PROYECTO DE INSTALACIÓN DE UN SISTEMA SOLAR TÉRMICO PARA UN HOTEL – SPA EN SIGÜENZA

INSTALACION DE UN SISTEMA SOLAR TERMICO PARA UN HOTEL– SPA EN SIGÜENZA Javier TRESPALACIOS
Máster Oficial Universitario en Energías Renovable 2013
Capítulo:MEMORIA
1
PROYECTO DE
INSTALACIÓN DE UN
SISTEMA SOLAR TÉRMICO
PARA UN HOTEL – SPA EN
SIGÜENZA
Javier Trespalacios Insignares
IMF CEU –UNIVERSIDAD SAN PABLO
Máster Oficial Universitario en Energías Renovables
2013

Capítulo:MEMORIA
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CONTENIDO
I. MEMORIA.............................................................................................................................. 8
1. JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................. 9
1.1. OBJETO DEL PROYECTO............................................................................................. 9
1.2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO.................................................................................... 9
2. DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN ....................................................................... 10
2.1. PRINCIPIOS BÁSICOS................................................................................................ 10
2.2. SITUACIÓN............................................................................................................... 13
2.3. DESCRIPCIÓN Y SITUACIÓN GEOGRÁFICA DEL INMUEBLE...................................... 14
2.4. SISTEMA DE CAPTACIÓN ......................................................................................... 15
2.5. SISTEMA DE ACUMULACIÓN ................................................................................... 21
2.6. SISTEMA DE TERMOTRANSFERENCIA..................................................................... 24
2.7. SISTEMA HIDRÁULICO ............................................................................................. 27
2.8. SISTEMA DE REGULACIÓN Y CONTROL ................................................................... 35
3. CUMPLIMIENTO DEL CTE ........................................................................................... 37
4. AHORROS OBTENIDOS Y DISMINUCIÓN DE EMISIONES DE CO2..................... 40
4.1. AHORROS ECONÓMICOS OBTENIDOS..................................................................... 40
4.2. AHORROS POR EMISIÓN DE CO2 ............................................................................. 40
5. CRONOGRAMA.......................................................................................................... 41
6. BIBLIOGRAFÍA............................................................................................................... 43
7. ANEXOS A LA MEMORIA........................................................................................... 46
7.1. INFORMACION PARA PEDIDO Y USO DEL ACUMULADOR....................................... 46
7.2. INFORMACION PARA PEDIDO Y USO DEL MÓDULO SOLAR.................................... 48
7.3. INFORMACION PARA PEDIDO Y USO DE FLUIDO CALOPORTADOR ........................ 52
7.4. INFORMACION PARA PEDIDO DE LA BOMBA.......................................................... 56
7.5. INFORMACION DE TUBERÍA DE COBRE................................................................... 58
7.6. INFORMACION PARA PEDIDO DEL VASO DE EXPANSIÓN ....................................... 59
7.7. INFORMACION PARA PEDIDO DE LA MINI CENTRAL DE CONTROL......................... 61
7.8. INFORMACION PARA PEDIDO DE LAS SONDAS DE TEMPERATURA........................ 62
7.9. INFORMACION PARA PEDIDO DE LOS PRESÓSTATOS............................................. 63
7.10. PLAN DE MANTENIMIENTO................................................................................. 64
II. MEMORIAS DE CÁLCULO..................................................................................................... 65
1. ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA DE ENERGÍA CALORÍFICA.............................. 66
1.1. ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA DE ACS ................................................................... 66
1.2. CÁLCULO DE LA DEMANDA ENERGÉTICA POR CONSUMO DE ACS......................... 67
2. RADIACIÓN SOLAR INCIDENTE ............................................................................... 69
3. DIMENSIONADO Y DISEÑO DE LA INSTALACION................................................ 71
3.1. PÉRDIDAS DE POSICIÓN........................................................................................... 71
3.2. PÉRDIDAS POR ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN........................................................ 71
3.3. PÉRDIDAS POR SOMBREADO Y DISTANCIA ENTRE FILAS DE CAPTADORES ............ 73
3.4. DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE ACUMULACIÓN ............................................ 75
3.5. DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE CAPTADORES.................................................. 75
3.6. DIMENSIONADO SISTEMA TERMO TRANSFERENCIA Y CIRCUITO HIDRÁULICO...... 83
3.7. AISLAMIENTOS ........................................................................................................ 95
III. PLANOS............................................................................................................................ 96
1. PLANO DE UBICACIÓN ............................................................................................. 97
2. PLANO DE IMPLANTACIÓN DE EQUIPOS.............................................................. 98
3. DIMENSIONADO DE LAS TUBERIAS CIRCUITO PRIMARIO.................................. 99

Capítulo:MEMORIA
3
4. ESQUEMA DE PRINCIPIO ......................................................................................... 101
IV. PLIEGO DE CONDICIONES.............................................................................................. 102
A) PLIEGO DE CLAUSULAS ADMINISTRATIVAS. PLIEGO GENERAL ................ 103
A.1 . CONDICIONES GENERALES .................................................................................. 103
A.2 . CONDICIONES FACULTATIVAS ............................................................................. 103
A.3 . CONDICIONES ECONÓMICAS............................................................................... 122
B) PLIEGO DE CONDICIONES TÉCNICAS PARTICULARES .................................... 136
B.1. PRESCRIPCIONES SOBRE MATERIALES .................................................................. 136
B.2. REFERENCIAS......................................................................................................... 136
B.3. CONDICIONES GENERALES DE LA INSTALACIÓN................................................... 137
B.4. CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO........................................................................ 140
B.5. COMPONENTES ..................................................................................................... 144
C) PLAN DE CONTROL .............................................................................................. 147
C.1. PRUEBAS A REALIZAR POR EL INSTALADOR .......................................................... 147
C.2. DOCUMENTACIÓN NECESARIA.............................................................................. 149
V. PRESUPUESTO ................................................................................................................... 152
1. COSTOS DIRECTOS .................................................................................................. 153
2. COSTOS INDIRECTOS ............................................................................................... 155
3. BENEFICIOS INDUSTRIALES ...................................................................................... 155
4. PRECIO TOTAL DE EJECUCIÓN DE MATERIAL.................................................... 156
5. PRECIO TOTAL DE CONTRATA............................................................................... 156

Capítulo:MEMORIA
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LISTA DE ACRÓNIMOS
€ Euros
MSNM metros sobre el nivel del mar
CTE Código técnico de la edificación
DB Documento Básico
ACS Agua caliente sanitaria
EIMES La energía solar mensual incidente
Gdi Radiación solar diaria incidente en el mes i
IDAE Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía
RD Real Decreto

Capítulo:MEMORIA
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TABLA DE FIGURAS
Figura 1: Mapa de trayectorias del sol para Sigüenza .............................................................. 10
Figura 2: Mapa de trayectorias del sol para Sigüenza (terreno) ............................................ 11
Figura 3: esquema de una instalación de energía solar térmica individual para
producción de ACS (vivienda unifamiliar o edificio singular) ................................................. 12
Figura 4: Ubicación del proyecto..................................................................................................... 14
Figura 5: Plano del proyecto.............................................................................................................. 15
Figura 6: Plano del proyecto.............................................................................................................. 17
Figura 7: Conexión de captadores: a) En serie. b) En paralelo. c) En serie-paralelo....... 19
Figura 8: Detalle de la conexión en serie-paralelo para el proyecto Hotel-SPA en
Sigüenza. ................................................................................................................................................. 20
Figura 9: Montaje de los módulos en la cubierta de teja y detalle del sistema de fijación
FixT. ............................................................................................................................................................ 21
Figura 10: Resumen de datos de la bomba seleccionada...................................................... 30
Figura 11: Resumen de datos del vaso de expansión seleccionado.................................... 31
Figura 12: Purga seleccionada, Purg-o-mat 150 solar................................................................ 34
Figura 13: Regulación y control en un sistema solar térmico................................................... 36
Figura 14: Ángulo de captadores .................................................................................................... 72
Figura 15: Porcentaje de energía anual recibida respecto al óptimo ................................. 72
Figura 16: Ventana tipo Velux........................................................................................................... 74
Figura 17: Ubicación inicial hipotética para los módulos ......................................................... 74
Figura 18: Representación gráfica de la demanda energética comparada con la
energía solar mensual aportada...................................................................................................... 80
Figura 19: Resumen de datos técnicos del Tyfocor® LS ............................................................ 84
Figura 20: Ubicación módulos........................................................................................................... 86
Figura 21: Pérdida de carga de Vitosol 200-T, modelo SP2, Vitosol 300-T............................. 91
Figura 22: Coeficiente de expansión cúbica, Tyfocor............................................................... 94

Capítulo:MEMORIA
6
LISTA DE TABLAS
Tabla 1: Resumen de características del inmueble.......................................................................9
Tabla 2: Contribución solar mínima exigida por el CTE DB HE4, con fuente energética de
apoyo general....................................................................................................................................... 13
Tabla 3: Características del intercambiador ................................................................................ 26
Tabla 4: Resumen de requisitos y cumplimiento del CTE .......................................................... 37
Tabla 5: Ahorro mensual por uso de energía solar ..................................................................... 40
Tabla 6: Cronograma del proyecto ................................................................................................ 41
Tabla 7: Consumos previstos por lugar de consumo.................................................................. 66
Tabla 8: Demanda diaria de ACS para el hotel-SPA.................................................................. 67
Tabla 9: Determinación de la contribución solar mínima exigida por el CTE DB HE4 para
Sigüenza con 1.86 m3 de consumo diario ..................................................................................... 67
Tabla 10: Demanda energética por consumo de ACS para el hotel-SPA......................... 68
Tabla 11: Cálculo de la energía solar incidente.......................................................................... 69
Tabla 12: Límite de pérdidas aceptadas....................................................................................... 71
Tabla 13: Parámetros D1 y D2 para 12 módulos y un volumen de almacenamiento de
2000 litros.................................................................................................................................................. 78
Tabla 14: Resultados de fracción solar mensual y energía solar útil mensual para 12
módulos y un volumen de almacenamiento de 2000 litros ..................................................... 79
Tabla 15: Método f-chart variando la cantidad de módulos a instalar ............................... 81
Tabla 16: Resumen de energías y ahorro mensual por uso de energía solar ..................... 82
Tabla 17: Cálculo de la disminución de emisiones de CO2 ..................................................... 82
Tabla 18: Determinación del diámetro de cada ramal............................................................ 87
Tabla 19: Pérdidas en los tramos lineales de tubería.................................................................. 88
Tabla 20: Equivalencia en longitud lineal de singularidades................................................... 89
Tabla 21 (Continuación): Equivalencia en longitud lineal de singularidades..................... 90
Tabla 22: Pérdida de carga en cada banco............................................................................... 91
Tabla 23: Volumen de fluido por tramo de tubería .................................................................... 93

