MANUAL DE INSTALACIÓN Y CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS...

MANUAL DE INSTALACIÓN Y CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

ACUMULADORES LPSS®

MANUAL DE INSTALACIÓN Y CARACTERÍSTICAS

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ACUMULADORES LPSS®

ÍNDICE DE CONTENIDOS DESCRIPCIÓN Y ELEMENTOS COMPONENTES ____________________________ 3

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA LPSS® _____________________________________ 3

ELEMENTOS DEL SISTEMA_______________________________________________ 8

MONTAJE ______________________________________________________________ 10

DETALLES DE MONTAJE_______________________________________________ 11

MANTENIMIENTO _______________________________________________________ 12

VENTAJAS FRENTE A OTROS ACUMULADORES EXISTENTES EN EL MERCADO______________________________________________________________ 13

A. MATERIALES POLIMÉRICOS (PLÁSTICOS) DE ALTA CALIDAD.________ 13 B. DOS CIRCUITOS INDEPENDIENTES, PRIMARIO Y SECUNDARIO. _____ 13 C. AISLAMIENTO TÉRMICO DE GRAN CALIDAD. ________________________ 14 D. SIN PRESIÓN._____________________________________________________ 14 E. SIN MANTENIMIENTO. _____________________________________________ 14 F. SIN RIESGO DE LEGIONELA. _______________________________________ 14

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS __________________________________________ 16

COTAS GENERALES __________________________________________________ 16

ESQUEMA DE CONEXIÓN DEL EQUIPO __________________________________ 18


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DESCRIPCIÓN Y ELEMENTOS COMPONENTES DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA LPSS®

El fundamento de este novedoso sistema acumulador sin presión se basa en los intercambios térmicos por medio de intercambiadores de calor. Para los menos familiarizados con los términos técnicos comenzaremos por definir:

¿Qué es un Intercambiador de calor? Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para transferir calor de

un fluido a otro; estos pueden estar en contacto directo o separados por una barrera física. Existen muchos tipos de intercambiadores de calor, pero en nuestro sistema utilizamos unos de tipo tubo helicoidal (serpentín) sumergido en otro fluido que, generalmente será agua. Por el interior de dicho tubo circula un fluido con una cierta temperatura, si ésta es más elevada que la del fluido que envuelve al tubo, el calor “pasa” a través del tubo y se transmite al fluido envolvente. En caso contrario, el sentido del flujo de calor sería el contrario, es decir, el fluido envolvente, que estaría a mayor temperatura, calentaría el tubo sumergido y éste a su vez el fluido que circula por su interior.

Esquema de funcionamiento de un intercambiador de calor de serpentín sumergido

¿Cómo funciona un acumulador LPSS®? Los acumuladores LPSS® constan de dos intercambiadores de calor de tubo

helicoidal sumergido con forma atómica que evita las sombras térmicas y asegura una transferencia de calor más homogénea por todo el volumen de fluido de almacenamiento.

El primer intercambiador se encuentra en la zona inferior del acumulador y se

le denomina, Intercambiador Primario. Este intercambiador se conecta a las

FLUIDO CALIENTE

FLUIDO FRÍO

FLUIDO ENVOLVELTE

90 ºC 27 ºC

80º 60º

40º

SERPENTÍN


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placas solares formando un circuito cerrado al que, junto a los elementos auxiliares necesarios, se le denomina Circuito Primario.

El fluido que circula por las placas (generalmente glicol) se calienta a su paso por éstas y seguidamente entra en el acumulador, circulando a través del intercambiador primario y cediendo calor hacia el fluido de almacenamiento.

Por otro lado, existe otro Intercambiador Secundario, que abarca desde la

zona baja del depósito hasta la zona más alta y al que se conecta directamente a su entrada el agua de red y a su salida el circuito de agua caliente de consumo (A.C.S), formando así el Circuito secundario, también cerrado. En este caso, el funcionamiento es análogo al del intercambiador primario pero en sentido inverso, es decir, el agua de red entraría fría, circularía a través del intercambiador secundario y robaría calor del fluido de acumulación, saliendo finalmente caliente para el consumo.

