Energía solar térmica (3ª ed.)

Author: Mendez Muñiz, Javier Maria
Publisher: FC Editorial
ISBN: 9788415683759
Place of publication: Madrid , Spain
Year of publication: 2011
Pages: 502

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El Código Técnico de la Edificación establece la obligatoriedad a partir de 2007 de instalar captadores de energía solar térmica en toda edificación de nueva construcción en la que exista demanda de ACS o calentamiento de piscina. Los sistemas de calefacción, aire acondicionado y agua caliente tendrán que a daptar sus sistemas de manera que la energía necesaria para su funcionamiento proceda en gran medida de la captación de la luz solar. La utilización de energías renovables, no contaminantes, en usos domésticos constituye una creciente tendencia que además de estar regulada es fruto de la concienciación social. La dedicación profesional a la instalación, mantenimiento y características técnicas de equipos de energía solar genera grandes oportunidades laborales y de negocio por la creciente demanda de esta actividad y por la necesidad de contar con profesionales para la realización de esta labor. Con esta publicación se pretenden mostrar los aspectos más destacados de estas instalaciones de forma que el lector pueda llegar a su comprensión sin necesidad de disponer de grandes conocimientos previos. Será capaz de conocer las aplicaciones y ventajas de la energía solar térmica, identificar los diferentes elementos que componen estas instalaciones y diseñarlas y calcularlas de manera que cumplan en el Código Técnico de la Edificación de acuerdo a la HE 4 Contribución solar mínima de ACS.

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Índice
Prólogo
1. Energía solar térmica
- 1.1. Energías renovables
  - 1.1.1. Sostenibilidad
  - 1.1.2. Energía Eólica
  - 1.1.3. Energía Hidráulica
  - 1.1.4. Biomasa
  - 1.1.5. Energía Geotérmica
  - 1.1.6. Otras Energías Renovables
  - 1.1.7. Energía Solar
- 1.2. Radiación solar
  - 1.2.1. Tipos de Radiación Solar
  - 1.2.2. Movimiento del Sol
- 1.3. Aplicaciones y ventajas de la energía solar térmica
- 1.4. Descripción de sistemas solares térmicos
  - 1.4.1. Elementos
2. Captadores solares
- 2.1. Conversión fototérmica
  - 2.1.1. Proceso de Conversión
- 2.2. Efecto invernadero
- 2.3. Captador de placa plana. Elementos
- 2.4. Estudio energético de un captador de placa plana
  - 2.4.1. Balance Energético
  - 2.4.2. Curva Característica
  - 2.4.3. Curva de Rendimiento Instantáneo de un Panel según Normativa INTA 61 00 01
  - 2.4.4. Curva de Rendimiento del Tipo de Ensayo Europeo
- 2.5. Captador de tubo de vacío
- 2.6. Tipos de captadores de tubo de vacío
  - 2.6.1. Captadores de Flujo Directo
  - 2.6.2. Captadores de Vacío con Tubo de Calor (Heat Pipe)
- 2.7. Fluidos caloportadores
- 2.8. Pautas para captadores
3. Intercambiadores, acumuladores y bombas circuladoras
- 3.1. Intercambio de calor entre fluidos
  - 3.1.1. Efectividad de un Intercambiador de Calor
- 3.2. Tipos de intercambiadores
  - 3.2.1. Intercambiadores de Tubos Concéntricos
  - 3.2.2. Intercambiadores de Haz Tubular y Serpentín
  - 3.2.3. Intercambiadores de Doble Pared
  - 3.2.4. Intercambiadores de Placa
  - 3.2.5. Materiales
- 3.3. Forma constructora de los intercambiadores
  - 3.3.1. Intercambiadores Tubulares
  - 3.3.2. Intercambiadores de Doble Pared
  - 3.3.3. Intercambiadores de Placas
- 3.4. Montaje y mantenimiento de intercambiadores
  - 3.4.1. Montaje de Intercambiadores
  - 3.4.2. Mantenimiento de Intercambiadores
  - 3.4.3. Pautas para Intercambiadores
- 3.5. Acumuladores
  - 3.5.1. Efecto de Estratificación. Forma Constructiva
  - 3.5.2. Pautas para acumuladores
  - 3.5.3. Materiales
- 3.6. Montaje y mantenimiento de acumuladores
- 3.7. Bombas circuladoras
- 3.8. Forma constructiva y tipos de bombas circuladoras
  - 3.8.1. Rotor Húmedo
  - 3.8.2. Rotor Seco
- 3.9. Condiciones de montaje de bombas circuladoras
4. Redes hidráulicas
- 4.1. Elementos integrantes de la red hidráulica
- 4.2. Conductos
  - 4.2.1. Uniones
  - 4.2.2. Aislamiento
- 4.3. Vaso de expansión
