UT 1 Planificación y Tecnicas Montaje

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GESTIÓN DEL MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS

SUMARIO GENERAL

1. INTERPRETACIÓN DE PROYECTOS DE IST .............................................................................. 6 2. ORGANIZACIÓN Y PREPARACIÓN DEL MONTAJE.................................................................. 8 2.1 Calidad en el montaje................................................................................................................... 9 2.1 Aprovisionamiento de materiales y puesta en obra ................................................................... 10 2.1.1 Plan de calidad ...................................................................................................................... 10 2.1.2 Medios Técnicos ................................................................................................................... 11 3. PRESUPUESTOS DE MONTAJE.................................................................................................... 13 4. MONTAJE DE LA INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA ............................................................... 14 4.1 Elementos de una instalación solar térmica ............................................................................... 16 4.2 Montaje de los captadores solares térmicos............................................................................... 17 4.2.1 Inclinación y alineación de los captadores e integración arquitectónica .............................. 18 4.2.2 Estructuras, bancadas y soportes........................................................................................... 20 4.2.3 Conexionado de los captadores solares................................................................................. 24 4.2.4 Equilibrado hidráulico .......................................................................................................... 28 4.3 Montaje del sistema de intercambio .......................................................................................... 30 4.4 Montaje del sistema de almacenamiento ................................................................................... 32 4.5 Montaje de las bombas circuladoras .......................................................................................... 37 4.5.1 Condiciones de montaje de bombas circuladoras ................................................................. 39 4.6 Montaje del circuito hidraulico.................................................................................................. 40 4.7 Montaje de Válvulas .................................................................................................................. 42 4.8 Montaje del sistema de apoyo.................................................................................................... 44 4.9 Circuito de recirculación........................................................................................................... 45 4.10 Montaje del sistema de medida, regulación y control.............................................................. 46 4.10.1 Montaje del Termostato diferencial .................................................................................... 47 4.10.2 Montaje de Controladores programables ............................................................................ 53 4.10.3 Configuración con acumulación solar centralizada ............................................................ 64 4.10.4 Configuración con acumulación solar individual ............................................................... 67 4.10.5 Medición y seguimiento...................................................................................................... 69 4.10.6 Monitorización.................................................................................................................... 70 5. MAQUINARIA Y HERRAMIENTAS EMPLEADAS EN EL MONTAJE .................................... 72 5.1 Herramientas para el mecanizado de tuberías............................................................................ 73 5.2 Desplazamiento e izado de materiales y equipos....................................................................... 74 6. MONTAJE DE LA INSTALACIÓN. ............................................................................................... 75 6.1 Preparación y replanteo de las instalaciones.............................................................................. 75 7. DOCUMENTACIÓN DE LOS MATERIALES. .............................................................................. 77 8. CALIDAD EN EL MONTAJE.......................................................................................................... 77 9. PARTES E INFORMES. ................................................................................................................... 78 BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFÍA....................................................................................................... 80 NOTAS .................................................................................................................................................. 82

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CIFP Mantenimiento y Servicios a la Producción

3 UNIDAD 1: PLANIFICACIÓN Y TECNICAS DE MONTAJE DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS

RESULTADOS DE APRENDIZAJE

Planifica montajes de instalaciones solares térmicas especificando sus fases y determinando los recursos previstos. Aplica técnicas de montaje de instalaciones solares térmicas justificando la secuencia de las operaciones y describiendo los procedimientos para su control.

TECNICAS PROCEDIMIENTOS Y APTITUDES

Seleccionar la información relevante para el montaje de instalaciones solares térmicas de entre los documentos del proyecto o memoria técnica. Identificar los diferentes componentes de la instalación, localizando el emplazamiento previsto. Especificar los procesos de montaje implicados. Establecer y secuenciar las fases de montaje. Determinar los recursos necesarios. Elaborar los planes de montaje. Planificar el aprovisionamiento de materiales y la puesta en obra. Elaborar presupuestos de montaje. Elaborar los manuales de instrucciones para la instalación de equipos. Realizar el replanteo de la instalación. Realizar operaciones de mecanizado y conformado empleadas en el montaje de instalaciones solares térmicas. Realizar operaciones de roscado, abocardado, soldado, y otras técnicas de unión empleadas en el montaje de instalaciones solares térmicas. Controlar el montaje de estructuras, bancadas, soportes y sus sistemas de fijación. Controlar las operaciones de montaje y conexión de captadores. Controlar las operaciones de montaje y conexión de los sistemas de acumulación, intercambiadores, circuladores y sus tuberías de interconexión. Controlar las operaciones de montaje y conexión de los sistemas eléctricos y de control. Establecer las condiciones de interconexión con otras instalaciones de apoyo. Establecer los puntos críticos y los criterios de control de calidad del montaje. Redactar los criterios de aplicación en los planes de seguridad, protección ambiental y calidad en el montaje de la instalación solar térmica.

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CONCEPTOS

Interpretación de proyectos de instalaciones solares térmicas. Organización y preparación del montaje. Técnicas de planificación estratégica. Especificaciones metodológicas para el montaje de captadores, intercambiadores y equipos hidráulicos. Especificaciones metodológicas para el montaje de tuberías, circuladores y resto de componentes del sistema de distribución. Especificaciones metodológicas para el montaje de los sistemas de control. Aprovisionamiento de materiales y puesta en obra. Planificación logística. Presupuestos de montaje. Manuales de montaje de la instalación. Maquinaria y herramientas empleadas en el montaje. Preparación y replanteo de las instalaciones. Estructuras, bancadas y soportes. Geometría y esfuerzos, cálculos básicos. Acciones de viento y nieve. Sistemas de anclaje y fijación. Técnicas de montaje de estructuras. Integración arquitectónica. Obra civil: Desplazamiento e izado de materiales y equipos. Técnicas y operaciones de ensamblado, asentamiento, alineación y sujeción. Aplicación de las técnicas y operaciones de mecanizado, conformado y unión, roscado, abocardado y uniones soldadas en el montaje de equipos e instalaciones. Técnicas y operaciones de orientación, inclinación y alineación de captadores. Montaje de los diferentes elementos de una instalación solar térmica. Calidad en el montaje. Pliegos de prescripciones técnicas. Documentación técnica del trabajo. Documentación de los materiales. Partes e informes.

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INTRODUCCION

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1. INTERPRETACIÓN DE PROYECTOS DE IST

Resultado de aprendizaje: Seleccionar la información relevante para el montaje de instalaciones solares térmicas de entre los documentos del proyecto o memoria técnica.

Cuando un instalador se enfrente al montaje de una instalación de energía solar de térmica, deberá manejar la documentación que siempre viene acompañada y la cual contiene todo lo que se debe hacer. Así pues, en primer lugar se va a estudiar los documentos que definen una instalación solar. En su elaboración, debes prestar mucha atención, ya que se trata de un trabajo de oficina preparatorio del trabajo de campo que se vaya a realizar. Si haces un buen planteamiento vas a evitar situaciones en el montaje que necesiten improvisación o pérdidas de tiempo, las cuales se habrían resuelto en oficina en menos tiempo, más cómodamente y por lo tanto con menor coste económico real. A la hora de abordar una obra de energía solar térmica este planteamiento puede ser estudiado mediante dos tipos de documentos legales: el Proyecto y la Memoria Técnica. La elección de uno de estos dos tipos de documentos viene impuesto por la legislación vigente para este tipo de instalaciones. Dicha legislación es el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE) en su Artículo 15. Documentación técnica de diseño y dimensionado de las instalaciones térmicas. Esta documentación es necesaria para la presentación en el servicio territorial de industria para el alta de la instalación. El Reglamento hace esta separación en función de la potencia que va a tener la instalación: Potencias menores de 5 kw. No se necesita la elaboración de ningún documento. Potencias entre 5 y 70 kw. Se necesita Memoria Técnica Potencias superiores a 70 kw. Es necesaria la redacción de un proyecto. Estas distinciones son a nivel general para instalaciones de producción de Calor o Frío para la climatización de los locales. En el caso de la energía solar térmica se pueden utilizar colectores solares para: El apoyo de calefacción, La generación de frío con máquinas de absorción y colectores solares, preferentemente de tubos de vacío. La preparación del Agua Caliente Sanitaria (ACS), siendo su uso obligatorio desde la entrada en vigor del CTE (Código Técnico de la Edificación) y recogido en su Documento básico de Ahorro de energía HE 4 (Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria). _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



En cuanto a los sistemas solares y el ACS, el reglamento indica que tampoco es necesaria la presentación de una memoria técnica para instalaciones menores de 70 kW consistentes en sistemas solares compuestos de un único elemento prefabricado, así como aquellos sistemas consistentes en termos eléctricos, calentadores instantáneos o calentadores acumuladores. Debes tener presente que para el cálculo de la potencia térmica de una instalación, en la realidad no solo existen instalaciones aisladas (para un solo propietario), sino que se tiene en cuenta la existencia de edificios con múltiples instalaciones unitarias. Para estas, el reglamento indica que la documentación a presentar vendrá determinada por la suma de las potencias totales del edificio. Esta potencia se refiere a la suma de la potencia de los generadores unitarios instalados en el edificio, y que en el caso de la solar térmica corresponde a los generadores de apoyo (calderas o bombas de calor). Por otro lado, en el RITE en el segundo apartado del Artículo 2. Ámbito de Aplicación se contempla la obra desde otro punto de vista: Obra de Reforma y Obra Nueva. En el caso de la obra nueva hay poco que explicar ya que su propio nombre indica el tipo de trabajo que se realizará en edificios de nueva construcción, ya sea en solares nuevos o con demolición del edificio existente.

Fig. : Oficina técnica

Sin embargo en el caso de que se disponga ya de una instalación antigua y se someta ésta a una reforma, deberá cumplir con el nuevo reglamento. Como reforma se entiende aquella obra en la que se cambie una instalación con respecto a la documentación con la que fue dada de alta en industria siendo estos casos: Los Añadidos a la instalación, la sustitución de los equipos de la instalación, el cambio de tipo de energía y el cambio de uso del edificio. En este caso ocurrirá lo mismo que en el caso anterior, pero en caso de que no tengamos potencias que sumar se tomará como potencia la multiplicación de la superficie de apertura de campo de los captadores solares instalados por 0,7 kW/m2. Cuando tengas que manejar los documentos de una instalación de un edificio nuevo de cierta entidad que necesite la redacción de un proyecto por un arquitecto, puede suceder que debido a la complejidad de las instalaciones que se necesitan para su correcto funcionamiento, se haya contratado la redacción del proyecto específico de instalaciones, incluido en el proyecto general del edificio, a un ingeniero industrial. La estructura documental del proyecto de edificación viene definido en el CTE en su Artículo 6 Condiciones de Proyecto y el de instalaciones en la norma UNE 157001:2002. Pero en todo caso si existe este proyecto específico de solar térmica es aquí donde todo vendrá definido y por lo tanto es este el documento a estudiar, sin perder de vista el proyecto general de edificación en el que se encuadra la instalación.

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Para los proyectos de instalaciones la norma UNE indica como documentos básicos de proyecto: Índice General, Memoria, Anexos, Planos, Pliego de Condiciones, Estado de Mediciones y Presupuesto. En el caso de que no exista proyecto específico de instalaciones, la instalación vendrá definida en los distintos elementos que incorpora el proyecto general de edificación. Por lo que en este caso, lo más interesante para estudiarlo es buscar los capítulos correspondientes a la instalación solar térmica en cada uno de estos elementos: ya sean memoria, planos, mediciones o pliegos de condiciones. Una vez identificada la documentación, estudiarás la misma, teniendo en cuenta el proyecto original en cuanto a coordinar lo que se va a montar con el resto de unidades de obra para que no haya interferencias, tanto en obra como en el uso de la vivienda.

2. ORGANIZACIÓN Y PREPARACIÓN DEL MONTAJE

Antes de empezar a montar hay que tener muy claros los costes que van a suponer todas las operaciones a realizar. Deberás tener en cuenta la mano de obra, los materiales y los medios técnicos que se van a utilizar en la obra, sin olvidar los Costes Indirectos. Y a todo esto aplicarle el Beneficio Industrial (BI) que se pretende obtener de la obra y el IVA que hay que aplicar. Antes de comenzar con los trabajos, debes preparar documentación para hacer el seguimiento de la obra. Esto es, debes preparar el control de los materiales y la ejecución, así como los medios técnicos y auxiliares que se van a usar. El control de materiales y ejecución, está regulado tanto en el RITE como en el CTE. Y en cuanto a los medios Técnicos nos basaremos en el RD 1215/1997 de 18 de julio por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y Salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo.

Fig. : Oficina técnica

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2.1 Calidad en el montaje

A partir de la aprobación del CTE y del RITE del 2007 se debe establecer un control de calidad que implica una gestión detallada de los materiales tanto de su recepción en obra como de la conservación de los mismos para incluirlos en los certificados finales de instalación, fines de obra de edificación y libros del edificio. ¿Alguna vez te has fijado en los sellos de calidad que tienen los productos? En el caso de los materiales de construcción e instalaciones existe un sistema que debes conocer para poder verificarlo. Lo siguiente que debes realizar es comprobar la certificación de conformidad. Esta se hará según las condiciones que indiquen las normas que le correspondan. Para poder hacer esto dependerá si estas estudiando un proyecto o bien estas haciendo el estudio que posteriormente servirá de base para cumplimentar la memoria técnica. El proyecto deberá venir con un plan de control de la calidad, y deberá traer la relación de Normas exigibles para dicho control. En el caso de que esto no sea así deberás notificarles al Director de Obra y Director de Ejecución de la obra que no existe la documentación necesaria para realizar dicho plan. Y posteriormente deberás conseguir la documentación necesaria para cada material. Por lo tanto lo primero es saber lo que es exigible, el RITE en su artículo 18 Condiciones de los equipos y los materiales, especifica estos requisitos. El problema es saber que le corresponde a cada uno de ellos. Esto debe venir expuesto en el pliego de condiciones si existe proyecto. En caso de que lo tengas que elaborar, deberás realizar una labor de investigación que consistirá en obtener de las mediciones y presupuesto un listado de materiales y ver que norma le es exigible para elaborar el posterior plan de calidad. A continuación se expone el listado de normas que se le aplican a dicho material: Normas UNE, emitidas por AENOR. Marcas o sellos de otros países miembros de la Unión Europea. Marcas o sellos del Espacio Económico Europeo, o en Turquía, siempre que se reconozca por la Administración pública competente que se garantizan un nivel de seguridad de las personas, los bienes o el medio ambiente, equivalente a las normas aplicables en España.

Fig. : Sello de la Comunidad Europea _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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2.1 Aprovisionamiento de materiales y puesta en obra

En la recepción de los materiales de obra ¿Como vas a gestionar la recepción de los mismos? ¿Es necesario que los materiales que se van a utilizar traigan "papeles"? ¿Cuales son esos papeles? Como ves, son muchas preguntas las que se pueden plantear en relación a la recepción de materiales de obra y aún más cuando se conoce como suelen funcionar los suministros a obra. En este apartado se va a responder a estas preguntas, y ver que documentación te puede ayudar a realizar este requisito legal de forma correcta. En la gestión de la recepción de materiales de obra hay que tratar con múltiples suministradores, algunos tendrán capacidad técnica para facilitarnos la documentación requerida, pero en otros casos tratarás con pequeños almacenistas a los que no suele resultarles sencillo conseguir los certificados exigidos a los materiales que venden. Aun así es necesario que hagas el esfuerzo de conseguir la documentación. La mejor manera es firmar en el contrato de suministro que el pago de las facturas están condicionados no solo con la recepción del material sino también con la entrega por parte del suministrador de la documentación que le vas a requerir y que viene definida en el pliego de condiciones técnicas o el plan de control de calidad que se plantee para la obra. El correcto control de los materiales te va a ayudar a poder mantener las garantías de la instalación, y en caso de avería justificar la elección de los materiales usados y el cumplimiento de los requisitos técnicos que tenía el proyecto o memoria técnica. El primer requisito a exigir es que todos los equipos y materiales que vamos a usar lleven el marcado CE. La marca CE puede considerarse como el pasaporte para el comercio del producto dentro de los países de la Unión Europea. De todas maneras poseer dicho marcado no garantiza la calidad del producto. Realmente es un requisito mínimo de comercialización por lo que el no tener ni siquiera dicho marcado, (cuando el material que estemos recibiendo tenga que ostentarlo) es condición más que suficiente para su rechazo.