Como aspecto importante a tener en cuenta debemos destacar, que EL

FLUIDO DE ALMACENAMIENTO SOLO TIENE LA FUNCIÓN DE ALMACENAR ENERGÍA TÉRMICA, EN NINGÚN CASO ESTE AGUA (O CUALQUIER OTRA SUSTANCIA) LLEGARÁ A MEZCLARSE CON EL AGUA DE CONSUMO, por lo que no existen riesgos de contagio por la posible proliferación de bacterias nocivas, ni es necesario mantenimiento, al trabajar sin presión (presión atmosférica), tampoco entraña riesgos.

El hecho de poseer dos serpentines y que el fluido de acumulación NO sea

directamente el de consumo, tiene una ventaja añadida que es la formación de estratos térmicos en el volumen de acumulación, este fenómeno físico se conoce como estratificación.

¿Qué es la estratificación? La estratificación es un fenómeno físico que se produce por la diferencia de

densidad del agua a distinta temperatura en depósitos de determinada geometría esbelta como es el caso del diseño de los acumuladores LPSS® . Es conocido el hecho de que al calentar una masa de agua, su densidad disminuye. Si calentamos una masa de agua en reposo, ésta irá aumentando su temperatura y por tanto disminuyendo su densidad, por lo que la masa de agua más caliente irá ascendiendo hasta ocupar el estrato correspondiente a su estado térmico por encima del foco de calor. Éste fenómeno se produce siempre y cuando la masa de agua se encuentre en reposo, pues si se presentase cualquier turbulencia en la masa de agua se rompería esta sutil estratificación natural y la masa de agua igualaría su temperatura.


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ESTRATIFICACIÓN TÉRMICA DEL DEPÓSITO

ESTRATIFICACIÓN TÉRMICA DEL DEPÓSITO EN CONSUMO

¿Qué ventaja tiene estratificar el agua? La estratificación tiene la ventaja de poder dividir térmicamente el depósito

pues, al igual que cuando estamos calentando el fluido de almacenamiento térmico se generan distintos estratos o niveles térmicos, cuando extraemos energía de éste se produce el mismo efecto. Es decir, la masa de agua acumulada no se enfría por igual, sino que en la zona inferior el agua estará más fría, mientras que en la zona superior permanecerá más caliente, tal y conforme se observa en la imagen superior.

Esto nos permite un mayor aprovechamiento térmico del equipo y ventajas a la hora de control, pues podemos realizar una reserva de energía para agua caliente sanitaria de una determinada zona hacia arriba y hacer uso de la energía por debajo de ésta zona para otros fines como calefacción por suelo radiante, piscina...

¿Cuál es la verdadera ventaja de la estratificación? Exergía y División virtual Exergía, cuestión de calidad energética.

En primer lugar y, sin entrar en detalles, el fenómeno de la estratificación puede parecer sin más un hecho curioso que se da comúnmente en la naturaleza;


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por todos es conocido que al calentar el volumen de aire contenido en un globo aerostático, éste se eleva debido al descenso de la densidad de éste. Ya se ha explicado en apartados anteriores en qué consiste la estratificación térmica en un depósito esbelto, pero quizá esto no sea suficiente para advertir la verdadera importancia de este fenómeno. Durante el desarrollo de los sistemas solares térmicos muchas son las empresas que han ideado sistemas para la conservación de la estratificación, algunos de ellos, por qué no decirlo, de gran complejidad. Este afán de generación de

estratos en el depósito hace pensar que la dimensión de este fenómeno abarca más allá de un simple hecho curioso. Pero, ¿Qué ventaja real tiene la estratificación?¿Por qué es tan importante en un sistema solar térmico?¿Cómo podemos aumentar el rendimiento del sistema solar haciendo uso de la estratificación? Normalmente estas son las preguntas que se plantean cuando se dice que un acumulador térmico ESF® de Energía Sin Fin genera y conserva una distribución térmica en estratos o “estratificación”, y que se resumen en ¿De qué me sirve a mi eso…? Pues bien, esto se puede explicar desde un punto de vista termodinámico, y lo haremos mediante un ejemplo ilustrativo. Ejemplo:

Imaginemos un depósito de 1000 litros de agua a una temperatura de 90 ºC, y por otro lado, uno de 2000 litros a 45 ºC. Si se realiza un balance de energía: E = m · Ce · tª Siendo:

E: Energía m: masa Ce: calor específico del agua tª: temperatura E1000 = 1000 litros · 4,186 kJ/kg·ºC · 90 ºC = 376740 kJ E2000 = 2000 litros · 4,186 kJ/kg·ºC · 45 ºC = 376740 kJ Como puede apreciarse, la CANTIDAD de energía que contienen los dos

depósitos es la misma, sin embargo no ocurre igual respecto a la CALIDAD de la misma. La exergía es una magnitud termodinámica que hace referencia al trabajo potencial, o máximo, que podemos realizar haciendo uso de una determinada energía. Mientras que la energía muestra una información cuantitativa, cuando se habla en términos exergéticos se hace además una distinción cualitativa.

Se puede concluir por tanto, que un depósito estratificado posee mayor

exergía que uno con temperatura verticalmente homogénea, dado que el agua de


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un depósito a 45 ºC saldrá como límite a una temperatura de 45 ºC, mientras que uno estratificado con una distribución como la de la figura (aun conteniendo la misma cantidad de energía que el primero) podría llegar a salir a 85 ºC, temperatura que es visiblemente de mayor utilidad, sobretodo para el uso de sistemas de climatización y calefacción.

División virtual del depósito La estratificación nos permite, además, realizar una división virtual del depósito en dos zonas. La imagen adyacente corresponde a un depósito del que se ha extraído energía de su parte inferior para calefacción o cualquier otro fin. Como puede observarse, se realiza una separación en dos niveles de temperatura. El nivel inferior está más frío dado que estamos extrayendo calor de esta zona. Al contrario de lo que pudiera parecer, esto es muy ventajoso, pues los paneles pueden trabajar a menor temperatura y seguir cediendo energía al depósito. Por otro lado, podemos tener siempre una reserva de agua caliente en la zona superior que podría ser destinada para asegurar el suministro de A.C.S (Agua caliente sanitaria) mientras que se deriva la energía “sobrante” a calefacción o cualquier otro fin.


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ELEMENTOS DEL SISTEMA


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ELEMENTO DESCRIPCIÓN

1 Depósito exterior de fibra de vidrio con tratamiento especial para exteriores

2 Tapa exterior de fibra de vidrio con tratamiento especial para exteriores

3 Tubo de llenado 4 Condensador 5 Alojamiento sonda 2 (Ver cotas generales) 6 Alojamiento sonda 1 (Ver cotas generales) 7 Retorno de placas 8 Salida hacia placas 9 Entrada de agua de red

10 Salida agua caliente sanitaria (A.C.S) 11 Termómetro sonda parte alta 12 Aislamiento lateral Poliuretano expandido 13 Aislamiento inferior de Poliestireno expandido 14 Aislamiento superior de Poliespán 15 Depósito interior de Polietileno 16 Fluido de almacenamiento térmico (agua) 17 Intercambiador primario 18 Intercambiador secundario


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MONTAJE

El montaje e instalación de los equipos LOW PRESSURE SOLAR SYSTEM® es muy sencillo, únicamente es necesario:

• COLOCAR EL CONDESADOR: Será necesario colocar el

condensador, en caso de que éste no se encuentre instalado en el acumulador. Para su colocación se procederá del siguiente modo:

1. Introducir el condensador a través de la tuerca del condensador y

el bicono de cierre, según se muestra en la imagen adjunta. 2. Sujetar el codo del condensador mediante una llave adecuada. 3. Apretar la tuerca del condensador fuertemente.

• LLENADO DEL DEPÓSITO: Para el llenado del depósito debemos

realizar los siguientes pasos:

1. Desenroscar el tapón de llenado. 2. Llenar hasta que el nivel de líquido llegue a ras del tapón de

llenado. 3. Enroscar de nuevo el tapón de llenado.

• CONEXIÓN DEL CIRCUITO PRIMARIO Y SECUNDARIO: Para el

conexionado de los circuitos únicamente se deben unir los circuitos de nuestra instalación a las tomas de entrada y salida correspondientes. (Ver ilustración de elementos del sistema)

• COLOCAR LAS SONDAS DE TEMPERATURA PARA EL CONTROL:

Colocar las sondas de temperatura para el control del sistema en los alojamientos habilitados. (Ver ilustración de elementos del sistema en la siguiente página).