Capítulo:MEMORIA
7
Tabla 24: Selección de vaso de expansión................................................................................... 95
Tabla 25: Espesores mínimos de aislamiento de tuberías y accesorios. ............................... 95

Capítulo:MEMORIA
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I. MEMORIA

Capítulo:MEMORIA
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1. JUSTIFICACIÓN
1.1. OBJETO DEL PROYECTO
El presente proyecto tiene como objeto diseñar una instalación solar de agua caliente
sanitaria adaptada a las necesidades de un hotel con SPA. Este proyecto busca
adaptar las soluciones a las exigidas por la normatividad vigente, más
específicamente el Código Técnico de la Edificación (CTE) aprobado por el RD
314/2006, en el cual se requiere que todas las edificaciones construidas a partir del año
2007 se sirvan de módulos solares para aportar energía al calentamiento del agua
caliente sanitaria.
Este trabajo muestra cálculos detallados para el circuito primario del sistema. El circuito
de distribución sería objeto de otro análisis detallado por parte de otra fase del
proyecto.
1.2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
El proyecto consiste en diseñar una instalación solar térmica para la contribución solar
mínima que permita el cumplimiento con el DB HE4 del CTE para un Hotel – Spa en
Sigüenza (Guadalajara). Este hotel-SPA tiene clasificación de dos estrellas y cuenta
con las siguientes características:
Habitaciones (18, dobles)
Semisótano 3 habitaciones
Planta baja 3 habitaciones
Planta 2ª 6 habitaciones
Planta buhardilla 6 habitaciones
Otros
Planta 1 ª Zona SPA
Tabla 1: Resumen de características del inmueble
La cubierta del hotel es en teja árabe con 20º de inclinación y azimut de +30º. Los
módulos se instalarán directamente sobre la cubierta, en superposición arquitectónica,
de modo que los módulos se situarán con un ángulo de inclinación igual al del techo,
es decir 20° y un acimut de +30º.

Capítulo:MEMORIA
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2. DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN
2.1. PRINCIPIOS BÁSICOS
2.1.1. Energía Solar térmica
La tecnología solar térmica permite que la energía de la radiación solar sea captada y
utilizada en aplicaciones donde se requiera utilizar calor, tales como climatización de
piscinas, agua caliente sanitaria, calefacción y otros similares.
La radiación solar incidente es el factor determinante del cual depende el
funcionamiento de toda instalación solar. Tal como se muestra en la siguiente figura, la
incidencia de dicha radiación cambia dependiendo de la época del año, de la hora
del día y de factores atmosféricos como la dispersión y la absorción, entre otros.
Figura 1: Mapa de trayectorias del sol para Sigüenza
(Sun Earth Tools, 2013)

Capítulo:MEMORIA
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Figura 2: Mapa de trayectorias del sol para Sigüenza (terreno)
(Sun Earth Tools, 2013)
Por tanto, para poder calcular una instalación, se hace necesario utilizar las bases de
datos construidas con informaciones del pasado y así estimar, por ejemplo, la
ubicación y ángulo en el cual los captores deben ser instalados.
2.1.2. Instalación solar térmica
Existen diversos tipos de instalaciones solares térmicas según la temperatura del fluido
de trabajo. Para suplir las necesidades de las edificaciones, comúnmente, se hace uso
de las instalaciones solares térmicas a baja temperatura, cuya característica principal
es que el fluido de trabajo no sobrepasa los 100 °C. Adicionalmente a esta
clasificación existe una amplia variedad de clasificaciones de los sistemas, ya sea por
el principio de circulación, por el sistema de intercambio o por el sistema de energía
auxiliar, entre otros. Sin embargo, se puede decir que, en general, una instalación solar
térmica consta, fundamentalmente, de ciertos sistemas, como se muestra en la
siguiente figura:
- Sistema de captación
- Sistema de acumulación,
- Circuito hidráulico,
- Intercambiador,
- Sistemas de regulación y control
- Generador auxiliar

Capítulo:MEMORIA
12
Figura 3: esquema de una instalación de energía solar térmica individual para
producción de ACS (vivienda unifamiliar o edificio singular)
(TERSO SYSTEMS, 2013)
2.1.3. Marco regulatorio
El Código Técnico de la Edificación (CTE) es el marco normativo que reglamenta las
exigencias que deben cumplir los edificios en relación con los requisitos básicos de
seguridad y habitabilidad. Más específicamente, el Documento Básico HE Ahorro de
Energía - Sección HE 4, motiva el uso de los sistemas solares, haciendo que, según la
zona climática y el volumen de consumo, entre un 30 y un 70% de las necesidades de
ACS deban ser cubiertas con un sistema solar.
Así pues, esta norma permite calcular la contribución solar mínima requerida de
acuerdo a dos factores,
- Demanda energética total requerida por el edificio, y la
- Energía solar disponible en el lugar de instalación.

Capítulo:MEMORIA
13
Demanda total
de ACS del
edificio
(litros/día)
Zona Climática
I II III IV V
50-5.000 30% 30% 50% 60% 70%
5.000-6.000 30% 30% 55% 65% 70%
6.000-7.000 30% 35% 61% 70% 70%
7.000-8.000 30% 45% 63% 70% 70%
8.000-9.000 30% 52% 65% 70% 70%
9.000-10.000 30% 55% 70% 70% 70%
10.000-12.500 30% 65% 70% 70% 70%
12.500-15.000 30% 70% 70% 70% 70%
15.000-17.500 35% 70% 70% 70% 70%
17.500-20.000 45% 70% 70% 70% 70%
>20 52% 70% 70% 70% 70%
Tabla 2: Contribución solar mínima exigida por el CTE DB HE4, con fuente energética de
apoyo general.
Fuente: Elaboración propia con datos de (CODIGO TECNICO DE LA EDIFICACION,
2009)
2.2. SITUACIÓN
El hotel-SPA está situado en el municipio de Sigüenza, a unos 950 msnm, ubicado en la
provincia de Guadalajara, perteneciente a la comunidad autónoma Española de
Castilla- la mancha. La ubicación del proyecto de muestra a continuación.

Capítulo:MEMORIA
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Figura 4: Ubicación del proyecto
Fuente: Autor, pasado en (Google Maps)
Sus coordenadas son latitud 41.064° y -2.643° longitud. La zona climática en la que se
encuentra es la zona III.
2.3. DESCRIPCIÓN Y SITUACIÓN GEOGRÁFICA DEL INMUEBLE
La cubierta del edificio es de teja árabe con 20º de inclinación y azimut de +30º. Entre
sus componentes arquitectónicos se tienen ventanas tipo velux (Ver figura 2,
cuadrados azules), patinillos (Cuadrados rojos) y caídas de agua (Triángulos cian).
Ubicación
del proyecto

Capítulo:MEMORIA
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Figura 5: Plano del proyecto
La solución a adoptar, por criterio del arquitecto, es la superposición arquitectónica. El
módulo seleccionado es el Viessman Vitosol 200F SV2 de instalación vertical.
2.4. SISTEMA DE CAPTACIÓN
El sistema de captación es el formado por los colectores y sus fijaciones. Los colectores
permiten que la energía solar pueda ser captada y transformada en calor, para
transmitirlo al fluido caloportador.
Los colectores pueden usar como fluido la misma agua de consumo, llamándose a
este sistema un circuito abierto o directo. Este tipo de circuitos no tiene las pérdidas
que se sufren en el intercambiador, sin embargo, es más complicado el manejo en
temperaturas extremas, ya que, al ser el agua de consumo que pasa por los
colectores, la misma que se usa, no puede tener aditivos. A esto se debe sumar la
contaminación propia del agua, así como su contenido de cal y su poder corrosivo.

Capítulo:MEMORIA
16
Por otro lado, un circuito cerrado o indirecto cuenta con dos fluidos, es decir, el ACS y
el fluido caloportador, el cual transfiere el calor al agua, con ayuda de un
intercambiador.
El sistema de captación también es afectado por el tipo de circulación del fluido
caloportador, es decir, el líquido puede ser pasado a través de los colectores gracias a
una circulación natural (con ayuda de la fuerza de gravedad) o gracias a una
bomba, en cuyo caso, sería una circulación forzada.
2.4.1. Componentes de un captador solar
Un captador solar se constituye de cuatro componentes,
- Cubierta transparente. Este elemento tiene como función proteger al
absorbedor de los agentes externos, contribuir al aislamiento térmico del
equipo. También permite el paso de la radiación solar incidente, de onda corta
e impide la salida de la radiación de longitudes de onda largas emitidas por el
absorbedor.
- Absorbedor: éste es el elemento donde se produce la conversión de energía de
radiación solar en calor. El Absorbedor tiene láminas sobre las cuales incide la
radiación y tubos a donde se recibe el calor, que posteriormente es transmitido
al fluido caloportador. Este componente es básico para la mayor o menor
eficiencia energética en la transferencia de calor hacia el fluido.
- Aislamiento térmico y juntas: El aislamiento térmico en la parte posterior y en los
lados permite reducir las pérdidas por conducción en el captador. Por otro
lado, el captador tiene juntas en las uniones del bastidor, en la cubierta
transparente y en las conexiones de las tuberías, lo cual permite que se evite a
fuga de calor y que entre agua al equipo.
- Bastidor, caja contenedora o carcasa. Los captadores planos tienen una caja
contenedora o bastidor, la cual proporciona protección frente a la humedad y
los daños mecánicos.

