SUBCONJUNTO DE TERMOTRANSFERENCIA
El conjunto de transferencia lo forman todos aquellos elementos cuya función es que la transferencia de calor se realice de forma térmicamente satisfactoria y se conduzca a todos los puntos que sean precisos. Se distinguen los siguientes elementos:
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Fluido caloportador
Como fluido de trabajo en el circuito primario se utilizará agua de la red, o agua desmineralizada, o agua con aditivos, según las características climatológicas del lugar y del agua utilizada. Los aditivos más usuales son los anticongelantes, aunque en ocasiones se puedan utilizar aditivos anticorrosivos.
La utilización de otros fluidos térmicos requerirá incluir su composición y calor especifico en la documentación del sistema y la certificación favorable de un laboratorio acreditado.
Constituye el soporte físico para el transporte de calor. Su elección depende fundamentalmente de las características climatológicas del emplazamiento de la instalación. Normalmente se suele emplear agua sola o agua con ciertos aditivos, aunque el fluido de trabajo tendrá un pH a 20 grados 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.
El diseño de los circuitos evitará cualquier tipo de mezcla de los distintos fluidos que pueden operar en la instalación. En particular, se prestará especial atención a una eventual contaminación del agua potable por el fluido del circuito primario.
Para aplicaciones en procesos industriales, refrigeración o calefacción, las características del agua exigidas por dicho proceso no sufrirán ningún tipo de modificación que pueda afectar al mismo.
Anticongelantes
Se recomienda el uso de anticongelantes cuando el emplazamiento de la instalación solar térmica sea una zona de riesgo de heladas. El anticongelante no se debe separar ni descomponer, sino que debe constituir una mezcla homogénea con el fluido caloportador en todo su rango de temperaturas de trabajo.
Deben ser elegidos de acuerdo a la legislación vigente y empleados durante el tiempo señalado por el fabricante.
Tuberías
Constituyen el soporte físico de transporte del fluido caloportador. Para su instalación se deben tener en cuenta las mismas normas que para las de fontanería.
El material de las tuberías suele ser cobre, aunque recientemente se está utilizando polietileno.
Lo importante del diseño de las tuberías es elegir la sección adecuada para garantizar los caudales necesarios.
Para una primera aproximación estimativa del diámetro mínimo para la tubería puede utilizarse la siguiente expresión: 
En locales no habitados la velocidad máxima del fluido admitida es de 3 m/s.
Para el diseño de tuberías es importante tener en cuenta que no se pueden unir conexiones de diferentes materiales. Se deben evitar las corrosiones por pares galvánicos.
El diámetro de las tuberías se selecciona de tal forma que la velocidad de circulación del fluido esté entre los valores de 0,5 y 2 m/s para tuberías metálicas y 0,5 y 3,5 m/s para tuberías termoplásticas.
El conexionado de las tuberías debe ser sencillo, accesible y desmontable. De esta forma se facilitan las posibles modificaciones de la instalación en un futuro, bien por reparaciones o bien por reformas de ampliación o reducción.
El montaje de las tuberías debe ser equilibrado, es decir, no deben existir caminos preferentes ni tampoco se debe transmitir ningún tipo de esfuerzo a los restantes elementos hidráulicos de la instalación.
El caudal de circulación viene determinado 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 están 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.
En las tuberías del circuito primario podrán utilizarse como materiales el cobre y el acero inoxidable, con uniones roscadas, soldadas o embridadas.
En el circuito secundario o de servicio de agua caliente sanitaria podrá utilizarse cobre y acero inoxidable. Además, podrán utilizarse materiales plásticos que soporten la temperatura máxima del circuito, cumplan las normas UNE que le sean de aplicación y está autorizada su utilización por las Compañías de suministro de agua potable.
Las tuberías de cobre serán tubos estirados en frío y uniones por capilaridad (UNE 37153). No se utilizarán tuberías de acero negro para circuitos de agua sanitaria.
