tensión: 1x230v. 50Hz
• Presión de trabajo máx.: 10 bar (980 kPa)
• Potencias entre 10 y 180 W
Bombas GRUNDFOS MAGNA 25-60:
• Cuerpo hidráulico de hierro fundido
• Los impulsores son de acero inoxidable
• Longitud: 180 mm
• Temperatura del líquido: 15°C hasta 110°C
• Presión de trabajo máx.: 10 bar (980kPa)
• Potencias entre 10 y 85 W

9.2. Tuberías
Es el sistema por el cual los fluidos tanto del circuito primario y secundario
recorrerán las distancias entre los distintos elementos de la instalación,
transportando la energía desde los captadores hasta los sistemas de utilización de
agua caliente sanitaria, pasando por el acumulador, bombas, etc.
Para sistemas directos se utilizará cobre para el circuito primario según el
CTE.
Las tuberías de cobre serán tubos estirados en frio y con uniones soldadas
por capilaridad (UNE 37.153).
El diámetro de las tuberías se seleccionara de forma que la velocidad de
circulación del fluido sea inferior a 2 m/s cuando la tubería discurra por locales
habitados y a 3 m/s cuando el trazado sea por el exterior o por locales no habitados
(IDAE Anexo VII.6).
El dimensionado de las tuberías se realizará de forma que la pérdida de
carga unitaria en las tuberías nunca sea superior a 40 mm de columna de agua por
metro lineal (IDAE Anexo VII.6).
Según las recomendaciones del fabricante, para obtener un caudal lo más
uniforme posible para todos los grupos, es aconsejable escalonar los tubos de
suministro de la siguiente manera:
• Para el tubo principal de suministro que va desde la salida del
acumulador hasta las derivaciones de baterías de los captadores se
tomará Ø 22×1,0 mm.
• Para los tubos de suministro que van desde las derivaciones de las
baterías hasta la entrada del primer colector se tomará Ø 18×1,0 mm.
debido a que las conexiones de los colectores son de estas
dimensiones.
Para el retorno de todos los tubos se realizarán con los mismos diámetros
definidos para la impulsión.
La conexión entre los colectores se realizará en el método de retorno
invertido, como se indicó en el apartado 3.5 para asegurar un buen equilibrado
dentro de las baterías de captadores.
En el apartado B.1 del Anexo II se demuestra que las dimensiones de
tubería recomendadas por el fabricante cumplen las normas exigidas por el IDAE

con lo que se opta por la utilización de este tipo de dimensionamiento, quedando el
circuito primario tal como se indica en la tabla a continuación:
Tabla 9.2.1 Tuberías circuito primario
MATERIAL DIÁMETRO (mm) LONGITUD (m)
Cobre 22×1,0 38
Cobre 18×1,0 2
El sistema de tuberías del circuito secundario para ACS es perfectamente
útil para la nueva instalación. Tiene una antigüedad inferior a tres años, todos los
materiales utilizados son aprobados por la norma. El sistema ha sido diseñado para
soportar altas presiones y temperaturas, por lo que es óptima para la utilización de
aporte por energía solar.
Las tuberías instaladas en el circuito secundario son de cobre y sus
características son las siguientes:
Tabla 9.2.2 Tuberías circuito secundario
MATERIAL DIÁMETRO (mm) LONGITUD (m)
Cobre 32×3,2 11,5
Cobre 25×2,3 17
Cobre 20×1,9 7,5
Cobre 16×1,8 44,5