Capítulo:MEMORIA
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Figura 6: Plano del proyecto
(GAS NATURAL FENOSA, 2013)
2.4.2. Rendimiento del captador rendimiento η del captador solar térmico
Como ya ha sido descrito en el anterior apartado, la entrada de la radiación solar
(EINCIDENTE) en el captador sale como calor en el fluido de trabajo mediante la llamada
Energía útil y se cumple la siguiente expresión:
EÚTIL = EINCIDENTE - EPÉRDIDAS
Es importante anotar que, de no aprovecharse la energía en el calentamiento del
fluido caloportador, esta energía se iría toda en pérdidas térmicas, por radiación y por
convección.
Así mismo, el rendimiento η del captador solar térmico irá en función de la cantidad de
irradiancia solar incidente que pueda ser transferida en potencia útil hacia el al fluido
de trabajo, y esto, por supuesto depende, en gran medida de las pérdidas. Según la
norma EN-12975 y el CTE, el rendimiento solar térmico de un captador está expresado
por la relación:
( ) ( )
Donde Tm es la temperatura media del fluido del captador, Tamb es la temperatura
media ambiental, a1 es el coeficiente lineal de pérdidas térmicas, a2 es el coeficiente
cuadrático de pérdidas, G es la irradiancia solar y es el rendimiento óptico del
captador cuando la diferencia de temperatura media del fluido y el ambiente es nula.
De la expresión anterior se deduce que el rendimiento disminuye al aumentar la
diferencia de temperaturas entre el captador y el ambiente, lo cual es lógico ya que
aumentan las pérdidas por convección hacia el aire circundante. Si la temperatura
del captador aumenta, también lo harán las pérdidas por radiación. Asimismo, el

Capítulo:MEMORIA
18
rendimiento del captador se reduce si la irradiancia disminuye, aunque en este caso
también varían las condiciones térmicas. (IMF-Formación, Universidad San Pablo, 2011)
2.4.3. Otros parámetros característicos y especificaciones técnicas del captador
El coeficiente global de pérdidas del captador se define como:
( )
El CTE establece una limitación en la elección de los captadores a un valor del
coeficiente global de 10W/m2 ºC, obtenido en ensayos con temperatura de entrada
respecto a temperatura ambiente.
En las especificaciones técnicas del captador, normalmente se mencionan las áreas
así
- Área total (o bruta) del captador, AG: es el área entre los límites externos del
captador, incluyendo al bastidor.
- Área de Apertura, Aa: es la superficie que ofrece el captador a la radiación
solar, normalmente igual a la superficie de la cubierta transparente.
- Área del absorbedor, AA: es el área total ocupada por el absorbedor (aletas o
chapas y tubos). Según la norma ISO 9806 se puede utilizar esta área para el
cálculo del rendimiento
2.4.4. Conexión de los captadores solares
De acuerdo a su forma de conectarse, los captadores solares pueden tener diferentes
topologías. Para determinar qué topología utilizar, hay que tener en cuenta que es
recomendable que las filas tengan el mismo número de páneles; además, a la salida y
entrada de cada batería se deben instalar válvulas, para poder facilitar las tareas de
mantenimiento. Así mismo, la cantidad de paneles que se pueden conectar en
paralelo tendrá en cuenta las limitaciones del fabricante.
- Los captadores solares pueden conectarse en serie, pero esto tiene como
consecuencia una disminución en el rendimiento de la instalación. Así pues, se
debe tener en cuenta que cada serie no puede ser superior a tres para evitar
bajos rendimientos (y conforme al CTE). Esta condición solo puede aumentarse
a cuatro captadores para algunos usos industriales y refrigeración por
absorción, siempre y cuando sea permitido por el fabricante; pero para el caso

Capítulo:MEMORIA
19
de agua caliente sanitaria no deben conectarse más de dos captadores en
serie.
- Los colectores también pueden ser conectados en paralelo, para lo cual es
importante disponer (si se requiere) de varias filas siempre teniendo el mismo
número de unidades bien alineados entre sí. El número de captadores que se
pueden conectar en paralelo debe ser limitado por lo recomendado por el
fabricante. Cuando los módulos son conectados en paralelo, los paneles
trabajan con alto rendimiento, aunque la temperatura de salida de los mismos
es moderada.
- En cualquier caso, es decir, serie, paralelo o serie-paralelo, se debe buscar que
el recorrido hidráulico sea el mismo para todos los colectores; obtiene de no ser
así, los saltos térmicos de los colectores serían diferentes y se reduciría el
rendimiento global de la instalación.
Figura 7: Conexión de captadores: a) En serie. b) En paralelo. c) En serie-paralelo.
(Cámara Chilena de la Construcción, 2007)
2.4.5. Sistema de captación seleccionado para la aplicación actual
Para el presente proyecto, el sistema de captación tiene las siguientes características:
a) Módulo solar Viessman Vitosol 200F SV2.
El componente principal del Vitosol 200-F es el absorbedor de cobre con
recubrimiento SolTitan, que garantiza una elevada absorción de la radiación
solar y una reducida emisión de radiación térmica. El absorbedor está envuelto
en una carcasa altamente aislante, gracias a la cual se minimizan las pérdidas
de calor del colector. El excelente aislamiento térmico resiste elevadas
temperaturas y evita la desgasificación. El colector está cubierto por una lámina
de vidrio solar que se caracteriza por su bajo contenido de hierro, lo que
incrementa la transmisión de la radiación solar. Se pueden montar baterías de
hasta 12 colectores conectados en paralelo. En la impulsión del circuito de

Capítulo:MEMORIA
20
energía solar se instala, con ayuda de un juego de vainas de inmersión, la
sonda de temperatura del colector. Diseño universal apto para montaje sobre
cubierta, integración en cubierta y montaje sobre estructura de apoyo, en
vertical o en horizontal. Pared posterior resistente a los golpes y a la corrosión.
Conexión rápida y segura de los colectores mediante un conector flexible de
tubos ondulados de acero inoxidable. Por otro lado, el fabricante de los
módulos recomienda utilizar estos paneles con fluido caloportador Tyfocor.
(Viessmann S.L.) En el anexo se pueden encontrar los datos básicos para este
módulo. Los módulos seleccionados tienen una superficie de apertura de 2.33
m2, parámetro clave para el dimensionamiento del sistema.
b) Conexión en serie-paralelo.
Los módulos serán colocados en circuito cerrado (o indirecto). Por otro lado,
para el proyecto se ha elegido una configuración en serie-paralelo con cinco
bancos en paralelo, cada uno con dos módulos conectados en serie, lo cual
permite lograr la temperatura deseada sin disminuir demasiado el rendimiento.
La conexión se hará respetando el retorno invertido, para lograr un flujo similar
hacia cada banco de conectores sin la necesidad de utilizar válvulas
reguladoras. Por otro lado, a la salida y a la entrada de cada banco en serie se
instalará una válvula para que las labores de mantenimiento preventivo y
correctivo puedan realizarse sin afectar a los otros bancos. Así mismo, en la
tubería principal de salida de los módulos se instalaría una válvula de no-
retorno.
Figura 8: Detalle de la conexión en serie-paralelo para el proyecto Hotel-SPA en
Sigüenza.
(Elaboración propia)
c) Ángulo de inclinación de los módulos.
El proyecto se encuentra situado en el hemisferio norte, por lo cual los módulos
se instalarán en la parte del techo que está situada hacia el sur y con esto el

Capítulo:MEMORIA
21
balance energético anual es mayor que si se dirigieran hacia el norte. Por otro
lado, el ángulo de inclinación será el mismo del techo, ya que se busca la
integración de los módulos con la cubierta, es decir, 20°.
d) Elementos de anclaje y sujeción. Los colectores deben ser instalados en la
cubierta con elementos que permitan su estabilidad, mantener la buena
orientación y no aumentar innecesariamente el coste del proyecto. Para el
presente uso, y debido a que la solución a adoptar es superposición
arquitectónica, los paneles se instalarán sobre rieles conectados a la cubierta
con el sistema de la referencia FixT de la marca Schletter, como se muestra a
continuación:
Figura 9: Montaje de los módulos en la cubierta de teja y detalle del sistema de fijación
FixT.
(Schletter Inc., 2010)
2.5. SISTEMA DE ACUMULACIÓN
Para garantizar el acceso a agua ACS en los momentos que no haya luz solar, es
necesario disponer de un sistema de acumulación. Este sistema de acumulación
puede tener una capacidad mayor o menor, en función de las necesidades.
2.5.1. Características
- Usualmente el fluido almacenado en el acumulador es el agua potable que
será utilizada en el sistema ACS; sin embargo, se puede utilizar agua no potable
cuando el propósito es la calefacción.
- Se desea que el acumulador del sistema tenga una elevada inercia térmica,
para que se mantenga el fluido interior con la temperatura deseada el mayor
tiempo posible. El aislamiento debe permitir que las pérdidas térmicas hacia el
exterior sean reducidas.