Cuando se utilice aluminio en tuberías o accesorios, la velocidad del fluido será inferior a 1. 5m/s y su pH estará comprendido entre 5 y 7. No se permitirá el uso de aluminio en sistemas abiertos o sistemas sin protección catódica.
Cuando se utilice acero en tuberías o accesorios, la velocidad del fluido será inferior a 3 m/s en sistemas cerrados y el pH del fluido de trabajo estará comprendido entre 5 y 9.
El diámetro de las tuberías se seleccionará de forma que la velocidad de circulación del fluido sea inferior a 2 m/s cuando la tubería discurra por locales habitados y a 3 m/s cuando el trazado sea al exterior o por locales no habitados.
El dimensionado de las tuberías se realizará de forma que la pérdida de carga unitaria en tuberías nunca sea superior a 40 mm de columna de agua por metro lineal.
Las perdidas térmicas globales del conjunto de conducciones no superarán el 4% de la potencia máxima que transporten.
Para calentamiento de piscinas se recomienda que las tuberías sean de PVC y de gran diámetro, a fin de conseguir un buen caudal con la menor pérdida de carga posible, no necesitando éstas, en la mayoría de los casos, ningún tipo especial de aislamiento térmico.
Todas las redes de tuberías deben diseñarse de tal manera que puedan vaciarse de forma parcial y total, a través de un elemento que tenga un diámetro nominal mínimo de 20 mm.
Aislamiento
Las tuberías situadas a la intemperie deben estar aisladas.
Se utiliza fibra de vidrio y emulsión asfáltica, con un acabado en aluminio que proteja esta emulsión. En tuberías de interior se puede utilizar cualquier otro aislante de efecto similar a la fibra de vidrio.
En el RITE, instrucción técnica IT 1.2.4.2.1 “Aislamiento térmico de redes de tuberías” se detallan los espesores mínimos de aislamiento para tuberías en función del diametro de las mismas, del fluido que transportan y de la localización de las tuberías (interior o exterior de edificios ).
Intercambiador
Su función es permitir la transferencia de calor en sistemas indirectos.
Normalmente se utilizan intercambiadores incorporados al acumulador. Se recomienda que la superficie de intercambio de calor sea como mínimo del 25-33% de la superficie captadora de calor.
Para el caso de intercambiador incorporado al acumulador ( de acuerdo al CTE ), la relación entre la superficie útil de intercambio y la superficie total de captación no será inferior a 0,15.
Los parámetros a tener en cuenta para la elección de un intercambiador son su rendimiento térmico y las pérdidas de carga que puede producir en el circuito hidráulico.
Se indicará el fabricante y modelo del intercambiador de calor, así como datos de sus características de actuación medidos por el propio fabricante o por el laboratorio acreditado.
El intercambiador seleccionado resistirá la presión máxima de trabajo de la instalación. En particular se prestará especial atención a los intercambiadores que, como en el caso de los depósitos de doble pared, presentan grandes superficies expuestas por un lado a la presión y por otro, a la atmósfera, o bien, a fluidos a mayor presión.
En ningún caso se utilizarán interacumuladores con envolvente que dificulten la convección natural en el interior del acumulador.
Bomba de circulación
Su función es favorecer el movimiento del fluido caloportador en las instalaciones de circulación forzada. Los parámetros a seguir para su elección son el caudal que puede llegar a circular y la altura manométrica de impulsión que puede comunicar al fluido caloportador.
Los propios fabricantes de bombas de circulación caracterizan sus productos mediante gráficas que relacionan el caudal y la altura manométrica mediante gráficas tipo Q (m3/h)-Ah (m). La bomba seleccionada debe estar en su zona de rendimiento para el par caudal por la altura manométrica de trabajo para su óptimo aprovechamiento. 
Hay que tener en cuenta que la altura manométrica ya contempla las pérdidas de carga debidas a la tubería, codos, estrechamientos, ensanchamientos, etcétera, y las debidas a los otros elementos del circuito hidráulico, como las válvulas o el intercambiador.
Se recomienda el uso de bombas de circulación en línea y, además, que estén situadas en la zona fría del circuito y en tramos de conexionado de tuberías verticales.