2.1.1 Plan de calidad

Una vez identificados los materiales y sabiendo que norma les vamos a exigir, tenemos que saber que papel es exactamente el que necesitas. El cumplimiento de las normas UNE se puede hacer por dos caminos: _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



Declaración de conformidad. Certificado de calidad. La Declaración de Conformidad es un documento que elabora el fabricante con su propio departamento de calidad de la empresa. En él se Declara, es decir, se asegura de manera fehaciente, que el material que vende cumple las condiciones expuestas en la norma y lo hace mediante un documento firmado. Sin embargo, el Certificado de Calidad tiene un nivel de exigencia más alto y en el cual el fabricante ha contratado los servicios de un órgano de certificación externo a la propia empresa, que se encarga de ensayar las características exigidas y dar fe de su cumplimiento. Una vez comprobado esto, esta entidad otorga su sello de calidad asegurando pues las condiciones óptimas del material. A la hora de recibir los materiales estos vendrán acompañados de la documentación, y además esta documentación será única para cada uno de las entregas. Por lo que, en función de estos requerimientos, elaborarás un plan de calidad que consistirá en una lista de chequeo o una base de datos, que incluya: 1. 2.

Identificación del material y Garantía con nº de serie, lote. Declaración de conformidad: consiste en una declaración firmada por parte del fabricante diciendo que se cumplen los requerimientos del anexo ZA de la norma UNE que le corresponda. 3. Certificado de Calidad: Emitido por una Entidad Homologada que asegura el cumplimiento de las condiciones de la norma gracias a los ensayos realizados por dicha entidad. 4. En su caso la Marca o Sello del Espacio Europeo o de Turquía. 5. Resultado de los ensayos realizados por nosotros (mediante una empresa especializada) si no puede acreditar su idoneidad con ninguno de los puntos anteriores. Para recopilar esta información no te vale con la etiqueta del material, ya que aunque recoge toda esta información, te tiene que dar el documento emitido por persona física, y firmada por ella. Esta documentación junto con los Libros de uso y mantenimiento de los equipos instalados (calderas, controles...) se recopilará a lo largo de la obra para incorporarla al certificado final de obra y al libro del edificio.

2.1.2 Medios Técnicos

Por medios técnicos debes entender todas aquellas herramientas, andamios, grúas, etc. que van a ser utilizadas para poder realizar el montaje de la instalación solar térmica. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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La Ley 31/95 de Prevención de Riesgos Laborales, integra la gestión de la prevención en todos los trabajos, y mediante el RD 1215/1997 de 18 de julio, que establece las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo, es donde se regula que condiciones tienen que cumplir los medios técnicos que se van a usar en obra. Por lo tanto, deberás elaborar un plan de control de los medios técnicos a utilizar en la obra, mediante otra lista de chequeo en la que comprobarás la documentación necesaria antes de ser usada en obra.

Fig. : Izado de los captadores solares con una grúa

La normativa de utilización establece que solo se pueden usar en obra maquinas legalmente comercializadas, es decir, que lleven el marcado CE. Esta vez a la obtención de este marcado va asociado la Certificación de conformidad. Esta certificación suele estar asociada a todos los equipos de reciente construcción. Aunque lo normal es que todos vengan con dicho marcado CE, puede darse el caso de que en el caso de tener que usar un equipo visiblemente antiguo (el marcado CE aun no existía), debes exigir la Puesta en Conformidad de dicho equipo con las condiciones que se le exigirían para la obtención del marcado. Esta puesta en conformidad la realizará una empresa especializada. Es muy importante exigir el manual de instrucciones de los equipos a utilizar para poder distribuirlos a los operarios autorizados para su uso, puesto que hay que facilitarles una copia con estas instrucciones que deberán conocer antes de darles la autorización para el uso del equipo. En algunos casos puede ser necesario dar al trabajador una formación específica para el uso del equipo y las medidas de seguridad que debe tomar, además del manual con las condiciones antes expuestas. Todo esto que se ha tratado debe quedar registrado y por lo tanto junto a cada máquina deberá venir asociada la siguiente lista de documentos:

Marcado CE. Manual de Instrucciones. Listado de las personas autorizadas en la obra para el uso del equipo. Por cada operario autorizado:

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o Declaración firmada en la que asegura el conocimiento del manual de instrucciones. o En caso de haberse realizado formación específica el certificado de aprovechamiento por parte del organismo que haya impartido dicha formación. o Esto no excluye la presentación por cada operario de la formación obligatoria específica para el puesto que desarrolle en Prevención de Riesgos Laborales. Por último si por la duración de los trabajos hay que establecer un plan de mantenimiento en virtud de lo expuesto en el manual de instrucciones de la máquina, deberíamos recogerlo también en esta documentación.

3. PRESUPUESTOS DE MONTAJE

En este apartado no vas a ver como elaborar un presupuesto, pero si has de tener en cuenta que en función del tipo de obra, este presupuesto tendrá mayor o menor entidad. En general hay tres maneras de hacer un presupuesto: Presupuesto total de la obra. Presupuesto con partidas globales o capítulos completos. Presupuesto por partida de obra. Presupuesto total de la obra: En este tipo de presupuesto se da un precio cerrado por el total de los trabajos a realizar, de forma que una vez hayas calculado los costes de materiales mano de obra y medios auxiliares (sin olvidar otros tipos de costes indirectos), le añades el Beneficio Industrial (BI) que se quiere obtener y el IVA que le tenemos que repercutir, obteniendo el presupuesto general que es el que se le va a entregar al cliente como precio cerrado. Este tipo de presupuesto solo es recomendable para pequeñas obras en las que si hay errores no van a existir grandes desviaciones. En el caso de instalaciones solares térmicas este tipo de presupuestos es muy recomendable para el montaje de equipos compactos unitarios ya que no existen gran cantidad de partidas de obra. Presupuesto con partidas globales o capítulos completos: En este tipo de presupuesto se desglosa en grupos de partidas de obra, que podrían incluirse en un solo capítulo dentro de un presupuesto. Como ejemplo podrías establecer las siguientes partidas globales de obra para una instalación solar: 1. 2. 3.

Instalación de Captadores. Instalación de los equipos hidráulicos. Instalación de Tuberías.

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GESTIÓN DEL MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS 4. 5. 6.

Instalaciones eléctricas y de control. Medios Auxiliares y Seguridad de Obra. Pruebas y ensayos de las instalaciones.

Para cada una de estas partidas actuarás como en el caso anterior calculando los costes de materiales mano de obra y medios auxiliares, y prorratearemos los Costes Indirectos (CI) de la empresa entre todas las partidas. Una vez hecho esto las sumarás para hallar el total y añadirle el Beneficio Industrial a obtener y el IVA. Este tipo de presupuesto es útil para pequeñas y medianas instalaciones. Es buena solución en el caso del uso de Memorias Técnicas o pequeños proyectos. Presupuestos por partida de obra: Este tipo de presupuesto es el que se usa en los proyectos y lógicamente en todas las grandes obras, donde se valora cada partida de manera separada. Cada partida corresponde a un trabajo determinado en el que se consume una cantidad de material de mano de obra y de medios auxiliares, descritos mediante sus precios unitarios descompuestos. Para hay que tener una cierta experiencia. Existen programas informáticos que se usan para realizar mediciones y presupuestos de este tipo y que gestionan librerías de partidas de obra prediseñadas que luego cada uno modifica para su proyecto específico. Una vez seleccionada la partida a usar se efectúa la medición de esta, es decir, si la partida es: Instalación de colector térmico, marca CCCC y modelo MMMM con todas sus conexiones etc. y se van a montar 4, pues esa es la medición. Al sumar todas las mediciones y sus precios, ya que las partidas están valoradas, nos sale el presupuesto general que es al que le aplicamos otra vez el BI, los CI y el IVA.

4. MONTAJE DE LA INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA

Una vez que ya has preparado toda la documentación para hacer un seguimiento adecuado de la obra, llega la hora de visitar el lugar donde se va a montar la instalación. Has de tener en cuenta que, independientemente de que sea obra nueva o bien una obra de reforma, en la visita a la misma deberás realizar la toma de gran cantidad de datos muy importantes para la ejecución. Y aunque tengas planos de proyecto o bien del estado actual del edificio, es muy importante comprobar in situ todo lo que vas a necesitar saber para acometer la instalación de forma correcta.

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Cuando llegues al lugar de la instalación una de las primeras cuestiones a tener en cuenta es la comprobación de la orientación. El ideal es orientar los colectores al sur, cuestión que no siempre será posible Esta dirección se puede marcar mediante una brújula magnética o bien mediante algún dispositivo GPS. La orientación por GPS siempre es más exacta ya que no depende de las posibles interferencias magnéticas que puede llegar a sufrir una brújula. Además esta última nos indica el norte magnético y no el geográfico que es el que nos interesa para optimizar la alineación de los captadores. Actualmente es muy fácil hacer esto ya que gran cantidad de móviles (que siempre llevamos encima) poseen este sistema de orientación y nos pueden indicar esta alineación.

Fig. : Croquis del lugar de la instalación

Una vez en el lugar también has de comprobar donde se disponen todas las acometidas y puntos que se van a necesitar para enlazar nuestra instalación. Estos elementos serían: Acometida eléctrica para la alimentación de los equipos. Acometida de agua para el llenado de la instalación solar, y otros probables usos tales como la limpieza de los colectores en operaciones de mantenimiento. Conexión con los puntos de consumo del edificio, teniendo en cuenta el tipo de instalación que nos ocupe. Los puntos de desagüe, tales como sumideros para poder realizar un vaciado controlado de la instalación o bien conducir hacia allí los desagües de las válvulas de seguridad instaladas. Es conveniente que todos los datos obtenidos en esta visita los tomes sobre una copia del plano de cubierta que tengas, efectuando si es necesario las correcciones realidad-plano que existan. Si no dispones de él deberías elaborar un croquis general acotado con la distribución de los elementos de cubierta y su posición. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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4.1 Elementos de una instalación solar térmica

La aplicación más utilizada de una instalación solar térmica es la producción de ACS (Agua Caliente Sanitaria). Para ello en el captador solar térmico es donde tiene lugar la conversión de la energía radiante del sol en energía térmica que se transfiere al fluido que circula por el interior del captador, normalmente agua mezclada con anticongelante (fluido primario). Este fluido primario es utilizado como elemento caloportador encargado de transferir la energía térmica absorbida en los captadores solares, al agua contenida en un acumulador (fluido secundario). Esta transferencia se realiza mediante un intercambiador separando el circuito primario por donde circula el fluido primario, del circuito secundario por donde circula el agua que será utilizada para consumo (ACS). Dicho sistema se debe complementar mediante un sistema convencional, que garantice la demanda de agua caliente en todo momento. En la siguiente imagen se presenta el esquema básico de una instalación solar térmica en la cual se distinguen los siguientes subsistemas:

Fig. 1: Esquema básico de una instalación solar térmica

Sistema de captación formado por uno o varios captadores que transforman la radiación solar incidente en energía térmica de forma que se calienta el fluido de trabajo que aquellos contienen. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



Un sistema de acumulación constituido por un depósito que almacena el agua caliente hasta que se precise su uso y donde en su interior o fuera, se dispone del sistema de intercambio que realiza la transferencia de energía térmica captada desde el circuito primario, al agua del circuito secundario (agua caliente que se consume). Un sistema de circulación constituido por tuberías, bombas, válvulas, etc., que se encarga de conducir el movimiento del fluido caliente desde el sistema de captación hasta el sistema de acumulación y desde éste a la red de consumo. Un sistema de regulación y control que fundamentalmente se encarga de asegurar el correcto funcionamiento del equipo, para proporcionar un adecuado servicio de agua caliente y aprovechar la máxima energía solar térmica posible. Por otro lado, puede incorporar distintos elementos de protección de la instalación. Un sistema de energía auxiliar utilizado para complementar el aporte solar suministrando la energía necesaria para cubrir la demanda prevista, garantizando la continuidad del suministro de agua caliente en los casos de escasa radiación solar o consumo superior al previsto.

4.2 Montaje de los captadores solares térmicos

El elemento principal de toda la instalación solar es el captador y por esto has de poner especial cuidado en la preparación de su montaje ya que una instalación defectuosa puede suponer un rendimiento muy malo de toda la instalación. La primera consideración que debes tener es la extensión que ocupan estos captadores solares, puesto que en una instalación grande puede ser especialmente problemático. Así pues, si se han tomado todas las medidas correctamente no debería haber ningún problema, no obstante, lo primero que debes hacer es comprobar que dispones de suficiente espacio libre para montarlos. En función del tipo de cubierta debes considerar distintos aspectos. Así pues, en las cubiertas inclinadas no tienen porqué tener ningún faldón orientado al sur. Por lo tanto, de no estar con dicha orientación va a repercutir en la perdidas de orientación, que cuanto más alejada este del sur mayores pérdidas. Por esta razón para su ubicación se utilizará el faldón con menor perdida de rendimiento posible. La inclinación óptima de nuestros colectores viene dada por la latitud del lugar donde se instalen. En el caso de las cubiertas inclinadas te volverás a encontrar con el mismo caso que con la orientación. En el caso de las cubiertas planas no se dan este tipo de problemas ya que si hay espacio suficiente para su distribución puedes orientar e inclinar libremente los colectores, buscando _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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siempre el máximo rendimiento. En este tipo es más probable que pueda surgir algún problema por el sombreado de elementos del propio edificio que comparten su situación con la cubierta. La siguiente cuestión es el estudio de sombras y por lo tanto debes registrar la situación de todo elemento que pueda provocar sombras sobre lo captadores para corregir la posición de estos, si es posible o poder calcular sus perdidas de rendimiento para tomar las medidas que sean necesarias. Para esto utilizarás los apartados del HE-4 Contribución solar mínima al Agua caliente Sanitaria del CTE 3.5 y 3.6 que son: 3.5 Cálculo de las pérdidas por orientación e inclinación. 3.6 El cálculo de pérdidas de radiación solar por sombras. Por lo que se refiere al montaje de los captadores solares, deberá cumplir en todo momento por lo marcado en el documento HE4 del CTE, en materia de certificación de homologación, coeficientes de perdidas, conexionado y estructura soporte.

Fig. : Instalación captadores

Fig. 15: Diferentes ubicaciones de los paneles solares térmicos

4.2.1 Inclinación y alineación de los captadores e integración arquitectónica

Ya sabes que debes colocar los captadores hacia el sur y con una inclinación de unos 45º debido a la latitud de la península. ¿Esto es posible conseguirlo en todos los casos?, ¿y si no se consigue que es lo que pasa? También hemos hablado más de una vez de la situación de. Por esto, lo más normal

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En cubiertas inclinadas los captadores se montaran con la misma orientación e inclinación que la cubierta sobre la que están montadas, por las razones de integración arquitectónica y de esta forma no causen un impacto visual negativo en el edificio.

Recuerda las tres situaciones de integración arquitectónica que describe el CTE en su documento HE4: Superposición: cuando los captadores se montan sobre la cubierta o fachada siguiendo la inclinación y orientación de esta. Es el caso estudiado en el vídeo de montaje y que se observa en la imagen. Integración: la integración es cuando el captador forma parte de la cubierta o fachada en la que está instalado o incluso el captador es la propia cubierta formando parte de la estructura del edificio, tal y como se observa en la imagen. Caso General: es cuando los captadores se montan sobre una estructura de soporte que puede estar en cubiertas inclinadas planas o fachadas tal y como se observa en la imagen. Superposición

Integración

Caso General

Fig. : Situaciones de integración arquitectónica

Por lo tanto, si la orientación sur y la inclinación de 45 º para la península es la óptima (recuerda que lo aconsejable para una instalación en funcionamiento durante todo el año, la inclinación debe coincidir con la latitud del lugar y con un margen de ± 10º de manera aproximada), las demás orientaciones e inclinaciones provocarán un determinado porcentaje de pérdidas. Estas perdidas deben ser calculadas con el sistema propuesto por el CTE en el apartado 3.5 Cálculo de las pérdidas por orientación e inclinación estableciendo si son aceptables o no. El procedimiento se basa en unos cálculos en los que en función de la situación de las perdidas máximas y la desviación del acimut se entra en la figura 3.3 para hacer el cálculo. Esto nos indicará si la cubierta elegida para el montaje de los captadores es adecuada. Si no lo fuera deberíamos buscar otra cubierta que si cumpliera las condiciones o bien desestimar la integración arquitectónica a cambio de una mejora en el rendimiento instalando una estructura de soporte que corrigiera la orientación e inclinación no permitidas. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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4.2.2 Estructuras, bancadas y soportes

Los captadores solares térmicos se adaptan perfectamente a cualquier topología de instalación debido a su modularidad y debes tener en cuenta que pueden ir en tejados planos o cubiertas inclinadas, para lo cual los fabricantes suministran los accesorios necesarios para cada situación. También debes tener presente que el montaje de los captadores solares depende del tipo de estos, distinguiéndose básicamente dos tipos: Panel solar plano Panel solar de tubos de vacío

Fig. 16: Panel solar plano

Fig. 17: Panel solar de tubos de vacío

Los paneles planos debes ser instalados con la inclinación que figure en el proyecto, por ejemplo, en Asturias con unos 45 º, mientras que los paneles de tubo son menos exigentes y permiten incluso ser instalados en las fachadas de los edificios. El conexionado de los captadores solares debes realizarlo de la forma correcta para alcanzar un flujo uniforme a través de cada uno de ellos. De esta forma, cada captador podrá operar con el mayor rendimiento, evitando que se formen zonas de flujo muy débil o deficiente, es decir, áreas no refrigeradas o inútiles. Son dos formas básicas las que se utilizan para conectar los paneles: serie y paralelo.

