Sistemas de Energía Solar Térmica

Componentes Principales de una Instalación Solar

Captación

Transforma la radiación solar incidente en energía térmica, lo que aumenta la temperatura de un fluido.

Sistemas de Intercambio

Transferencia de calor entre distintos fluidos o circuitos. Se distinguen:

• Intercambio simple: Transferencia de energía directa de un circuito primario a ACS (Agua Caliente Sanitaria).
• Sistemas de doble intercambio: Incluyen un sistema de acumulación de inercia.

AcumulaciónAlmacena energía térmica en líquido o agua caliente hasta su uso. Tipos:

• Acumulación de inercia: Usa un fluido intermedio en circuito cerrado que no se consume (no es ACS).
• Acumulación de consumo: Contiene siempre agua para su consumo (sí es ACS).

Sistema de ApoyoComplementa el aporte solar, suministrando la energía adicional necesaria para cubrir el consumo previsto.Sistema de ConsumoConstituido por el conjunto de equipos y componentes a través de los cuales se satisface la demanda de Agua Caliente Sanitaria (ACS).

Tipos de Circuitos en Instalaciones Solares (7 Circuitos)

1. Primario o Solar: Transporta la energía térmica generada en el campo de captación.
2. De Carga: Realiza el calentamiento del sistema de acumulación de inercia.
3. De Descarga: Extrae el calor del sistema de acumulación de inercia.
4. Secundario: Circuito de agua para consumo humano que realiza el calentamiento del sistema de acumulación de consumo.
5. De Consumo: Comprende desde la entrada de agua fría hasta la salida de agua caliente del sistema de apoyo.
6. De Distribución: Comprende desde la salida del agua caliente del sistema de apoyo hasta los puntos de uso.
7. De Recirculación: Canaliza el circuito de retorno desde puntos del circuito de distribución próximos a los de consumo hasta el sistema de apoyo.

Conexión de Captadores Solares

Los captadores de una batería pueden estar conectados entre sí en paralelo, en serie o combinando varios tipos de conexiones. Las conexiones pueden ser externas o internas a la batería.

Conexión en Paralelo

• Mayor caudal (flujo).
• Temperatura de salida constante y distribución uniforme.
• Se utiliza cuando se requiere calentar grandes volúmenes de agua.
• Externa: Los paneles se conectan mediante tuberías por fuera de la estructura.
• Interna: Los paneles ya vienen preparados para conectarse entre sí por el interior.

Conexión en Serie

• Suma de temperaturas: El fluido entra a una temperatura y sale aumentada.
• El primer panel calienta el fluido, este fluido caliente entra al segundo panel y se le suma la temperatura anterior, y así sucesivamente.
• Se utiliza cuando se requiere calentar agua a temperaturas muy altas.

Red de Pequeña Evacuación (Saneamiento Interior)

1. Válvulas de Desagüe

Se encargan de evitar la salida del agua de los aparatos sanitarios.

2. Cierres Hidráulicos (Sifones)

Retienen una cantidad de agua e impiden el paso del aire de la red a los locales.

Condiciones Generales de los Cierres Hidráulicos

• Deben ser autolimpiables.
• No deben retener materiales sólidos.
• No deben tener partes móviles.
• Deben disponer de un registro de limpieza de fácil acceso y manipulación.
• Altura mínima: 50 mm (si es continuo) y 70 a 80 mm (si es discontinuo).
• Altura máxima: 100 mm.
• No se instalan lo más cerca posible de las válvulas de desagüe.
• El tamaño de la tubería crece en el sentido del flujo del agua.
• El diámetro del sifón debe ser igual o mayor que el diámetro de la válvula de desagüe.
• El bote sifónico solo da servicio a los aparatos sanitarios del mismo cuarto húmedo.

Tipos de Cierres Hidráulicos

Sifones Individuales

• Deben permitir el paso de todo tipo de material e impedir atascos y obstrucciones.
• Deben tener tiro.
• Es conveniente que dispongan de tapón de registro.
• La entrada del agua tiene que estar más baja que el sifón.
• La cota de cierre es de 5 a 10 cm.
• Existen varios tipos: verticales, horizontales y tipo Y.

Botes Sifónicos

• Recogen aguas residuales de varios aparatos (lavabo, ducha y bidé).
• Quedan enrasados en el pavimento.
• Son registrables y de gran capacidad.
• Los tubos que entran al sifón son más pequeños que los de la salida.

Sumideros

• Recogen el agua a ras de pavimento.
• Llevan rejilla de entrada y salida.
• Deben limpiarse periódicamente y deben ser sifónicos.
• Si el sumidero está en una cubierta transitable, se pondrá una caldereta.
• Los sumideros de salida horizontal e inclinada son más aptos que los de campana.

Arquetas Sifónicas

• Se sitúan enterradas.
• Su entrada es más baja que la salida.
• Cota de cierre de 8-10 cm.

3. Derivaciones

Son los tubos que conducen las aguas residuales desde los cierres hidráulicos a las bajantes o redes de gran evacuación.