- 4.4. Válvulas y accesorios
  - 4.4.1. Válvulas de Paso
  - 4.4.2. Válvulas de Seguridad
  - 4.4.3. Embudo de Desagüe
  - 4.4.4. Válvulas de Retención o Antirretorno
  - 4.4.5. Válvulas de Equilibrado
  - 4.4.6. Válvulas Termostáticas
  - 4.4.7. Accesorios
  - 4.4.8. Purgadores y Desaireadores
  - 4.4.9. Separador de Burbujas
  - 4.4.10. Manómetros e Hidrómetros
  - 4.4.11. Termómetros
  - 4.4.12. Reductor de Presión
- 4.5. Conexionado de captadores solares térmicos
  - 4.5.1. Consideraciones Importantes a Tener en Cuenta
  - 4.5.2. Conexión en Serie
  - 4.5.3. Conexión en Paralelo
  - 4.5.4. Conexión Mixta Serie – Paralelo
- 4.6. equlibrado hidráulico
  - 4.6.1. Retorno Invertido
  - 4.6.2. Válvulas de Equilibrado
- 4.7. Tipos de conexión de acumuladores y captadores
5. Aplicaciones de la energía solar térmica
- 5.1. Sistemas de obtención de ACS
  - 5.1.1. Principio 1: Captar el Máximo Posible de Energía Solar
  - 5.1.2. Principio 2: Consumo Prioritario de la Energía Solar
  - 5.1.3. Principio 3: Asegurar la Correcta Complementariedad entre la Energía Solar y la Convencional
  - 5.1.4. Principio 4: No Calentar la Acumulación Solar con el Sistema Auxiliar
- 5.2. Clasificación de sistemas solares térmicos
  - 5.2.1. Según el Sistema de Circulación del Fluido Primario
  - 5.2.2. Según la Forma de Intercambio de Calor entre Circuito Primario y Secundario
  - 5.2.3. Según el Sistema de Apoyo Empleado en la Producción de ACS
  - 5.2.4. Según el Sistema de Energía Convencional que se Adopte
- 5.3. Tipos de instalaciones de energía solar térmica
  - 5.3.1. Instalación Individual con Caldera en Serie
  - 5.3.2. Instalación Individual con Caldera en Paralelo
  - 5.3.3. Instalación Colectiva con Captación Centralizada y Acumulación y Caldera Individual
  - 5.3.4. Instalación Colectiva con Captación y Acumulación Centralizadas y Caldera Individual
  - 5.3.5. Instalación Colectiva con Captación Centralizada, Acumulación Mixta y Caldera Individual
  - 5.3.6. Instalación Colectiva con Captación y Acumulación Centralizadas, Distribución mediante Intercambiadores de Placas y Caldera Individual
- 5.4. Instalaciones solares en un edificio
  - 5.4.1. Sistema Convencional Centralizado
  - 5.4.2. Sistema Solar con Captación y Acumulación Centralizada y Sistema de Distribución de Agua Precalentada Centralizado
  - 5.4.3. Sistema Solar con Captación Centralizada y Sistemas de Acumulación y Apoyo Individuales
  - 5.4.4. Otros Sistemas
  - 5.4.5. Sistema Solar Totalmente Individual de ACS
- 5.5. Climatización de piscinas
  - 5.5.1. Calentamiento Directo Combinado Sólo Piscina
  - 5.5.2. Calentamiento Directo Independiente Sólo Piscina
  - 5.5.3. Calentamiento Indirecto Independiente Sólo Piscina
- 5.6. Instalaciones de energía solar de usos múltiples
  - 5.6.1. ACS + Calefacción
  - 5.6.2. ACS + Climatización de Piscina
  - 5.6.3. ACS + Calefacción + Climatización de Piscina
- 5.7. Refrigeración solar: frío a partir de calor
  - 5.7.1. Ciclo de Refrigeración por Compresión
  - 5.7.2. Ciclo de Refrigeración por Absorción
- 5.8. Otras aplicaciones de la energía solar térmica
- 5.9. Subvenciones
6. Regulación de instalaciones
- 6.1. Concepto de regulación
- 6.2. Tipos de regulación
  - 6.2.1. Termostatos Diferenciales
  - 6.2.2. Sistemas con Programación a Medida
- 6.3. Elementos integrantes de la regulación
  - 6.3.1. Sondas de Temperatura
  - 6.3.2. Servomotores y Válvulas
  - 6.3.3. Controladores
  - 6.3.4. Otros Elementos de Campo
- 6.4. Estrategias de regualción
- 6.5. Circuitos básicos de regulación de instalaciones solares
  - 6.5.1. Obtención de ACS con Interacumulador
  - 6.5.2. Obtención de ACS con Acumulador en Instalaciones de Tipo Medio
  - 6.5.3. Obtención de ACS con Acumulador en Instalaciones de Tipo Grande
  - 6.5.4. Calentamiento de Vaso de Piscina
  - 6.5.5. Obtención de ACS y Calentamiento de Vaso de Piscina con Control Integrado
  - 6.5.6. Obtención de ACS y Apoyo a Calefacción
  - 6.5.7. Obtención de ACS, Calentamiento de Vaso de Piscina y Apoyo a Calefacción
- 6.6. Ejemplo de control programable
- 6.7. Pautas para regulaciones