Panel solar de tubos en fachada

Panel solar plano en cubierta edificio

Equipo compacto en suelo

Fig. 18: Diferentes montajes de captadores solares térmicos

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Dadas las inclemencias del tiempo climatológico que pueden darse en la zona donde debes realizar el montaje de una instalación solar térmica, va a ser muy importante fijar todos los elementos al edificio al que se va a dar servicio. En función de las características del equipo que estés montando, serán necesarios un determinado tipo de sistemas de fijación. Por ello te podrás encontrar con las siguientes situaciones: 1. Captadores: a. Sobre cubierta plana. b. Sobre cubierta inclinada. i. Integrados. (con ii. Superpuestos sobreelevada). c. Sobre fachada. d. Sobre el suelo.

estructura

2. Acumuladores y depósitos. 3. Bombas y equipos de apoyo.

Fig. 3: Soporte de los captadores solares fijados a una bancada hormigón

En cualquiera de las situaciones expuestas vas a tener en cuenta una cuestión común que es que cualquier soporte o bancada debe soportar el peso del equipo que se fija en él. Y una mención especial merecen los equipos compactos en los que incluimos el peso del depósito en cualquiera de las posiciones indicadas para los captadores. Como puedes ver en la imagen anterior es necesario fijar los soportes a una bancada de hormigón. Además en el caso de los colectores independientemente de donde estén situados has de tener en cuenta que están a la intemperie por lo que para su fijación has de tener presente las acciones variables producidas por el viento y la nieve principalmente. En el caso de las bombas y equipos de apoyo como pueden ser las calderas, el principal problema al que te enfrentas es la trasmisión de vibraciones durante su funcionamiento por lo que será obligado minimizar estas trasmisiones a través de elementos específicos antivibratorios. Sin embargo en el caso de los acumuladores la carga que van a producir es de tipo estático y sin variación en el tiempo por lo que sus bancadas tendrán en cuenta básicamente el reparto de cargas para garantizar la estabilidad del suelo en el que están apoyados. Esto es común a todos los equipos pero en este caso cobra especial importancia ya que este es el elemento de la instalación que más pesa cuando está lleno de agua. Y por lo general no se suele montar acumuladores de menos de 150 litros. Pero, ¿No has oído nunca que lo más importante para construir algo es que tenga un buen cimiento? Los equipos que vas a instalar en los edificios provocan por su peso esfuerzos sobre las estructuras. En el caso de los colectores has de comprobar que el peso de estos sobre la cubierta del edificio no supone un problema. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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Normalmente el peso de estos equipos es muy pequeño. Un panel solar térmico de tipo plano de unos 2,5 m2 de superficie puede pesar alrededor de unos 50 kg cuando está lleno de líquido. Solo se produce un incremento de peso en el caso de los equipos unitarios que incluyen un pequeño depósito, pero tampoco es demasiado significativo desde el punto de vista estructural. Este peso no suele generar problemas en las cubiertas pero aun así deberías comprobarlo. En cualquiera de los casos, la conexión entre panel y subestructura deberá ser elástica para evitar que las fluctuaciones de tamaño que el panel puede llegar a sufrir por las variaciones térmicas se transmitan a la estructura del edificio. Pero no solo vas a montar colectores, también tienes equipos más pesados dentro de la instalación que requerirán la construcción de bancadas para su correcto funcionamiento y reparto de cargas sobre la estructura. Pero ¿Cómo voy a construir las bancadas? La primera cuestión a considerar es la construcción de la base del equipo a instalar. Este cimiento por lo general se realizará mediante una fábrica de ladrillo macizo u hormigón. La elección de uno de estos sistemas dependerá del peso que tenga que soportar y del reparto de cargas que tenga que hacer. La fábrica de ladrillo está indicada para equipos de poco peso por su sencillez y rapidez de ejecución, pero al ser un material heterogéneo para grandes cargas no garantiza un reparto adecuado de estas. Si quieres garantizar este reparto has de construir una pieza de hormigón que incluso se puede armar para asegurar el reparto del peso. Además este tipo de bancadas suelen estar elevadas del suelo asegurando la nivelación del equipo instalado y su aislamiento frente a posibles acumulaciones de agua. El desnivel y acumulación de agua que se esta planteando, es la situación más normal de una instalación. Ya que tanto las cubiertas planas como las salas de calderas en las cuales se montan los equipos, se construyen con una determinada pendiente para evacuar la posible acumulación de agua ya sea de lluvia (en cubiertas) como fugas de la instalación (en salas de calderas y cubiertas). Aplicando unos cálculos muy básicos y teniendo en cuenta los condicionantes anteriores se definirá la geometría de las bancadas. Estos cálculos se van a limitar al reparto de cargas, con lo que obtendremos la superficie de dicha bancada. Sus dimensiones además deberán contener los puntos de fijación del equipo y su altura vendrá definida por las condiciones de los materiales que se estén usando. Estos cálculos básicos se realizarán siempre que sean equipos de pequeño peso, para asegurar su estabilidad. En el caso de pesos importantes los cálculos y las dimensiones de las bancadas deberán venir recogidos en el proyecto de instalación. En el caso de los colectores independientemente de donde estén situados has de tener en cuenta que están a la intemperie por lo que para su fijación has de tener presente las acciones variables producidas por el viento y la nieve principalmente. Si hay algo inevitable para los colectores solares, es su exposición a los elementos atmosféricos, donde los soportes y sus bancadas deben soportar los mayores esfuerzos en el caso del viento y la nieve. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



Pero ¿Qué esfuerzos puede generar el viento sobre un colector solar? Los contrapesos y anclajes de los colectores solares principalmente contrarrestan la fuerza que pueda ejercer la succión sobre los paneles para arrancarlos de su lugar. Por lo que si se instalan integrados en cubiertas o fachadas de forma que no queden afectados por la fuerza del viento, no tendrás problemas. Los fabricantes de paneles venden sistemas integrados de soportes que sirven para esta función. Por lo tanto es muy recomendable utilizar estos sistemas facilitados por el fabricante y que por supuesto cumplan con las exigencias del CTE. Esta exigencia vendrá garantizada por la consiguiente declaración de conformidad o certificación de calidad del sistema soporte de los colectores. En España los soportes para los captadores solares térmicos suelen estar construidos a 45º que es la inclinación correspondiente a la latitud peninsular, pero además también se pueden adquirir para las Islas Canarias a 30º. La selección de los soportes se realizará en función de la marca y modelo de captador instalado. Para asegurar el buen funcionamiento de estos sistemas de anclaje frente al viento, es conveniente que te pongas en contacto con el departamento técnico de la marca para facilitarle los datos necesarios para que nos suministren los contrapesos con las condiciones correctas. En el caso de que los soportes viniesen calculados y definidos en un proyecto, deberíamos comunicarle las condiciones al suministrador. Las situaciones que se producen en cuanto a las cargas son las mostradas en la siguiente imagen en la que puedes ver como el peso contrarresta a la resultante del viento que produce succión o bien esta resultante se suma al peso en caso contrario.

Fig. : Fuerzas que ejerce el viento sobre los captadores

Por otro lado ¿Crees que es un problema la nieve para los colectores instalados en la peninsula? Las inclinaciones de 45º no suelen dar problemas de acumulación en colectores y más aun pensando en que son superficies lisas y poco rugosas. Además cuanto más al norte mas podemos llegar a inclinar la placa debido a la latitud (inclinaciones iguales a la latitud +10º) favoreciendo además el funcionamiento en invierno. Si pueden llegar a producir problemas las acumulaciones en cubierta debidas al propio soporte del panel por lo que procuraremos que estos bloqueos no se produzcan separando los paneles del suelo para el paso del viento, y si es una zona con gran incidencia de nieve incluso mediante el tapado de estas estructuras. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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Como ya has visto, dependiendo si los captadores solares se instalan en cubierta inclinada (superposición arquitectónica) o en el suelo plano (caso general), existen dos clases de estructuras soporte tipo. En el caso de superposición arquitectónica deberás tener en cuenta que puede haber variaciones en el tipo de montaje si es para colectores planos solamente, tubos de vacío o equipos compactos. Para cada tipo, los fabricantes suelen tener una estructura específica. En las del caso General se suele tratar de una estructura soporte elevada e inclinada a 45º, como podemos ver en la imagen, que se une a los contrapesos o sistemas de sujeción de cubierta, que también suelen ser facilitados por el fabricante. Al igual que en los anteriores existen diferencias para adaptarse a los distintos tipos de equipos existiendo diferencias para los compactos y los tubos de vacío. Existen múltiples sistemas de estructuras, tantos como fabricantes en el mercado de sistemas solares. Pero todos son muy parecidos, por lo que conociendo uno de ellos y siguiendo los manuales de montaje podemos montar cualquier sistema. EJERCICIO 1: Busca en la página Web de Salvador Escoda el manual técnico de energía solar térmica y mira los sistemas soporte que tiene para cada tipo de captador solar térmico. Manual técnico de energía solar térmica 4ª Ed. Ampliada. (12,5MB)

4.2.3 Conexionado de los captadores solares

Para el conexionado de los captadores vas a seguir el HE4 del CTE en su apartado 3.3.2 Sistema de captación. En el punto 2 del apartado 3.3.2.1 Generalidades, indica que los captadores que se monten deben ser todos del mismo modelo por criterios energéticos y constructivos. Lógicamente si los paneles son todos del mismo modelo será mucho más sencillo conectarlos entre ellos ya que sus medidas coincidirán. En cuanto al apartado 3.3.2.2. Conexionado, en su primer punto se indica la importancia de la estanqueidad de las uniones. Algunos fabricantes tienen sus propios sistemas de unión patentados que aseguran un buen funcionamiento. En el resto de casos las conexiones que se han de montar son uniones mecánicas para cobre, material del que están hechas la gran mayoría de las parrillas de tubos de los captadores. La condición que deben cumplir estas uniones es que se monten en frío y aseguren la estanqueidad. Las soldaduras no son recomendables ya que las temperaturas pueden dañar los elementos del colector tales como las juntas de goma que cierran el tubo o las uniones al absorbedor mas cercanas a la soldadura. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



En todo caso los captadores se montarán siguiendo los criterios para su montaje en serie y paralelo que se indican en el apartado 3.3.2.2 Conexionado. Los Captadores se suelen montar en filas con todos los captadores montados o bien en serie o bien en paralelo. Cada fila contará con el mismo número de ellos para facilitar el equilibrado hidráulico. Conexionado de captadores en paralelo para instalaciones pequeñas. Es muy importante observar las indicaciones del fabricante en cuento a caudal mínimo del captador para evitar las zonas sin circulación y asegurar un flujo en régimen turbulento. Según el diseño del captador, el caudal específico suele situarse entre 40 y 80 litros/(hora m2) de superficie de captación. Si todos lo captadores están conectados en paralelo, el caudal total de diseño es igual al producto del caudal específico del campo solar y la superficie total de captadores. En el conexionado en paralelo, la pérdida de carga del campo de captadores es bastante pequeña ya que no se suma la pérdida de carga de las tuberías de conexión a las perdidas de carga de los captadores individuales. Por lo que respecta al caudal se observa que es relativamente alto parecido al de una red de calefacción, lo que permite usar bombas circuladoras de calefacción normales adecuada a la carga térmica de la instalación solar.

Fig. 19: Conexión paralelo

Conexionado en paralelo con retorno invertido. Con esta conexión se consigue la misma longitud total para cada captador con los mismos diámetros en las tuberías de impulsión y retorno. No obstante solo se podrá alcanzar un flujo uniforme si: Cada uno de los captadores posee la misma pérdida de carga, la cual ha de ser mayor que la de las tuberías de conexión y distribución en un factor de por lo menos 3. Las resistencias secundarias se pueden despreciar con respecto a la perdida de carga de los captadores y de la tubería. Alternativa a la conexión paralelo con retorno invertido. Para campos de captadores pequeños existen captadores que tienen la tubería de distribución incorporada, los cuales pueden conectarse entre si sin necesidad de tuberías de distribución externas. Sin embargo solo es apropiado para un número limitado de cinco captadores formando una batería de captadores. No obstante, para grandes campos de captadores, se pueden interconectar estas baterías que a su vez van conexionadas en forma mixta en serie y/o paralelo.

Fig. 20: Conexión paralelo con retorno invertido.

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Absorbedor en forma serpentín

Absorbedor en forma de parrilla

Fig. 21: Captadores con tubería de distribución interna conectados en paralelo

Conexionado en serie en instalaciones pequeñas. En este caso el fluido de trabajo es idéntico por cada uno de los captadores e igual al caudal total del campo solar. Como sabes el caudal específico de un campo de captadores es el cociente entre el caudal total que circula por el campo solar y la superficie total de captación. Por lo tanto este tipo de conexionado permite la operación de un campo de captadores con caudales específicos bastante reducidos.

Fig. 22: Conexionado en serie de paneles solares con absorbedores pequeños.

Por otra parte este tipo de conexión se caracteriza por tener una perdida de carga elevada, debido a que las pérdidas de carga de los captadores individuales conectados en serie se suman. Así pues es bastante difícil encontrar bombas adecuadas con un buen rendimiento con este régimen de trabajo, una bomba con presión grande y caudal bajo.

Conexionado de un campo solar grande con retorno invertido.

Fig. 23: Conexionado de un campo solar grande con retorno invertido.

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Conexionado mixto serie-paralelo de un campo solar grande.

Fig. 24: Campo de captadores formado por tres subcampos conectados en paralelo cada uno de los cuales formados de tres captadores en serie.

A la hora de realizar la disposición de los captadores solares térmicos, debes tener en cuenta lo siguiente: Evita toda geometría que permita la acumulación de agua hielo o nieve en el exterior del captador solar. Coloca los captadores solares en un lugar de fácil acceso para su mantenimiento. Los colectores los dispondrás en filas que deben tener el mismo número de elementos. Las filas deben ser paralelas y estar bien alineadas. Dentro de cada fila los colectores se conectaran en paralelo; solamente pueden disponerse en serie cuando la temperatura de utilización del agua caliente sea mayor de 50 °C. Las filas se conectaran entre si también en paralelo. Solamente pueden disponerse en serie cuando los colectores dentro de las filas se hayan conectado en paralelo y se requiera una temperatura de utilización del agua mayor de 50°C. No deben conectarse en serie más de tres colectores ni más de tres filas de colectores conectados en paralelo. La conexión entre colectores y entre filas se realizara de manera que el circuito resulte equilibrado hidráulicamente (retorno invertido); de lo contrario, se instalaran válvulas de equilibrado. Los colectores que dispongan de cuatro manguitos de conexión se conectaran directamente entre si. La entrada del fluido caloportador se efectuara por el extremo inferior del primer colector de la fila y la salida por el extremo superior del último. Los colectores que dispongan de dos manguitos de conexión diagonalmente opuestos, se conectaran a dos tuberías exteriores a los colectores, una inferior y otra superior. Los colectores se orientaran hacia el sur geográfico, pudiéndose admitir desviaciones no mayores que 25° con respecto a dicha orientación. El número de captadores en paralelo lo marca el fabricante, y el número de captadores en serie si la aplicación es de A.C.S. variara en función de la zona climática marcada por el CTE.

