La Nueva Generación de Colectores solares: INSTALACIONES SEGURAS

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La Nueva Generación

de Colectores solares:

INSTALACIONES SEGURAS

Madrid, 16 de junio de 2016

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Werke

ThermProtect

N O V E D A D M U N D I A L

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Werke

PROGRAMA COMPLETO DE FABRICACIÓN

Grandes instalaciones Producto doméstico

1,5 kW – 20.000 kW*

Gasóleo Gas Energía

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VIESSMANN FAULQUEMONT

Más de 40 años de experiencia en fabricación de equipos

1971 Creación de Viessmann Faulquemont

2001 Faulquemont produce toda la gama de depósitos acumuladores del grupo Viessmann

2006 Todos los colectores solares térmicos Viessmann se producen en Faulquemont 2007 Integración de Viessmann Solar Energy Dachang en Viessmann Faulquemont 2009 Reorganización, potenciando el equipo de Ingeniería, grupo de I+D y PM

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BENEFICIOS DE LA EXPERIENCIA VIESSMANN EN SOLAR

TÉRMICA



Más de 35 años de experiencia en la fabricación de

colectores solares térmicos



Más de 3 millones de metros cuadrados de

colectores instalados.



Nº 1 internacional en alto rendimiento de colectores



Fuerte desarrollo de I+D y equipo científico



En todo el mundo, única empresa que realiza su

propio tratamiento selectivo del absorbedor

, de

colector plano y de tubo de vacío



Dedicado equipo de ingeniería para el diseño de

equipos



Red mundial de oficinas de ingeniería altamente

cualificados e instaladores



Certificado de todos los productos de acuerdo con las

normas internacionales: ISO 9001, 14001, Solar Key

Mark, SRCC, CSTB, TÜV (DIN-Register)

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• Si es el único objetivo no es una buena decisión

• Por si mismo, no justifica una inversión

Que se obtenga ahorro energético

• Análisis bajo criterios simples (sin tener en cuenta, por ejemplo, tasa de actualización del capital)

• Análisis más exacto (teniendo en cuenta vida de la instalación, la actualización del capital, costes de mantenimiento, etc)

Que sea rentable

• Medioambiente, legislación, prestigio de la empresa, imagen verde…

Que las condiciones sociales-coyunturales lo

hagan o no aconsejable

EVALUAR LA INVERSIÓN EN LA NUEVA INSTALACIÓN SOLAR

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OBTENCIÓN DEL AHORRO ENERGÉTICO

INCORPORAR INNOVACIONES TECNOLÓGICAS MÁS EFICIENTES

“Solar térmica es una tecnología madura y fiable”

DISEÑO

• Un buen diseño tiene en cuenta la integración de la instalación con el edificio, la selección de captadores de altas prestaciones y larga vida útil, una correcta

evaluación de demandas y pérdidas energéticas, métodos de cálculo precisos,

previsión de espacios para mantenimiento y sustitución de componentes...

EJECUCIÓN

• La calidad en la ejecución mejora el funcionamiento y reduce los costes de mantenimiento.

EXPLOTACIÓN

• Durante la explotación de la instalación, el seguimiento de prestaciones, la vigilancia del funcionamiento y la realización de mantenimiento preventivo

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1.- Evaluación de la demanda:

- Que sea constante :

¿existen meses sin uso?,

¿necesita calor al menos 5 días

a la semana?)

- Que las temperaturas de aplicación sean bajas (por debajo de 65ºC

aumenta el rendimiento)

2.- Disponibilidad de superficie, acumulación

3.- Selección del sistema convencional

4.- Definir el porcentaje de cobertura solar.

Como mínimo el exigido por CTE-HE4.

enero febre

-ro marzo abril mayo junio julio agosto - septiem -bre oc -tu- noviem -bre di -ciem bre 0 25 50 75 100 %

lunes martes miércoles jueves viernes sábado domingo 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 %

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Werke

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Werke

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SOBRETEMPERATURA DEL SISTEMA SOLAR

Los sistemas solares con paneles convencionales proporcionan calor eficiente y fiable

Pero en ocasiones, la oferta solar disponible supera la demanda de calor (verano)

Formación de vapor

El vapor caliente es empujado hacía el vaso de expansión

Debido al estrés térmico se puede llegar a la reducción de la vida útil de los componentes del sistema.

El colector ideal:

-Alto rendimiento

-Alta seguridad de funcionamiento en el

tiempo de inactividad del sistema

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SISTEMAS ACTUALES PARA EVITAR LA SOBRETEMPERATURA

 El campo de colectores se “drena” al alcanzar la temperatura máxima Ventaja: evita la sobretemperatura.

Desventajas: necesita de depósitos adicionales, generalmente

utilizado en sistemas domésticos, las tuberías necesitan pendiente, estrés en las juntas, efecto corrosivo de la presencia de aire.

 Interrupción de la transferencia de calor en el tubo de calor, por ser superior a la temperatura de condensación del medio de trabajo Ventaja: reiniciar el ciclo es automático

Desventajas: pendiente mínima de tubos de calor

 Campo de colectores se hace funcionar con agua: en el caso de la evaporación, el estancamiento se acepta

Ventaja: conexión hidráulica fácil

Desventajas: formación de vapor en el colector que afecta al

rendimiento. Todo el campo solar debe calentarse por las noches para evitar las heladas

Drainback

Heatpipe

Sistemas con agua

 Los aerorefrigeradores

Ventajas:sistemas sencillos de activación-desactivación termostática Desventajas: consumo eléctrico, imprevisibles cortes de luz.

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¿CUAL ES NUESTRA RESPUESTA EN COLECTORES PLANOS?

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

Actuación donde se produce el problema



Actuamos sobre la causa del sobrecalentamiento, no sobre sus efectos



¡Como un médico!

