AFT089 Equipo didáctico para formación en energía solar térmica — Equipo de laboratorio térmico1. Descripción general
Este equipo didáctico debe diseñarse para el estudio teórico y práctico de instalaciones de energía solar utilizadas para la obtención de agua caliente sanitaria, climatización y servicios similares, ofreciendo una amplia gama de aplicaciones didácticas.
El equipo didáctico deberá incluir cuatro unidades operativas, distribuidas de la siguiente manera:
2. MÓDULO PRINCIPAL
Este módulo debe estar construido sobre una estructura vertical y debe incorporar un panel frontal que presente un diagrama hidráulico real y detallado del sistema, así como los componentes necesarios para la circulación, el almacenamiento y el control del fluido en los circuitos primario y secundario.
Los componentes deben estar dispuestos verticalmente sobre una base, facilitando un acceso cómodo a todas las piezas para las operaciones de montaje y desmontaje que se llevarán a cabo durante las sesiones prácticas descritas en el manual. El equipo didáctico debe contar con aberturas tanto en la parte frontal como en la posterior, permitiendo a los estudiantes visualizar los componentes desde ambos lados.
Los componentes deben ser los siguientes:
Componentes hidráulicos: Soporte para la caldera o resistencia, soporte para el intercambiador, intercambiador de calor del circuito solar, ánodo de magnesio, depósito de acero [capacidad: 80 l; potencia: 1200 W; tiempo de calentamiento (ΔT=45°C): 2 h y 17 min; temperatura máxima de trabajo: 75°C; dispersión térmica a 65°C: 0,96 kWh/24h; presión máxima de trabajo: 8 bar], colector solar plano, válvula de carga/descarga del circuito solar, regulador de caudal, válvula de purga de aire, válvula de seguridad, manómetro, termómetro, válvula antirretorno, vaso de expansión, regulador de caudal, bomba del circuito solar, bomba de agua caliente sanitaria (ACS), soporte para el circuito de bombas.
Componentes eléctricos: Unidad de control, bomba del circuito solar, bomba de ACS, soporte para el circuito de bombas, sensor del colector (lado caliente), sensor del colector (lado frío), sensor del depósito (lado caliente), sensor del depósito (lado frío), sensor de retorno de ACS, sensor de entrada de agua fría, sensor de radiación solar.
El panel de control frontal debe estar situado en la parte superior del módulo principal y se compone de:
• Diagrama detallado del sistema.
• Centro de control electrónico con pantalla LCD para la visualización de datos.
• Fuente de alimentación, dispositivos de protección e indicadores luminosos de estado.
Las conexiones hidráulicas para la entrada de agua fría, la salida de agua caliente sanitaria, la conexión al panel solar, etc., deben ubicarse en la parte posterior del módulo.
La instalación hidráulica debe realizarse con tuberías de Ø 15 mm. Tubería de cobre que incorpora un sistema de unión por prensado con juntas para instalaciones solares.
Las dimensiones deben ser 1000 x 650 x 1650 mm.
3. PANEL SOLAR REAL
El panel solar real debe estar montado en una estructura metálica y conectado al módulo principal mediante tuberías flexibles, provistas de válvulas de descarga, de seguridad y de llenado.
Dimensiones del colector real: 1360 x 700 x 2050 mm
Área del absorbedor: 1,105 m × 1,666 m = 1,840 m²
Número de tubos absorbedores: 12 (MS)
Volumen del fluido: 1,5 l (MS)
4. SIMULADOR DE PANEL SOLAR
El simulador de panel solar debe utilizarse en sustitución del colector real, en entornos no expuestos a la radiación solar. Consta de una caldera de calentamiento rápido, equipada con válvula de seguridad y purgador.
Capacidad del depósito: 5 litros
Potencia: 2000 W
Presión máxima: 8 bares
Dimensiones del simulador de colector: 650 x 600 x 750 mm
CONVECTOR TÉRMICO
Como medio para aprovechar el agua caliente producida, debe disponerse de un convector térmico listo para su uso. Este debe conectarse mediante tuberías flexibles.
Este componente debe permitirnos experimentar con los efectos del agua caliente obtenida con este sistema. No obstante, el sistema debe ser lo suficientemente abierto como para permitir una fácil integración con otras aplicaciones, tales como el suministro de agua caliente sanitaria (ACS), calefacción por suelo radiante, etc.
Caudal de aire: 253 m³/h
Potencia calorífica: 2,8 kW
Caudal de agua: 350 l/h
El equipo didáctico debe incorporar seis sondas de temperatura ubicadas en seis puntos diferentes, así como un sensor de irradiancia solar que se utilizará para el cálculo energético. Asimismo, debe ser posible la conexión de, al menos, un contador de energía térmica.
El equipo didáctico debe concebirse como un sistema integral para el estudio teórico y práctico de instalaciones de energía solar, permitiendo realizar las siguientes actividades de enseñanza y aprendizaje:
• Identificación de todos los componentes y su relación con el funcionamiento del sistema.
• Interpretación de los parámetros técnicos de todos los componentes.
• Control local del procesador.
• Calefacción y verificación del convector térmico.
• Activación forzada de la reserva energética.
• Activación forzada de la bomba de recirculación.
• Criterios de dimensionamiento para instalaciones de ACS, climatización, etc.
• Criterios de montaje y mantenimiento de las instalaciones.
• Interpretación de los datos de estado suministrados por el sistema de control.
El equipo debe suministrarse completo, incluyendo los cables de conexión, un manual de prácticas en inglés y el software para la adquisición y el procesamiento de datos procedentes del controlador solar.
