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ACCIÓN 2DOCUMENTO BÁSICO HEAhorro de Energía. Sección HE4contribución solar mínima de agua caliente sanitaria

ACCIÓN 2 – Módulo IV



DOCUMENTO BÁSICO HE Ahorro de energíaSección HE4 contribución solar mínimade agua caliente sanitaria

• Exigencia básica HE 4<<Los edificios, con previsión de demanda de agua caliente sanitaria o de climatización de piscina cubierta, en los que así se establezca en este CTE, una parte de las necesidades energéticas térmicas derivadas de esa demanda se cubrirá mediante la incorporación en los mismos de sistemas de captación, almacenamiento y utilización de energía solar de baja temperatura, adecuada a la radiación solar global de su emplazamiento y a la demanda de agua caliente del edificio. Los valores derivados de esta exigencia básica tendrán la consideración de mínimos, sin perjuicio de valores que puedan ser establecidos por las administraciones competentes y que contribuyan a la sostenibilidad, atendiendo a las características propias de su localización y ámbito territorial>>


INDICE 1. Generalidades1.1. Ámbito de aplicación1.2. Procedimiento de verificación2. Caracterización y cuantificación de las exigencias

2.1. Contribución solar mínima3. Cálculo y dimensionado

3.1. Datos previos3.2. Condiciones generales de la instalación3.3. Criterios generales de cálculo3.4. Componentes3.5. Cálculo de pérdidas por orientación e inclinación3.6. Cálculo de pérdidas de radiación solar por sombras

4. Mantenimiento4.1. Plan de vigilancia4.2. Plan de mantenimiento

Apéndice A. TerminologíaApéndice B. Tablas de Referencia




Ámbito de aplicaciónA todo edificio en el que exista una demanda de agua caliente sanitaria y/o de climatizaciónde piscina cubierta.Disminuirse justificadamente en los siguientes casos:a) Aprovechamiento de energías renovables, procesos de cogeneración o fuentes de

energía residuales.b) Con el cumplimiento se sobrepasen los criterios de cálculo que marca la legislación. c) No exista suficiente acceso al sol por barreras externasd) Rehabilitación de edificios y existan limitaciones por el propio edificio o por la normativa

urbanística.e) Edificios de nueva planta como consecuencia de la normativa urbanística imposibilite la

disposición de captadores.f) Protección histórico-artísticaPara los casos b),c),d),e), en el PROYECTO se justificará la inclusión de medidas o elementospara el ahorro energético térmico o reducción de emisiones de CO2.



Procedimiento de verificaciónSeguir la siguiente secuencia:

A) Obtención de la Contribución Solar MínimaB) Cumplimiento de las condiciones de Diseñó y DimensionadoC) Cumplimiento de las condiciones de Mantenimiento



Contribución solar mínimaLas contribuciones que recoge el HE4 son de MÍNIMOS se pueden ampliar por el promotor opor las Administraciones competentes.

Contribución solar mínima = Energía Solar Aportada/Demanda energética anualContribución (partiendo de una Temperatura de referencia de 60ºC) entre el 30 y el 70 % de la demanda total de ACS del edificio en (l/d) en función de la zona climática (I a V) y de la energía auxiliar:a) General: fuente energética de apoyo sea gasóleo, propano, gas natural... (Tabla 2.1)b) Efecto Joule: fuente energética de apoyo sea electricidad. (Tabla 2.2)Para la Climatización de Piscinas cubiertas. (Tabla 2.3)Orientación óptima la sur. Inclinación óptima en ángulo de la latitud del lugar.



Contribución solar mínimaEnergía producida por la INSTALACIÓN no podrá superar la Demanda Energética en1 MES EL 110% y 3 MESES EL 100%. Medidas:a) Disipar dichos excedentesb) Tapado parcial del campo de captadores (programarse en el Mantenimiento)c) Vaciado parcial del campo de captadores (programarse en el Mantenimiento)d) Desvió del excedente a otras aplicacionesEn el caso de Residencial Vivienda cuando no es posible el desvió de excedente recomiendaHE4 disipar el excedente

50 %20 %40 %Integración arquitectónica

30 %15 %20 %Superposición

15 %10 %10 %General

TotalSombrasOrientación e

inclinaciónCaso

Tabla 2.4 Pérdidas límite



Cálculo y dimensionadoPara el cálculo de las demandas (Demanda de referencia a 60º) se tomarán los valores:

Para Residencial Vivienda el calculo delNúmero de personas por vivienda:

Nº DORMITORIOS 1 2 3 4 5 6 7 >7

Nº PERSONAS 1,5 3 4 6 7 8 9 Nº dormit.