9.3. Vasos de Expansión
Tal como se desarrolló en el capítulo 3, el sistema de expansión que se
emplea en el proyecto será del tipo cerrado, que emplea vasos de expansión con
membrana elástica, para poder absorber la dilatación del fluido de trabajo por los
cambios de temperatura que se producirán en el sistema hidráulico. De esta forma,
incluso después de una interrupción del suministro de potencia a la bomba de
circulación del circuito de captadores, justo cuando la radiación solar sea máxima, se
podrá establecer la operación automática para cuando la potencia esté disponible de
nuevo.
Los vasos de expansión cerrados cumplirán con el Reglamento de
Recipientes a Presión y estarán debidamente timbrados. La tubería de conexión del
vaso de expansión no se aislará térmicamente y tendrá el volumen suficiente para
enfriar el fluido antes de alcanzar el vaso.
Los datos que sirven de base para la selección del vaso son los siguientes:
• Volumen total del fluido en la instalación, en litros.
• Temperatura mínima de funcionamiento del sistema.
• Temperatura máxima que pueda alcanzar el agua durante el
funcionamiento de la instalación.
• Presiones mínima y máxima de servicio, en bar (kPa), cuando se
trate de vasos cerrados.
• Volumen de expansión calculado, en litros.
El volumen de dilatación, para el cálculo, será como mínimo igual al 4,3% del
volumen total de fluido en el circuito primario.
Los vasos de expansión cerrados se dimensionarán de forma que la presión
mínima en frio, en el punto más alto del circuito, no sea inferior a 1.5 bar (147 kPa), y
que la presión máxima en caliente en cualquier punto del circuito no supere la
presión máxima de trabajo de los componentes.
Se hallará el volumen mínimo requerido y se instalará, al menos, el vaso de
expansión que tenga un volumen inmediatamente superior al mínimo y que sea
estándar.
El depósito de expansión deberá ser capaz de compensar el volumen del
medio de transferencia de calor en todo el grupo de captadores completo,
incluyendo todas las tuberías de conexión entre captadores, incrementado en un
10%.

El vaso de expansión debe tener una presión de precarga (Ppc) tal que, al
conectar el vaso al circuito, penetre en el vaso de expansión exactamente el
volumen de reserva.
Los vasos de expansión se colocarán en la aspiración de la bomba para
evitar bolsas de aire.
Los vasos de expansión se han dimensionado conforme se describe en el
apartado B.4 del Anexo II.
Las características más destacadas de los vasos seleccionados son:
a) Vaso de Expansión marca Solar Helionova de 200 litros para el
sistema de captación.
• Litros: 200
• Altura: 1.080 mm
• Diámetro: 550 mm
• Presión Máxima: 6 bar (588 kPa)
• Presión de precarga: 2,5 bar (245 kPa)
• Temperatura de trabajo: -10ºC + 99ºC
• Membrana recambiable de Nitrilo
• Cuba de acero inoxidable
b) Vaso de Expansión marca Solar Helionova de 60 litros para el
sistema de ACS.
• Litros:60
• Altura: 730 mm
• Diámetro: 380 mm
• Conexión: 3/4"
• Presión Máxima: 6 bar (588 kPa)
• Presión de precarga: 2,5 bar (245 kPa)
• Temperatura de trabajo: -10ºC + 99ºC
• Membrana recambiable de Nitrilo
• Cuba de acero inoxidable

9.4. Válvulas
La instalación debe ir protegida para que no ocurran fallos en el
funcionamiento. El sistema va sufrir cambios de temperatura y presión y por eso sus
componentes deben ir bien protegidos contra estos sucesos. Para ello se instalaran
válvulas de seguridad.
Estas válvulas de seguridad se instalarán en ambos circuitos y deberán ir
taradas a una presión que garantice que en cualquier punto del circuito no se
superará la presión máxima de trabajo de los componentes de la instalación.
Es imprescindible que estas válvulas se instalen sin elementos manuales de
corte entre ellas y la sección del circuito a proteger.
La ubicación de estas válvulas de seguridad debe hacerse de modo que se
garantice que la sección del circuito susceptible de ser independizada debe estar
protegida y que no se entorpezcan las tareas de mantenimiento.
La elección de las válvulas se realizará de acuerdo con la función que
desempeñan y sus condiciones extremas de funcionamiento (presión y temperatura),
siguiendo preferentemente los criterios que a continuación se citan:
• Para aislamiento: válvulas de esfera.
• Para equilibrado de circuitos: válvulas de asiento.
• 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: válvulas de resorte.
• Para retención: válvulas de disco de doble compuerta o de clapeta.
Las válvulas de seguridad serán capaces de derivar la potencia máxima del
captador o grupo de captadores, incluso en forma de vapor, de manera que en
ningún caso se sobrepase la máxima presión de trabajo del captador o del sistema.
Las válvulas de retención se situaran en la tubería de impulsión de la bomba,
entre la boca y el manguito anti vibratorio, y, en cualquier caso, aguas arriba de la
válvula de intercepción.
Como recomendación general, se montarán válvulas de corte para facilitar la
sustitución o reparación de componentes sin necesidad de realizar el vaciado
completo de la instalación. El objeto de estas válvulas, es que se pueda

