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16 Calentadores de Agua por Energía Solar La mejor solución para ahorrar energía en su hogar FICHA TÉCNICA Amordad Holdings S.L

17 INTRODUCCIÓN La tecnología del tubo de calor Heat Pipe : En este tipo de colectores el intercambio de calor se realiza mediante la utilización de un tubo de calor, su morfología y modo de funcionamiento son: Consiste en dos tubos concéntricos de borisilicato endurecido, entre los cuales se ha hecho el vacío, sobre la superficie exterior del tubo interno, lleva la capa absorbente altamente selectiva que atrapa la radiación incidente dejando escapar solamente un 5% de perdidas, gracias al excelente aislamiento que le proporciona el vacío, independientemente de la climatología exterior, transfiriendo este calor al tubo de calor que se encuentra en su interior, dentro de ese tubo de cobre se encuentra el fluido vaporizante (mezcla de alcohol y agua destilada), cuando se calienta este se evapora absorbiendo el calor latente de vaporización. Este vapor se desplaza hasta alcanzar la parte del tubo que se encuentra a menor temperatura, produciéndose allí su condensación y la consiguiente liberación del calor latente asociado a este cambio de estado. El líquido retorna debido a la acción de la gravedad y el ciclo de evaporación-condensación se repite. A los tubos de calor se les suela llamar los superconductores del calor, ya que cuentan con una capacidad calorífica muy baja y una conductividad excepcional (miles de veces superior a la del mejor conductor sólido del mismo tamaño). Su uso es muy extendido y se pueden encontrar tubos de calor en procesos industriales, ordenadores de bolsillo, vehículos espaciales, etc. Entre las características principales de los colectores de vacío con tubo de calor, cabe destacar las siguientes: 1- Sistema indirecto: El intercambio de calor se realiza, sin contacto directo entre el fluido caloportador y el agua de consumo, lo que los hace particularmente adecuados en áreas con cualidades desfavorables del agua. 2- Función diodo: La transferencia de calor se realiza siempre en un solo sentido, desde el absorbedor hacia el fluido caloportador, y nunca al revés. 3- Limitación de temperatura: El ciclo de evaporación-condensación tiene lugar mientras no se alcance la temperatura crítica del fluido vaporizante, evitando así los riesgos de un aumento incontrolado de la temperatura en el interior de los tubos. Estas características eliminan la necesidad de utilizar complejas unidades de control en el sistema y quedando así garantizada la seguridad del mismo. Los captadores térmicos de Amordad Solar tienen los siguientes sellos de calidad: ELEMENTOS

18 Datos técnicos de los tubos de calor heat pipe Longitud ( mm) 1800 Diámetro tubo exterior (mm) 58 diámetro tubo interior (mm) 48 Peso (Kg) 1.53 Espesor del cristal (mm) 1.6 Dilatación térmica (mm) 3.3x10-6 K Material Borisilicate glass 3,3 Recubrimiento absorbente AL-N/AL Absorción >92%(AM 1.5) Pérdida <8%W/(80ºC) Presión de vacío P<5x10-3 Pa Temperatura de estancamiento >200ºC Presión máxima de trabajo 10 bar Heat pipe en cobre Condensador Espacio vacío entre tubos Tubo de vidrio exterior Interior del tubo de calor (Presión atmosférica) El vapor sube al condensador donde se enfría y vuelve a bajar Tubo de vidrio interior