7. Código técnico de la edificación
- 7.1. Aprobación y estructura
  - 7.1.1. Entrada en Vigor y Períodos Transitorios
  - 7.1.2. Estructura del CTE
- 7.2. Ámbito de aplicación y condiciones generales
  - 7.2.1. Condiciones Generales para el Cumplimiento del CTE
- 7.3. documento básico HE: ahorro de energía
  - 7.3.1. HE 1: Limitación de Demanda Energética
  - 7.3.2. HE 2: Rendimiento de las Instalaciones Térmicas
  - 7.3.3. HE 3: Eficiencia Energética de las Instalaciones de Iluminación
  - 7.3.4. HE 4: Contribución Solar Mínima de ACS
  - 7.3.5. HE 5: Contribución Fotovoltaica Mínima de Energía Eléctrica
- 7.4. HE 4: contribución solar mínima de ACS
  - 7.4.1. Cálculo y Dimensionado
  - 7.4.2. Condiciones Generales de Instalación
  - 7.4.3. Mantenimiento
8. Cálculo de instalaciones (I)
- 8.1. Definiciones y conceptos
- 8.2. Balance energético en el captador solar. Ecuación de Bliss
- 8.3. Factor de eficacia (Fr)
  - 8.3.1. Ecuación de Bliss
- 8.4. Curva de renidmiento del captador
- 8.5. Efectividad de un intercambiador de calor
- 8.6. Determinación de datos generales
  - 8.6.1. Ubicación Geográfica del Proyecto
  - 8.6.2. Contribución Solar Mínima Según el CTE
  - 8.6.3. Determinación de las Demandas Energéticas
- 8.7. Cálculo de la energía incidente sobre una superfície
- 8.8. Pérdidas por orientación e inclinación
- 8.9. Pérdidas por sombras
  - 8.9.1. Representación del Perfil de Obstáculos
  - 8.9.2. Factor de Llenado y Factor de Sombras
  - 8.9.3. Ejemplo
- 8.10. Distancia mínima a objetos y separación entre filas de captadores
  - 8.10.1. Captadores Instalados en el Plano Horizontal
  - 8.10.2. Fórmula Abreviada
9. Cálculo de instalaciones (II)
- 9.1. Predeterminación de elementos principales y prestaciones
- 9.2. Cálculo de la acumulación solar
- 9.3. Cálculo de intercambiadores de calor
- 9.4. Método F-Chart
- 9.5. Cálculo de prestaciones mediante el método F-Chart
  - 9.5.1. Cálculo del Parámetro D
  - 9.5.2. Cálculo del Parámetro D
  - 9.5.3. Cálculo de la Fracción Solar “f”
  - 9.5.4. Valoración de la Cobertura Solar Mensual
  - 9.5.5. Valoración de la Cobertura Solar Anual
- 9.6. Programa de cálculo
  - 9.6.1. Entorno de la Pestaña
  - 9.6.2. Proceso de Trabajo
- 9.7. Cálculo de tuberías y pérdidas de carga
  - 9.7.1. Método de Cálculo
  - 9.7.2. Diámetros y Espesores
- 9.8. Cálculo del aislamiento
- 9.9. Cálculo de bombas circuladoras
  - 9.9.1. Curvas y Punto de Trabajo
  - 9.9.2. Teoría General de las Bombas Centrífugas
- 9.10 Cálculo de vasos de expansión
  - 9.10.1. Coeficiente de Expansión
  - 9.10.2. Coeficiente de Presión
  - 9.10.3. Vasos de Expansión Cerrados
10. Otros aspectos de las instalaciones
- 10.1. Integración arquitectónica
  - 10.1.1. Tipos de Instalación de Captadores Solares
  - 10.1.2. Integración Arquitectónica
  - 10.1.3. Evolución y Tendencias
- 10.2. Ejemplos de instalaciones de captadores solares
  - 10.2.1. Caso General
  - 10.2.2. Superposición
  - 10.2.3. Integración Arquitectónica
- 10.3. Estructura soporte
  - 10.3.1. Instalación de Captadores en Estructura Metálica
  - 10.3.2. Instalación de Captadores Sustituyendo Tejas
  - 10.3.3. Instalación de Captadores Sobre Tejas
- 10.4. Normativa de prevención contra la legionelosis
- 10.5. Documentación para la legalización de instalaciones
- 10.6. Reformas
- 10.7. Contenidos de la documentación técnica
11. Sistema de apoyo convencional
- 11.1 Sistema de apoyo convencional
  - 11.1.1. Requisitos para el Equipo Convencional
- 11.2. Tipos de equipos convencionales
  - 11.2.1. Tipo de Instalación
  - 11.2.2. Tipos de Consumos que Atiende
  - 11.2.3. Tipo de Tecnología Empleada
  - 11.2.4. Tipo de Combustible Utilizado
- 11.3. Ciclo de la biomasa
  - 11.3.1. Tipos de Biomasa Empleados con Fines Térmicos
- 11.4. Tipos de calderas de biomasa
  - 11.4.1. Almacenamiento de Biomasa
12. Anexo I. Documento básico HE ahorro de enrgía
- 12.1. Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria
13. Anexo II. Factor de corrección K
- 13.1. Factor de corrección K

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