independizar las baterías de captadores, el intercambiador, el acumulador la
bomba.
9.5. Aislamientos
Tanto las tuberías como el resto de accesorios hidráulicos del sistema de
circulación de una instalación solar térmica mantienen temperaturas superiores a la
del ambiente, por lo que es inevitable que se produzca una pérdida de calor en el
sistema, ya sea por conducción, por convección o por radiación.
Normalmente las pérdidas por convección son las más importantes, debido a
que la diferencia entre la temperatura que pueden alcanzar los elementos del
sistema y el ambiente puede ser muy alta. La existencia de estas pérdidas de calor
provoca una reducción que puede ser considerable, y por ello es imprescindible
dotar al sistema de un nivel de aislamiento apropiado.
Considerando la normativa vigente, las características que debe tener el
aislamiento varían en función del elemento que aislemos. De este modo los
espesores equivalentes para el aislamiento térmico (expresado en mm) en tuberías y
accesorio hidráulicos no serán inferiores a los expuestos en la siguiente tabla (según
RITE):
Tabla 9.5 Espesores del aislamiento
Fluido interior caliente
Diámetro exterior (mm) (*)
Temperatura del fluido (°C) (**)
40 a 60 61 a 100 101 a 180
D ≤ 35 25 25 30
35 < D ≤ 60 30 30 40
60 < D ≤ 90 30 30 40
90 < D ≤140 30 40 50
140 < D 35 40 50
(*) Diámetro exterior de la tubería sin aislar. (**) Se escoge la temperatura máxima de red.
En aquellos casos en que las tuberías y accesorios se encuentren ubicados
en el exterior estos valores de espesor se aumentarán, como mínimo, en 10 mm.

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.
Los materiales aislantes son aquellos cuyas principal característica física
conductividad térmica. Entre los materiales aislantes la conductividad es bastante
parecida, por lo que se debe tener otros aspectos para su elección, tales como:
• Las contracciones y dilataciones del mismo.
• Su resistencia al fuego.
• La acción de disolventes y agentes atmosféricos.
• Las solicitaciones mecánicas.
• Máxima temperatura de empleo.
Algunos ejemplos de este tipo de materiales son:
• Corcho aglomerado.
• Espuma de poliuretano.
• Poliestireno expandido.
• Lana de vidrio.
• Vermiculita.
• Arcilla expandida, piedra pómez o escoria de lava volcánica.
• Fibras vegetales de madera, de eucalipto, aglomerado, fibras de
caña, de paja, de amianto, etc.
El material aislante se sujetará con medios adecuados, de forma que no
pueda desprenderse de las tuberías o accesorios.
Para la protección del material aislante situado a la intemperie se podrá
utilizar una cubierta o revestimiento de escayola protegido con pinturas asfálticas,
poliésteres reforzados con fibra de vidrio o chapa de aluminio. En el caso de
depósitos o cambiadores de calor situados en intemperie, podrán utilizarse forros de
telas plásticas.
Teniendo en cuenta lo señalado anteriormente y que ninguna de las tuberías
supera los 35 mm de diámetro, el aislamiento térmico del circuito primario se
realizará mediante coquilla flexible de espuma elastomérica. El espesor del
aislamiento será de 35 mm en las tuberías exteriores y de 25 mm en las interiores.
El aislamiento de los acumuladores cuya superficie sea inferior a 2 m2
tendrá
un espesor mínimo de 30 mm. Para volúmenes superiores, el espesor mínimo será
de 50 mm.