19 Curvas de eficiencia Los captadores, como cualquier máquina, tienen un rendimiento, que relaciona energía recibida con energía devuelta, siempre menor que la recibida al descontar pérdidas en el proceso de transformación. Un modelo matemático que se utiliza habitualmente es el descrito en la norma EN12975, y que describe la curva característica del rendimiento de un captador: La magnitud η0 representa el rendimiento del captador cuando la diferencia entre la temperatura media del fluido (Tm) y la temperatura ambiente (Ta) sea nula, es decir, el captador se halle a temperatura ambiente. Este término se suele denominar rendimiento óptico del captador, no confundiéndolo con el factor óptico, que es el producto τα. Las perdidas térmicas del captador se describen por medio de los dos coeficientes de perdidas térmicas (a1 y a2). El término a1 define una variación lineal, mientras que a2 denota una variación cuadrática de las pérdidas térmicas. Se trata de una aproximación al modelo físico real: cuanto mayor sean estos coeficientes, menor será el rendimiento, sobre todo a altas temperaturas. Los colectores solares térmicos de Amordad son acreditados por los laboratorios del SPF (Instituto para la técnica solar) y se caracterizan además por tener la curva de rendimiento muy alta según los estándares Europeos. Las 3 variables que representan las prestaciones de los colectores son (según el documento nº C762 del SPF): Rendimiento óptico del captador: η0 = Coeficiente lineal de perdidas térmicas: a1 = 2.81 W/(m2K) Coeficiente cuadrático de perdidas térmicas: a2 = W/(m2K2)

20 Factor de ángulo El sol no siempre se encuentra en un plano vertical hacia el colector; el ángulo cambia durante el día y en diferentes épocas del año. Así cambia también la capacidad de transmisión de la cubierta del colector. Los paneles de tubo de vacío de Amordad, por ser cilíndricos, reciben la radiación perpendicular durante muchas más horas a lo largo del día de manera que incrementan la energía generada del orden de un 20% sobre la que generaría un captador de absorbedor plano que tuviera la misma curva de rendimiento y área útil. Como norma general, la curva de rendimiento que se da para todo los captadores es con la radiación incidente en perpendicular, que en realidad solo ocurre en las horas centrales del día y por tanto no es del todo fiable. El parámetro IAM (modificador del ángulo de incidencia) es el que mide como cambia la capacidad de captación del captador con el ángulo con que incide la radiación y hay que multiplicarlo con los coeficientes de ganancia para obtener un valor más realista del rendimiento de los paneles. IAM es un valor numérico y alcanza su máximo (IAM = 1) cuando el colector es perpendicular a los rayos del sol y por tanto está recibiendo la radiación máxima. Los colectores experimentarán los niveles de radiación disminuidos (IAM< 1) por la mañana y por la tarde cuando el sol no es perpendicular a la superficie del captador solar. Como se puede ver en el gráfico arriba, el colector TUBOSOL de Amordad tiene una curva que es completamente diferente a los otros colectores planos convencionales (FP) e incluso los paneles con reflectores. Esto es debido al área cilíndrico de los tubos, que continúan absorbiendo los rayos del sol a lo largo del día. En un ángulo de 40º-50º no hay pérdida de luz y ningún solapamiento entre los tubos. Esto es ideal ya que demuestra que durante este periodo (primeras horas de la mañana y mediados de la tarde) los mínimos niveles solares son aprovechados al máximo por los paneles TUBOSOL de Amordad. Por otro lado, en una placa plana, el valor de IAM caerá por debajo de 1 mientras que el ángulo de radiación aumentará (primeras horas de la mañana y mediados de la tarde) de tal forma que la eficacia de conversión solar ocurrirá solamente durante el mediodía.

21 Dimensiones Esquema de conexiones

22 DIRECCION DE FLUJO

23 Tuberías y caudales recomendados No. De Colectores en Serie Caudal (L/Min) Tubería (mm) 1xAM-1800/58-16 tubos 3,6 18 1xAM-1800/58-20 tubos xAM-1800/58-16 tubos 3,6 18 2xAM-1800/58-20 tubos 3,6 18 3xAM-1800/58-16 tubos 3,6 18 3xAM-1800/58-20 tubos 3,6 18 4xAM-1800/58-16 tubos 3,6 22 4xAM-1800/58-20 tubos 3,6 22 Para las instalaciones en serie, se pondrán colocar un máximo de cuatro placas con un caudal de 3.6 l/min. Ver tabla superior. Para las instalaciones en paralelo, el caudal total recomendado se calculará multiplicando el caudal recomendado en serie (ver tabla) por el número de grupos en paralelo. Para conocer el diámetro de las tuberías en los grupos en paralelo, es necesario consultar el ÁBACO DE CÁLCULO PARA TUBERÍA LISA.