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EJERCICIO 1: Visita la Web de varios fabricantes de captadores solares térmicos y elabora una lista de los materiales necesarios a) Para realizar el montaje de 5 paneles para: Una cubierta de un edificio de viviendas (azotea) El tejado de un edificio de viviendas b) Para realizar el montaje de 2 paneles para: Una vivienda unifamiliar (en el suelo) El tejado de una vivienda unifamiliar

4.2.4 Equilibrado hidráulico

Este equilibrado supone que por todas las placas circulará el mismo caudal. Esto se logra haciendo que al agua "le cueste el mismo trabajo" ir por cualquiera de las filas de captadores. Para conseguir esto se utiliza el retorno invertido o bien válvulas de regulación de caudal en cada una de las filas que podemos regular para conseguir esto. Con la configuración en retorno invertido esto no es necesario ya que la longitud de todas las ramas del circuito es la misma. Esto se puede comprobar en el esquema mostrado.

Fig. 20: Conexión paralelo con retorno invertido.

A la hora de conectar los paneles es importante que la red hidráulica tenga una pérdida de carga adecuada, y si existen ramas en paralelo, que ésta sea igual para todas ellas. El CTE indica en HE 4 3.3.2.2 Conexionado que la conexión entre captadores y entre filas se realizará de manera que el circuito resulte equilibrado hidráulicamente, con el fin de asegurar que no existan recorridos preferentes que puedan originar que algunos grupos de captadores no reciban el caudal suficiente de fluido caloportador para su correcto funcionamiento. Se recomienda la técnica del retorno invertido frente a la instalación de válvulas de equilibrado.

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Con la configuración que se muestra en la figura, existe un recorrido preferente por el grupo A de captadores, lo que provocará una disminución del caudal circulante por el grupo B y por tanto una reducción de su rendimiento.

Fig. : Acoplamiento de captadores con red desequilibrada

Para equilibrar la red anterior puedes lograrlo mediante retorno invertido o mediante válvulas de equilibrado estáticas o dinámicas. a) Retorno invertido: diseñando el trazado del circuito de modo que no haya recorridos de menor longitud de tuberías. Si se cumple esta condición y la pérdida de carga unitaria por metro de tubería no presenta grandes diferencias entre los diferentes tramos, el circuito queda equilibrado. A efectos de minimizar las pérdidas energéticas en el circuito, los tramos que se prolongan son los situados antes de la entrada a los captadores, ya que son los que se encuentran a menor temperatura. La solución para el circuito de dos grupos de captadores conectados en paralelo, sería

Fig. : Acoplamiento de captadores con red equilibrada por retorno invertido

y para unir en paralelo a su vez varias filas, sería el que se indica a continuación:

Fig. : Equilibrado de red hidráulica con varias filas en paralelo y retorno invertido

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Válvulas de Equilibrado: El equilibrado hidráulico puede solucionarse mediante el empleo de cartuchos o válvulas de equilibrado hidráulico a la entrada de cada grupo, que asegura de forma efectiva un adecuado reparto del caudal entre los diferentes grupos de captadores. Se instalan válvulas micrométricas en la entrada de los captadores que se encargan de controlar el caudal en cada punto de derivación. Dichas válvulas disponen de un sistema de regulación compuesto por un dispositivo tipo tornillo que permite modificar la sección de apertura, ajustando de forma fina el caudal por cada uno de los ramales del circuito. Se trata de un equilibrado estático. Lo habitual es utilizar la técnica del retorno invertido en general, utilizando las válvulas de equilibrado en aquellas partes del circuito que mediante el empleo de esta técnica no se puede garantizar un correcto equilibrado.

Fig. : Equilibrado de red hidráulica con varios grupos en paralelo

4.3 Montaje del sistema de intercambio

En todas las instalaciones, salvo en las de calentamiento de piscinas al aire libre, se debe incorporar un intercambiador que permita tener dos circuitos independientes. Uno de ellos es el circuito primario que incluye los captadores por donde circula el fluido caloportador con anticongelante y el otro es el circuito secundario o de consumo y será el receptor de dicha energía. Según que el tipo de intercambiador sea tubular, de doble pared o de placas, el montaje será diferente. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



Los Intercambiadores tubulares y de dobles pared están incorporados en el interior del propio depósito de acumulación, Minimizan las perdidas energéticas por transferencia de energía. Usados en pequeñas instalaciones, por ser más económicos y simplificar la instalación solar, ya que solo requieren conectar las tomas correctamente. Existen algunos acumuladores cuyo intercambiador tubular se puede extraer APRA su limpieza, por lo tanto, debes preveer en la colocación del acumulador del espacio necesario para poder sacarlo. En los intercambiadores de doble pared deber tener la precaución de someter a presión primero la parte interior del acumulador (ACS) Los Intercambiadores de placas son aquellos que se instalan independiente y externamente a los depósitos de acumulación. Por tanto necesitan dos circuitos con sus correspondientes bombas de circulación, para transferir el calor del circuito primario al secundario.

Fig. : Intercambiador de placas

El montaje de los intercambiadores de placas no requiere más que respetar las tomas marcadas en el mismo. Normalmente no son intercambiables el primario y el secundario por disponer de distintas pérdidas de carga. En cada una de las tuberías de entrada y salida de agua del intercambiador de calor se instalará una válvula de cierre próxima al manguito correspondiente. La ubicación del intercambiador de placas estará pensada teniendo en cuenta los futuros mantenimientos que habrá que realizar. En el caso de los intercambiadores de placas desmontables, se dejará espacio suficiente por el lado contrario al de las tomas ya que es el bastidor el que se desmonta para retirar y limpiar las placas. En el caso de los intercambiadores de placas soldadas se puede realizar un by-pass en el secundario para poder limpiar con productos químicos. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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4.4 Montaje del sistema de almacenamiento

Cuando tengas que realizar el montaje de de los acumuladores, lo primero que debes tener en cuenta es el gran volumen que ocupan, ya que va a condicionar tanto las puertas de acceso del depósito hasta la sala de calderas como el espacio reservado para su instalación. El espacio para el emplazamiento del acumulador debe permitir el acceso a todos los puntos de conexión del acumulador para su adecuado mantenimiento. El calentamiento del agua acumulada se realiza mediante intercambiadores de calor, que pueden ser exteriores o estar incorporados en el interior de los acumuladores. Existen dos tipos de acumuladores para ACS: Acumulador de ACS: Se trata de un depósito donde el calentamiento del agua acumulada se produce en el exterior del depósito, mediante su recirculación a través de un intercambiador de calor externo. Interacumulador de ACS: Se trata de un depósito con un intercambiador en su interior, el cual permite que el calentamiento y la acumulación del agua se produzcan en el mismo depósito. Se pueden distinguir dos tipos de interacumuladores: •

Acumulador con serpentín, suelen tener disposición vertical ya sea simple o con doble intercambiador. En éste tipo de acumulador al estar en contacto directo y permanente con todo el volumen de agua a calentar, posee unos valores de "convección libre" mucho mayores que un intercambiador de doble pared.

Fig. 25 : Interacumulador de simple serpentín.

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•

Acumulador de doble envolvente, utilizados preferentemente en equipos termosifón, con configuración horizontal. En este tipo de acumulador la transmisión de calor se produce por el efecto comúnmente conocido como "baño maría". En este caso al encontrarse la superficie de intercambio muy alejada del centro geométrico del acumulador, no se va a favorecer la "convección libre" del fluido. Sin embargo, la estratificación interior de temperaturas en el interacumulador de doble pared, es mucho mayor, con las consiguientes oscilaciones en la temperatura de salida de A.C.S.

Fig. 26: Interacumulador de doble envolvente.

Otra desventaja de los interacumuladores de doble pared es que necesitan un contenido de agua en el circuito primario (el agua proveniente de una fuente de calor externa) mucho mayor que en caso de los interacumuladores con serpentín, siendo necesaria una gran cantidad de energía para calentar y mantener caliente este agua. Por otra parte, desde el punto de vista de las dimensiones del aparato, el interacumulador de doble pared ocupa un 25% más de espacio que uno con serpentín, para la misma capacidad de acumulación, debido, claro está, al gran contenido de agua del circuito primario. A la hora de realizar el montaje del sistema de almacenamiento, debes tener en cuenta lo siguiente: Se deberá en todo momento cumplir con el RITE y el CTE No se permite la conexión de un sistema de generación auxiliar en el acumulador solar. Para los equipos de instalaciones solares que vengan preparados de fábrica para albergar un sistema auxiliar eléctrico, se deberá anular esta posibilidad de forma permanente, mediante sellado irreversible u otro medio. Los acumuladores para agua caliente sanitaria y las partes de acumuladores combinados que estén en contacto con agua potable, deberán cumplir los requisitos de la norma UNE EN 12897.

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Preferentemente, los acumuladores serán de configuración vertical y se ubicaran en zonas interiores, en el caso de equipos compactos el acumulador suele ser horizontal y esta ubicado en la parte superior de los captadores. Para aplicaciones combinadas (agua sanitaria + calefacción) con acumulación centralizada es obligatoria la configuración vertical del deposito, debiéndose además cumplir que la relación altura/diámetro del mismo sea mayor de 2. En caso de que el acumulador este directamente conectado con la red de distribución de agua caliente sanitaria, deberá ubicarse un termómetro en un sitio claramente visible por el usuario. El sistema deberá ser capaz de elevar la temperatura del acumulador hasta 70°C con objeto de prevenir la legionelosis. Los acumuladores deben estar convenientemente aislados para minimizar las perdidas energéticas al exterior. El grosor de aislamiento que establece el RITE es de 30 mm si la superficie exterior del depósito es inferior o igual a 2 m2 y de 50 mm si la superficie es superior a 2 m2. Los depósitos de acumulación de grandes dimensiones suelen instalarse en plantas bajas o sótanos y el campo de colectores en la terraza, de ahí que el recorrido de conducciones hidráulicas sea en ocasiones muy largo, por eso la importancia del aislamiento, para minimizar al máximo las perdidas de calor. Los acumuladores de capacidad superior a 750 litros deberán disponer de una boca de hombre con un diámetro mínimo de 400 mm, fácilmente accesible, que permita su limpieza periódica como parte de las operaciones de mantenimiento de la instalación.

Fig. 27: Interacumulador de gran volumen ASUV002 (500 l), ASUV003 (750 l) y ASUV006 (1000 l) firma Chromagen

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Según las condiciones que se den, los acumuladores pueden tener una vida útil importante, o verse sometidos a procesos de corrosión que en algunos casos pueden ser muy rápidos. Los procesos de corrosión son generalmente de naturaleza electroquímica, es decir, se forma una pila, con una corriente eléctrica que circula entre determinadas zonas de la superficie de un metal, conocidas con el nombre de ánodos y cátodos, y a través de una solución llamada electrolito capaz de conducir dicha corriente continua. Las zonas de entrada de corriente son catódicas mientras que las de salida son anódicas. El origen de las pilas de corrosión tiene lugar por: El contacto de diferentes metales (el denominado par galvánico) Diferencias en las propiedades de un mismo metal, Diferencias en el electrolito, bien en sus características físicas o químicas. El funcionamiento de estas pilas da lugar a la corrosión de las zonas anódicas a una a velocidad que depende de la densidad de corriente anódica. En el caso de las conexiones hidráulicas de los acumuladores has de tener en cuenta la corrosión galvánica, que es un proceso electroquímico en el que un metal se corroe preferentemente cuando está en contacto eléctrico con un tipo diferente de metal más noble, (menos susceptible de corroerse y oxidarse) y ambos metales se encuentran inmersos en un electrolito o medio húmedo. Pero ¿Que es lo que ocurre para que uno de los metales se oxide? Cuando dos diferentes metales se ponen en contacto en presencia de un electrolito, éste actúa como medio para que los iones metálicos en disolución pueden moverse desde el metal anódico (el que tienen menor potencial de reducción) al metal catódico. Por lo tanto, esto lleva a que el metal anódico se corroa más rápidamente que de otro modo. Por otro lado, la corrosión del metal catódico (el que tiene mayor potencial de reducción) se retrasa hasta el punto de detenerse. En conclusión, la presencia de un electrolito y un camino conductor entre los dos metales puede causar una corrosión en un metal que, de forma aislada, no se habría oxidado.

Fig. : Corrosión galvánica de una chapa de acero galvanizado en contacto con acero inoxidable

Para evitar la corrosión galvánica en el acumulador, además de montar el consiguiente ánodo de sacrificio la unión con los tubos de cobre se realiza con manguitos electrolíticos que evitan la formación del par galvánico. Pero ¿Que es un ánodo de sacrificio y un manguito electrolítico? Un ánodo de sacrificio es un metal (comúnmente se utilizan el zinc, el magnesio y el aluminio) que al ser mas activo que el metal conectado a él, se oxidará preferentemente, protegiéndolo. Se suelen utilizar uno o más ánodos de sacrificio de un metal que sea más fácilmente oxidable que el metal protegido.

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Un manguito electrolítico es un manguito que su interior está hecho de plástico, para que lo entiendas, es una tuerca de plástico y su función es evitar la electrólisis producida por la unión de dos metales distintos como por ejemplo el cobre y el hierro galvanizado.

La electrólisis es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad.

La protección catódica es obligatoria en aquellos casos en que se diseñen instalaciones con acumuladores de acero vitrificado y aceros previstos de otros tratamientos que aseguren resistencia a la temperatura y corrosión. En cumplimiento de lo establecido por el IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía), todos los acumuladores irán equipados con la protección catódica establecida por el fabricante para garantizar la durabilidad de los mismos. La incorporación de sistemas de protección catódica galvánicos en los depósitos evitan los efectos derivados de la corrosión. Los sistemas mas empleados son los ánodos de sacrificio y la corriente impresa. La naturaleza de la corrosión es casi siempre la misma: un flujo de electricidad a través de un fluido conductor desde ciertas áreas que son atacadas (ánodos) hacia otras áreas que no sufren corrosión (cátodos). La protección catódica de un acumulador de agua caliente se consigue cuando en toda la superficie interior del mismo en la que existen defectos del revestimiento, se producen reacciones catódicas, por lo que no existen reacciones anódicas en ningún punto. Las reacciones catódicas, con las que no se produce corrosión, se logran cuando toda la superficie interior recibe suficiente corriente continua, procedente de los ánodos de sacrificio que se instalan dentro del depósito. La vida de los ánodos depende de sus características y de la corriente que sacan, por lo que es impredecible saber si deben cambiarse los ánodos al cabo de cinco años, o por el contrario antes de un año se han consumido. Por esto se entiende que un sistema de ánodos de sacrificio no permite ninguna garantía de protección contra la corrosión de los acumuladores de ACS. La norma UNE-EN 12499 "Protección catódica interna" detalla las condiciones exigidas para una protección catódica segura y eficaz. La protección catódica de acumuladores de ACS con ánodos de sacrificio sólo es eficaz en condiciones muy especiales y no es práctica para grandes acumuladores. La protección catódica más adecuada para los grandes acumuladores de ACS es mediante un sistema automático de corriente impresa diseñado, instalado, puesto en marcha y mantenido correctamente según la norma UNE-EN 12499. Con este sistema pueden darse garantías iniciales de diez años contra la corrosión de los depósitos, que se pueden _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



prolongar mediante la sustitución de los ánodos cuando ésta sea necesaria. Esto se debe a que en el sistema de protección catódica por corriente impresa podemos seleccionar la intensidad de trabajo y controlar la vida de los ánodos con lo que se resuelven buena parte de los problemas planteados por los ánodos de sacrificio.

Fig. 28: Conexión en serie de acumuladores

Cuando sea necesario que el sistema de acumulación solar este formado por mas de un deposito, estos se conectaran en serie invertida en el circuito de consumo, la conexión en paralelo no garantiza la carga o descarga equilibrada. La conexión de los acumuladores permitirá la desconexión individual de los mismos sin interrumpir el funcionamiento de la instalación.

EJERCICIO 2: Visita la Web de varios fabricantes de acumuladores y elige un acumulador de cada uno de los tipos presentados e identifica todas las conexiones de que disponen.