El espesor del aislamiento para el intercambiador de calor en el acumulador
no será inferior a 20 mm.
Los materiales recomendados y proporcionados por el fabricante y que están
dentro de la norma son los siguientes:
• Acumulador: Aislante a base de 100 mm de espuma de poliuretano y
funda color gris plata libres de CFC.
• Intercambiador: Aislante de lana de roca de 25 mm y chapa de
aluminio.
9.6. Purgadores
Otro de los graves problemas que hay que tener en cuenta en el diseño del
circuito hidráulico es la formación de bolsas de aire en el interior de las tuberías.
Estas bolsas aumentan la presión en el sistema y dificultan la circulación del fluido.
En este sentido hay que tener en cuenta los siguientes aspectos:
• El trazado del circuito evitará los caminos tortuosos, para favorecer
el desplazamiento del aire atrapado hacia puntos más altos.
• Evitar formación de sifones.
• Situar los purgadores de aire en las zonas altas.
• Montar las bombas en tramos verticales de forma que se impida la
formación de las mencionadas bolsas de aire.
• No bajar la velocidad del fluido en las tuberías tanto en el circuito
primario como en el secundario de 0,6 m/s.
• Montar el vaso de expansión en la aspiración de la bomba.
• Los trazados horizontales de tubería tendrán siempre una pendiente
del 1% en el sentido de circulación.
• Mantener la presión mínima en el punto más alto de 1,5 (147 kPa).
Según lo expuesto anteriormente se toman ciertas medidas de seguridad.
En los puntos altos de la salida de baterías de captadores y en todos
aquellos puntos de la instalación donde pueda quedar aire acumulado, se colocarán
sistemas de purga constituidos por botellines de desaireación y purgador manual o
automático. El volumen útil de cada botellín será superior a 100 cm3
.Este volumen
podrá disminuirse si se instala a la salida del circuito solar, y antes del
intercambiador, un desaireador con purgador automático.

Las líneas de purga se colocarán de tal forma que no puedan helarse ni se
pueda producir acumulación de aguan entre líneas. Los orificios de descarga
deberán estar dispuestos para que el vapor o medio de transferencia de calor que
salga por las válvulas de seguridad no cause ningún riesgo a personas, a materiales
o al medio ambiente.
Se evitará el uso de purgadores automáticos cuando se prevea la formación
de vapor en el circuito. Los purgadores automáticos deberán soportar, al menos, la
temperatura de estancamiento del captador.
Para la instalación solar térmica que es causa de estudio en este Proyecto,
se utilizarán purgadores automáticos, ya que se ha diseñado el sistema para evitar
la formación de vapor en el circuito. Debe soportar, al menos, la temperatura de
estancamiento del captador y, en cualquier caso, hasta 150°C.
Los purgadores automáticos serán capaces de soportar la temperatura
máxima de trabajo del circuito.
Los purgadores de aire instalados serán del tipo marca DISCAL SOLAR
modelo serie 251. Cuyas principal características son:
Materiales
• Cuerpo y tapa: latón UNI EN 12165 CW617N cromado
• Boya: polímero de alta resistencia
• Brazo de la boya: latón UNI EN 12165 CW617N
• Varilla accionamiento: aleación sin pérdida de cinc EN 12165
CW602N
• Elemento interno: acero inoxidable
• Resorte: acero inoxidable
• Juntas de estanqueidad: elastómero de alta resistencia
Prestaciones
• Fluido utilizable: agua o soluciones de glicol
• Porcentaje máximo de glicol: 50%
• Campo de temperatura de servicio: -30 / 200°C
• Presión máx. de servicio: 10 bar (980 kPa)
• Presión máx. de descarga: 10 bar (980 kPa)
• Conexiones: 3/4”