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DETALLES DE MONTAJE

ELEMENTO DESCRIPCIÓN

C1 Condensador

C2 Tuerca condensador

C3 Bicono de cierre

C4 Codo del condensador

T1 Codo de llenado

T2 Junta tórica

T3 Tapón de llenado


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MANTENIMIENTO

Los acumuladores LOW PRESSURE SOLAR SYSTEM® NO NECESITAN MANTENIMIENTO ALGUNO, como único requerimiento se recomienda revisar el nivel de líquido cada 3 meses para cerciorarnos de que el nivel es el correcto y, en caso de que hubiese disminuido reponer el agua hasta el nivel correcto.

Realizar esta operación es sumamente sencilla. Únicamente debemos realizar

los siguientes pasos:

1. Desenroscar el tapón de llenado (ver imagen de montaje). 2. Comprobar que el nivel de líquido llega a nivel del codo de llenado. 3. En caso contrario, llenar hasta que se observe que el nivel de líquido

rebosa por el codo de llenado.


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VENTAJAS FRENTE A OTROS ACUMULADORES EXISTENTES EN EL MERCADO

A. MATERIALES POLIMÉRICOS (PLÁSTICOS) DE ALTA CALIDAD.

Debido a que los depósitos LOW PRESSURE SOLAR SYSTEM® de

Energía Sin Fin trabajan a presión atmosférica, los depósitos son fabricados con materiales poliméricos de alta calidad, lo que les confiere múltiples ventajas como son:

• DEPÓSITOS MUY LIGEROS: Se reduce en más del 50% el peso del depósito en comparación con los existentes de acero vitrificado, con lo que se facilita el transporte y colocación en el lugar destinado sin necesidad de grúas o utillajes.

• SIN PELIGRO DE CORROSIÓN: La utilización de materiales

poliméricos (plásticos) evita las posibles corrosiones comunes que suelen aparecen en los depósitos de acero, debidas al contacto con la atmósfera, fenómenos electrolíticos, par galvánico…

• INOCUOS, NO PREXENTAN TOXICIDAD ALGUNA: Los materiales

utilizados presentan total garantía sanitaria, con lo que se asegura la inocuidad del producto.

• DURACIÓN ILIMITADA: Debido a lo expuesto anteriormente, los

acumuladores LOW PRESSURE SOLAR SYSTEM® presentan una vida prácticamente ilimitada.

B. DOS CIRCUITOS INDEPENDIENTES, PRIMARIO Y SECUNDARIO.

La existencia de dos circuitos cerrados independientes y separados

físicamente entre si presenta múltiples ventajas, entre ellas:

• AGUA DE CONSUMO NO ESTANCADA: El agua de consumo no es almacenada en el depósito, sino que proviene directamente de la red de suministro y pasa a través de un circuito cerrado (intercambiador secundario), donde eleva su temperatura pero sin mezcla alguna con el agua almacenada.

• ELIMINACIÓN DE PROBLEMAS POR PROLIFERACIÓN DE

COLONIAS DE BACTERIAS NOCIVAS: El hecho de poseer dos circuitos cerrados independientes elimina todo riesgo de contagio por bacterias nocivas como legionela o similares. Este punto es de vital importancia por la simplificación y el importante ahorro que supone en


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sistemas de control, protocolos de desinfección y limpieza, incluso de costosos circuitos anejos de tratamiento antilegionela, por lo que se dedica un apartado específico más adelante.

• SE FAVORECE LA ESTRATIFICACIÓN DEL AGUA DEL

DEPÓSITO: Como se ha comentado al comienzo de este manual, el fenómeno de la estratificación brinda ventajas interesantes de las que nos podemos aprovechar. El hecho de poseer dos circuitos cerrados independientes evita que se agite el fluido de acumulación, asegurando así la estratificación del mismo.

• DEBIDO A LA GEOMETRÍA SIMÉTRICA DEL INTERCAMBIADOR

SECUNDARIO SE EVITAN TORSIONES AZIMUTALES Y GOLPES DE ARIETE, AUMENTANDO LA VIDA DEL MISMO: El particular diseño de los intercambiadores evita posibles averías provocadas por elevadas presiones como el “golpe de arite” y roturas debidas a los esfuerzos torsionales provocados por fuerzas azimutales generadas por el fluido circulante.