4.5 Montaje de las bombas circuladoras

La bomba de circulación es el elemento de la instalación solar térmica encargado de hacer circular el fluido a través del circuito hidráulico de una instalación. Constituye el dispositivo principal en las instalaciones solares térmicas de circulación forzada. Los materiales de la bomba del circuito primario serán compatibles con las mezclas anticongelantes y en general con el fluido de trabajo utilizado. En cuanto a la forma de unir la bomba con el motor de accionamiento de la misma, se pueden distinguir dos tipos de bombas: _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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De rotor húmedo De rotor seco

Fig. 32: Bomba de circulación de rotor húmedo

Fig. 33: Bomba de circulación de rotor seco

En instalaciones de mediano y pequeño tamaño suelen emplearse bombas en línea, intercaladas directamente en la tubería. En ella la parte móvil o rotor está comunicado con el fluido que bombea y por ello no son aptas para cualquier fluido a bombear. Parte del propio fluido bombeado pasa por el motor para refrigerarlo no precisando aletas o ventiladores, pero el bobinado del motor permanece seco gracias a que entre éste y el rotor, existe una camisa de acero inoxidable. Sin embargo, para su correcto funcionamiento es necesaria una correcta purga del fluido para no gripar la bomba. Se pueden montar en horizontal con la caja de conexiones en cualquier posición excepto la inferior. Debe evitarse su montaje en vertical para evitar bolsas de aire que dejarían en seco el rotor. No obstante es recomendable que leas las instrucciones del fabricante para su instalación. Cuando coloques un circulador, debes prestar especial atención al sentido de impulsión, de forma que este coincida con la dirección en que deba circular el agua. Fíjate para ello Fig. : Posición de la bomba e en las indicaciones que, generalmente mediante flechas en indicación del sentido de impulsión la carcasa, ofrece el fabricante. En instalaciones de gran tamaño o cuando se desee bombear fluidos agresivos, a altas temperaturas, son utilizadas las bombas de rotor seco. Las cuales constan de un motor convencional de 2, 4 o 6 polos cuyo eje de acero inoxidable está prolongado para unirse a la turbina o rodete de la bomba. El bobinado del motor se refrigera mediante aletas y un ventilador lo que le permite trabajar en cualquier posición teniendo especial cuidado de evitar el trabajo en seco o con aire en la instalación, ya que unos segundos pueden ser suficientes para deteriorar el cierre mecánico al no refrigerarse. También se puede hacer otra clasificación de las bombas en fundón del tipo de conexionado, distinguiéndose dos tipos: _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



Bombas de bancada: Donde el equipo se coloca sobre una peana o bancada hasta donde se llevan las tuberías. Es usual en grandes instalaciones y precisan de alineación y mantenimiento. Bombas en línea: Las cuales se encuentran alineadas la toma de aspiración con la de impulsión, intercaladas directamente en la tubería. Son empleadas en pequeñas y medianas instalaciones.

4.5.1 Condiciones de montaje de bombas circuladoras

Debido a las altas temperaturas que se pueden alcanzar en una instalación solar, siempre que sea posible, las bombas en línea se montaran en las zonas mas frías del circuito (tubería de retorno a captadores en el circuito primario), teniendo en cuenta que no se produzca ningún tipo de cavitación y siempre con el eje de rotación en posición horizontal. Para evitar que se acumule aire en el rodete, se recomienda que los tubos de entrada y salida estén en posición vertical. En instalaciones superiores a 50 m2 se han de montar dos bombas idénticas en paralelo, dejando una de reserva, tanto en el circuito primario como en el secundario, previendo el funcionamiento alternativo de las mismas, bien de forma manual o de forma automática. Para grandes instalaciones, la normativa española exige que las bombas estén duplicadas, (en paralelo) para evitar paradas en la instalación que produzcan averías. En instalaciones de climatización de piscinas la disposición de los elementos será la siguiente: el filtro ha de colocarse siempre entre la bomba y los captadores, y el sentido de la corriente ha de ser bomba-filtro-captadores. Las uniones de la bomba a la tubería pueden ser del tipo roscado o con bridas en función del modelo. Deben montarse perfectamente alineadas para no transmitir esfuerzos a la tubería. Además las bombas deben ser montadas entre dos válvulas de corte para facilitar su desmontaje. En el caso de que vengan integradas en un kit hidráulico solar la bomba vendrá premontada teniendo ya integrados todos los elementos de expansión drenaje y seguridad, e indicados los puntos de conexión a la instalación, como podemos ver en el esquema.

Fig. : Grupo hidráulico

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4.6 Montaje del circuito hidraulico

Los principales componentes que forman parte del circuito hidráulico son: bombas de circulación, vasos de expansión, válvulas (de corte, de seguridad, de retención, de regulación y termostáticas), aparatos de medida (caudalímetro, contadores de energía) y filtros. En la figura siguiente se muestran algunos de los componentes del circuito hidráulico de una instalación solar. El trazado hidráulico será el más corto posible, evitando bolsas de aire y permitiendo el montaje y desmontaje de todos los elementos de la instalación. En el circuito primario se deberá instalar un vaso de expansión preferentemente en la aspiración de la bomba, con el fin de evitar que la temperatura del agua no llegue a los límites de trabajo de la membrana. Evita radiaciones cerca del vaso de expansión para proteger la membrana de posibles excesos de temperatura. No coloques en el conducto de enlace del vaso, llaves de paso o accesorios que puedan interrumpirlo. Debes prever el enlace del vaso de forma Fig. 29: Elementos del circuito hidráulico que no puedan crearse en éste bolsas de aire. Para que el rendimiento de la instalación no se vea disminuido se ha de contar con un buen nivel de aislamiento de las tuberías. El aislamiento de las tuberías de intemperie deberá llevar una protección externa que asegure la durabilidad ante las acciones climatológicas, quedando únicamente al exterior los elementos. El aislamiento tiene que tener también en cuenta las posibles dilataciones en las tuberías de la instalación, así como evitar los puentes térmicos en las fijaciones de los equipos. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



Fig. 31: Aislamiento de tuberías

Para evitar la formación de aire en el circuito, se deberá instalarán a la salida de cada grupo de captadores solares un purgador para permitir la salida del aire. Normalmente se utilizan purgadores automáticos de boya, en ocasiones situados sobre botellines de desaireación y con válvula de corte. El volumen útil del botellín será de 15 cm3 por m2 de captador. Este volumen puede disminuirse si se instala a la salida del circuito solar y antes del intercambiador un desaireador con purgador automático. Debido a que los purgadores automáticos no diferencian entre el aire y el vapor de agua, se evitara el uso de estos purgadores en aquellos puntos del circuito donde se pueda generar vapor, como a la salida de los captadores solares. En estos lugares se instalaran sistemas de purga de aire manual, eliminándose así el problema de extracción de vapor de agua.

Fig. 35: Purgadores automáticos

Fig. 34: Montaje correcto del purgador

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El purgador, como el resto de componentes del circuito primario debe ser apto para soportar la temperatura que puedan alcanzar los captadores solares y se instala siempre en posición vertical, preferiblemente: Antes de la bomba, donde, por la elevada velocidad del fluido y la consiguiente disminución de la presión, hay mas formación de microburbujas; En el retorno y en la zona inferior del circuito solar, sin formación de vapor. La posición idónea de los purgadores es en la parte mas alta de la instalación. Conviene situar el purgador según se indica en el dibujo para evitar que el aire pueda ser arrastrado por el fluido. Esta circunstancia se puede producir con velocidades superiores a 0,4 m/s. Es importante colocar purgadores donde se produzcan sifones.

4.7 Montaje de Válvulas

Todas las instalaciones de energía solar térmica requieren el uso de diferentes tipos de valvulas para cumplir funciones diversas. De acuerdo con el Código Técnico, la elección de las valvulas se ha de realizar de acuerdo con la función que desempeñen y las condiciones extremas de funcionamiento (presión y temperatura), siguiendo preferentemente los siguientes criterios:

Válvula de corte: permite o impide el paso del fluido de trabajo. Este tipo de valvulas son muy frecuentes y se utilizan con gran profusión en todas las instalaciones. Estas valvulas cierran el paso al fluido permitiendo la sustitución o reparación de componentes sin la necesidad de realizar el vaciado completo de la instalación. Las valvulas de corte se colocan en todos los elementos principales de la instalación y en el campo de colectores se deben instalar para poder independizar el funcionamiento de cada batería de colectores entre si. Esto se consigue independizando cada batería por cierre de las valvulas y colocando una válvula de seguridad para evitar sobrepresiones por cierre accidental de las llaves de paso. Las valvulas empleadas para el corte son las de esfera, que permiten el corte total o parcial.

Fig. 37: Valvula de esfera

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Válvula de seguridad: permite limitar la presión máxima del circuito. Normalmente se taran por debajo de la presión máxima de trabajo de los componentes del circuito. Las valvulas de seguridad, por su importante función, deben ser capaces de derivar la potencia máxima de los captadores, incluso en forma de vapor, de manera que en ningún caso sobrepase la máxima presión de trabajo en ningún componente. Las valvulas empleadas son de asiento o de resorte. Si la presión vence la fuerza del muelle, el pistón se desplaza y aligera al sistema de la sobrepresión producida.

Fig. 38: Válvula de seguridad

La legislación obliga a instalar valvulas de seguridad en todos los circuitos sometidos a presión y cambios de temperatura (consultar pto. 3.4.6 Valvulas de la sección HE-4 del CTE). Por tanto, se equipara el circuito primario con una válvula de seguridad en cada batería de colectores. La descarga de las valvulas de seguridad debe garantizar, en caso de apertura, que no se provoquen posibles accidentes o danos, por lo que se conducirán, preferiblemente, a desagües ya establecidos. Válvula antirretorno: impide el paso de fluido en un sentido y permite la circulacion en el otro. Se usan tanto en el circuito primario como en el secundario, con lo cual se evitan pérdidas energéticas importantes. Pueden ser de claveta (claveta), de muelle o de retención de disco. En las de clapeta (las mas frecuentes) el cuerpo y la tapa suelen ser de bronce o de latón y el asiento y la claveta, de bronce. Las valvulas antirretorno de clapeta tienen perdidas de carga apreciables en el sentido del flujo. En sistemas termosifónicos se debe elegir una válvula antirretorno que produzca pocas perdidas de carga.

Fig. 39: Válvula antirretorno

Válvula de regulación: permite equilibrar hidráulicamente el circuito. Puede ser manual o automática. Válvula de llenado automático: sirve para introducir el fluido de trabajo en el circuito y mantener la presión de funcionamiento.

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Válvula de vaciado: Se instala una en cada batería, para poder vaciarla si es necesario cortar el paso del fluido. Al igual que las valvulas de corte, estas también son de esfera y se disponen en la parte mas baja del circuito. Cuando se abre esta válvula se pone en contacto el circuito con el exterior, con lo que los conductos se vacían por gravedad.

Fig. 40: Válvula de regulación

Fig. 41: Válvula de llenado automático

Fig. 42: Válvula de vaciado

Fig. 43: Válvula termostática

Válvula termostática: permite limitar la temperatura del fluido por lo que sirve como elemento de control y seguridad frente a posibles quemaduras.

EJERCICIO 3: Visita la Web de varios fabricantes y elige los elementos necesarios para el circuito hidráulico primario de una instalación de energía solar térmica.

4.8 Montaje del sistema de apoyo

El sistema de apoyo puede conectarse de dos formas diferentes en función del tamaño de la instalación, estas son: a) Conexión del sistema de apoyo en línea o instantáneo: Utilizado en instalaciones pequeñas, son propios de instalaciones individuales de ACS con calderas murales mixtas de gas. En este caso la instalación solar acomete a la caldera directamente, pero puede ocurrir que por un exceso de producción de calor (pleno verano a las 16:00 horas) el agua exceda la temperatura pudiendo incluso generar un riesgo de quemadura para el usuario. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



En este caso hay que poder enfriar el agua hasta la temperatura adecuada. Para conseguirlo se podría utilizar una válvula termostática que mezclara agua fría de red con la que viene de solar en la proporción adecuada para sacar el punto justo. Para el montaje de esto, se realizaría a base de termostato, válvulas, tubos y demás elementos que deberías seleccionar y montar en el exterior de la caldera mural. Pero esta solución no es rentable y te expones a cometer errores. La mejor solución es recurrir a los kits de conexión solar que los fabricantes ya han diseñado para sus calderas y que te venden por separado. Estos elementos se adaptan perfectamente a las tomas de la caldera y tienen una toma para cada uno de las entradas y salidas de agua correspondiente. Que será donde se deben roscar las tuberías de la salida del acumulador la entrada de agua fría de red y la salida de ACS. b) Conexión del sistema de apoyo con acumulación: En los sistemas acumulados se dispone de uno o varios acumuladores de agua calentados por el sistema solar. En serie y en la tubería que va hacia los puntos de consumo, se intercala un depósito que se calienta por la instalación de apoyo y que en caso de ser necesario eleva la temperatura hasta la temperatura de preparación. Además esta instalación ha de poder cumplir lo indicado en la legislación vigente para la prevención de la legionelosis. Para prevenir la formación de Legionella en la preparación del ACS ha de ser posible elevar la temperatura de los depósitos de ACS hasta 70º.

4.9 Circuito de recirculación

En instalaciones con largos circuitos de distribución, normalmente instalaciones centralizadas como hoteles, hospitales, etc., se recomienda instalar un circuito de recirculación que permita disponer de agua caliente de forma casi inmediata incluso en el punto de consumo más alejado del sistema de producción. Para no interferir en el funcionamiento de la instalación solar, esta recirculación se realiza sobre el acumulador del sistema de apoyo siempre que este sistema este activo.

Fig. 51: Circuito de recirculación

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4.10 Montaje del sistema de medida, regulación y control

El sistema de control asegurará el correcto funcionamiento de las instalaciones, procurando obtener un buen aprovechamiento de la energía solar captada y asegurando un uso adecuado de la energía auxiliar. El sistema de regulación y control comprenderá el control de funcionamiento de los circuitos y los sistemas de protección y seguridad contra sobrecalentamientos, heladas etc. El sistema de control debe cumplir con el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión en todos aquellos puntos que sean de aplicación. Para llevar a cabo el control de funcionamiento de la instalación solar térmica, salvo instalaciones domesticas sencillas, se requiere el montaje de un cuadro eléctrico que contienen todos los elementos de protección y control de la instalación. Como recordarás los elementos de protección de un cuadro eléctrico son los Interruptores diferenciales y los magnetotérmicos principalmente. Los interruptores diferenciales son los elementos encargados de detectar fugas de corriente que pueden causar un riesgo para la integridad física de las personas que estén en contacto con equipos eléctricos. A esto se le denomina protección contra el contacto eléctrico indirecto y se produce cuando las cubiertas externas de los equipos se ponen en contacto accidental con un conductor activo. En este caso, si una persona toca dicha carcasa podría sufrir una descarga. El diferencial detecta esta situación y actúa cortando la corriente antes de que se produzca la descarga. En el caso de los magnetotérmicos estos se encargan de proteger los componentes de la instalación de las sobreintensidades y cortocircuitos. Todas las instalaciones tienen una serie de circuitos que van a absorber una determinada intensidad. Por esto se colocan estos interruptores que en el caso de que el consumo en este circuito exceda del límite para el que están construidos "saltan" abriendo el circuito para evitar que se produzcan daños. Además estos interruptores son capaces de detectar un cortocircuito de manera instantánea. En este caso saltan inmediatamente para evitar que se pueda provocar grandes daños. En el cuadro eléctrico también se encuentran los elementos de control eléctrico como son los reles y contactores. Estos elementos actúan de interruptores de alimentación de los equipos que consumen mucha intensidad de corriente. Hay que tener en cuenta que los equipos electrónicos de control que vas a ver a continuación no soportan grandes intensidades, por lo que no pueden alimentar directamente a los equipos que controlan. En el documento HE4 del CTE, en sus apartados 3.3.7. Sistemas de control, 3.3.8 Sistemas de medida y 3.4.10 Sistema eléctrico y de control, se establece lo que debes montar según el caso: Termostatos diferenciales con sus correspondientes sondas, en todos los casos. Control de radiación solar de manera opcional. Sistemas de medida para el control de producción de grandes instalaciones. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



Los equipos de control constan de un circuito de control encargado de medir los parámetros de la instalación y de un circuito de potencia encargado de controlar el funcionamiento de los actuadores (bombas, válvulas, etc.).Por ejemplo, para gobernar la bomba en instalaciones domesticas, se usa normalmente un relé de 10 A monofásico. Todos estos equipos estarán compuestos por sensores de temperaturas con sus respectivas vainas y cables de conexión. Es importante que esté bien aislado del ambiente, es decir, que evites puentes térmicos que falseen su temperatura.