24 Curvas de carga y pérdida de presión

25 Distancia recomendada entre los paneles

26 Datos técnicos de los depósitos Modelo AM-DEP150 AM-DEP200 AM-DEP300 Capacidad de ACS 150L 200L 300L Depósito exterior Acero galvanizado Material Depósito interior Aislante Coeficiente (de aislamiento) 1,2mm de Acero Inoxidable tipo SUS304-2B 50mm. de poliuretano de alta densidad 401W/m,k Presión Presión de trabajo 6bar 6bar 6bar Presión Máx. 9bar 9bar 9bar Material Cobre Cobre Cobre Intercambiador de calor Superficie (m2) 1 1,2 1,5 Coeficiente 401 W / m, k Dimensiones Largo x Ancho x Alto (mm) 540*540* *540* *600*1880 Peso Vacío 50KGS 55KGS 90KGS

27 AM-TERMOSOL Datos técnicos Características de los tubos Longitud ( mm) 1800 Diámetro tubo exterior (mm) 58 diámetro tubo interior (mm) 48 Peso (Kg) 1.53 Espesor del cristal (mm) 1.6 Dilatación térmica (mm) 3.3x10-6 K Material Vidrio de Borosilicato 3.3 Recubrimiento absorbente AL-N/AL Absorción >92%(AM 1.5) Pérdida <7%W/(80ºC) Presión de vacío P<5x10-3 Pa Temperatura de estancamiento >200ºC Presión máxima de trabajo 10 bar Características del depósito Material del depósito interior Acero Inoxidable tipo SUS304-2B Material del depósito exterior Acero galvanizado Presión Máximo de trabajo 2 bares Características del aislante Material 50mm. de poliuretano inyectado de alta densidad expandido rígido Densidad 35-38kg/m3 Características del intercambiador Material Cobre de tipo C mm 1.0mm Presión Máximo de trabajo 4 bares Características del Soporte Material Acero galvanizado Soporte a vientos de hasta 130 km/h Angulo de instalación(min-max) Los sistemas compactos térmicos de Amordad Solar tienen los siguientes sellos de calidad:

28 Funcionamiento solar

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30 LAS VENTAJAS DE LOS TUBOS DE VACÍO DE AMORDAD Placa de absorción Tubo de vidrio exterior Superficie de vacío Tubo de vidrio interior La tecnología de tubos de vacío es actualmente la más eficaz de las empleadas en los colectores solares térmicos. Durante un tiempo fue un sistema muy caro y de difícil acceso. Sin embargo este sistema comienza a hacerse cada vez más accesible para algunas aplicaciones, como lo demuestra la proliferación de sistemas compactos de agua caliente por termosifón con tubos de vacío. Los tubos de vacío pueden alcanzar mayor rendimiento que los colectores planos pues se reducen las pérdidas de calor que se producen por convección y conducción entre la superficie captadora y el cristal exterior a través del aire existente entre ellos. Permiten un montaje rápido y sin grúas pues los tubos se insertan en el cabezal una vez fijado éste. Además no es necesario detener la instalación en caso de reparaciones pues el tubo se acopla al cabezal mediante una unión seca. Las principales ventajas de este sistema son: Mayor potencia y eficiencia en la transmisión de calor al circuito solar. Altos aportes gracias al aprovechamiento de la radiación directa y la radiación reflejada. Permite alcanzar altas temperaturas incluso en zonas de clima poco favorable. Mínimo coste de montaje, gracias a la sencillez del sistema. Geometría, su forma redonda aprovecha mejor la radiación a lo largo del día, a primera y última hora. Ideal para calefacción / grandes instalaciones (Hoteles, balnearios, edificios, polideportivos, hostelería, campings) pues su rendimiento es mucho mayor y alcanza mayores temperaturas de fluido. Mucho más estético.

