Pedro Rufes Martínez - Energia solar térmica

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

Técnicas para su aprovechamiento

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

Técnicas para su aprovechamiento

Pedro Rufes Martínez

Colección Nuevas energías, 4

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA - Técnicas para su aprovechamiento

© Pedro Rufes Martínez, 2010

© 2010 MARCOMBO, S.A.

Gran Via de les Corts Catalanes, 594

08007 Barcelona

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ISBN: 978-84-267-1863-1

D.L.:

Impreso en

Printed in Spain

ÍNDICE

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN

1.1 El sistema energético

1.2 Las energías renovables

1.2.1 Energía de la biomasa

1.2.2 Energía eólica

1.2.3 Energía geotérmica

1.2.4 Energía hidráulica

1.2.5 Energía mareomotriz

1.2.6 Energía undimotriz

1.2.7 Energía maremotérmica

1.2.8 Energía osmótica

1.2.9 Energía solar

1.3 La energía solar térmica en el mundo

1.4 La energía solar térmica en Europa

CAPÍTULO 2. LA RADIACIÓN SOLAR

2.1 El Sol, fuente de energía

2.1.1 Terminología básica

2.1.2 La constante solar

2.1.3 El espectro solar

2.2 Influencia de la atmósfera

2.3 El balance energético en la Tierra

2.4 El movimiento Tierra-Sol

2.4.1 Ángulos básicos

2.4.2 El tiempo solar

2.4.3 Ángulos relativos a superficies inclinadas

2.5 Irradiación solar extraterrestre

2.6 Irradiación solar terrestre

2.7 Medición de la radiación solar

2.8 Fundamentos físicos del aprovechamiento de la energía solar

2.8.1 El cuerpo negro

2.8.2 Absorbancia

2.8.3 Emitancia

2.8.4 Superficies selectivas

CAPÍTULO 3. LAS INSTALACIONES SOLARES TÉRMICAS

3.1 Descripción de una instalación solar térmica

3.2 Clasificación de las instalaciones solares térmicas

3.2.1 Clasificación según el principio de circulación

3.2.2 Clasificación según el sistema de expansión

3.2.3 Clasificación según el sistema de intercambio

3.2.4 Clasificación según el sistema auxiliar

3.2.5 Clasificación según la aplicación

CAPÍTULO 4. EL SISTEMA DE CAPTACIÓN

4.1 Descripción y clasificación de los captadores solares

4.2 Componentes del captador plano

4.2.1 Cubierta transparente

4.2.2 Placa absorbente

4.2.3 Tubos de intercambio

4.2.4 Aislamiento

4.2.5 Carcasa

4.3 Balance energético

4.4 Rendimiento térmico

4.5 Conexionado de los captadores

4.6 Área total, área de apertura y área del absorbedor

4.7 Estructura de soporte

4.8 Distancia mínima entre filas de captadores

CAPÍTULO 5. EL SISTEMA DE INTERCAMBIO

5.1 Mecanismos de transmisión de calor

5.1.1 Transmisión de calor por conducción

5.1.2 Transmisión de calor por convección

5.1.3 Transmisión de calor por radiación

5.1.4 Resistencia térmica

5.1.5 El coeficiente global de transmisión de calor

5.2 Descripción y clasificación de los intercambiadores de calor

5.2.1 Intercambiadores internos

5.2.2 Intercambiadores externos

5.3 Eficiencia del intercambiador

5.4 Factor captador-intercambiador

5.4.1 Cálculo del intercambiador

CAPÍTULO 6. EL SISTEMA DE ACUMULACIÓN

6.1 Descripción

6.2 La estratificación de las temperaturas

6.3 El aislamiento

6.4 Clasificación de los acumuladores

6.4.1 Clasificación según la posición

6.4.2 Clasificación según el material

6.4.3 Clasificación según el sistema de intercambio

6.5 Dimensionado del sistema de acumulación

CAPÍTULO 7. EL SISTEMA HIDRÁULICO

7.1 Componentes del sistema hidráulico

7.2 Tuberías

7.2.1 Dilatación térmica

7.2.2 Cálculo de tuberías y pérdidas de carga

7.2.3 Aislamiento

7.3 Válvulas

7.3.1 Válvulas de esfera

7.3.2 Válvulas de asiento

7.3.3 Válvulas de resorte

7.3.4 Válvulas de clapeta

7.3.5 Válvulas de equilibrado

7.3.6 Válvulas termostáticas

7.4 Bombas de recirculación

7.4.1 Requisitos de las bombas de circulación

7.4.2 Cálculo de la bomba

7.5 Vasos de expansión

7.5.1 Tipología

7.5.2 Cálculo de vasos de expansión según la norma UNE 100155

7.5.3 Cálculo del vaso de expansión del circuito primario

7.6 Elementos accesorios

7.6.1 Disipadores de calor

7.6.2 Purgadores de aire

7.6.3 Reductores de presión

7.6.4 Manómetros

7.6.5 Termómetros

7.6.6 Conjuntos prefabricados

7.6.7 Contadores de energía

7.7 Fluido caloportador

CAPÍTULO 8. EL SISTEMA AUXILIAR

8.1 Introducción

8.2 Conexión del sistema auxiliar con la instalación solar

8.2.1 Sistema auxiliar en serie con la acumulación solar

8.2.2 Sistema auxiliar-acumulador en serie con la acumulación solar

8.2.3 Sistema auxiliar en paralelo con la acumulación solar

8.3 Dimensionado del sistema auxiliar

CAPÍTULO 9. EL SISTEMA DE CONTROL

9.1 Sensores

9.2 Termostato diferencial

9.3 Actuadores

9.4 Control del proceso de carga del acumulador solar

CAPÍTULO 10. APLICACIONES

10.1 Climatización de piscinas

10.1.1 Circuito abierto

10.1.2 Circuito cerrado

10.2 Producción de ACS

10.2.1 Producción de ACS centralizada y acumulación distribuida

10.2.2 Producción de ACS centralizada y acumulación centralizada

10.2.3 Producción de ACS centralizada, acumulación centralizada e intercambiador individual

10.3 Calefacción

10.4 Refrigeración

10.4.1 La refrigeración por absorción

10.4.2 El ciclo de absorción de simple efecto

10.4.3 El ciclo de absorción de doble efecto

10.4.4 La absorción rotativa

10.4.5 Instalaciones de pequeña y media potencia para producción de ACS, apoyo a calefacción y producción de frío

10.4.6 Instalación para producción de agua caliente sanitaria, apoyo a calefacción y producción de frío en instalaciones de gran tamaño

CAPÍTULO 11. CÁLCULO DE INSTALACIONES

11.1 El Código Técnico de la Edificación

11.2 Contribución solar mínima