4.10.1 Montaje del Termostato diferencial

En el mercado existen una variedad de termostato diferenciales, pero todos ellos disponen de funciones similares y respecto al conexionado eléctrico, difieren en algunos detalles que podrás comprobar al manejar diferentes fabricantes. El primer termostato diferencial que vas a ver es de la firma Coltech se trata de la centralita electrónica SolarBasic 0302-S como llama así el fabricante, la cual dispone de 3 modos de funcionamiento para configuraciones distintas de instalaciones solares.

Fig. : Diferentes modos de funcionamiento del SolarBasic 0302-S

Para el conexionado de las sondas de temperatura, cuando la distancia para unir las sondas de temperatura con el equipo sea mayor que la longitud de las cable de las mismas, para alargar, se recomienda emplear un cable con una sección de al menos 0,75 mm2 para atenuar la resistencia eléctrica del mismo. Sonda T1. Modelo SNC. Se conecta a las bornas I y J. Se monta en el colector. Sonda T2. Modelo SND. Se conecta a las bornas G y H. Se monta en la parte intermedia del depósito. Sonda T3. Modelo SND. Se conecta a las bornas E y F. Se monta en la parte alta del depósito o en el acumulador auxiliar. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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Fig, : Conexionado del SolarBasic 0302-S para instalación básica

Para la alimentación del equipo se realiza en las bornas marcadas con L y N. Los actuadores, se deben conectar siguiendo los esquemas correspondientes. NOTA IMPORTANTE: Desconectar la alimentación antes de acceder al interior del equipo y no conectarla de nuevo hasta asegurarse de que el equipo está correctamente cerrado. NOTA: El equipo necesita para su protección y seccionamiento un interruptor diferencial de 30 mA y un PIA de 10A. Éstos se han de situar próximos al equipo y en un lugar de fácil accesibilidad. Los interruptores deben estar identificados.

EJERCICIO 3: Realiza el diagrama de conexiones del Regulador SolarBasic 0302-S con cada uno de las tres sondas de temperatura PT 100 de dos hilos y la bomba monofásica de potencia 75W

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Otro termostato diferencial que vas a ver es el de la firma RESOL, como es el Regulador solar DeltaSol® AL.

Fig. : Bornes de conexión del regulador DeltaSol AL

La corriente que alimenta el termostato debe pasar por un cable de alimentación y tener un voltaje en el intervalo de 100 y 240 voltios (50 ... 60 Hz). La conexión a la red eléctrica se realiza mediante los siguientes bornes: 15 = conductor neutro N 16 = conductor L 9 = borne de puesta a tierra El termostato viene equipado con un relé conmutador al cual se pueden conectar accionadores como bombas, válvulas etc...: 10 = borne de puesta a tierra 11 = borne de puesta a tierra 12 = conductor R1-R (contacto de reposo) 13 = conductor R1-A (contacto de trabajo) 14 = conductor neutro N Conecte las sondas de temperatura (S1, S2 y S3) a los siguientes bornes sin tener en cuenta su polaridad: 1/2 = sonda 1 (sonda del captador) 3/4 = sonda 2 (sonda del acumulador) 5/6 = sonda 3 (sonda superior del acumulador) El termostato está equipado con el RESOL VBus® para comunicarlo con módulos externos y alimentar los mismos con energía eléctrica. La conexión se debe realizar mediante los bornes “VBus“ sin tener en cuenta su polaridad. 7 = borne VBus 8 = borne VBus El bus de datos permite conectar uno o varios módulos VBus al termostato, como por ejemplo: Paneles indicadores GA3 RESOL a partir de la versión 1.21 Smart Displays SD3 RESOL a partir de la versión 1.21 Dataloggers DL2 RESOL Adaptadores de interfaz VBus® / USB RESOL _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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EJERCICIO 3: Realiza el diagrama de conexiones del Regulador DetltaSOL AL con cada uno de los sensores S1 y S2 de dos hilos y la bomba monofásica que estará activada a través de un relé con bobina de 230 V

El siguiente regulador que se muestra es de la firma STIEBEL ELTRON y se trata del Regulador solar SOM 6/3 D.

Fig. : Instalación solar con 3 puntos de consumo y aprovechamiento del calor sobrante

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Conexión de las sondas: Los conductores de las sondas llevan baja tensión y no se deben tender en un mismo cable junto con conductores que lleven más de 50 V. Si se utilizan canaletas para cables prever un apantallamiento adecuado. Los conductores de las sondas se pueden alargar hasta los 100 m. Para realizar los alargamientos se deberá utilizar cable de tipo NYM 1,5 mm2. La polaridad de las conexiones es indiferente. Conectar las sondas de temperatura de la forma siguiente: Sonda T1 en el captador solar: bornes 1 y 2. Sondas de temperatura de referencia: o T2 en los bornes 3 y 4, o T3 en los bornes 5 y 6 y o T4 en los bornes 7 y 8. Conexión a la red y de los puntos de consumo: El suministro eléctrico al termostato se debe controlar por medio de un interruptor de red externo. La conexión a red se realiza en los bornes 24 para el neutro y 25 para el activo L. La toma de tierra se conecta en la regleta de 3 bornes que hay en la base (ver figura anterior). Conexión de los puntos de consumo: Para la conexión en general de puntos de consumo se deberán considerar las asignaciones de señal siguientes: 15 = salida de relé Tmax (R5) 16 = salida de relé acumulador 3 (R4) 17 = salida de relé acumulador 2 (R3) 18 = salida de relé acumulador 1 (R5) 19 = salida de relé func. solar (R1) 20–23 = neutro para los puntos de consumo (N) Los bornes 9 a 14 están libres. En el borne 15 se puede conectar una motoválvula que es activada cuando los puntos de consumo 1 a 3 han alcanzado su temperatura máxima. En caso de conectar en el termostato más puntos de consumo, se deberá tener en consideración la carga máxima controlada por el termostato (relé), procediendo a utilizar un contactor de protección para manejas potencias superiores. El siguiente regulador se muestra es de la firma JUNKERS, se trata del controlador solar TDS 300, que permite controlar diferentes configuraciones de instalaciones solares. La que se muestra en el siguiente figura que se trata del calentamiento solar de agua caliente con sistema de cambio de carga entre dos acumuladores y el circuito primario lleva un intercambiador externo, debido a que el acumulador solar no lleva intercambiador interno. En cambio el apoyo se realiza en un interacumulador donde lleva instalado una sonda S4.

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R1 Bomba SP circuito solar R2 Bomba PD intercambiador R3 Bomba PB recirculación entre depósitos R5 Válvula DWUD protección anticongelación (opcional) S1 Sonda de temperatura (T1) captador S2 Sonda de temperatura (T2) acumulador solar abajo S3 Sonda de temperatura acumulador solar arriba S4 Sonda de temperatura (TB) acumulador B abajo S6 Sonda de temperatura (TD) intercambiador externo S7 Sonda de temperatura contador calorimétrico WMZ ida (opcional) S8 Sonda de temperatura contador calorimétrico WMZ retorno (opcional) WMZ Contador calorimétrico (opcional) Fig. : Conexionado Hidráulica 1-BD - calentamiento solar de agua caliente con sistema de cambio de carga e intercambiador externo para el regulador

EJERCICIO 3: Descarga el termostato diferencial de la marca Weishaupt modelo Regulador solar WRSol 2.1 y estudia cada una de las diferentes configuraciones a las que puede dar servicio. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



EJERCICIO 2: Se dispone de la instalación mostrada en la figura siguiente donde se quiere controlar mediante el controlador. Se pide: a) Modelo y marca del cont b) Cuantas sondas de temperatura son necesarias y de que tipo. c) Realizar la esquema eléctrico de conexionado de todos los elementos de la instalación

4.10.2 Montaje de Controladores programables

Existen en el mercado una gama muy amplia de dispositivos programables desde los mas sencillos, como son los relés programables, hasta los más potentes con es el caso de los PLCs o PACs. Antes de entrar a describir las particularidades de cada uno de estos dispositivos, vas a ver primero las diferentes configuraciones que disponen tanto para conectar dispositivos de entrada de datos (sensores) como para conectar dispositivos de salida de datos (actuadores). a) Entradas digitales: En este tipo de entradas se conectarán aquellos dispositivos que proporcionen solo dos valores de tensión un valor bajo y un valor alto (todo o nada). Debes tener muy presente el tipo de señal (cc o ca) y los niveles de tensión que admite.

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Fig. : Conexión de un pulsador a una entrada digital (100…240 Vca)

Fig. : Conexión de un pulsador a una entrada digital (24 Vcc)

b) Entradas analógicas: En este tipo de entradas se conectarán aquellos dispositivos que proporcionen valores una gama de valores de tensión o corriente comprendidos entre dos valores límite. Este tipo de sensores siempre serán activos, es decir, necesitaran ser alimentados con una tensión. Las entradas analógicas en tensión son utilizables cuando la distancia entre el dispositivo sensor y el controlador son cortas y valores utilizados son 0 a 10V, 0 a 5 V entre otros. En cambio las entradas analógicas en corriente puede ser utilizables tanto para cortas como largas la distancias y los valores más utilizados son 4 a 20 mA.

Fig. : Conexión de un caudalímetro a una entrada analógica de tensión 0-10V

Fig. : Conexión de un caudalímetro a una entrada analógica de corriente 4 – 20 mA

c) Salidas digitales: En este tipo de salidas se conectarán aquellos dispositivos que controlemos su funcionamiento solo con dos valores de tensión un valor bajo y un valor alto (todo o nada). _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



Debes tener muy presente el tipo de señal (cc o ca) y los niveles de tensión que admite ya que hay disponibles varios tipos de salidas digitales, estas son: Salidas digitales libres de potencial (tipo relé): La salida consiste en un contacto eléctrico (simple SPST o conmutado SPDT) el cual lo conectaremos en SERIE con la carga a controlar (lámpara, bomba monofásica, bobina contactor, etc) y con la alimentación que necesita dicha carga. Por lo tanto a este tipo de salidas se puede conectar cualquier tipo de carga (cc o ca), pero teniendo en cuenta la MAXIMA INTENSIDAD que puede circular por el contacto cuando está cerrado y la MAXIMA TENSIÓN que puede soportar el mismo cuando está abierto.

Fig. : Conexión de una lámpara a una salida digital libre de potencial (tipo relé)

Salidas digitales cc (salida transistor): La salida está controlada por un transistor por lo que solo admite cargas alimentadas con corriente continua (cc). Este tipo de salidas dispone de dos terminales a los cuales se conectará directamente la carga. El transistor es un componente electrónico que puede funcionar con un interruptor, donde gracias a un tercer terminal se controla que dicho “interruptor” esté abierto o cerrado. En la siguiente figura se muestra el circuito interno de una salida de este tipo de salida.

Fig. : Conexión de una lámpara a una salida digital de cc (tipo transistor)

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Salidas digitales ca (salida triac): La salida está controlada por un triac, un dispositivo que permite el control de cargas alimentadas con corriente alterna (ca). Este tipo de salidas dispone de dos terminales a los cuales se conectará directamente la carga. El triac es un componente electrónico que puede funcionar con un interruptor, donde gracias a un tercer terminal se controla que dicho “interruptor” esté abierto o cerrado permitiendo, a diferencia del transistor, la circulación de corriente en los dos sentidos. En la siguiente figura se muestra el circuito interno de una salida de este tipo de salida.

Fig. : Conexión de una lámpara a una salida digital de ca (tipo triac)

d) Módulos convertidores: En determinados casos es necesario convertir una variable eléctrica en otra diferente ya que no es posible conectar el sensor directamente a una entrada del controlador. Convertidores para PT100: Cuando sea necesario medir una temperatura, uno de los sensores más utilizados es la PT 100. Se trata de una resistencia que varia su valor ohmico con la temperatura (coeficiente de temperatura positivo) y que tiene una curva temperatura-tensión bastante lineal. En el mercado existen una serie de convertidores encargados de proporcionar un valor de tensión proporcional a la temperatura medida por la PT 100. En la imagen de la derecha se muestra el convertidor RMP T53BD al que se puede conectar una PT 100 con rango de temperatura de 0…250 ºC y proporciona una señal en tensión de 0…10 V o en corriente de 4…20 mA.

Fig. : RMP T53BD

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EJERCICIO: Conecta una sonda de temperatura PT 100 de 3 hilos con rango de temperatura de 0 a 250ºC a una entrada analógica de tensión de 0 a 10V utilizando para ello el convertidor RMP T53BD de Schneider.

Convertidores Tensión-corriente: En determinados casos es necesario convertir una señal analógica en forma de corriente a tensión o viceversa. En estos casos es necesario utilizar un convertidor V-I. En la figura se muestra el convertidor V-I de la firma Schneider Electric RMC N22BD, el cual admite tanto la conversión de corriente (4-20 mA) a tensión (0 a 10V) como de tensión a corriente.

Fig. : Convertidor V-I RMC N22BD (Schneider Electric )

EJERCICIO: Conecta el caudalímetro de HYDAC EVS 3110 que proporciona una señal analógica de 4-20 mA a una entrada analógica de tensión de 0 a 10V utilizando para ello el convertidor RMC N22BD de Schneider.

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4.10.2.1 Montaje del Zelio Logic

El Zelio Logic de Schneider electric es una gama de relés programables pensados para el control de sistemas de automatización sencillos, en los que es posible programarlos para que realicen el control que el cliente desea y que en funcionamiento es posible parametrizar determinados valores.

Indicación

Elemento

1

Pestañas de fijación retráctiles.

2

Bloque terminal de alimentación.

3

Pantalla LCD, 4 líneas, 18 caracteres.

4

Bloque terminal de entradas DIG.

5

Bloque terminal de entradas analógicas. 0-10 voltios utilizables en entradas DIG según el modelo.

6

Alojamiento de la memoria de copia de seguridad o cable conexión para PC.

7

Tecla Mayús (blanca).

8

Tecla Menú/Aceptar (verde) de selección y validación.

9

Bloque terminal de salida para relé.

10

Teclas de navegación (grises) o, después de la configuración, botones pulsadores Z. Fig. : Elementos del panel frontal del módulo lógico Zelio Logic SR2 B122BD

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La familia de relés programables de Zelio Logic dispone de módulos adicionales para ampliar el número de entradas y salidas, además de comunicarlo con una red de datos, bien RS-485 o Ethernet. En la siguiente figura se muestra un Zelio SR3 B101BD con 2 entradas digitales, 4 entradas analógicas (0-10V) y 4 salidas tipo relé, al que se ha conectado un modulo de comunicaciones Ethernet y un modulo de entradas digitales para añadir 4 entradas digitales más y dos salidas digitales .

Fig. : Relé Zelio Logic con dos módulos de ampliación conectados

EJERCICIO: Consulta el manual de instalación de un Zelio e identifica el tipo de entradas y salidas de las que dispone.

EJERCICIO: Una instalación solar con dos sensores PT 100 de 0 a 250 ºC y una bomba monofásica 230 V – 3A, se quiere controlar utilizando un relé programable Zelio Logic. Se pide: a) Consulta la pagina web del fabricante y elige un relé Zelio adecuado. b) Consulta el manual de instrucciones de montaje de la gama de relés programables Zelio y realiza las conexiones eléctricas.

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4.10.2.2 Montaje del LOGO

El LOGO de Siemens es una gama de relés programables pensados para el control de sistemas de automatización sencillos, en los que es posibles programarlos para que realicen el control que el cliente desea y que en funcionamiento es posible parametrizar determinados valores. Los lenguajes de programación son similares al Zelio, si bien éste último admite la programación Gracet para sistemas secuenciales. Existe una amplia variedad de configuraciones para entradas y salidas en el módulo base y módulos para ampliar entradas y salidas, tanto digitales como analógicas, así como módulos especiales para la conexión por ejemplo de PT 100.

Fig. : LOGO de Siemens con 8 entradas digitales (ó 4 digitales + 4 analógicas) y 4 salidas digitales

EJERCICIO: Conecta una bomba trifásica de 400 V a una salida digital libre de potencial como la indicada en la figura. Utiliza los elementos que consideres necesarios y haz un esquema eléctrico y un diagrama de conexiones.