Capítulo:MEMORIA
22
- Normalmente en un acumulador el agua fría baja y el agua caliente se
mantiene arriba (fenómeno llamado estratificación), por lo cual la entrada de
agua fría debe hacerse por abajo y la salida de agua caliente por arriba y así
no se afecta la estratificación. Esto también busca que el flujo de entrada no
provoque corrientes en el acumulador.
- Los materiales utilizados para el acumulador además de soportar las
temperaturas deben cumplir las condiciones de higiene y seguridad requeridas
por las reglamentaciones. Normalmente son usados el acero con tratamiento
interior vitrificado y protección catódica, el acero con recubrimiento en resinas
epoxi o recubrimiento en cerámica o el acero inoxidable. También se pueden
utilizar materiales no metálicos.
- El acumulador puede contener internamente el intercambiador donde se hace
la transferencia de calor desde el fluido caloportador hacia el agua caliente
sanitaria.
2.5.2. Dimensionado del volumen de acumulación
Esto se describe con mayor profundidad en las memorias de cálculo; sin embargo, es
importante anotar que para el dimensionado del acumulador, los tres factores
decisivos son, la superficie de colectores, la cual en la literatura mencionan que está
cerca a los 70 litros por cada m2 de colector. La Temperatura de utilización y el
Desfase entre captación y consumo.
En cualquier caso, el almacenamiento debe ser dimensionado de acuerdo a las
necesidades y la regulación vigente, y se debe cuidar de no sobre-dimensionar el
mismo, ya que podría esto generar encarecimiento de la instalación y la dificultad en
lograr la temperatura deseada. Por otro lado, el sub-dimensionamiento también
puede implicar inconvenientes, como el sobrecalentamiento del circuito solar.
Entre las condiciones ordenadas por el CTE para el sistema de acumulación se
encuentra que:
- La conexión de entrada de agua caliente procedente del intercambiador o de
los captadores al interacumulador se realizará, preferentemente a una altura
comprendida entre el 50% y el 75% de la altura total del mismo;
- La conexión de salida de agua fría del acumulador hacia el intercambiador o
los captadores se realizará por la parte inferior de éste;
- La conexión de retorno de consumo al acumulador y agua fría de red se
realizarán por la parte inferior;
- La extracción de agua caliente del acumulador se realizará por la parte
superior.
- Preferentemente, el sistema de acumulación solar estará constituido por un solo
depósito, será de configuración vertical y estará ubicado en zonas interiores.

Capítulo:MEMORIA
23
- No se permite la conexión de un sistema de generación auxiliar en el
acumulador solar, ya que esto puede suponer una disminución de las
posibilidades de la instalación solar para proporcionar las prestaciones
energéticas que se pretenden obtener con este tipo de instalaciones. 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
- El volumen de acumulación debe cumplir con la siguiente condición
(CODIGO TECNICO DE LA EDIFICACION, 2009)
El Real Decreto 865/2003 establece los criterios que deben cumplir lo acumuladores
en materia de higiene; y sobre todo para prevenir la proliferación de la Legionela. Este
RD es aplicable a instalaciones de uso general como hospitales, hostelería, gimnasios,
centros de enseñanza, etc; pero no obligatorio para en edificios dedicados a la
vivienda, para las cuales se debe aplicar la norma UNE 100.030:2005 IN.
Dentro de lo que exige el Real Decreto 865/2003, se puede resaltar:
- Mantener la temperatura del agua, en el circuito de agua caliente por encima
de 50 °C en el punto más alejado del circuito o en la tubería de retorno al
acumulador. La instalación permitirá que el agua alcance una temperatura de
70 °C.
- Cuando se utilice un sistema de aprovechamiento térmico en el que se
disponga de un acumulador conteniendo agua que va a ser consumida y en el
que no se asegure de forma continua una temperatura próxima a 60 °C, se
garantizará posteriormente, que se alcance una temperatura de 60 °C en otro
acumulador final antes de la distribución hacia el consumo.
(IMF-Formación, Universidad San Pablo, 2011)
2.5.4. Acumulador seleccionado para la aplicación actual
a) Acumulador seleccionado: Para el hotel-spa se ha escogido un
interacumulador IAS 2000TB de Thermor para uso solar, de capacidad de
almacenamiento de 2000 Litros e intercambiador interno. Este volumen cumple
lo requerido en los cálculos para el hotel y también, gracias al tipo de
intercambiador, se aprovecha mejor el espacio. Este acumulador tiene un
tratamiento anticorrosión llamado “Securex” el cual protege el material, sin
necesidad de mantenimiento; así mismo, el interacumulador seleccionado tiene
integrada una funda Thermor de 100 mm de espesor que ofrecen una alta
resistencia al fuego. Este acumulador posee una boca para inspección de

Capítulo:MEMORIA
24
400mm, como lo requiere la normativa. Mayor información se encuentra en el
anexo. (THERMOR S.A., 2012)
b) Ubicación De acuerdo a lo recomendado por el CTE, el acumulador será
colocado en la parte interior del edificio. Se ha seleccionado el mismo piso
donde está el SPA, y así se aprovecha el aislamiento de ruido que seguramente
deberá instalarse en este piso. Por otro lado, se ubicará en el extremo
noroccidental de la edificación, donde se aprovechará la ubicación de los
desagües para acercar allí las tuberías de fluido caloportador, y contribuir a
preservar la estética del edificio.
2.6. SISTEMA DE TERMOTRANSFERENCIA
Como ya se ha mencionado en el apartado del sistema de captación, pueden existir
instalaciones directas o indirectas. Para las instalaciones indirectas, es necesario tener
un sistema de termo transferencia que permita que el calor sea transferido del fluido
del circuito primario (es decir, fluido caloportador, el cual pasa por los captadores)
hacia el circuito secundario (ACS).
Los intercambiadores de calor pueden ser externos o bien pueden formar parte del
acumulador. Los materiales constitutivos pueden ser el cobre o el acero inoxidable,
siempre y cuando sea un material que soporte la temperatura máxima de trabajo del
circuito primario que sea compatible con ambos fluidos.
Los intercambiadores deben tener un rendimiento1 superior o igual al 95% y una
eficacia 2 superior o igual a 0.7.
Por otro lado, el fluido caloportador es aquel que se encuentra en el circuito primario
del sistema y aunque no se mezcla directamente con el ACS tiene una función de vital
importancia. Su misión es la de absorber la energía en el absobedor (del módulo solar)
para posteriormente cederla en el intercambiador.
La escogencia del fluido caloportador debe hacerse teniendo en cuenta diversos
factores, a saber:
- Temperatura mínima ambiental: Los conductos que transportan el fluido están a
la intemperie, así que, no obstante el aislamiento que las tuberías posean, el
fluido debe estar preparado químicamente para evitar la congelación.
- Temperatura máxima: El punto de ebullición del fluido debe estar por encima
de la temperatura máxima, para evitar sobrepresiones y otros problemas. Esto es
1
Rendimiento en un intercambiador es la relación entre la energía obtenida a la salida y la introducida en el
intercambiador.
2
Se define eficacia como la relación entre la potencia calorífica realmente intercambiada y la máxima que podría
intercambiarse teóricamente.

Capítulo:MEMORIA
25
especialmente importante cuando la producción térmica de los captadores es
muy superior al consumo, lo que provoca que vaya aumentando la
temperatura del agua y no entre en el circuito agua fría de la red.
- Las características del fluido (calor específico, peso específico, densidad, etc)
influirán en la resistencia hidráulica, lo cual a su vez influirá en el cálculo de
conducciones.
El uso de “glicoles” es lo más generalizado. Mezclado con el agua en determinadas
proporciones impide la congelación hasta un límite de temperaturas por debajo de
0ºC según su concentración. Por otro lado el punto de ebullición se eleva haciendo
que el caloportador quede protegido contra temperaturas demasiado altas.
Entre las condiciones que exige el CTE para el intercambiador se encuentran: Según el
- La potencia térmica del intercambiador independiente debe ser de al menos
500 veces la superficie de captadores, esto es: Pintercambio (W)≥500.Scaptación(m2)
- Si se trata de un interacumulador, la relación entre la superficie útil de
intercambio y la superficie total de captación no será inferior a 0,15
Para el fluido caloportador, el CTE recomienda lo siguiente:
- El fluido de trabajo tendrá un pH a 20 °C entre 5 y 9, y un contenido en sales que se
ajustará a los señalados en los puntos siguientes:
a) la salinidad del agua del circuito primario no excederá de 500 mg/l totales de
sales solubles. En el caso de no disponer de este valor se tomará el de
conductividad como variable limitante, no sobrepasando los 650 μS/cm;
b) el contenido en sales de calcio no excederá de 200 mg/l, expresados como
contenido en carbonato cálcico;
c) el límite de dióxido de carbono libre contenido en el agua no excederá de 50
mg/l.
- Protección contra heladas:
a) Todas las partes del sistema que estén expuestas al exterior deben ser capaces
de soportar la temperatura mínima especificada sin daños permanentes en el
sistema.
b) Cualquier componente que vaya a ser instalado en el interior de un recinto
donde la temperatura pueda caer por debajo de los 0 °C, deberá estar
protegido contra las heladas.
c) La instalación estará protegida, con un producto químico no tóxico cuyo calor
específico no será inferior a 3 kJ/kg K, en 5 ºC por debajo de la mínima histórica
registrada con objeto de no producir daños en el circuito primario de
captadores por heladas.

Capítulo:MEMORIA
26
d) Adicionalmente este producto químico mantendrá todas sus propiedades
físicas y químicas dentro de los intervalos mínimo y máximo de temperatura
permitida por todos los componentes y materiales de la instalación.
- Altas temperaturas:
a) Cuando las aguas sean duras, es decir con una concentración en sales de
calcio entre 100 y 200 mg/l, se realizarán las previsiones necesarias para que la
temperatura de trabajo de cualquier punto del circuito de consumo no sea
superior a 60 °C, sin perjuicio de la aplicación de los requerimientos necesarios
contra la legionela.
2.6.2. Intercambiador de Calor seleccionado para la aplicación actual
En la aplicación actual, se ha seleccionado un acumulador que ya tiene integrado el
intercambiador de calor. Esto permite un mayor aprovechamiento del espacio así
como disminución en los costos de mantenimiento, de aislamiento y de tubería, ya que
se reemplazan dos elementos por uno solo. Las características del intercambiador son:
Tabla 3: Características del intercambiador
(THERMOR S.A., 2012)
Mayor información se encuentra en el anexo.