9.7. Sistema de Llenado
Los circuitos con vaso de expansión cerrado deberán incorporar un sistema
de llenado, manual o automático, que permita llenar el circuito primario de fluido
caloportador y mantenerlo presurizado.
El llenado es conveniente realizarlo por la parte inferior del circuito, de forma
que se evite la formación de bolas de aire retenidas durante el llenado.
Nunca podrá rellenarse el circuito primario con agua de red si sus
características puedan dar lugar a incrustaciones, deposiciones o ataques en el
circuito, o si este circuito necesitara anticongelante por riesgo de heladas o cualquier
otro aditivo para su correcto funcionamiento. Los sistemas que requieran
anticongelante deben incluir un sistema que permita el relleno manual del
anticongelante.
Para disminuir el riesgo de fallo, se evitaran los aportes incontrolados de
agua de reposición a los circuitos cerrados, así como la entrada de aire que puedan
incrementar el riesgo de corrosión originados por el oxigeno del aire. Por ello es
aconsejable no usar válvulas de llenado automáticas.
Deben situarse conducciones de drenaje en los puntos más bajos de la
instalación de forma que se posibilite el vaciado total o parcial de las zonas que se
configuren en la instalación.
Por ello se ha optado por un sistema de llenado del circuito primario manual.

Una instalación que no realice con corrección las acciones previstas nunca
va a dar los resultados energéticos esperados según el dimensionado inicial. Una de
las principales cuestiones que se plantean en las instalaciones solares térmicas es
qué hacer con el exceso de calor que presentan las instalaciones solares en
situaciones de parada. Y en este punto es fundamental el sistema de control, a la
hora de actuar como elemento que salvaguarda del sistema.
El sistema de control de una instalación solar debe regular los flujos de
energía entre el colector el sistema de acumulación y el de consumo, de modo que
se consiga que la instalación funcione, en cada momento, en su nivel de rendimiento
óptimo. Se diferencian, básicamente, dos acciones:
a) Control de carga,
• Los de arranque y parada de las bombas del primario y
secundario de la instalación.
para una optima transformación de radiación solar
en calor y su posterior transferencia al sistema de acumulación. Esta
acción regulará dos estados:
• El control del intercambio de calor en el subsistema de
almacenamiento.
b) Control de descarga
Las principales condiciones del sistema de control para este tipo de
instalaciones son las siguientes:
, para garantizar una adecuada descarga de calor
desde el sistema de almacenamiento hasta el consumo.
• Según el Pliego de Condiciones del IDAE es necesario
certificar que bajo ninguna circunstancia, los circuladores se
pondrán en movimiento con diferencias de temperatura
inferiores a 2°C. Debe evitarse que se produzcan paradas
con diferencias de temperatura mayores a 7°C.
• El diferencial de temperatura o salto térmico entre la
temperatura de arranque y parada del control diferencial
deberá superar los 2°C.
• Para evitar posibles problemas por quemaduras, nunca
habrá que servir agua caliente sanitaria a temperatura
superior a los 45°C. Por lo tanto será necesario instalar
dispositivos de mezcla que regularicen la temperatura en los
puntos de servicio.

• El rango de temperatura ambiente admisible para el
funcionamiento del sistema de control será, como mínimo, el
siguiente: -10°C a 50°C.
• En algunos casos será necesario programar un sistema anti-
hielo para que no se produzca la congelación del fluido
caloportador.
• El tiempo mínimo entre fallos especificados por el fabricante
del sistema de control no será inferior a 7000 horas.
La instalación dispondrá de un sistema de regulación y control que actúe
sobre:
• El proceso de carga y descarga del acumulador.
• Las bombas de los circuitos primario y secundario son accionadas
cuando se supera una diferencia de temperaturas prefijada entre la
salida de los colectores y la del depósito acumulador
correspondiente.
• Funcionamiento del equipo auxiliar de generación de energía cuando
la aportación solar no es suficiente.
• En caso de sobrecalentamiento de la instalación, y con el fin de
evitar daños en la misma, se tendrá una regulación en la centralita
que permita una recirculación que disipe el exceso de calor en los
captadores.
Los principales elementos de un sistema de regulación y control son:
• Medidor de radiación solar en el campo de captadores.
• Sonda de temperatura del fluido caloportador la salida del campo de
colectores.
• Sonda de temperatura del fluido caloportador a la entrada del
intercambiador de calor.
• Sonda de temperatura en la parte inferior del acumulador solar más
frio (al que entra el agua fría procedente de la red).
Los sensores de temperatura soportarán los valores máximos previstos para
la temperatura en el lugar en que se ubiquen.
Deberán soportar, sin alteraciones superiores a 1°C, una temperatura de
hasta 100°C (instalaciones de ACS).