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4.10.2.3 Montaje de un PLC

En el campo de los Controladores Lógicos Programables o también llamados Autómatas Programables, existe al igual que los relés programables, un amplio surtido de modelos y fabricantes. Vamos a describir uno de los PLCs mas utilizados como es el S7 300 de Siemens. El S7 300 es un PLC modular compuesto por los siguientes módulos: Modulo de la Fuente alimentación: Encargado de alimentar el S7-300 y los sensores/actuadores con DC 24 V. Hay diferentes módulos con capacidades de suministro de corriente diferente. Módulo de la CPU: Es el cerebro del PLC, contiene entre otros elementos, la memoria donde se almacena el programa que ha sido realizado por el usuario y que va a ejecutar de forma secuencial. Módulos de entradas: Encargados de convertir las señales provenientes de los sensores en datos digitales que tiene que procesar la CPU. Modulos de salidas: Encargados de convertir los datos digitales procesados por la CPU en señales eléctricas para los actuadores. Todos los módulos se interconectan por medio de un BUS y se fijan a un carril DIN.

Fig. : Elementos de un PLC

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EJERCICIO: Una instalación solar dispone de los siguientes elementos: 4 sensores PT 100 de 0 a 250 ºC, Una válvula de 3 vías con mando de 24 Vcc, 3 bombas circuladoras monofásicas 230 V – 3A Un caudalímetro con salida en corriente de 4 a 20 mA, Se quiere realizar el sistema de control en base a un S7 300 de Siemens. Se pide: a) Consulta la pagina web del fabricante y elige una configuración adecuada. b) Consulta el manual de instrucciones de montaje y realiza las conexiones eléctricas.

4.10.2.4 Montaje de un PAC

Un controlador de automatización programable es similar a un PLC en su estructura salvo que dispone de funciones más potentes y un lenguaje de programación más sencillo para el usuario. El PAC que se va a describir es el CompactRIO de National Instruments con estructura modular dispone de los siguientes módulos para su funcionamiento: Fuente de Alimentación (FA): Encargada de alimentar al CompactRIO y los sensores/actuadores con DC 24 V. Hay diferentes módulos con capacidades de suministro de corriente diferente. Controlador (CPU): Encargado de ejecutar el programa cargado en memoria y que ha sido realizado por el usuario mediante un lenguaje gráfico como es LabVIEW. Dispone de un conectar RJ45 para su conexión a una red Ethernet. Módulos de entradas: Encargados de convertir las señales provenientes de los sensores en datos digitales que tiene que procesar la CPU. Módulos de salidas: Encargados de convertir los datos digitales procesados por la CPU en señales eléctricas para los actuadores. Chasis: Encargado de interconectar el controlador con los módulos de entradas y salidas.

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Fig. : Controlador de Automatización Programable CompactRIO de NI con FA

Actualmente CompactRIO se vende en dos formatos: Controlador y chasis integrado Modular.

Fig. : Montaje de un módulo de la serie C en el chasis con controlador integrado

En el mercado están disponibles una serie de módulos de la serie C de entradas-salidas tanto digitales como analógicas, además de otra serie de módulos especiales. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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EJERCICIO: Una instalación solar dispone de los siguientes elementos: 4 sensores PT 100 de 0 a 250 ºC, Una válvula de 3 vías con mando de 24 Vcc, 3 bombas circuladoras monofásicas 230 V – 3A Un caudalímetro con salida en corriente de 4 a 20 mA, Se quiere realizar el sistema de control en base a un CompactRIO. Se pide: a) Consulta la pagina web del fabricante y elige una configuración con los módulos adecuados. b) Consulta el manual de instrucciones de montaje de cada módulo y realiza las conexiones eléctricas.

4.10.3 Configuración con acumulación solar centralizada

La regulación de una instalación solar en viviendas con acumulación centralizada (ver siguiente figura) consiste en la puesta en marcha y la detención de las bombas de circulación en función de las condiciones existentes en cada momento. Para realizar estas funciones se emplean termostatos diferenciales con al menos dos sondas de temperatura.

Fig. 44: Regulación de una instalación solar con acumulación centralizada mediante termostato diferencial

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Una sonda de temperatura (sonda caliente T1) se sitúa a la salida de uno de los grupos de captadores solares, de modo que su lectura sea representativa de la temperatura en los captadores. La segunda sonda (sonda fría T2) se sitúa en la parte inferior del acumulador solar. En el caso que exista más de un acumulador solar, se elegirá el depósito del que parta la conexión de ida hacia el intercambiador o los captadores. Los sensores de temperatura que reflejen la temperatura de salida de los captadores se colocaran en la parte interna y superior de estos en contacto con el absorbedor o a la salida de la batería de captadores solares a una distancia máxima de 30 cm de la salida de los captadores o de la batería a efecto de medir adecuadamente su temperatura. El sensor de temperatura de la acumulación se colocará preferentemente en la parte inferior en una zona no influenciada por la circulación del circuito secundario o por el calentamiento del intercambiador si éste fuera incorporado. No obstante, los acumuladores ya vienen dispuestos con una toma para conectar el sensor de temperatura. El termostato diferencial pone en marcha el circulador cuando la temperatura de la sonda caliente de los captadores supera en unos 7 ºC a la temperatura de la sonda fría situada en el acumulador y lo detiene cuando la diferencia es inferior a unos 2 ºC. Estas diferencias de temperatura entre T1 y T2 para la puesta en marcha y la detención del circulador se establecen para compensar las posibles pérdidas energéticas en las canalizaciones del circuito primario y pueden ajustarse con la instalación en funcionamiento.

EJERCICIO 3: Elige un termostato diferencial la marca RESOL para la instalación solar anterior y realiza el esquema eléctrico de la instalación

Si la instalación dispone de un intercambiador exterior de placas y dos bombas de circulación (ver siguiente figura), es posible utilizar el mismo mecanismo de regulación, poniendo en marcha y deteniendo ambos circuladores simultáneamente. Sin embargo, es cada vez más frecuente la utilización de reguladores que actúan sobre las bombas de los circuitos primario y secundario de forma separada. Un sistema habitual consiste en emplear un regulador que incluye dos sondas de temperatura T1 y T2 y una sonda de insolación CS. En este caso, la sonda caliente T1 se sitúa a la entrada del circuito primario al intercambiador de calor de placas y la sonda T2, como en el caso anterior, en la parte inferior del acumulador solar. La sonda de insolación CS se sitúa en el exterior, junto a los captadores y con la misma inclinación y orientación que éstos. El funcionamiento es el siguiente: El circulador primario se pone en funcionamiento cuando la insolación sobre el campo de captadores, medida por la sonda CS, es suficiente para permitir una captación efectiva de energía (> 100 W/m2) _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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Fig. 45: Regulación de instalación solar con acumulación centralizada mediante termostato diferencial y sonda de radiación.

Estando el circulador primario en marcha, se produce un aumento de la temperatura del circuito de captadores. Cuando la sonda de temperatura situada a la entrada del intercambiador de calor detecta una temperatura T1 superior en 7 ºC a la temperatura T2 medida por la sonda situada en la parte inferior del acumulador solar, la regulación pone en marcha el circulador secundario, iniciándose la aportación de energía solar al depósito acumulador solar El circulador secundario se detiene cuando la diferencia entre T1 y T2 es inferior a unos 2ºC

Como en el caso anterior, los saltos de temperatura entre T1 y T2 para la regulación del circulador secundario pueden ser modificados con la instalación en marcha para optimizar su funcionamiento, pero teniendo siempre en cuenta que la diferencia de temperaturas entre los puntos de arranque y de parada de termostato diferencial no será menor que 2 ºC. La bomba del circuito de distribución se regulará mediante un termostato diferencial, con la sonda caliente situada en la parte superior del acumulador centralizado y la sonda fría instalada en la canalización de retorno del circuito de distribución. Los saltos térmicos para la puesta en marcha y la detención del circulador serán los mismos que los indicados anteriormente (7 ºC y 2 ºC). _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



En ocasiones, el tiempo de funcionamiento de la bomba del circuito de distribución puede limitarse mediante un interruptor horario, que la detenga durante la noche, o bien mediante un termostato, que sólo la ponga en marcha cuando la temperatura de retorno en el punto más alejado del circuito de distribución sea inferior a un valor establecido. En cualquier caso, la detención de la bomba supone la aceptación de una cierta reducción del confort de la instalación, en determinados momentos. Como ya se ha comentado, el sistema de control asegurará que: a) En ningún caso se alcancen temperaturas superiores a las máximas soportadas por los materiales, componentes y tratamientos de los circuitos. b) En ningún punto la temperatura del fluido de trabajo descienda por debajo de una temperatura tres grados superior a la de congelación del fluido. Existen diversos reguladores de instalaciones solares en el mercado que incorporan además otras funciones como son: La limitación de la temperatura del acumulador, La puesta en marcha del sistema cuando se detecta una temperatura en el circuito primario próxima a la de congelación (protección antihielo) La apertura o cierre de contactos adicionales. Respecto a la limitación de la temperatura del acumulador solar, debe elegirse un valor que sea compatible con las condiciones de funcionamiento del depósito. En general, el recubrimiento interior de los depósitos debe poder soportar temperaturas de acumulación de unos 70 ºC o hasta 80 ºC de forma permanente y algunos grados por encima si el calentamiento es esporádico. EJERCICIO 3: Elige un termostato diferencial la marca RESOL para la instalación solar anterior y realiza: a) b)

Esquema eléctrico de la instalación Diagrama de conexiones del termostato diferencial con cada uno de los sensores y actuadores necesarios.

4.10.4 Configuración con acumulación solar individual

La regulación del funcionamiento de la bomba del circuito primario de captación solar de instalaciones en viviendas multifamilares con acumulación individual se puede realizar del mismo modo descrito en el punto anterior, mediante un termostato diferencial y dos sondas de temperatura (ver siguiente figura). En este caso, la sonda fría T2 estaría situada en la canalización de retorno del circuito primario solar. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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Fig. 46: Regulación de una instalación solar con acumulación individual mediante termostato diferencial y válvulas de tres vías a la entrada de los interacumuladores

De este modo, cuando las condiciones son favorables para la aportación de energía solar a los depósitos de acumulación (T1 superior a T2 en unos 7 ºC), la puesta en marcha de la bomba provoca una homogeneización de las temperaturas de los acumuladores individuales. En estas condiciones, los acumuladores que se encuentren a mayor temperatura (por no haberse producido consumo en la vivienda), se enfriarán para calentar el resto. Para evitar la homogeneización de temperaturas, se debería instalar una válvula de tres vías en el circuito primario solar, en la canalización de entrada a cada interacumulador, regulada por un termostato diferencial. En este caso, una sonda se situaría en la tubería de entrada al intercambiador interno T3 y la otra en el propio interacumulador T4. La regulación permitiría el paso del fluido del primario por el intercambiador sólo cuando la temperatura disponible en el circuito primario fuera superior a la temperatura del agua acumulada en el interior de cada vivienda. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



4.10.5 Medición y seguimiento

En la instalación solar pueden incluirse una serie de elementos de medida que, si bien no tienen incidencia sobre el comportamiento de la instalación, son de gran utilidad para evaluar su funcionamiento y cuantificar sus prestaciones reales. Algunos de estos elementos pueden considerarse imprescindibles, como es el caso de los siguientes: Un manómetro para conocer la presión del circuito primario de captadores Un termómetro en el circuito primario solar, a la salida de los captadores solares Un termómetro en el circuito primario solar, en el retorno hacia los captadores solares, para evaluar el salto térmico en el/los intercambiador(es) Un manómetro en el circuito secundario o en la acumulación solar Un termómetro a la salida de la acumulación solar Un termómetro para comprobar la temperatura de distribución o utilización

Adicionalmente, es recomendable la instalación de los siguientes elementos: Un contador de agua situado en la entrada del agua de red en el acumulador solar, para determinar el consumo global de agua caliente sanitaria, en el caso de la configuración con acumulación centralizada. También en el caso de la configuración con acumulación centralizada, un contador situado a la entrada de cada vivienda, para conocer el consumo de agua caliente de cada usuario. Con este esquema de instalación, el suministro de agua de red al acumulador solar procede de una única acometida para el conjunto del edificio, con lo que el coste del agua consumida será facturado por la compañía suministradora a un único cliente, que normalmente será la Comunidad de Propietarios o el arrendador del edificio en el caso de viviendas de alquiler. Mediante la lectura de los contadores de agua individuales es posible realizar un eventual reparto periódico del coste de la factura de agua de una forma proporcional al consumo Un termómetro al final del retorno del circuito de recirculación

En ocasiones puede resultar necesario cuantificar las prestaciones reales de la instalación solar. Para ello, en la configuración con acumulación solar centralizada, basta medir la cantidad de agua que pasa por el acumulador solar en un periodo de tiempo y el salto térmico entre la entrada y la salida del depósito solar. Con estos datos se puede cuantificar la energía térmica proporcionada por la instalación solar.

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Si se elige la configuración con acumulación individual, la medida de la energía se realiza habitualmente en el circuito primario solar, ya que para obtener datos de energía solar útil se debería instalar un contador de energía en el interior de cada vivienda, lo que encarece e introduce una mayor complejidad a la instalación. Para tener mayor detalle del comportamiento de la instalación solar es posible incluir un equipo de seguimiento que permita conocer permanentemente el estado de la instalación y, a la vez, cuantificar la energía producida. Los datos de funcionamiento pueden ser transferidos a distancia para su tratamiento y almacenamiento para la confección de balances mensuales y anuales de la instalación. En la actualidad se disponen de modelos comerciales que permiten visualizar los parámetros principales de funcionamiento de la instalación: temperaturas, caudal de fluido y volumen acumulado, energías acumuladas, etc., y también suministran información adicional como los errores del sistema, valores punta de energía y de temperatura, etc. Además de proporcionar la energía cedida al usuario por la instalación solar, nos puede suministrar también el consumo de energía térmica (instalación solar mas sistema de apoyo).

4.10.6 Monitorización

Se recomienda la utilización de sistemas de monitorización en las instalaciones solares para realizar un adecuado control, seguimiento y evaluación de las mismas para ser más eficientes. Para ello las variables a medir y registrar podrán ser: Temperaturas de los distintos sistemas, circuitos y ambiente Caudales de fluidos térmicos y agua de los diferentes circuitos Radiación solar global sobre los distintos planos de captadores Presión de trabajo en cada uno de los circuitos Consumo de energía eléctrica Consumo de energía en los sistemas de apoyo Estado de posicionamiento de las válvulas de 3 vías Estado de funcionamiento de las bombas Los sensores y transductores que se empleen se adaptaran a las características de las señales que se desean medir. De forma general, para las medidas analógicas se procurara emplear transductores en lazo de corriente (4 ÷ 20 mV) preferiblemente a los de tensión. Los dispositivos más empleados en los sistemas de medida son: Sondas resistivas PT-100 y PT-1000 para temperaturas entre 0 y 120 ºC Termopares para temperaturas mayores de 120 ºC. Transductores piezoeléctricos para la medida de presiones manométricas. Caudalímetro de turbina con emisores de pulsos para medida de caudal. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



El sistema de adquisición de datos deberá ser capaz de adquirir las señales, de la totalidad de los sensores, con una frecuencia igual o superior a 4 muestras por minuto. El cálculo de la energía siempre se realizará de forma simultánea al muestreo de datos. El sistema empleado realizará el registro de los valores medios de las muestras, con una periodicidad no superior a 5 min. Estos registros deberán guardarse en una memoria novolátil del equipo remoto que tendrá capacidad para almacenar todos los datos registrados durante, al menos, 20 días de funcionamiento normal de la instalación. EJERCICIO 4: Visita la Web de la firma Resol (http://www.resol.de) y elige los elementos necesarios para el circuito de control de una instalación básica como la mostrada en la figura.

EJERCICIO 5: Visita la Web de la firma Resol (http://www.resol.de) y elige los elementos necesarios para el circuito de control de una instalación solar térmica con acumulación centralizada y apoyo individual como se muestra en la figura siguiente.

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EJERCICIO 6: Elige los elementos necesarios para el circuito de control de una instalación solar térmica con producción de ACS y calentamiento de piscina como se muestra en la figura siguiente.