Capítulo:MEMORIA
27
2.6.3. Fluido caloportador seleccionado para la aplicación actual
El fabricante Viessman recomienda el uso del fluido Tyfocor® LS y éste es el fluido que
se ha seleccionado para la aplicación, ya que viene directamente mezclado a la
proporción precisa de glicol y sus temperaturas cumplen lo requerido por la normativa
(ver la memoria de cálculos). Mayor información del fluido se encuentra en el anexo.
2.7. SISTEMA HIDRÁULICO
El diseño del circuito hidráulico es fundamental para el buen trabajo de la instalación.
Partes de este circuito hidráulico son, el fluido de trabajo (que ya se ha descrito
anteriormente), el conexionado de los captadores, las tuberías, las bombas de
circulación, las válvulas, los vasos de expansión y la purga de aire. En el marco
regulatorio actual, los sistemas directos no son permitidos, lo cual conlleva a que en
toda instalación haya por lo menos dos circuitos hidráulicos, a saber:
- Circuito primario: circuito del que forman parte los captadores y las tuberías que los
unen, en el cual el fluido recoge la energía solar y la transmite.
- Circuito secundario: circuito en el que se recoge la energía transferida del circuito
primario para ser distribuida a los puntos de consumo.
- Circuito de consumo: circuito por el cual circula el agua de consumo.
Cuando el sistema es pequeño, la cantidad de captadores es reducida y se usa un
interacumulador, normalmente solo existen el circuito primario y el secundario (el cual,
en ese caso, sería el mismo que el de consumo). Por otro lado, si el sistema es más
grande y hay intercambiadores externos, se pueden necesitar e más etapas para la
transmisión de calor.
Se debe buscar que el circuito hidráulico sea equilibrado, es decir que haya una
distribución uniforme de caudales por cada captador o conjunto de captadores y, en
general, por cada rama en paralelo de la instalación. Cuando el circuito es
equilibrado, el incremento térmico en los grupos de captadores conectados en
paralelo será similar y el aprovechamiento de la instalación el óptimo. En caso de que
no se pueda lograr un flujo equilibrado, se deben instalar válvulas reguladoras para
equilibrarlos. Otra opción para buscar un flujo equilibrado es el esquema de retorno
invertido, en el cual se lleva la conducción del fluido frío al captador más lejano y a
partir de ahí distribuir el fluido a todos los captadores por su parte baja. La recogida
del fluido caliente se realiza por la parte superior opuesta a la conexión de entrada, y
en orden contrario a como se ha distribuido, es decir, el captador que se alimenta el
último es ahora del que se recoge primero el fluido caliente y viceversa. (IMF-
Formación, Universidad San Pablo, 2011)

Capítulo:MEMORIA
28
2.7.1. Marco regulatorio general
El CTE establece que, en el circuito primario:
- Debe concebirse inicialmente un circuito hidráulico de por sí equilibrado. Si no
fuera posible, el flujo debe ser controlado por válvulas de equilibrado.
- El caudal del fluido portador se determinará de acuerdo con las especificaciones
del fabricante como consecuencia del diseño de su producto. En su defecto su
valor estará comprendido entre 1,2 l/s y 2 l/s por cada 100 m² de red de
captadores. En las instalaciones en las que los captadores estén conectados en
serie, el caudal de la instalación se obtendrá aplicando el criterio anterior y
dividiendo el resultado por el número de captadores conectados en serie.
- Los valores de caudal recomendado para el circuito de captadores (primario) se
estiman en un rango de 43 y 72 litros/h.m2, Sin embargo, algunos fabricantes
recomiendan un caudal de 10-30 litros/h.m2 (low-flow).
Por otro lado, en cuanto al conexionado del sistema, el CTE presenta una serie de
requisitos:
- Se debe prestar especial atención en la estanqueidad y durabilidad de las
conexiones del captador.
- Los captadores se dispondrán en filas constituidas, preferentemente, por el mismo
número de elementos. Las filas de captadores se pueden conectar entre sí en
paralelo, en serie o en serie-paralelo, debiéndose instalar válvulas de cierre, en la
entrada y salida de las distintas baterías de captadores y entre las bombas, de
manera que puedan utilizarse para aislamiento de estos componentes en labores
de mantenimiento, sustitución, etc. Además se instalará una válvula de seguridad
por fila con el fin de proteger la instalación.
- Dentro de cada fila los captadores se conectarán en serie o en paralelo. El número
de captadores que se pueden conectar en paralelo tendrá en cuenta las
limitaciones del fabricante. En el caso de que la aplicación sea exclusivamente de
ACS se podrán conectar en serie hasta 10 m2 en las zonas climáticas I y II, hasta 8
m2 en la zona climática III y hasta 6 m2 en las zonas climáticas IV y V.
- La conexión entre captadores y entre filas se realizará de manera que el circuito
resulte equilibrado hidráulicamente recomendándose el retorno invertido frente a
la instalación de válvulas de equilibrado.
2.7.2. Tuberías y aislamientos
a) Criterios básicos.
Las tuberías del sistema deben evitar al máximo la formación de depósitos de cal. Así
mismo, en lo posible deben ser tan cortas como sea posible y evitar colocar más
accesorios de lo necesario, para disminuir las pérdidas. Así mismo, la instalación de las

Capítulo:MEMORIA
29
mismas, en los tramos horizontales, debe tener una pendiente del 1% como mínimo en
el sentido de circulación3
.
Por otro lado, las tuberías que se encuentren a la intemperie deben tener un
aislamiento que garantice su durabilidad y evite los esfuerzos debido a los cambios de
temperatura, siendo aceptados las pinturas asfálticas, los poliésteres reforzados con
fibra de vidrio o las pinturas acrílicas. El material de las tuberías debe resistir las
presiones y la composición química del fluido de trabajo, normalmente mezcla agua
con glicol. El CTE especifica que en el circuito primario pueden usarse tuberías de
cobre y acero inoxidable, con uniones roscadas, soldadas o embridadas y protección
exterior con pintura anticorrosiva. También la normativa menciona que el circuito
secundario o de servicio de agua caliente puede hacerse con tubería de cobre y
acero inoxidable. Así mismo, podrán utilizarse materiales plásticos que soporten la
temperatura máxima del circuito y que le sean de aplicación y esté autorizada su
utilización por las compañías de suministro de agua potable (CODIGO TECNICO DE LA
EDIFICACION, 2009).
Un factor decisivo también es la temperatura. La tubería debe resistir temperaturas de
hasta 150ºC. Así mismo, debe resistir la temperatura de estancamiento del captador
en los tramos próximos a la salida. Así mismo, la tubería debe ser de un material de
bajo coeficiente de dilatación, teniendo en cuenta que los tubos en la intemperie
deberán soportar temperaturas en invierno y verano (desde -20°C hasta 150°C
aproximadamente). Esto es de vital importancia sabiendo que en las juntas podrán
existir esfuerzos si el material se contrae o dilata demasiado.
b) Tubería seleccionada para el circuito primario en el proyecto.
La tubería a instalar en el proyecto será de cobre semi-duro, y su aislamiento se hará
con poliéster reforzado con fibra de vidrio con un espesor de 30 a 40 mm.
2.7.3. Bomba de circulación para el fluido primario
El circuito hidráulico requiere de bombas de circulación cuando el sistema no funciona
por convección natural o termosifón, y en general en el circuito primario para todos los
sistemas que tengan más de 10m2 de superficie de captación, además, para los
circuitos de más de 50m2, se deben tener mínimo dos bombas en cada circuito (una
para reserva) 4. La bomba debe, no solamente superar la altura de entrada a los
3
Requisito del CTE
4
Requisito del CTE

Capítulo:MEMORIA
30
colectores, sino que también debe superar las pérdidas causadas por los diferentes
elementos.
Las bombas deben instalarse en la zona más fría del circuito; en el caso del circuito
primario, se debe instalar antes de la entrada a captadores; no obstante, este equipo
debe soportar las temperaturas de trabajo (que pueden alcanzar los 130°C). Además
de la temperatura, la bomba debe soportar el efecto del fluido de trabajo.
La bomba también debe protegerse de la cavitación, y del flujo inverso, así que se
deberá recordar instalar las apropiadas válvulas tanto de anti-retorno como de
aislamiento de la bomba para que ésta pueda ser llevada a mantenimiento si es
requerido.
Se debe recordar que, para el circuito primario, es decir un circuito cerrado, la altura
de bombeo viene determinada por las pérdidas de carga que el fluido debe superar
en todo su recorrido, incluyendo tuberías (rectas y codos), caudalímetros, válvulas y
cualquier otro componente (IMF-Formación, Universidad San Pablo, 2011).
b) Bomba seleccionada para el circuito primario del proyecto.
En este proyecto se utilizará una bomba Grundfos, CM1-4 A-S-A-E-AVBE, con motor de
37W, lo cual cumple lo requerido por el CTE.
Figura 10: Resumen de datos de la bomba seleccionada
(Grundfos, 2013)

Capítulo:MEMORIA
31
2.7.4. Vaso de expansión
El vaso de expansión es un elemento que se instala sobre la tubería de succión de la
bomba y permite compensar los cambios de volumen del fluido debido a las
variaciones de temperatura. Así pues, cuando la temperatura aumenta y el fluido se
expande, el exceso va hacia al vaso; de lo contrario, cuando el fluido se enfría y
contrae, el fluido regresa al circuito. La función del vaso de expansión es también
mantener la presión del circuito dentro del rango y por encima de la presión
atmosférica, para evitar que el circuito tenga presión de vacío y entre el aire al mismo.
Los vasos de expansión pueden ser abiertos (en contacto con la atmósfera) o
cerrados; estos últimos tienen un gas presurizado (separado del fluido de trabajo por
una membrana elástica).
b) Vaso de expansión seleccionada para el circuito primario del proyecto.
El vaso de expansión seleccionado es, por supuesto, del tipo abierto, ya que su
instalación es más fácil, ayuda a que no ingrese aire al sistema y genera menores
pérdidas al circuito. El vaso de expansión para el proyecto se ha seleccionado
teniendo en cuenta el coeficiente de expansión cúbica del fluido, así como el
volumen del fluido. A continuación un resumen de las características del vaso
VASOFLEX de 12 litros.
Figura 11: Resumen de datos del vaso de expansión seleccionado
(Baxi Calefacción, S.L.U, 2013)