Si el tamaño de la instalación implica la existencia de superficie captadora mayor de 50 m2 se acostumbra a montar bombas idénticas en paralelo, de las cuales una funciona de reserva.
Estas indicaciones se aplican tanto para el circuito primario como para el secundario.
Las bombas podrán ser del tipo en línea, de rotor seco o húmedo, o de bancada.
Siempre que sea posible se utilizarán bombas tipo circuladores en línea.
En circuitos de agua caliente para usos sanitarios, los materiales de la bomba serán resistentes a la corrosión.
Los materiales de la bomba del circuito primario serán compatibles con las mezclas anticongelantes y en general con el fluido de trabajo utilizado.
Las bombas serán resistentes a las averías producidas por efecto de las incrustaciones calizas. Las bombas serán resistentes a la presión máxima del circuito.
La bomba se seleccionará de forma que el caudal y la pérdida de carga de diseño se encuentren dentro de la zona de rendimiento óptimo especificado por el fabricante.
Cuando todas las conexiones son en paralelo, el caudal nominal será el igual al caudal unitario de diseño multiplicado por la superficie total de captadores conectados en paralelo.
La presión de la bomba deberá compensar todas las pérdidas de carga del circuito correspondiente.
La potencia eléctrica de la bomba no debe exceder los valores siguientes:
- Sistema pequeño 50 W o 2% de la mayor potencia calorífica que pueda suministrar el grupo de captadores.
- Sistemas grandes 1 % de la mayor potencia calorífica que puede suministrar el grupo de captadores.
La potencia máxima de la bomba especificada anteriormente excluye la potencia de las bombas de los sistemas de drenaje con recuperación, que sólo es necesaria para rellenar el sistema después de un drenaje.
La bomba permitirá efectuar de forma simple la operación de desaireación o purga.
Vasos de expansión
Su instalación se justifica por la necesidad de absorber las variaciones de volumen de la instalación debido a las dilataciones creadas por la alteración de temperatura.
Los vasos de expansión se instalan en la aspiración de la bomba.
Los vasos de expansión son elementos obligatorios en toda instalación.
El agua al calentarse se dilata pudiendo provocar roturas en algún punto del circuito. Por ello, se han de colocar vasos de expansión, cuya función es absorber las dilataciones del agua o, en su caso, la mezcla agua-anticongelante. De esta forma también se asegura la presión del circuito.
Los vasos de expansión pueden ser abiertos o cerrados. Los abiertos deben situarse por encima del punto más alto de la instalación, a unos 2 o 3 metros por encima.
En las instalaciones solares la utilización de vasos de expansión cerrados es más común.
También se pueden utilizar los vasos de expansión como sistemas de llenado o como sistemas que permiten el relleno manual del circuito con anticongelante.
El vaso de expansión se dimensiona de tal forma que, incluso después de una interrupción del suministro de potencia a la bomba de circulación, justo cuando la radiación solar sea máxima, se pueda restablecer la operación automáticamente cuando la potencia esté disponible de nuevo.
Cuando el medio de transferencia de calor pueda evaporarse bajo condiciones de estancamiento, hay que realizar un dimensionado especial del volumen de expansión: Además de dimensionarlo como es usual en sistemas de calefacción cerrados (la expansión del medio de transferencia de calor completo), el depósito de expansión deberá ser capaz de compensar el volumen del medio de transferencia de calor en todo el grupo de captadores completo incluyendo todas las tuberías de conexión entre captadores más un 10%.
Purgadores y aireadores
Su función es la de eliminar y evitar la formación de burbujas de aire en el interior de la instalación hidráulica.
El aire que se introduce accidentalmente en el circuito puede reducir el rendimiento, producir graves daños e incluso dejar inoperante la instalación. Por ello es necesaria la colocación de purgadores en la parte alta del circuito.
El aire puede venir mezclado con el fluido. Para realizar la separación de aire y el fluido caloportador hay que colocar un desaireador. Deben situarse en los puntos más altos de la instalación.
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