C. AISLAMIENTO TÉRMICO DE GRAN CALIDAD. Una de nuestras principales preocupaciones a la hora del diseño de

nuestros acumuladores es el aislamiento térmico de los mismos. La función principal del acumulador solar es almacenar energía térmica, por lo que resulta una incongruencia perder gran parte de esta energía acumulada por culpa de un mal aislamiento. Es por ello que nuestros acumuladores presentan un excelente aislamiento, con materiales de alta calidad y elevados espesores. D. SIN PRESIÓN.

Los depósitos LOW PRESSURE SOLAR SYSTEM® trabajan sin presión (presión atmosférica) por lo que no entrañan riesgo de manipulación ni son necesarios equipos de presión para su llenado. E. SIN MANTENIMIENTO.

Al no utilizar el agua acumulada como agua de consumo, NO PRECISA

TRATAMIENTO ANTILEGIONELA NI MANTENIMIENTO ALGUNO.

F. SIN RIESGO DE LEGIONELA.


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Este punto es de vital importancia, puesto que presenta una gran

ventaja y evita problemas que pudieran afectar seriamente la salud, así como el mantenimiento y la realización de complejos y costosos circuitos de tratamiento antilegionela, así como los incómodos protocolos a seguir frecuentemente para la prevención de contagios debidos a esta causa.

Al estar los circuitos primario (circuito de placas) y secundario (circuito de consumo) separados independientemente y, a su vez, separados ambos del agua contenida en el acumulador, resulta imposible el contagio por legionela o cualquier otra bacteria de carácter peligroso, puesto que el agua de consumo es directamente la que proviene de la red de distribución, no se mezcla con ninguna otra ni tiene contacto alguno más que el del interior del tubo del circuito secundario, con lo que se descarta contagio alguno por la proliferación de colonias de cualquier tipo de bacterias, incluido la temida legionela. Así como, a su vez, se evitan riesgos de estancamiento del agua de consumo, etc…

Todo lo expuesto en este apartado se puede resumir en los siguientes

puntos:

• IMPOSIBILIDAD DE CONTAGIO POR LEGIONELA. • EXENTO DE INCÓMODOS Y COSTOSOS PROTOCOLOS DE

LIMPIEZA Y PREVENCIÓN ANTILEGIONELA. • EXENTO DE COMPLICADOS CIRCUITOS DE TRATAMIENTO

ANTILEGIONELA. • EXENTO DE CONPLICADOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE

CONTROL ANTILEGIONELA.


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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS COTAS GENERALES

DIMENSIONES

CAPACIDAD ACUMULADOR [litros] COTA

[mm] DESCRIPCIÓN 300 500 1000

A Altura total 1710 1300 1820 B Anchura total 750 1190 1360 C Altura sonda 1 (zona baja) 155 155 155 D Altura sonda 2 (zona media) 658 450 700 E Altura intercambiador primario 650 400 650 F Altura intercambiador secundario 1200 750 1200


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CIRCUITOS

MODELO CIRCUITO PRIMARIO

CIRCUITO SECUNDARIO RECIRCULACIÓN CIRCUITO

CALEFACCIÓN

300/ACS SI SI - - 300/ACS-R SI SI SI - 500/ACS SI SI - - 500/ACS-R SI SI SI - 1000/ACS SI SI - - 1000/ACS-R SI SI SI - 1000/ACS-R-C SI SI SI SI

CONEXIONES CIRCUITO PRIMARIO

CIRCUITO SECUNDARIO RECIRCULACIÓN CIRCUITO

CALEFACCIÓN MODELO ENTR. SALIDA ENTR. SALIDA ENTR. ENTR. SALIDA

300/ACS ½” ½” ½” ½” 300/ACS-R ½” ½” ½” ½” ½” 500/ACS ¾” ¾” ¾” ¾” 500/ACS-R ¾” ¾” ¾” ¾” ¾” 1000/ACS ¾” ¾” ¾” ¾” 1000/ACS-R ¾” ¾” ¾” ¾” ¾” 1000/ACS-R-C ¾” ¾” ¾” ¾” ¾” ¾” ¾”


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