Capítulo:MEMORIA
32
2.7.5. Válvulas del sistema
Las válvulas del sistema deben ser seleccionadas de acuerdo a la necesidad. El CTE
resume las válvulas de acuerdo a la función en la instalación:
- Aislamiento o corte: Siempre deben instalarse en la acometida de agua fría a la
instalación, así como en la entrada y salida de los principales equipos, para
que se puedan aislar y efectuar las labores de mantenimiento. Para este fin, se
recomienda el uso de válvulas de esfera.
- Equilibrado de circuitos: Estas válvulas se usan para el equilibrado de caudales
en el circuito. Se recomienda el uso de válvulas de asiento.
- Vaciado del circuito: debe haber una o más válvulas que permitan el vaciado
y/o recambio del líquido. Para este fin, se usan válvulas de esfera o de macho.
- Llenado del circuito y presurización: Para esta operación se recomienda el uso
de válvulas de esfera.
- Purga de aire: Esto es vital para evitar la cavitación de la bomba. Para este fin,
se recomienda el uso de válvulas de esfera o de macho.
- Seguridad: Para la seguridad del sistema en caso de sobrepresiones se debe
instalar por lo menos una válvula de seguridad en cada circuito cerrado, una en
cada sección del campo de captadores y una en cada acumulador, siempre
en un ramal acoplado a la tubería fría del circuito correspondiente. Se
recomienda el uso de válvulas de resorte. El tarado de la válvula de seguridad
es normalmente de 10bar en sistemas grandes y 6 bares en los pequeños.
- Válvulas anti retorno: Estas válvulas se utilizan para evitar la circulación del fluido
en un sentido no deseado. Se recomienda el uso de válvulas de disco, de
clapeta o de muelle.
b) Válvulas seleccionadas para el circuito primario del proyecto.
Todas las válvulas serán en cobre, de acuerdo a la tubería seleccionada.
- Aislamiento. A la entrada y salida de cada banco de colectores se instalará una
válvula de esfera (si no es posible, se instalará de compuerta). Así mismo, sendas
válvulas se instalarán en las tuberías de entrada y salida a la bomba y al
intercambiador.
- Vaciado del circuito: Una válvula de esfera se instalará para este fin en la parte
más baja del sistema; esto es, justo a la salida del intercambiador, antes de la
bomba.
- Llenado del circuito y presurización: Esta válvula, de esfera o compuerta, será
instalada antes del ingreso a los colectores solares. Para esta operación se
recomienda el uso de válvulas de esfera.
- Purga de aire: Esta válvula de esfera (o en su defecto de compuerta) se
instalará en la tubería de salida de los colectores, en el techo, buscando la

Capítulo:MEMORIA
33
parte más elevada del sistema. Se instalará una por cada banco, es decir
cuatro en total.
- Válvula de seguridad: Se instalará una válvula de seguridad antes de la entrada
de cada banco de captadores, es decir cuatro unidades.
- Válvulas anti retorno serán instaladas en la salida de la bomba y en la salida de
los captadores, para evitar el contraflujo. Otra válvula anti retorno se ubicará
justo aguas abajo de la válvula de llenado del sistema.
2.7.6. Purga de aire
a) Criterios básicos. Como ya se ha mencionado, la entrada de aire al circuito
primario es nociva, tanto por el riesgo de cavitación como por la disminución de
la eficiencia y la posibilidad de corrosión. Así pues, se instalan sistemas de purga
de aire manuales o automáticos para que se eliminen los gases y se eviten esos
inconvenientes.
El CTE hace imperativo el uso de estos sistemas: “En los puntos altos de la salida
de baterías de captadores y en todos aquellos puntos de la instalación donde
pueda quedar aire acumulado, se colocarán sistemas de purga constituidos por
botellines de desaireación y purgador manual o automático. El volumen útil del
botellín será superior a 100 cm3. Este volumen podrá disminuirse si se instala a la
salida del circuito solar y antes del intercambiador un desaireador con purgador
automático. En el caso de utilizar purgadores automáticos, adicionalmente, se
colocarán los dispositivos necesarios para la purga manual”. “Se debe evitar el
uso de purgadores automáticos cuando se prevea la formación de vapor en el
circuito. En los demás circuitos donde se incluyan purgadores de aire
automáticos, estos deben soportar, al menos, la temperatura de estancamiento
del captador y en cualquier caso hasta 130 ºC en las zonas climáticas I, II y III, y
de 150 ºC en las zonas climáticas IV y V.” (CODIGO TECNICO DE LA
EDIFICACION, 2009).
b) Purgas seleccionadas para el circuito primario del proyecto. En el proyecto se
instalarán cuatro purgadores automáticos, cada uno antes de la entrada a
cada serie de captadores, en la parte más alta de la cubierta, en posición
vertical. El purgador a utilizar es el PURG-O-MAT 150 SOLAR, especial para altas
temperaturas y aplicaciones solares térmicas, que resiste los 150°C exigidos por
la normativa para Sigüenza. La presión de servicio de este elemento es de 10
bares, la presión de prueba de 15 bares y su temperatura máxima de 150°C.

Capítulo:MEMORIA
34
Figura 12: Purga seleccionada, Purg-o-mat 150 solar
(Mi Caldera, 2012)
2.7.7. Sistema de llenado
a) Criterios básicos. El sistema debe poder llenarse por primera vez con fluido. Este
mecanismo también servirá cuando se necesite re-cambiar el fluido. En circuitos
con vaso de expansión abierto, se utiliza dicho vaso para el llenado, pero en
circuitos con vaso cerrado, debe incorporar un mecanismo adicional.
b) Sistema de llenado seleccionado para el circuito primario del proyecto. Como
ya se ha mencionado anteriormente, el sistema tendrá una válvula de llenado
con una válvula anti-retorno aguas debajo de la misma; así pues, el sistema se
llenará por intermedio de esta válvula, utilizando una bomba auxiliar portátil con
alimentación eléctrica, que extraiga el fluido primario de sus envases originales.
2.7.8. Otros elementos del sistema hidráulico
a) Hidrómetros y Termómetros: En este proyecto se utilizarán termohidrómetros, ya
que se busca conocer la presión m.c.a. y el mismo punto se puede aprovechar
para tomar la temperatura. Estos accesorios serán metálicos, de la marca
Baxiroca y se instalarán tres en el circuito primario, uno en la entrada de la
bomba, otro en la salida de la bomba (es decir, a la entrada de los colectores)
y otro a la salida de los colectores (antes de entrar al interacumulador). El
termohidrómetro de la salida de la bomba será con escala de hasta 40 m.c.a;
los otros dos, hasta 16, 4. (BAXI ROCA SA, 2012). La ubicación física de estos
elementos estará en el cuarto de máquinas, ya que así estarán protegidos de la
intemperie y con fácil acceso por parte del personal de mantenimiento.
b) Caudalímetros: Los caudalímetros permiten saber el caudal circulante por la
tubería en que están instalados. Para la instalación en el circuito primario solo se
instalará un caudalímetro en la salida de la bomba.

Capítulo:MEMORIA
35
2.8. SISTEMA DE REGULACIÓN Y CONTROL
2.8.1. Características
El sistema de Regulación y Control permite el buen funcionamiento de toda la
instalación y su aprovechamiento cuando se requiere, así como su parada cuando no
es requerido. También permite su protección frente a riesgos como
sobrecalentamientos, congelación, etc.
Entre lo exigido por el CTE para el sistema regulación y control se tiene que:
- En circulación forzada, el control de funcionamiento normal de las bombas del
circuito de captadores, deberá ser siempre de tipo diferencial y, en caso de
que exista depósito de acumulación solar, deberá actuar en función de la
diferencia entre la temperatura del fluido portador en la salida de la batería de
los captadores y la del depósito de acumulación.
- El sistema de control actuará y estará ajustado de manera que las bombas no
estén en marcha cuando la diferencia de temperaturas sea menor de 2 ºC y no
estén paradas cuando la diferencia sea mayor de 7 ºC.
- Las sondas de temperatura para el control diferencial se colocarán en la parte
superior de los captadores de forma que representen la máxima temperatura
del circuito de captación. 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.
- El sistema de control asegurará que en ningún caso se alcancen temperaturas
superiores a las máximas soportadas por los materiales, componentes y
tratamientos de los circuitos.
- El sistema de control asegurará que en ningún punto la temperatura del fluido
de trabajo descienda por debajo de una temperatura tres grados superiores a
la de congelación del fluido.
- Alternativamente al control diferencial, se podrán usar sistemas de control
accionados en función de la radiación solar.

Capítulo:MEMORIA
36
2.8.3. Sistema de regulación seleccionado para la aplicación actual
El esquema de regulación que se ha seleccionado para el proyecto se muestra a
continuación.
Figura 13: Regulación y control en un sistema solar térmico
(Arquitecnide, 2013)
Este sistema consta de una mini central de regulación solar Thermor. Esta mini central
ofrece regulación para un diferencial de temperatura y está apta para ser adaptada
a un interacumulador. Sondas de temperatura marca OSAKA, referencia PT-SR
(Salvador Escoda S A, 2013) conectadas a la central serán instaladas en la parte
superior de los captadores y en la parte inferior del acumulador. Así mismo, se
instalarán presóstatos XMPA 06B y XMPA 12B marca Telemecanique a la entrada y a la
salida de la bomba respectivamente. Más información de estos elementos en los
anexos.

