manual tecnico de energia solar termica

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  • 1. NDICE FUNDAMENTOS SOBRE ENERGA SOLAR Colectores planos de alto rendimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Prevencin de emisiones contaminantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Curvas de eficiencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 y 4 Conceptos sobre energa, instalaciones y accesorios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 a 7 PROYECTO DE INSTALACIONES Zonas climticas solares. Tabla de radiacin solar de las capitales de provincia de Espaa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 y 9 Produccin de ACS, estimacin de la demanda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Dimensionamiento solar para instalaciones centralizadas de ACS, climatizacin de piscinas y apoyo de calefaccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 a 15 Dimensionamiento de la instalacin hidrulica y clculo de los componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 a 20 Esquemas de principio hidrulicos para diversas instalaciones tipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 a 34 LOS SISTEMAS SOLARES STIEBEL ELTRON SOL 25, descripcin, datos tcnicos, instalacin y montaje. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 a 41 SOL 20, descripcin, datos tcnicos, instalacin y montaje. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 a 46 SISTEMAS SOLARES ESCOSOL ESCOSOL 22, descripcin, datos tcnicos, instalacin y montaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 a 50 Compactos por termosifn, ESCOSOL 120 L, 150 L, 180 L y 220 L. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 a 52 COMPLEMENTOS PARA INSTALACIONES SOLARES Accesorios y acumuladores STIEBEL ELTRON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 a 64 Centralitas de regulacin STIEBEL ELTRON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 a 72 Interacumuladores y depsitos de gran capacidad IDROGAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 a 80 ANEXOS Anexo I: Homologacin INTA SOL 25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 a 83 Anexo II: Definiciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 Anexo III: Consumos estimados de agua caliente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 y 86 Anexo IV: Tablas de temperatura y radiacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 a 89 Anexo V: Distancia mnima entre filas de captores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Rossell, 430-432 Tel. 93 446 27 80 Fax 93 456 90 32 08025 BARCELONA Catlogo Tcnico SALVADOR ESCODA S.A.

2. FUNDAMENTOS SOBRE ENERGA SOLAR Colectores planos de alto rendimiento Balance de rendimiento Un elevado rendimiento y unas pro- piedades ptimas de los materiales son las caracteristicas que definen los colectores SOL 25 S / SOL 20 I . Por una parte tenemos el vidrio solar especial de alta transparencia (con una transparencia del 92%), la ele- vada absorcin ( > 95% de la ener- ga recibida) y la baja emisin ( < 5%, magnitud de las emisiones de radiacin) de la placa absorbedo- ra de cobre recubierta con xidos de titanio/nitrito, que aseguran la sobre- saliente captacin calorfica solar. Por otra, tenemos el aislamiento in- ferior de 40 mm y los aislamientos la- terales de 10 mm, as como un siste- ma combinado de fijacin tipo grapa y encolada, compuesto de materia- les de elasticidad permanente y lar- ga duracin, que minimizan las pr- didas globales de nuestros colecto- res planos SOL 25 S y SOL 20 I. Recubrimiento de la placa absorbedora Un recubrimiento convencional con pintura negra rebaja el aprovecha- miento de la radiacin solar en casi un 30% en comparacin con una capa de xidos de titanio/nitrito. Gra- cias a sus particulares caractersticas pticas, el recubrimiento selectivo de la placa absorbedora le confiere un alto poder de absorcin en el espec- tro de radiaciones visibles y, simult- neamente, un grado de emisiones re- ducido dentro del espectro infrarrojo. Expresado de forma sencilla, la capa de xidos de titanio/nitrito deja pasar la luz, pero es prcticamente infran- queable por el calor. Adems, el aca- bado con titanio le confiere al colector una gran durabilidad, contrastada con demostraciones realizadas en ensa- yos de fatiga. MANUAL TCNICO DE ENERGA SOLAR 1 Rossell, 430-432 Tel. 93 446 27 80 Fax 93 456 90 32 08025 BARCELONA Catlogo Tcnico SALVADOR ESCODA S.A. Fluido calor-portante Conveccin y conduccin trmica Emisin Reflexin Radiacin solar 5% 8% 100% 92% Placa absorbedora de cobre Tubo de cobre Aislamiento trmico Calor til * Caractersticas para 700 W y T = 20 K U Esquema de flujos de energa en los colectores planos de alto rendimiento de la serie SOL Emisin 40% Emisin 5% 92% 90% Absorcin 95% Absorcin Insolacin Insolacin Pintura negra Cuarzo xidos de titanio/nitrito Placa absorbedora de cobre convencional Placa absorbedora de cobre con recubrimiento selectivo Ejemplo de recubrimientos 3. Prevencin de las emisiones contaminantes mediante una instalacin solar estndar Supongamos que una parte de la de- manda energtica derivada de la ge- neracin de ACS cubierta con la ayu- da de combustibles fsiles es sustitui- da por energa solar.Esto implica un menor nivel de emisiones contami- nantes para el medio ambiente. Con una instalacin solar estndar de STIEBEL ELTRON se puede evi- tar la generacin de una gran canti- dad de emisiones contaminantes, que sin la misma seran liberadas por la caldera de gasleo o gas a tra- vs de la chimenea de humos. Dixido de carbono CO2. Se forma durante la combustin de combustibles fsiles como el gas- leo, el gas natural y la biomasa (p.ej. madera). Este producto de combus- tin es considerado corresponsable del cambio climtico global por sus efectos sobre la atmsfera terrestre. xidos ntricos NOx Se forma sobre todo a altas tempera- turas de combustin mediante la reaccin del oxgeno O2 con el nitr- geno N2 del aire. Los xidos ntricos favorecen la for- macin de ozono O3 en las capas ba- jas de la atmsfera, causante de fuertes irritaciones, sobre todo en las vas respiratorias y los ojos. Monxido de carbono CO Se forma por la combustin incom- pleta de combustibles fsiles como el gasleo, el gas natural y la bioma- sa (p.ej. madera), cuando se da una insuficiencia de oxgeno en el aire. El CO es denominado tambin ve- neno de la muerte dulce, porque bloquea la capacidad de fijacin del oxgeno por parte de la sangre. Dixido de azufre SO2 Se forma durante la combustin de combustibles fsiles con contenido en azufre, como p.ej. el gasleo (en cambio, el gas natural est libre de azufre). El dixido de azufre reacciona con el vapor de agua contenido en el aire y forma cido sulfuroso, que ataca las plantas y los edificios (conocido tam- bin como lluvia cida). Partculas slidas Se forma durante la combustin de combustibles fsiles con alto conte- nido en carbono, como p.ej. el gas- leo o la madera. El efecto de las par- tculas slidas en forma p.ej. de ho- lln se considera parcialmente can- cergeno. 2 MANUAL TCNICO DE ENERGA SOLAR Rossell, 430-432 Tel. 93 446 27 80 Fax 93 456 90 32 08025 BARCELONA Catlogo Tcnico SALVADOR ESCODA S.A. CO en Kg2 Partculas slidas en gSO en g2 NO en gx CO en g Alao Gasleo Gas natural Instalacin solar estndar con 2 colectores planos de alto rendimiento SOL 25 S Reduccin de emisiones contaminantes gracias a la utilizacin de una instalacin solar Referencia:5,0mdesuperficiedeplacaabsorbedora,poblacindereferenciaWurzburg,cuotadecoberturasolar65%,clculorealizadoconMS-Excel2000. 4. Curvas de eficiencia La capacidad de los colectores sola- res viene expresada por su curva de eficiencia. Para ello se anota en un diagrama la eficiencia en funcin de la diferencia de temperaturas. El di- mensionamiento definitivo de la ins- talacin se realiza a partir del nomo- grama de dimensionamiento, en el cual las variables determinantes son la radiacin global, el emplazamien- to de montaje, la temperatura del flui- do calor-portante y las caractersti- cas de la instalacin. Eficiencia (sin unidad) La eficiencia expresa que proporcin de la luz incidente es convertida en calor til por el colector. Diferencia de temperaturas T (K) Se refiere a la diferencia de tempera- turas existente entre la temperatura media del fluido calor-portante en el colector y la del aire ambiente en contacto con el colector. Cuando la temperatura media del fluido ca- lor-portante es igual a la temperatura ambiente, el colector no tiene prdi- das de calor y alcanza de esta forma su eficiencia mxima. Se habla en este caso de 0. Es decir, que las di- ferencias de temperatura grandes pueden ser consecuencia, por una parte, de una temperatura ambiente baja (meses no estivales) y, por otra, de una temperatura predeterminada del fluido calor-portante ms alta. Eficiencia mxima 0 Cuando el colector no pierde calor hacia el entorno slo son determi- nantes para la eficiencia las prdidas pticas. La diferencia entre la tempe- ratura media del fluido calor-portante y la temperatura ambiente es cero. La transparencia de la placa de vi- drio y el grado de absorcin de la capa selectiva determinan la eficien- cia 0. Por esta razn se habla tam- bin de eficiencia ptica. Coefic