Condiciones de las Derivaciones

• El trazo debe ser lo más sencillo posible.
• No deben tener codos a 90º; deben tener un tramo rectilíneo.
• Son tuberías horizontales con una pendiente suave entre 2,5% y 10%.
• Van por debajo del pavimento, empotradas o colgadas del techo.
• Se conectan directamente con la bajante.

Distancias y Pendientes Máximas

• Distancia del bote sifónico a la bajante: ≤ 2 m.
• Distancia del aparato sanitario al bote sifónico: ≤ 2,5 m.
• Distancia máxima a la bajante: 4 m.
• Pendiente de derivaciones (general): 2% o 4%.
• Pendiente de ducha: 10%.
• Distancia del inodoro a la bajante: ≤ 1 m.

Red de Gran Evacuación (Saneamiento Exterior)

Esta red recoge aguas tanto residuales como pluviales.

1. Canalones

Recogen las aguas pluviales de los aleros y cubiertas. Deben tener una pendiente ligera hacia la bajante y estar bien sujetos.

2. Bajantes

Conducen verticalmente las aguas pluviales (de sumideros de cubierta o canalones) y las aguas residuales (a arquetas y colectores).

Condiciones de las Bajantes

• Recogen los vertidos de las derivaciones y los llevan a los colectores.
• Son descendentes y no deben tener desviaciones ni retranqueos.
• Deben mantener el mismo diámetro en todo el tubo.
• El sellado de las juntas se realiza mediante enchufe o cordón.
• La tubería queda anclada a los paramentos verticales.
• Pueden ir empotradas en huecos, cajeados o adosadas a paramentos de patio.
• Se debe independizar el paso de la tubería con el forjado mediante contratubos y relleno de masilla asfáltica.
• Se realiza una prolongación de la bajante hasta la cubierta para crear una ventilación.
• Se unen a una arqueta de pie de bajante o a un colector horizontal.

3. Colectores

Conducen las aguas de las bajantes al exterior mediante tubos horizontales. Existen dos tipos:

Colectores Colgados (Vistos)

• Las bajantes se acoplan a los colectores con piezas especiales (sin codos).
• En sistemas mixtos, la conexión entre una bajante de aguas pluviales y un colector horizontal se sitúa 3 m por debajo de las bajantes de aguas residuales.
• Pendiente mínima del 1%.
• En un mismo punto no deben acometer dos colectores.
• Se debe colocar un registro cada 15 m.

Colectores Enterrados

• Discurrirán por zanjas.
• Pendiente mínima de evacuación del 2%.
• La conexión de las bajantes a los colectores se realiza con una arqueta a pie de bajante.
• Registro cada 15 m.
• Las uniones se harán por juntas de corchete con varilla y mortero de cemento.
• Se colocan 1,2 m por debajo de la red de aguas limpias.

4. Arquetas

Solo acomete un colector por cada cara de la arqueta, con ángulos mayores a 90º hacia la salida. Hay varios tipos:

• Arquetas de Pie de Bajante: La conducción queda enterrada.
• Arqueta de Paso: Colocada cada 15 m, resuelve la conexión de un máximo de 3 colectores.
• Arqueta de Registro: Deben tener tapa accesible y practicable.
• Arquetas de Trasdós: Llega más de un colector al pozo del edificio.
• Arquetas Sifónicas: Encuentro de los conductos enterrados de aguas pluviales y residuales.

5. Pozos

Son el punto de conexión entre la red privada y la pública, donde acometen diferentes colectores. De aquí sale la acometida a la red general. Existen dos tipos:

Pozo de Registro

Son obligatorios según algunas ordenanzas. Deben tener un diámetro de 90 cm y contar con peldaños (patés) de acero para el descenso. La tapa debe tener un diámetro de 60 cm para permitir la entrada de personas.

Pozo de Resalto

Se utilizan cuando la diferencia de cota entre la red interior y la urbana es superior a 1 m.

Boca de Incendio Equipada (BIE)

La Boca de Incendio Equipada (BIE) es un equipo de protección activa contra incendios, fijo y semimanual, diseñado para ser utilizado por los ocupantes del edificio o por brigadas de emergencia, para la extinción de fuegos incipientes o el control de incendios de mayor envergadura antes de la llegada de los bomberos.

Es un equipo completo, permanentemente conectado a una red de abastecimiento de agua específica y anclado a la pared, que utiliza el agua como agente extintor.

Componentes de una BIE

• Toma de Agua y Válvula de Corte: Fabricadas con latón (material resistente a la corrosión y la presión) o aleaciones metálicas. Sirve para regular el paso del agua.
• Manómetro: Para medir la presión.
• Carrete: El soporte, que suele ser de metal (acero), sirve para enrollar la manguera.
• Manguera: El conducto por donde pasa el agua (semirrígida o plana).
• Lanza-Boquilla: Puede ser de latón, aluminio o plásticos técnicos de alta resistencia, y permite seleccionar el tipo de chorro.