La localización e instalación de los sensores de temperatura deberán
asegurar un buen contacto térmico con la zona de medición. Para conseguirlo, en el
caso de sensores de inmersión, se instalaran en contracorriente con el fluido.
Los sensores de temperatura deberán estar aislados contra la influencia de
las condiciones ambientales que les rodean.
La ubicación de las sondas ha de realizarse de forma que éstas midan
exactamente las temperaturas que se desea controlar, instalándose los sensores en
el interior de vainas y evitándose las tuberías separadas de la salida de los
captadores y las zonas de estancamiento en los depósitos.
Las sondas serán, preferentemente, de inmersión. Se tendrá especial
cuidado en asegurar una adecuada unión entre las sondas por contacto y la
superficie metálica.
Para satisfacer todos estos requisitos de regulación y control, se instalará
una centralita de regulación y control de marca Sorel modelo TDC3, con 2 salidas
230V/50Hz y 3 entradas de sonda, que es óptima para 1 o 2 baterías de captadores.
Sus principales características son:
• Regulador Diferencial de Temperatura de la nueva serie SOREL
TDC.
• Pantalla iluminada con modo de gráficos y textos completos para
guía del usuario por 4 teclas.
• Asesoramiento de la configuración por el asistente de puesta en
marcha integrado.
• Diversos programas para la protección del colector y del depósito,
como protección contra el sobrecalentamiento y la congelación.
• Programas especiales para arrancar sistemas de tubo de vacío y de
vacio automático.
• Memoria interna con varias estadísticas y gráficos para controlar el
sistema solar también a largo plazo.
• Control de la función con memoria de errores y valoración con fecha
y hora.
• Bloqueo del menú para evitar una manipulación no deseada.
• Opciones como USB, RS485, 4...20mA, 0...10V y relés para
mensaje de alarma según solicitud.
• Carcasa atractiva (163mm x 110mm x 51mm) con diferentes
posibilidades del montaje.

11. SISTEMA ELÉCTRICO
El sistema eléctrico cumplirá el Reglamento Electrotécnico para Baja
Tensión (REBT) en todos aquellos puntos que sean de aplicación.
Los cuadros serán diseñados siguiendo los requisitos de estas
especificaciones y se construirán de acuerdo con el REBT y con las
recomendaciones de la Comisión Electrotecnica Internacional (CEI).
El usuario estará protegido contra posibles contactos directos e indirectos.
En el Cuadro General de Protección existente en el edificio se dispondrán
los elementos o dispositivos privados de mando y protección para un nuevo circuito
de alimentación del Cuadro Secundario de Protección (Circuito trifásico 4x2,5 mm2
• Interruptor diferencial para protección contra contactos indirectos de
I
+TT de Cu 750 V) de los elementos eléctricos de la instalación en proyecto:
R=4x25 A e Id
• Interruptor magneto térmico de protección contra cortocircuitos y
sobreintensidades de I
= 0,3 A.
R
Se dispondrá de un cuadro parcial o secundario para la protección de los
circuitos de alimentación de las bombas de recirculación y regulación de la
instalación en proyecto y para la protección del cuadro de regulación donde se
dispone el equipo de maniobra de la instalación, que estará formado por una caja de
superficie y con puerta transparente compuesto de:
=4x20 A curva “C”.
• Interruptor magnetotérmico general de IR
• 5 interruptores diferenciales de I
=4x15 A curva “C”.
R=2x25 A y Id
• 5 Interruptores magneto térmicos I
= 0,03 A.
R=2x10 A curva “C”.