Capítulo:MEMORIA
37
3. CUMPLIMIENTO DEL CTE
A continuación se presenta un resumen que enumera las condiciones más relevantes
del DB HE4 del CTE y menciona si el proyecto cumple. Información detallada de cada
condición se encuentra en la descripción de cada sistema tanto en la memoria como
en el anexo de cálculo.
Tabla 4: Resumen de requisitos y cumplimiento del CTE
Sistema /
subsistema
Condición Cumplimiento
SISTEMA DE
CAPTACIÓN
Los circuitos primarios abiertos no están permitidos Cumple
En el caso de que la aplicación sea exclusivamente de
ACS se podrán conectar en serie hasta 10 m2 en las
zonas climáticas I y II, hasta 8 m2 en la zona climática III
y hasta 6 m2 en las zonas climáticas IV y V.
Cumple
Los colectores conectados en paralelo, deben tener el
mismo número de unidades bien alineadas entre sí.
Cumple
SISTEMA DE
ACUMULACIÓN
La conexión de retorno de consumo al acumulador se
realizará por la parte inferior
Cumple
Preferentemente, el sistema de acumulación solar
estará constituido por un solo depósito, será de
configuración vertical y estará ubicado en zonas
interiores.
Cumple
No se permite la conexión de un sistema de generación
auxiliar en el acumulador solar.
Cumple
El volumen de acumulación debe cumplir con la
siguiente condición :
Cumple;
relación
volumen / Sc:
85.84
SISTEMA DE
TERMOTRANSFE-
RENCIA
Los intercambiadores deben tener un rendimiento
superior o igual al 95% y una eficacia superior o igual a
0.7.
Si se trata de un interacumulador, la relación entre la
superficie útil de intercambio y la superficie total de
captación no será inferior a 0,15.
Cumple.
Relación
actual: 0.20
El fluido de trabajo tendrá un pH a 20 °C entre 5 y 9; La
instalación estará protegida, con un producto químico
no tóxico cuyo calor específico no será inferior a 3
kJ/kg K, en 5 ºC por debajo de la mínima histórica
registrada con objeto de no producir daños en el
circuito primario de captadores por heladas.
Cumple

Capítulo:MEMORIA
38
SISTEMA
HIDRÁULICO
En toda instalación debe haber por lo menos dos circuitos
hidráulicos, a saber, Circuito primario, Circuito secundario
y Circuito de consumo.
Cumple
Cuando el sistema es pequeño, se debe usar un
interacumulador.
Cumple
El que el circuito hidráulico debe ser equilibrado. Cumple
El caudal del fluido portador se determinará de acuerdo
con las especificaciones del fabricante como
consecuencia del diseño de su producto.
Cumple
Se deben instalar válvulas de cierre en la entrada y salida
de las distintas baterías de captadores y entre las bombas.
Además se instalará una válvula de seguridad por fila con
el fin de proteger la instalación.
Cumple
Las tuberías del sistema deben ser tan cortas como sea
posible y evitar colocar más accesorios de lo necesario. En
los tramos horizontales, debe tener una pendiente del 1%
como mínimo en el sentido de circulación.
Cumple
Por otro lado, las tuberías que se encuentren a la
intemperie deben tener un aislamiento que garantice su
durabilidad y evite los esfuerzos debido a los cambios de
temperatura como pinturas asfálticas, los poliésteres
reforzados con fibra de vidrio o las pinturas acrílicas.
Cumple
En el circuito primario pueden usarse tuberías de cobre y
acero inoxidable, con uniones roscadas, soldadas o
embridadas y protección exterior con pintura
anticorrosiva.
Cumple
La tubería debe resistir temperaturas de hasta 150ºC. Cumple
El circuito hidráulico requiere de bombas de circulación
para todos los sistemas que tengan más de 10m2
Cumple
Es obligatorio prever un sistema de purga de aire en los
puntos altos de la salida de baterías de captadores y en
todos aquellos puntos de la instalación donde pueda
quedar aire acumulado
Cumple
SISTEMA DE
REGULACIÓN Y
CONTROL
Las sondas de temperatura para el control diferencial se
colocarán en la parte superior de los captadores de forma
que representen la máxima temperatura del circuito de
captación. 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.
Cumple

Capítulo:MEMORIA
39
PÉRDIDAS
ACEPTADAS POR
POSICIÓN
Límite máximo de pérdidas por ángulo de inclinación para
proyectos de superposición arquitectónica (15%).
Cumple,
10%
Pérdidas por orientación e inclinación, máximo 20% Cumple,
4.6%
Debe haber ausencia de sombreado entre filas no sólo al
mediodía solar del solsticio de invierno, sino también 2
horas antes y 2 horas después.
Cumple.
OTROS De acuerdo a los requisitos establecidos por el CTE, en
ningún mes del año la energía producida por la
instalación solar debe superar el 110% del consumo
estimado y no más de 3 meses el 100%.
Cumple
Contribución solar mínima para zona III, entre 50 y 5000
litros/día: 50%
Cumple,
53.96%
El rendimiento del captador, independientemente de la
aplicación y la tecnología usada, debe ser siempre igual
o superior al 40%.
Cumple,
49.98%

Capítulo:MEMORIA
40
4. AHORROS OBTENIDOS Y DISMINUCIÓN DE EMISIONES DE CO2
4.1. AHORROS ECONÓMICOS OBTENIDOS
Gracias al aprovechamiento de la energía solar, se genera un ahorro al no haber
usado el calentador auxiliar a gas. Así pues, teniendo en cuenta las tarifas para el
año 2013 del gas en España (Gas Natural Fenosa, 2013) de un cargo fijo de fijo11.15
€/mes y un cargo variable de 0.04876 €/kWh, el ahorro mensual por uso de energía
solar se resume en la siguiente tabla.
Mes
DEi(60ºC)
Demanda Energética
por consumo de ACS
(kWh)
EUSOLARMES (energía
solar útil mensual)
kWh
ESISTEMA
AUXILIAR-MES
kWh
Ahorro
mensual €
Enero 3'612 974.19 2'637.63 € 58.65
Febrero 3'202 1'169.18 2'032.70 € 68.16
Marzo 3'411 1'940.61 1'470.55 € 105.77
Abril 3'172 1'965.50 1'206.17 € 106.98
Mayo 3'211 2'363.69 846.81 € 126.40
Junio 3'042 2'424.90 617.31 € 129.38
Julio 3'077 2'546.33 530.41 € 135.30
Agosto 3'144 2'409.90 733.72 € 128.65
Septiembre 3'107 2'021.08 1'085.86 € 109.69
Octubre 3'277 1'570.56 1'706.84 € 87.73
Noviembre 3'301 982.49 2'318.64 € 59.05
Diciembre 3'612 767.62 2'844.20 € 48.58
€ 1'164.35
Tabla 5: Ahorro mensual por uso de energía solar
4.2. AHORROS POR EMISIÓN DE CO2
Gracias al aprovechamiento de la energía solar, se genera un ahorro al no haber
usado el calentador auxiliar a gas. Así pues, teniendo en cuenta las tarifas para el Así
mismo, un sistema solar permite que se disminuyan considerablemente las emisiones de
CO2 de la edificación, al disminuirse la quema de gas natural. Para esta aplicación se
ha obtenido una disminución de emisiones de CO2 de 4'246.97 kg CO2.

Capítulo:MEMORIA
41
5. CRONOGRAMA
Tabla 6: Cronograma del proyecto

Capítulo:MEMORIA
42

Capítulo:MEMORIA
43
6. BIBLIOGRAFÍA
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VIESSMANN, S.L. (05 2011). Instrucciones de planificación VITOSOL. Pinto (Madrid).

Capítulo:MEMORIA
46
7. ANEXOS A LA MEMORIA
7.1. INFORMACION PARA PEDIDO Y USO DEL ACUMULADOR

Capítulo:MEMORIA
47

Capítulo:MEMORIA
48
7.2. INFORMACION PARA PEDIDO Y USO DEL MÓDULO SOLAR

Capítulo:MEMORIA
49

Capítulo:MEMORIA
50

Capítulo:MEMORIA
51

Capítulo:MEMORIA
52
7.3. INFORMACION PARA PEDIDO Y USO DE FLUIDO CALOPORTADOR

Capítulo:MEMORIA
53

Capítulo:MEMORIA
54

Capítulo:MEMORIA
55

Capítulo:MEMORIA
56
7.4. INFORMACION PARA PEDIDO DE LA BOMBA

Capítulo:MEMORIA
57

Capítulo:MEMORIA
58
7.5. INFORMACION DE TUBERÍA DE COBRE

Capítulo:MEMORIA
59
7.6. INFORMACION PARA PEDIDO DEL VASO DE EXPANSIÓN

Capítulo:MEMORIA
60

Capítulo:MEMORIA
61
7.7. INFORMACION PARA PEDIDO DE LA MINI CENTRAL DE CONTROL

Capítulo:MEMORIA
62
7.8. INFORMACION PARA PEDIDO DE LAS SONDAS DE TEMPERATURA

Capítulo:MEMORIA
63
7.9. INFORMACION PARA PEDIDO DE LOS PRESÓSTATOS

Capítulo:MEMORIA
64
7.10. PLAN DE MANTENIMIENTO
A continuación se muestra la recomendación que hace el IDAE para efectuar el
mantenimiento preventivo de las instalaciones solares térmicas. (IDAE -Instituto para la
Diversificación y el Ahorro de Energía, 2007)

Capítulo:MEMORIASDECÁLCULO
65
II. MEMORIAS DE
CÁLCULO

66
1. ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA DE ENERGÍA CALORÍFICA
1.1. ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA DE ACS
Dado que no se cuenta con datos de contadores, que permitan conocer, de primera
mano, la demanda de energía, se usan las tablas de consumos previstos que
propone el CTE.
Tabla 7: Consumos previstos por lugar de consumo
De acuerdo a las características del hotel-spa, se deben tener en cuenta:
- 18 habitaciones dobles
Así mismo, se conoce que hay un SPA, así que se asume que dicho SPA tiene gimnasio
y duchas colectivas, así:
- Hay dos vestuarios colectivos, cada uno con dos servicios
- Hay zona de gimnasio
- Se asume que el SPA estará ocupado máximo por 18 personas al tiempo (una
por habitación)