1 por almuerzoCafeterías 5 a 10 por comidaRestaurantes 3 a 5 por kilo de ropaLavanderías20 a 25 por usuarioGimnasios 3 por personaAdministrativos 15 por personaFábricas y talleres 20 por personaCuarteles 3 por alumnoEscuelas 15 por servicioVestuarios/Duchas colectivas 55 por camaResidencia (ancianos, estudiantes, etc) 35 por camaHostal/Pensión * 40 por emplazamientoCamping 40 por camaHotel/Hostal ** 55 por camaHotel *** 70 por camaHotel **** 55 por camaHospitales y clínicas 22 por personaViviendas multifamiliares 30 por personaViviendas unifamiliares

Litros ACS/día a 60º CCriterio de demanda



Cálculo y dimensionadoLa instalación solar térmica se compone de los siguientes sistemas:Sistema de captación, formado por los captadores solares homologados. Rendimientomínimo 40%. Conexión en serie o paralelo según zonas climáticas.Sistema de acumulación, formado por uno o varios depósitos recubiertos de materialaislante.Sistema hidráulico, formado por circuitos de captación (primario) y de consumo (secundario)independientes con sus tuberías, válvulas, bombas, vasos de expansión, etc.Sistema de intercambio de calor, separando los dos fluidos anteriores a través de lospropios depósitos o con un intercambiador específico.Sistema de regulación y control, formado por determinados automatismos para elaprovechamiento máximo de la energía solar, evitando situaciones de riesgo para la instalaciónSistema energético auxiliar, centralizado o individual, formado por equipos convencionalesde ACS para cubrir eventualmente el 100% de las necesidades.



Cálculo y dimensionadoObjetivo del sistema solar; ahorro energético, durabilidad, calidad y seguridad.Instalación permite que el agua alcance los 60º NO componentes en acero galvanizado.Instalación con > 10 m2 de captación en un solo circuito primario será Forzado.Instalación de manguitos electrolíticos entre diferentes materiales.Fluido de trabajo (PH a 20ºC entre 5-9 y contenido en sales específico)Protección contra heladas (Partes del sistema al exterior)Sobrecalentamientos :a) Protección (control manual o automático, drenajes no produzca peligro, aguas duras

evitar Tª>60ºC)b) Protección contra quemaduras (Evitar Tª>60º en puntos de consumo)c) Protección de los materiales contra altas temperaturasd) Resistencia a la presión (1,5 veces la presión máxima de servicio)e) Prevención del flujo inverso (colocación de válvulas de antirretorno)



Cálculo y dimensionadoCRITERIOS DE CÁLCULO:En la MEMORIA DEL PROYECTO se establecerá el método de cálculo demanda energética, energía solar térmica aportada, fracciones solares mensuales y anual, y el rendimiento medio anual. Además de la Demanda energética y la Contribución solar.Sistemas de CaptaciónTener certificado correspondiente según el RD 891/1980 de 14 de Abril, sobre homologación de los captadores solares, y la Orden de 28 de Julio de 1980 por las que se aprueban las normas e instrucciones técnicas complementarias para la homologación de captadores.- Recomienda mismo modelo de captadores- Instalaciones exclusivas de ACS coeficiente global de perdidas del captador < de 10 Wm2/ºC- Disposiciones en filas igual nº de captadores, en paralelo, serie o serie-paralelo- Aplicación exclusiva ACS se podrán conectar en serie:

< 10 m2 en zonas climáticas I y II< 8 m2 en zona climática III< 6 m2 en zonas climáticas IV y V

- Circuito equilibrado- Estructura soporte ( CTE Seguridad, dilataciones sujeción...)



Cálculo y dimensionadoSistemas de AcumulaciónAcumulación acorde con la demandaEl área total de los captadores tiene que cumplir: 50 < V/A < 180A: Superficie de captadoresV: Volumen del deposito de acumulación- El sistema de acumulación solar constituido preferentemente por un deposito en vertical y enzonas interiores.- El volumen de acumulación podrá fraccionarse en 2 ó más depósitos conectados.- Los acumuladores de los sistemas grandes a medida con Volumen > 2m3 llevará válvulas decorte u otros sistemas de corte.En Instalaciones de Climatización para piscinas NO usar volumen de acumulación (se podráutilizar pequeño almacenamiento de inercia en el primario)



Cálculo y dimensionadoCircuito HidráulicoCircuito estará EQUILIBRADO, si no es posible colocar válvulas de equilibrado- Caudal del fluido según especificaciones del fabricante ó comprendido 1,2l/s y 2 l/s cada 100m2 de red de captadores.- Para captadores conectados en serie, ídem que el anterior dividido por nº de captadoresconectados en serie.- Las Tuberías en su tramo horizontal pendiente mínima 1% en sentido de la circulación.- Evitar perdidas térmicas, aislar tuberías exteriores- Cuado necesitemos colocar bombas se montarán en las zonas más frías del circuito.- Para instalaciones >50m2 bombas idénticas en paralelo dejando una de reserva tanto en elcircuito primario como secundario.- En Climatización de piscinas colocar en sentido de la corriente bomba-filtro-captador paraevitar la sobrepresión para los captadores.Vasos de expansión, puntos de la instalación donde se acumule aire colocaremos sistemasde purga y Conductos de Drenaje (evitar congelación)