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¿Donde aplicamos el tratamiento selectivo?

El tratamiento selectivo azul oscuro consigue una gran diferencia entre

el coeficiente de emisión y el de absorción

pero

ThermProtect

da un paso más

Producido y patentado por

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¿POR QUÉ ThermProtect?

Therm

Protect

Thermocrómico

Protección

Nueva capa termocrómica

Para reducir la temperatura de estancamiento

Para evitar la evaporación

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THERMPROTECT



Transición estructural

reversible

en la capa de tratamiento selectivo, con la

temperatura

 Semiconductor a T < 70-80°C  Semimetal a T > 70-80°C

 Cambio reversible de la emisividad IR

 Emisividad  5-6% a T < 70-80°C  Emisividad > 40% at T > 70-80°C

¿como trabaja la nueva capa selectiva?

70-80°C

SiO₂ SiO₂

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¿como trabaja la nueva capa selectiva?

 Revestimiento selectivo exclusivo. La temperatura hace variar las propiedades ópticas de los componentes del tratamiento selectivo (estructura cristalina de la capa selectiva del absorbedor)

 La absorción de energía (α absortividad) se mantiene sin cambios (> 94%, fracción de la radiación absorbida)

 La energía emitida (ε emisividad) se adapta

automáticamente al sistema, gracias al recubrimiento

selectivo T (°C)  (%) 5 40

Temperatura

del colector

hasta 75°C

α

ε

hasta 75°C

Acumulación

A partir de

75°C

emisividad

ε

Depósito no

se ha cargado

Depósito

cargado

6%

6% hasta

el 40%

α

ε

A partir

de 75°C

THERMPROTECT

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Modificación de la estructura cristalina con la temperatura

ThermProtect T<Tc >94% y

 < 6%

ThermProtect T > Tc >94 y

 > 40%

Al e=0,4mm

CrN/CrON SiO₂ VO /V O /Al O (Patent) SiO₂

Tratamiento estandar

ThermProtect

Longitud de onda (nm) Flujo incidente kW/m2 nm Estandar >94% y <5%

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¿PERO… QUÉ ES ThermProtec?

Cambio en la emisividad por efecto de la temperatura (Cámara de infrarrojos)



Dos absorbedores (estandar y ThermProtect), soldados a un meandro

6%

40-45%

6%

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REDUCCIÓN DE LA TEMPERATURA DE ESTANCAMIENTO

1000W/m² – 35°C

T

_estanc.

estancamiento  190°C

T

_estanc.

ThermProtect  145°C

A partir del efecto termocrómico

Medición: (verano 2015 – Faulquemont) La energía que incide sobre el colector produce el calentamiento del fluido de trabajo, pero una parte de esta energía se pierde por conducción, convección y radiación, generándose un balance

energético entre la energía incidente y las pérdidas

térmicas, obteniendo como resultado una potencia útil del colector solar.

Estas pérdidas de calor crecen con la temperatura del fluido de trabajo, hasta que llega un momento de equilibrio en el que se cumple que la energía captada es igual a las pérdidas, alcanzándose en ese momento la temperatura de estancamiento del

Oxidación del medio portador de calor

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EVOLUCION DE LA TEMPERATURA DEL COLECTOR SOLAR

Máxima temperatura de estancamiento 145°C

Punto de inflexión 130°C

Comienzo de la radiación a 75 °C

Te

mperatura

del colector

Irradiación Solar / Temperatura del colector

Recubrimiento selectivo (Estandar)

Recubrimiento ThermProtect

°C

200 °C

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ThermProtect. EVITAR LA FORMACIÓN DEL VAPOR

¿Cómo se libra del vapor el sistema?

 Al aumentar la presión del circuito primario solar se evita la evaporación del líquido solar, consiguiendo un sistema libre de vapor.

Presión

de

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ThermProtect. CALIDAD GARANTIZADA.

ABSORCIÓN SOLAR ADHERENCIA HUMEDAD _CICLOS

T = 40°C – 95%Hr durante 600 horas Estandar  = 95,5% y  = 5,5% ThermProtect  = 95% y  = 6,5% T < Tc Longitud de onda(nm) T = 240°C durante 600 horas (ISO9806 – Solarkeymark)

Calidad de los colectores garantizada, patentada.

Ciclos de 40 a 140°C Repetición de 7000 ciclos

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Caso de 2 colectores solares con 300 l de acumulación solar

PRACTICAMENTE LA MISMA PRODUCCIÓN ENERGÉTICA

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CONCLUSIONES. VENTAJAS DEL SISTEMA THERMPROTECT

El sistema ThermProtect garantiza la seguridad de funcionamiento de las instalaciones solares, sin equipamientos adicionales de protección.

Ventajas del sistema:

 Fiabilidad de operación y larga vida útil de las instalaciones, gracias a la reducción de la temperaturta de estancamiento.

 Independencia de los ajustes de la regulación solar, cortes de energía y de los dispositivos mecánicos.

 Reducción de la fatiga térmica de los componentes de la instalación, con reducción de los costes de mantenimiento.

 Posible diseño de grandes instalaciones, ya que la instalación se protege por si misma, sin elementos adicionales ni vaciados. Adecuado para consumidores con necesidades energéticas estaciones (centros educativos, polideportivos, etc).  Reinicio inmediato del funcionamiento tras un paro de la instalación.

 Simplificación de las instalaciones en cuanto a la elección de componentes, por ejemplo vasos de expansión más pequeños.

 Menor coste económico de las instalaciones, y reducción del gasto en electricidad por no necesitar aerotermos de disipación térmica.

 Posible realización de instalaciones solares con mayor porcentaje de cobertura solar, para ACS, climatización de Piscinas y apoyo a Calefacción. Mejora en la calificación

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