67
Así que la demanda diaria de ACS, a 60°C, sería de 1'860 litros, como se muestra a
continuación,
Tabla 8: Demanda diaria de ACS para el hotel-SPA
Fuente: Elaboración propia
Esta demanda está estimada para 60° de temperatura de acumulación y en el
proyecto se asume, como temperatura de acumulación 60°C, de manera que no se
hace necesario hacer corrección de la demanda.
Teniendo la demanda estimada, ahora es importante establecer la contribución solar
mínima exigida por el CTE:
Demanda total de
ACS del edificio
(litros/día)
Zona Climática
I II III IV V
50-5.000 30% 30% 50% 60% 70%
Tabla 9: Determinación de la contribución solar mínima exigida por el CTE DB HE4 para
Sigüenza con 1.86 m3 de consumo diario
Según lo requerido por el CTE, la contribución mínima de aporte solar para Sigüenza
con este nivel de consumo es de 50%.
1.2. CÁLCULO DE LA DEMANDA ENERGÉTICA POR CONSUMO DE ACS
Para calcular la demanda energética, se hace uso de la siguiente expresión.
( )
Lugar de consumo
Cantidad /
edificio
Litros ACS /
dia 60°C
Litros ACS
/ dia 60°C
(total)
Habitación 36 40 1'440
Vestuarios/duchas
colectivas
4 15 60
Gimnasio 18 20 360
Total demanda litros de agua/ dia 1'860

68
Dónde:
: Demanda energética
: Demanda diaria de agua caliente sanitaria, ya obtenida en el punto anterior,
1,860 litros
: Número de días del mes
: Calor específico del agua, 1 kcal/ Kg °C
: Densidad del agua 1.000 kg /m3
: Temperatura de la red de agua caliente sanitaria, también asumida en el punto
anterior como 60°C
: Temperatura de la red de agua.
Los resultados se observan a continuación:
Tabla 10: Demanda energética por consumo de ACS para el hotel-SPA
Fuente: Elaboración propia
*Temperatura media de la red tomada de (CENSOLAR)
Mes
Temperatura
media del
agua de la red
ºC *
Nº días
mes
Ddia a 60ºC
(m3/día)
Di(60ºC)
(m3/mes)
DEi(60ºC)
(kWh/mes)
Enero 6 31 1.86 57.66 3'612
Febrero 7 28 1.86 52.08 3'202
Marzo 9 31 1.86 57.66 3'411
Abril 11 30 1.86 55.80 3'172
Mayo 12 31 1.86 57.66 3'211
Junio 13 30 1.86 55.80 3'042
Julio 14 31 1.86 57.66 3'077
Agosto 13 31 1.86 57.66 3'144
Septiembre 12 30 1.86 55.80 3'107
Octubre 11 31 1.86 57.66 3'277
Noviembe 9 30 1.86 55.80 3'301
Diciembre 6 31 1.86 57.66 3'612
Cp: 1kcal / kg.°C ρ: 1.000 kg /m3)
Año 678.90 m3 39'166.91 Kwh

69
2. RADIACIÓN SOLAR INCIDENTE
Para el dimensionado de los sistemas solares térmicos y su análisis energético se deben
utilizar los 12 valores medios mensuales de irradiación diaria global incidente,
expresados (MJ/m2 o en kWh/m2). Esta irradiación varía conforme a la inclinación y
orientación de los captadores.
Al consultar las bases de datos de la Comisión Europea, tanto PV GIS como SAF PV GIS
dan como resultado que el ángulo óptimo de inclinación es de 34°. Sin embargo, el
techo del edificio tiene una inclinación de 20° y para lograr una mejor estética en el
hotel se busca una superposición arquitectónica, de manera que se deberá utilizar ese
ángulo.
De manera que, al Ingresar los datos de Sigüenza en la base de datos europea
mencionada, y para 20° de inclinación, los resultados son:
Mes
GDI(0º)
irradiación en
plano
horizontal
(kWh/m2/día)
GDI20°
irradiación en
ángulo de
inclinación 20°
(kWh/m2/día)
T24h
promedio
de
temperatura
en 24 horas
(° C)
NDD
Número de
grados-día
de
calefacción
(-)
Nº días
mes
EIMES
(KWh/m2/mes)
Enero 1.98 2.76 4.4 362 31 85.56
Febrero 2.75 3.52 5.4 296 28 98.56
Marzo 4.4 5.22 8.5 209 31 161.82
Abril 5.2 5.58 10.1 148 30 167.4
Mayo 6.5 6.59 14.1 32 31 204.29
Junio 7.09 7.01 19.6 11 30 210.3
Julio 7.17 7.2 21.9 6 31 223.2
Agosto 6.25 6.62 21.6 9 31 205.22
Septiembre 4.89 5.63 17.5 43 30 168.9
Octubre 3.37 4.23 13.2 156 31 131.13
Noviembre 2.15 2.91 7.4 334 30 87.3
Diciembre 1.65 2.3 4.7 384 31 71.3
Año 4.46 4.97 12.4 1'990.00 1'814.98
Lugar: 41°4'16" Norte, 2°38'36" Oeste, Elevación: 988 m.s.n,
Base de datos de radiación solar empleada: PVGIS-classic
El ángulo de inclinación óptimo es: 34 grados
Irradiación anual perdida a causa de las sombras (horizontal): 0.1 %
Tabla 11: Cálculo de la energía solar incidente.
(Institute for Energy - European Commission, Renewable Energy Unit)
Es importante mencionar que la base de datos permite saber la irradiación en el
ángulo de inclinación requerido, en kWh/m2/día (Parámetro GDI20°) y para obtener el

70
valor de la Energía Solar Incidente por mes (Parámetro EIMES), se debe utilizar la
siguiente expresión:
Y para obtener el resultado Dado que los captadores sufren pérdidas de calor que
varían conforme la temperatura ambiente, es importante tener los datos de ésta
última. Así pues, en la tabla anterior también se muestran los datos de temperatura
promedio mensual, obtenidos de la misma base de datos.
Así mismo, de esa misma base de datos se ha obtenido que la pérdida anual por
sombras es de 0.1%

71
3. DIMENSIONADO Y DISEÑO DE LA INSTALACION
3.1. PÉRDIDAS DE POSICIÓN
Según el resultado de la base de datos de la Unión Europea, para Sigüenza el
ángulo óptimo es de 34°. Pero los módulos deberán ser colocados a 20° para
integrarlos en el techo; así pues, en el punto anterior ya se tuvo en cuenta esta
pérdida, al calcular la irradiación para el ángulo de inclinación 20°; de modo
que ya el efecto de posición no-óptima de los módulos se ha calculado.
Sin embargo, las pérdidas deben estar dentro de los límites admisibles del CTE
para que el proyecto sea aprobado. Los límites se observan en la siguiente
tabla.
Tabla 12: Límite de pérdidas aceptadas.
De acuerdo a los resultados obtenidos en el inciso anterior, las pérdidas son de
10%, estando dentro del límite exigido para proyectos de superposición
arquitectónica (15%).
3.2. PÉRDIDAS POR ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN
Como ya es mencionado, los módulos serán instalados con superposición
arquitectónica a la cubierta, así pues, el ángulo de inclinación con respecto a
la horizontal es de β= 20°. Así mismo, se decide colocar los captadores en la
misma dirección acimut del techo del edificio, es decir, = +30°

72
Figura 14: Ángulo de captadores
El CTE aporta una herramienta gráfica para poder obtener las pérdidas por
orientación e inclinación para una latitud de 41°. Como Sigüenza está
comprendida dentro de ese rango de latitud, se puede usar esa herramienta,
como se muestra a continuación:
Figura 15: Porcentaje de energía anual recibida respecto al óptimo

73
Para un ángulo de inclinación β= 20° y un acimut de = +30° el porcentaje de energía
recibida respecto al óptimo se ubica en el punto rojo del gráfico y resulta entre 95% y
100%.
Este resultado se comprueba utilizando la fórmula que sugiere el mismo CTE:
( ) [ ( ) ] (Para 15° < β < 90°)
Donde β= inclinación, 20° y
=Acimut, +30°
( ) [ ( ) ]
Dando como resultado unas pérdidas por orientación e inclinación del 4.60% lo cual es
compatible con el resultado arrojado por la herramienta gráfica.
Este resultado también se encuentra comprendido dentro de los límites aceptados por
el CTE.
3.3. PÉRDIDAS POR SOMBREADO Y DISTANCIA ENTRE FILAS DE CAPTADORES
Las características del edificio donde se instalará el proyecto tienen una
incidencia fundamental en el diseño del sistema. Si el edificio se encuentra en
un entorno urbanístico, rodeado por edificaciones más altas, podría haber un
sombreado en el lugar previsto de los captadores. El mismo edificio puede
provocar también sombreado debido a salientes, chimeneas, ventanas, etc.
El CTE DB HE4 establece el método para calcular las pérdidas de radiación incidente
sobre los captadores debido a las sombras producidas por elementos del entorno.
Para la construcción actual, no se considerarán estas pérdidas por tres razones
fundamentales:
- Los módulos serán ubicados directamente en el techo, de manera que no
habrá sombra entre ellos.
- El techo tiene siete ventanas solo en uno de sus lados, y cuatro de éstas están
ubicadas en la parte inferior del techo. Se buscará no instalar módulos a los
lados de estas ventanas.
- Así mismo, para las tres ventanas restantes, hay que tener en cuenta que son
ventanas tipo Velux. Este tipo de ventanas no poseen un ángulo de abertura

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