31 Factor de ángulo El sol no siempre se encuentra en un plano vertical hacia el colector; el ángulo cambia durante el día y en diferentes épocas del año. Así cambia también la capacidad de transmisión de la cubierta del colector. Los paneles de tubo de vacío de Amordad, por ser cilíndricos, reciben la radiación perpendicular durante muchas más horas a lo largo del día de manera que incrementan la energía generada del orden de un 20% sobre la que generaría un captador de absorbedor plano que tuviera la misma curva de rendimiento y área útil. Como norma general, la curva de rendimiento que se da para todo los captadores es con la radiación incidente en perpendicular, que en realidad solo ocurre en las horas centrales del día y por tanto no es del todo fiable. El parámetro IAM (modificador del ángulo de incidencia) es el que mide como cambia la capacidad de captación del captador con el ángulo con que incide la radiación y hay que multiplicarlo con los coeficientes de ganancia para obtener un valor más realista del rendimiento de los paneles. IAM es un valor numérico y alcanza su máximo (IAM = 1, en el caso de paneles planos) cuando el colector es perpendicular a los rayos del sol y por tanto está recibiendo la radiación máxima. Los colectores experimentarán los niveles de radiación disminuidos (IAM< 1, en el caso de paneles planos) por la mañana y por la tarde cuando el sol no es perpendicular a la superficie del captador solar.

32 Como se puede ver en el gráfico arriba, el colector TUBOSOL de Amordad tiene una curva que es completamente diferente a los otros colectores planos convencionales (FP) e incluso los paneles con reflectores. Esto es debido al área cilíndrico de los tubos, que continúan absorbiendo los rayos del sol a lo largo del día. En un ángulo de 40º-50º no hay pérdida de luz y ningún solapamiento entre los tubos. Esto es ideal ya que demuestra que durante este periodo (primeras horas de la mañana y mediados de la tarde) los mínimos niveles solares son aprovechados al máximo por los paneles TUBOSOL de Amordad alcanzándose valores de IAM>1 lo que permite obtener rendimientos óptimos durante todo el día independientemente del ángulo de incidencia. Por otro lado, en una placa plana, el valor de IAM caerá por debajo de 1 mientras que el ángulo de radiación aumentará (primeras horas de la mañana y mediados de la tarde) de tal forma que la eficacia de conversión solar ocurrirá solamente durante el mediodía. Para entender la forma que los tubos de vacío son pasivos contra la pérdida de rendimiento (a diferencia de los paneles planos) pueden consultar las siguientes imágenes: A las 12:00pm, los tubos tienen un ángulo de 0º con respecto al sol y de esta manera la superficie de cada tubo es claramente visible, y por tanto expuesto a la máxima cantidad de luz del sol. En esta posición IAM=1. Cuando el sol alcanza un ángulo de 40º (aprox. 3 horas antes o después de mediodía), los tubos solares siguen estando completamente visibles sin espacios vacíos entre ellos y ningún solapamiento. En este punto los valores puros de IAM alcanzan su pico (IAM> 1). Los tubos se exponen a toda la luz del sol que brilla hacía ellos, y todos los tubos siguen siendo perpendiculares al sol manteniendo el mismo valor de rendimiento mientras que en los paneles planos esto no es posible. Tubos de vacío con tecnología heat-pipe El tubo de vacío lleva en su interior una placa absorbedora de cobre-aluminio con un tubo hueco cerrado por los dos extremos, sometido también al vacío y con una pequeña cantidad de

33 una mezcla de alcohol dentro del mismo. Al calentarse, esta mezcla se evapora ascendiendo hasta el extremo a menor temperatura, donde se enfría al ceder su calor latente al agua del circuito primario y, por tanto, se condensa y desciende de nuevo por gravedad, repitiéndose a continuación el ciclo evaporación-condensación. Estos colectores pueden utilizarse con ángulos que oscilan desde los 15º hasta los 90º, además de la posibilidad de rotar los tubos, lo que permiten cualquier integración arquitectónica en el edificio. En este tipo de tecnología aplicada a los tubos de vacío podemos encontrar aparte de las ventajas descritas anteriormente otras como pueden ser la ausencia de agua por los tubos; evitando así depósitos y calcificaciones, corrosión o congelación. Otro punto a destacar es su mantenimiento sencillo debido a que los tubos pueden ser cambiados sin vaciar el circuito.