Cálculo y dimensionadoSistema de energía convencional auxiliarASEGURAR LA CONTINUIDAD EN EL ABASTECIMIENTO DE LA DEMANDA TERMICA.Prohibido en el circuito primario.Solo entrara en funcionamiento de forma que aproveche la energía obtenida por captación. Cubrirá el 100% del servicioPara sistemas que no dispongan de acumulación (fuente instantánea) el equipo será modulante.En Climatización de piscinas para el control de Tª del agua colocar Sonda de Tª en el retorno deagua al intercambiador de calor y un termostato de seguridad.Sistema de controlPara asegurar el correcto funcionamiento de las instalaciones y obtener un buenaprovechamiento de la energía captada y asegurar un uso adecuado de la energía auxiliar.Sistema de medidaAdemás de los aparatos de medida de presión y Tª, en instalaciones >20m2 colocar sistemaanalógico de medida local y registro de datos que indique como mínimo:Tª de entrada agua fría de red, Tª de salida acumulador solar y caudal de agua fría de red.



Cálculo y dimensionadoCOMPONENTES (indicaciones exigibles a cada uno de los elementos que componen la instalación)Captadores solaresCon absorbente de hierro PROHIBIDOS y de aluminio con fluido de trabajo inhibidor de los ionesde Cu e Fe.Captador tendrá un orificio de ventilación de Ø<4mmAcumuladoresSi el intercambiador está incorporado al acumulador, la placa de identificación indicará; superficie del intercambio térmico en m2 y presión máxima en circuito 1ºDepósitos >750l dispondrán de una boca de hombre con Ø>400mm (acceso de persona)Intercambiador de calorPara instalaciones a medida que sólo tenga 1 intercambiador entre el circuito de captadores y elacumulador, la transferencia de calor >40 W/m2K



Cálculo y dimensionadoCOMPONENTES (indicaciones exigibles a cada uno de los elementos que componen la instalación)Bombas de circulaciónLos materiales de las bombas del circuito primario compatibles con el fluido de trabajoPara conexión de captación en paralelo Qnominal=Qunitario x Scaptación

TuberíasCircuito primario: Cobre y acero inoxidable.Circuito secundario: Cobre, acero inoxidable y plásticos.Válvulas (para aislamiento de esfera, para equilibrado de asiento,....)Vasos de expansión (Abiertos y Cerrados)PurgadoresSistemas de llenadoSistema eléctrico y de control



Cálculo de pérdidas por orientación e inclinaciónObjetivo es determinar los límites en la orientación e inclinación de los módulos de acuerdo conlas perdidas máximas permisibles. Las perdidas se calcularan en función del:Angulo de inclinación ß y del ángulo de acimut α

Figura 3.2 Orientación e inclinación de los módulos



Cálculo de pérdidas por orientación e inclinación

Dimensionado gráfico en elque se obtienen directamentelas ganancias para 41ºN delatitud. Para otras latitudes seaumentan o disminuyen losángulos de inclinación

Latitud 41ºN



Cálculo de pérdidas por sombras

-7 h

-6h

-5h

-4h

-3 h

-2 h

-1h0h

1h

2 h

3 h

4h

5 h

6h

A 1

B 1

C1

D 1

0 30 60 90 120-30-60-90-120

A cim ut (º)

0

20

40

60

80Elevación (º)

7 h

A 2

B2

C 2

D 2

A 4

B 4

C4

D 4

A 6

A 8

A 10

B 6

B 8

B 10

B 12

C 6

C8

C 10

C 12

D 6

D 8

D 10

D 12

D 14A 9

A 7

A 5

A 3

B9

B7

B5

B 3

B 11

C3

C5

C 7

C 9

C1 1D 13

D 11

D 9

D 7

D 5

D 3 Sobre la cartasolar se perfila elobstáculo y con élse obtienen lasporciones afectadaspor sombra.Se confecciona unaexpresión con la quese obtiene elporcentaje depérdidas



MantenimientoLa sección cuanta con un exhaustivo plan de vigilancia (verificación del correctofuncionamiento de la instalación Tabla 4.1) y plan de mantenimiento en las tablasTabla 4.2 (Sistema de captación)Tabla 4.3 (Sistemas de Acumulación)Tabla 4.4 (Sistemas de Intercambio)Tabla 4.5 (Circuito Hidráulico)Tabla 4.6 (Sistema eléctrico y de control)Tabla 4.7 (Sistema de energía auxiliar)

Apéndice A Terminología

Apéndice B Tablas de referenciaCoeficientes para las pérdidas por sombras en función del acimut y la inclinación delos captadores, según las porciones afectadas en las cartas solares.


Muchas gracias.

PLAN DE FORMACIÓN DEL

CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN

GRUPO DE FORMADORES ADSCRITOS A LA FUNDACIÓN FIDAS:D. Ángel L. Candelas GutiérrezD. Ramón Carrascosa LatorreD. Samuel Domínguez AmarilloD. Salvador Muñoz MuñozD. Narciso Vázquez Carretero

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