5. MAQUINARIA Y HERRAMIENTAS EMPLEADAS EN EL MONTAJE

Cuando tengas que realizar el montaje de una instalación solar térmica necesitarás saber de que herramientas debes disponer para llevarlo a cabo. Para ello necesitarás herramientas generales como pueden ser todo tipo de llaves, destornilladores, sierras, tijera, pinza amperimétrica, etc., en definitiva, una caja de herramientas bien surtida. Además necesitarás herramientas específicas indicadas para el trabajo con tuberías. Por otra parte se encuentran las herramientas portátiles eléctricas tales como los taladros, amoladoras, sierras de calar, atornilladores etc. Desde el punto de vista de la seguridad en el manejo de todas estas herramientas, debes tener presente que antes de utilizarlas deberás conocer su uso en las adecuadas condiciones de seguridad. En el caso de las herramientas eléctricas portátiles, la pinza amperimétrica o el multímetro, las específicas de tubo o las que tengas a disposición, debes estudiar lo indicado en los manuales de instrucciones correspondientes facilitados por el fabricante. Además en el caso de la medición con la pinza has de tener en cuenta que vas a trabajar en tensión por lo que seguirás estrictamente además las instrucciones del profesor. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



Para el uso de las herramientas generales, tendrás que estudiar su uso general a través de las Notas Técnicas de Prevención (NTP) emitidas por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT) que puedes encontrar los enlaces en el apartado de Bibliografía y Webgrafía. Para la instalación de los captadores solares en la mayoría de las ocasiones serán instalados en las cubiertas de los edificios, para lo cual será necesario el izado de los materiales mediante grúas. Fig. 1: Caja de herramientas

5.1 Herramientas para el mecanizado de tuberías.

Las herramientas especificas que necesitarás utilizar para el mecanizado y unión de tuberías son tan variadas como tipos de tuberías, ya que para realizar las uniones cada una de ellas utiliza un sistema diferente. Tipos de tuberías.

Acero.

Tuberías Metálicas. Cobre.

Herramientas de Corte.

Herramientas de Doblado.

Herramientas de Unión.

Cortatubos y Sierras de Terrajas para Roscado y Soldadura cinta o amoladoras con disco de corte de tubos sin eléctrica o Oxiacetilénica. Rebabas. Soldadura Blanda mediante Cortatubos de cobre y sopletes. Soldadura dura con sierras para metal (Menos oxibutano oxiacetileno o botellas recomendables por inferior desechables. Uniones con piezas de calidad en el corte). presión y uniones bicónicas. Existen varias patentes, las mas Tijeras específicas para comunes son mediante expansor y corte de tuberías plásticas. mediante una prensa especial que une las piezas. Tijeras específicas para Mediante prensas y piezas corte de tuberías plásticas. especiales para este tipo de tubería.

Dobladoras para tubo de acero.

Dobladoras para tubo de cobre.

Es flexible y se adapta a cualquier forma. Aunque se puede moldear con aire caliente. Curvadoras y muelles para Multicapa. cobre o acero. El tubo es rígido y no admite Tuberías Mediante soldadura por termofusión curvado por lo que los Plásticas. Tijeras específicas para Polipropileno. con un equipo específico o bien con cambios de dirección se corte de tuberías plásticas. manguitos de electrofusión. harán siempre mediante piezas. Es Flexible y se adapta a Tijeras específicas para Mediante piezas especiales para cualquier forma. Aunque se Polibutileno. corte de tuberías plásticas. unión de este tipo de tuberías. pueden usar soportes para curvas. Polietileno Reticulado.

Tabla 1: Tabla de clasificación de tuberías y herramientas de corte.

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Para elegir el tipo de estas tuberías también has de tener en cuenta que uso vas a hacer de ellas ya que en el caso de que sean para el circuito primario de la instalación has de ceñirte a las tuberías metálicas únicamente, mientras que las tuberías plásticas pueden usarse para el circuito secundario perfectamente. Esto viene regulado en el CTE en su Sección HE 4 Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria en su apartado 3.4.5 Tuberías.

En el CTE en su Sección HE 4 Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria en su apartado 3.4.5 Tuberías, viene regulado el uso de los tipos de tuberías en las instalaciones solares térmicas

5.2 Desplazamiento e izado de materiales y equipos.

En el uso de la maquinaria debes conocer y poner en práctica las instrucciones y recomendaciones propias de los manuales de uso. Además has de conocer y poner en práctica también las recomendaciones generales de seguridad sobre los equipos que estés usando. El primer paso es tener en cuenta la legislación vigente para cada una de estas instalaciones siendo estas de manera general el Real Decreto 1215/1997 de 18 de julio, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo. Con respecto a este decreto cabe destacar el artículo 3.4 donde se indica, que la utilización de un equipo que requiere un particular conocimiento por parte del operario (como el caso de la grúa torre) requiere trabajadores designados específicamente para esta labor.

Fig. 2: Izado de captadores solares térmicos al tejado

La grúa Torre tiene la particularidad de que existe personal específico para su maniobra que está contratado ex profeso para esta función. Por lo tanto en la obra el único autorizado (por escrito) para el uso de la grúa torre es el Gruista, y nadie más debe hacer uso de ésta aunque sea un equipo que se encuentra de manera permanente en la obra. Este operario tiene una formación específica que ha de acreditar mediante un carnet. En el caso de la Grúa móvil también es necesaria la formación específica para su manejo, pero en este caso el operario es además el conductor de dicha grúa y al acompañar a la grúa es muy difícil que no esté presente durante su uso o que otra persona que no sea él se encargue de su manejo. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



Estos equipos cuentan además con una legislación específica que se integra en el reglamento de aparatos de elevación y manutención. Tenemos una instrucción Técnica para cada tipo, así las grúas torre se rigen por la Instrucción Técnica Complementaria MIE-AEM-2 y las móviles por la MIE-AEM-4. ¿Entonces tengo que estudiar toda la legislación sobre grúas? Pues no, pero si debes tener unas nociones sobre estos equipos y su manejo seguro. Para esto es suficiente que te leas las Notas Técnicas de Prevención (NTP) emitidas por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT). Estas notas no son de obligado cumplimiento pero sus criterios operativos siguen vigentes y te servirán de guía al ser más sencillas y menos extensas que la legislación, eso si, si en algún caso es necesario que resuelvas alguna cuestión específica debes apoyarte en la legislación.

6. MONTAJE DE LA INSTALACIÓN.

Después de tantos preparativos, estudio de documentación y trabajo de oficina llega la hora del montaje. Este montaje lo realizarán por lo general empresas instaladoras con su personal entre los que se encontrarán algunos que tendrán el carné de instalador del RITE y regulado en su Capítulo VIII: Empresas instaladoras y mantenedoras. Tu labor será principalmente de realizar el seguimiento y control de calidad de la obra como asistencia técnica a la dirección Facultativa o bien a la empresa Instaladora en caso de que la instalación se registre en industria mediante una memoria técnica y no un proyecto. No obstante has de conocer como se monta esta instalación para hacer un correcto seguimiento por lo que vas a estudiar dicho proceso, en los siguientes apartados.

6.1 Preparación y replanteo de las instalaciones.

¿Que tengo que hacer para preparar el montaje de la instalación solar térmica? Bueno pues una vez que has visto los espacios de los que dispones para realizar el montaje de la instalación, tengas decidido donde van situados cada uno de los elementos y realizado el plano con las medidas y situado los puntos de acometidas de la instalación, deberás de realizar el Replanteo, esto es, aplicar en la realidad, las medidas planteadas en el plano.

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El replanteo en las instalaciones solares térmicas es importante principalmente en el caso de los paneles, ya que son los que mas espacio ocupan. En el caso de los elementos que están en la sala de calderas (acumuladores, kits hidráulicos, y demás) los espacios están mucho mas limitados y definidos por lo que su replanteo no se considera una operación especial. Para realizar el replanteo de los colectores en cubierta tenemos dos situaciones: el replanteo para cubiertas inclinadas sin estructura y el replanteo para cubiertas planas con una estructura de soporte para paneles. Para las cubiertas inclinadas tienes que ver el espacio que ocupan y la posición de los anclajes, ya que la inclinación y orientación vienen definidas por la propia estructura y no la puedes modificar, sin embargo si vas a colocar los paneles sobre una estructura podrás modificar la orientación, por lo que además de definir la posición estará orientada. El procedimiento que puedes utilizar para las cubiertas inclinadas es el marcado de las alineaciones en el suelo en el que vas a montar las estructuras de soporte. El marcado de estas alineaciones se puede hacer con varios sistemas: Tirando cuerdas y marcando las alineaciones con pinturas, sprays, etc. Usando una bota de marcar que es un rollo de cuerda impregnado de azulete que marca la línea al tirar de el marca la alineación. Con niveles láser que no manchan las superficies y que son de gran exactitud.

Mira el video del montaje de captadores solares térmicos planos en cubierta inclinada

Con alguno de estos sistemas se marcarán la posición de los soportes en el solado que definirán la colocación de todos los paneles, teniendo en cuenta la orientación y la separación entre filas de colectores si existen varias. Se marcarán también los recorridos de las tuberías. Es muy importante seguir las instrucciones recomendadas por el fabricante y utilizar los accesorios proporcionados por los captadores para su instalación. Además debes tener muy presente que en una cubierta no es interesante hacer taladros a no ser que estén previstos o impermeabilizados de alguna manera. Si actuamos como control de calidad de obra debemos comprobar estas alineaciones y medidas antes de empezar a ejecutar la obra. La comprobación consiste en la comprobación dimensional y de posición de las líneas y marcas, dibujadas en el terreno.

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7. DOCUMENTACIÓN DE LOS MATERIALES.

Lo primero que debes hacer es recoger todos los certificados, declaraciones de conformidad y documentación que debe acompañar al material recibido en obra, y tacharlo de la lista de chequeo. Lógicamente antes de tacharlo has de comprobar que este documento corresponde al nivel de calidad exigido, es decir, que en el caso de que sea necesario una certificación no podrás admitir una declaración de conformidad, o bien que en el documento se certifiquen exactamente las normas UNE exigidas y no otras que no correspondan o bien hayan caducado. Esto último solo ocurre si te quieren engañar, cuestión que no has de descartar cuando estes realizando un control de calidad de obra. Debes tener siempre muy en cuenta las condiciones fijadas por el CTE para los componentes de la instalación solar. Por lo tanto has de tener presente el apartado 3.4 Componentes del HE4 del CTE, puesto que siempre has de velar por el cumplimiento de lo expuesto allí. Haremos esto comprobando las condiciones expuestas en este apartado con la documentación técnica de los equipos. Una vez aceptados los acopios de material con los criterios anteriores has de comprobar que los equipos corresponden a lo proyectado y a la documentación que se ha presentado. Es algo tan sencillo como que el acumulador proyectado sea de 500 litros y efectivamente esto sea así. Además de la documentación estos equipos suelen (y en algunos casos deben) llevar una placa grabada con los datos técnicos que has de comprobar. Además esta documentación técnica servirá de apoyo para el montaje, ya que suelen incluir las instrucciones y condiciones para los que están preparados los equipos. Por o tanto, has de comprobar que se está realizando de manera correcta en obra por lo que debes consultar esta documentación.

8. CALIDAD EN EL MONTAJE.

La calidad final de una instalación térmica va a depender tanto de la calidad de los componentes empleados en la realización de la misma como de la calidad en la ejecución de los trabajos realizados. Una vez terminado el montaje se realizarán las pruebas de funcionamiento, estanqueidad y dilatación que van a determinar si todo se ha realizado con la correspondiente calidad. Sin embargo, estas pruebas las vas a realizar con los trabajos terminados. Si hay necesidad de hacer correcciones o reparaciones, estas serán mucho más caras que si se hubiese detectado el error en el momento de su realización. _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS


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Por esto la vigilancia de la obra es fundamental, por lo que las visitas de control son una herramienta indispensable. Este control de obra debes realizarlo desde dos puntos de vista: La vigilancia visual de las distintas fases durante la instalación El control documental del desarrollo de ésta asociado al montaje. Como no sería rentable estar continuamente en la obra, se va a establecer una documentación interna de control mediante partes e informes que estudiaremos en el siguiente apartado. En cuanto a la vigilancia de la ejecución de los trabajos solo podrás hacerla correctamente si sabes que hay que hacer y como.

9. PARTES E INFORMES.

Como estas viendo en la realización de una obra hay muchos papeles, pero no se suelen tener por vicio. Gracias a estos papeles se puede tener constancia de todo lo realizado. Y dentro de esta "papelería" te vas a encontrar con dos tipos: Partes. Informes. Los partes suelen ser un formato creado por la empresa para que sus operarios al final de cada jornada rellenen los trabajos que han estado realizando. Esto permite no solo un control de ejecución muy exhaustivo, sino que además sirve para la justificación de las horas trabajadas por el operario en cuestión. En el caso de encontrarnos integrados en la empresa instaladora como encargado o ayudante de una jefatura de obra vamos a tener que almacenar y contabilizar diariamente toda esta información. Los informes se realizan para el seguimiento de obra y por lo tanto incluirán: Control de materiales. Control de calidad en el montaje. En el caso del control de materiales incluirás las listas de chequeo de recepción de estos con la comprobación del cumplimiento de la documentación de calidad y la fecha de entrada en la obra. A esto le adjuntarás las fotocopias de dicha información para ser archivadas. Esta documentación servirá para incluirla en la documentación de Fin de obra, demostrando que se ha hecho el control que se ha fijado en el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios.

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En cuanto a los informes de calidad en el montaje no existe una manera específica de llevarse a cabo como en el caso del control de materiales. De todas maneras es muy recomendable adaptar el sistema de listas de chequeo de los materiales a la ejecución. De esta manera la observación de los trabajos será mucho más sistemática y no correrás el riesgo de perderte en el cúmulo de cuestiones que se pueden observar en la obra. ¿Pero cuales son las cuestiones que debes chequear? En un principio podrás elaborar una lista de chequeo basado en las buenas prácticas aprendidas en el montaje. Pero en el caso de que estés controlando una instalación proyectada deberías incluir las cuestiones que se planteen para la buena ejecución en el pliego de condiciones técnicas del proyecto. En resumen debes realizar informes de las visitas de control en las que podrías incluir las listas de chequeo junto con textos explicando tanto las cuestiones observadas, como los fallos detectados y sus soluciones. Para esto es muy útil utilizar la cámara de fotos para ilustrar todas estas situaciones.

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BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFÍA RESOL: Reguladores y accesorios para instalaciones solares (Termostatos diferenciales, sondas, etc.) http://www.resol.de/index/index/sprache/es COLTECH: Centralitas diferenciales para el control de la producción de ACS mediante colectores solares y energía convencional de apoyo. http://www.coltech.es

JUNKERS: Fabricante de Captadores solares, Acumuladores intercambiadores Regulación y control y Grupos de bombeo http://www.junkers.es/

El INSHT tiene una web con toda la documentación necesaria para hacer una buena gestión de la prevención de Riesgos Laborales a través de las Notas Técnicas de Prevención (NTP) NTP 391 Herramientas manuales I. Condiciones. de seguridad. (0.39 MB) http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficher os/301a400/ntp_391.pdf NTP 392 Herramientas manuales II. Condiciones de seguridad. (0.30 MB) http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficher os/301a400/ntp_392.pdf NTP 393 Herramientas manuales III. Condiciones de seguridad. (0.32 MB) http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficher os/301a400/ntp_393.pdf

NTP 701 Grúas Torre. Recomendaciones de seguridad en su utilización. (0.65 MB) http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficher os/701a750/ntp_701.pdf NTP 208 Grúa Móvil. (0.31 MB) _________________________________________________________________________________________ AURELIO CADENAS



http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficher os/201a300/ntp_208.pdf CTE Documento HE4 http://www.codigotecnico.org/web/recursos/documentos/dbhe/he4/050.html

ASETU (Asociación española de fabricación de tubos y accesorios plásticos) http://www.asetub.es INDUSTRIAL BLANSOL, S.A fabricante de accesorios y de tuberías plásticas (tubos de polietileno reticulado y multicapa) para aplicaciones sanitarias (ACS). http://www.blansol.es SALVADOR ESCODA (Manual técnico de energía solar térmica 4ª ed. Ampliada -12.5 MB) http://www.salvadorescoda.com/tecnico/solar/tec-solar.htm

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NOTAS

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GESTIÓN DEL MONTAJE Y MANTENIMIENTOS DE INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS Autor: AURELIO CADENAS SUAREZ

UT 1 Planificación y Tecnicas Montaje

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