Materiales Utilizados en Instalaciones Hidráulicas

Metales

Cobre

• Gran resistencia a la corrosión, pero rápida oxidación superficial.
• Inalterable con el paso del tiempo.
• Fácil instalación y manipulación.
• Buen comportamiento con la mayoría de materiales y fluidos.
• Soporta grandes presiones interiores y es de gran calidad.
• Sufre dilataciones.

Ventajas del Cobre

• Caudal continuo por pared lisa.
• El cobre recocido requiere menor mano de obra.
• Abarata el transporte gracias a su espesor y peso.
• Reciclable y deformable.

Acero Galvanizado

• Excelente protección contra la oxidación.
• Pérdida de carga alta.
• Disponible de pared fina o gruesa.
• Uso principal en instalaciones de agua fría.
• Unión mediante elementos galvanizados o uniones roscadas (no apto para soldadura).

Acero Inoxidable

• Pérdidas de carga pequeñas.
• Resistente a la abrasión, corrosión y oxidación.
• Uniones por soldadura capilar, racores de acero inoxidable, pegado y abocardado.
• Es atacado por el hierro, cementos de escorias siderúrgicas, morteros con cloruros o arena de playa.

Polímeros y Plásticos Técnicos

Polibutileno (PB)

• Material polímero.
• Excelente resistencia mecánica, a presión y al calor.
• Gran estabilidad y buena resistencia química.
• Resistencia al hielo.
• Poca pérdida de carga y muy resistente a la absorción.
• Gran flexibilidad.
• No se corroe ni se producen incrustaciones.
• Resistente a la abrasión.
• Uniones mecánicas a presión y por fusión térmica.
• Uso para agua fría, caliente y calefacción.

Polipropileno (PP)

• Material termoplástico atóxico.
• Buena resistencia mecánica y química.
• Buena resistencia al hielo y mal conductor de calor.
• Baja pérdida de carga y muy resistente a la absorción.
• Flexible.
• No se corroe ni se producen incrustaciones.
• Resistente a la abrasión.
• Uniones mecánicas o por fusión térmica.
• Uso para agua fría, caliente y calefacción.

Polietileno (PE)

• Uso principal en agua fría.
• Resistencia a ácidos (excepto los de alta oxidación), aceites, luz solar y calor.
• Ligeros, resistencia al impacto y absorben poca agua.
• Vulnerables al oxígeno.

Polietileno Reticulado (PEX)

• Polimerizado del etileno a media presión y temperaturas moderadas.
• Gran resistencia a altas temperaturas y heladas.
• Muy flexible.
• Baja conductividad térmica y bajas pérdidas de calor.
• Uso para calefacción radiante por suelo y agua fría y caliente.

Multicapa

• Económicos, maleables y flexibles.
• Dilatación mínima.
• Aptos para instalaciones vistas (no necesitan protección).
• Resistentes a altas temperaturas y presiones.
• Larga vida útil y muy ligeros.

Sistemas de Ventilación de Redes de Saneamiento

Los sistemas de ventilación se disponen tanto en redes de aguas residuales como pluviales. Su función principal es evitar la entrada de malos olores a la vivienda y garantizar el correcto funcionamiento de los cierres hidráulicos.

Tipos de Ventilación

Ventilación Primaria

Prolonga la bajante hasta la cubierta.

• Se usa en edificios de hasta 7 plantas (sin contar la 7ª). Si se sobredimensiona la bajante, se puede usar hasta 11 plantas.
• Si las derivaciones son > 5 m, se requiere ventilación terciaria y, por ende, también secundaria.
• La bajante sobresale 1,3 m en cubierta no transitable y 2 m si la cubierta es transitable.
• Si a menos de 6 m hay algún aparato de toma exterior de climatización, la bajante se elevará 0,5 m por encima de la cota superior de dicho aparato.
• Debe estar protegida.

Ventilación Secundaria

Discurre en paralelo a la bajante.

• Se usa en edificios de más de 7 plantas (si no se ha dimensionado la bajante) o en edificios de más de 11 plantas (si sí se ha sobredimensionado).
• Las conexiones se hacen como mínimo 1 m por encima de la acometida de los aparatos sanitarios.
• Debe acabar conectada a la bajante.
• Se debe conectar al colector en su punto más alto y debe estar lo más cerca posible de la conexión de la tubería (a no más de 10 veces el diámetro del colector).
• Si el edificio tiene menos de 15 plantas, se hace de manera alterna. Si tiene 15 o más plantas, se hace el vínculo en todas las plantas.

Ventilación Terciaria

Va desde los cierres hidráulicos hacia la ventilación secundaria.

• Conexión con pendiente mínima del 1%.
• El diámetro de esos tubos es de 2-20 veces la tubería de desagüe del aparato.
• Esa tubería horizontal se coloca 20 cm por encima del aparato sanitario cuyo sifón se está ventilando.
• Las aberturas de ventilación deben estar por encima de la corona del sifón.
• Se debe unir en la segunda mitad de la ventilación secundaria y tiene que tener una pendiente del 45%.

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