12. SISTEMAS DE PROTECCIÓN
12.1. Protección contra Sobrecalentamientos
El sistema deberá estar diseñado de tal forma que con altas radiaciones
solares prolongadas sin consumo de agua caliente no se produzcan situaciones en
las cuales el usuario tenga que realizar alguna acción especial para llevar el sistema
a su estado normal de operación. Para ello se ha dotado al sistema con válvulas de
protección, purgas de aire y un sistema de control que mantiene la instalación libre
de este tipo de fallos.
El sistema de drenaje, a la hora de su construcción, deberá realizarse de tal
forma que el agua caliente o vapor del drenaje no supongan peligro alguno para los
habitantes y no se produzcan daños en el sistema ni en ningún otro material del
edificio.
En el circuito primario el fluido caloportador mantiene su estructura a altas
temperaturas como se indicó en el capítulo 7, con lo que favorece en la prevención
de sobrecalentamiento.
Según la figura I3.6 del anexo I de producción de energía, en ninguno de los
meses se obtiene excedente de energía solar, por lo que no se prevé que pueda
existir sobrecalentamiento.
No se prevé ningún tipo de sistema auxiliar para la prevención de este tipo
de situaciones, ya que todo el sistema ha sido diseñado contra este tipo de fallos.
12.2. Protección contra Quemaduras
En los sistemas de agua caliente sanitaria, donde la temperatura de agua
caliente en los puntos de consumo pueda exceder de 60°C, deberá ser instalado un
sistema automático de mezcla u otro sistema que limite la temperatura superior para
compensar las pérdidas. Este sistema deberá ser capaz de soportar la máxima
temperatura posible de extracción del sistema solar.
Para la protección contra el riesgo de la producción de quemaduras, se
instalarán, en cada local habilitado para el consumo, llaves de mezcla. Es un
sistema que controla el paso del agua fría y caliente, realizándose un control de la
temperatura del agua de consumo. Este sistema será regulado y controlado solo por
el personal competente para ello, y comprobado el buen funcionamiento del mismo
durante los ensayos de funcionamiento.

12.3. Protección de Materiales y Componentes contra Altas Temperaturas
No se realizará ningún método adicional para la protección de los materiales,
ya que los diseñados para la instalación soportan temperaturas superiores a las
máximas permitidas sin riesgos de deterioro o fallo en el funcionamiento de los
mismos.
12.4. Resistencia a Presión
Se deberán cumplir los requisitos de la norma UNE-EN 12976-1.
Los circuitos deben someterse a una prueba de presión de 1,5 veces el valor
de la presión máxima de servicio, en este caso la presión de prueba será de 15 bar
(1470 kPa). Se ensayará el sistema con esta presión durante al menos una hora, no
debiéndose producir daños permanentes ni fugas en los componentes del sistema y
en sus interconexiones. Pasado este tiempo, la presión hidráulica no deberá caer
más de un 10% del valor medio medido al principio del ensayo.
El circuito de consumo deberá soportar la máxima presión requerida por las
regulaciones nacionales/europeas de agua potable para instalaciones de agua de
consumo abierta o cerrada.
12.5. Prevención de Flujo Inverso
La instalación del sistema deberá asegurar que no se produzcan pérdidas
energéticas relevantes debidas a flujos inversos no intencionados en ningún circuito
hidráulico del mismo.
Como el sistema es por circulación forzada, la instalación se mantiene
equilibrada y la utilización de válvulas anti retorno evita los flujos inversos.
12.6. Prevención de Ruidos y Vibraciones
Los únicos elementos de la instalación que podrían producir ruidos y
vibraciones son las bombas circuladoras y de regulación. Todas ellas se
caracterizan por su reducida presión acústica y estas funcionarán, bajo cualquier
condición de carga, sin producir ruidos o vibraciones que puedan considerarse
inaceptables o que rebasen los niveles máximos exigidos por las Ordenanzas
Municipales o la legislación autonómica competente.
Ninguno de los otros elementos del sistema contiene partes móviles que
pudieran producir algún tipo de vibración o ruido.

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