34 Ficha técnica TERMOSOL Amordad Solar

35 FICHA TÉCNICA TERMOSOL DATOS TÉCNICOS Características de los tubos Longitud (mm) 1800 Diámetro tubo exterior (mm) 58 Diámetro tubo interior (mm) 48 Peso (Kg) 1.53 Grosor del cristal (mm) 1,6 Dilatación térmica (mm) 3.3x10-6 K Material Vidrio de Borosilicato 3.3 Recubrimiento absorbente Triple capa de ALN/SS-ALN/Cu Absorción >94% (AM 1.5) Pérdida <7% (80ºC) Presión de vacío P<5x10-3 Pa Temperatura mínima de trabajo - 20 º C con Glicol Transmisión al interior del tubo 91 % Características del depósito Material del depósito interior Acero Inoxidable tipo 316L Material del depósito exterior Acero galvanizado Presión Máximo de trabajo Presión atmosférica Características del aislante Material 50mm. de poliuretano inyectado de alta densidad expandido rígido Densidad Características del intercambiador Material Presión máxima de trabajo Caudal recomendado Características del Soporte Material Soporte a vientos de hasta Ángulo de instalación(min-max) Kg/m3 Cobre de tipo C mm 1.0mm 9 bares 10L/min Acero galvanizado 130 km/h

36 FICHA TÉCNICA TERMOSOL FUNCIONAMIENTO SOLAR Tecnologías aplicadas Tubo de vacío Consta de 2 tubos concéntrico de vidrio de Borosilicato, existiendo entre estos tubos una presión inferior a 0,001 atmósferas, y existiendo además una capa absorbedora en el tubo interior que captura los rayos solares aportando así mucho calor. Termosifón Su funcionamiento se explica con las corrientes de convección naturales de los fluidos, en los que las partes calientes de los mismos tienden a ascender. A este fenómeno se le conoce también como sistema de circulación natural. Acumulador Acumulador Agua Caliente Sanitaria Sistema Auxiliar Agua Caliente Sanitaria Sistema Auxiliar Agua fría Superficie plana Agua fría Superficie inclinada 3

37 FICHA TÉCNICA TERMOSOL CONFIGURACIÓN DE LLENADO Automático Sistema de apoyo Válvula unidireccional Manual 4

38 FICHA TÉCNICA TERMOSOL DIMENSIONES 16TUBOS tubos 20TUBOS tubos 24TUBOS tubos 30TUBOS tubos Capacidad ACS (Total) 165L 200L 250L 300L L1 (mm) L2 (mm) W (mm) H (mm) H2(mm) desde la parte inferior a la alimentación del acumulador Superficie de absorción (m ) 1,28 1,61 1,92 2,40 2 Superficie de captación total (m ) Área de apertura (m ) 1,488 1,860 2,233 2,791 Peso equipo vacío (Kg) Peso equipo lleno (Kg) Diámetro del intercambiador (mm) Grosor del intercambiador (mm) 0,8 0,8 0,8 0,8 Longitud del intercambiador (m) Superficie del intercambiador (m ) 1,018 1,168 1,281 1,470 Grosor del acumulador interno (mm) 0,6 0,6 0,6 0,6 Grosor del acumulador exterior (mm) 0,4 0,4 0,4 0,4 Dimensiones conexiones hidráulicas 1/2" 1/2" 1/2" 1/2" Resistencia al granizo Hasta 25 mm. de diámetro Hasta 25 mm. de diámetro Hasta 25 mm. de diámetro Hasta 25 mm. de diámetro Resistencia a heladas - 10º C - 10º C - 10º C - 10º C Resistencia al viento + 30 m/s + 30 m/s + 30 m/s + 30 m/s 5