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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS ENERGETICOS SUSTENTABLES ILUMINACION POR LEDS INDUSTRIALES Y URBANOS

ENERGIA SOLAR TERMICA COLECTORES de TUBOS EVACUADOS Los colectores solares con tubos de vacío y varilla de calor son productos de vanguardia, con un concepto especialmente eficiente para proveer agua caliente a medianas y grandes instalaciones. Pueden aportar más del 75% de la demanda de agua caliente y ofrecen una excelente relación Costo/Beneficio, manteniendo así su liderazgo en la industria de la ENERGIA SOLAR TERMICA. APLICACIONES EN LA INDUSTRIA • Agua Caliente Centralizada (Vestuarios, Procesos industriales, Agua Caliente Sanitaria). • Calefacción de Ambientes (Radiadores, Piso Radiante, Aire Caliente forzado). • Procesos industriales que requieran agua a Alta temperatura. Beneficios y Ventajas • • • • • • • •

Mayor independencia de las fuentes de energía convencionales. Alta Calidad y Eficiencia. Confiabilidad y Durabilidad. Excelente relación Costo / Beneficio. Ahorra de Energía y Dinero. Reducción de emisión de gases contaminantes. Gran aporte de puntos para certificación LEED. Conviértase en una empresa "ecológica" y sea responsable con el medioambiente, lo que da un mensaje a su comunidad

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Características Principales: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Producto certificado a nivel internacional. Tubos de vacío de doble vidrio, confiables, eficientes. 94.8kg de peso total para el modelo AP30. 25% más de producción de energía que los colectores solares planos. Varillas de calor de cobre para rápida transferencia de calor. Tubos evacuados de vidrio borosilicato 3.3 de 1.8mm de espesor. Capa de absorción de radiación solar cilíndrica de 360°, permite un seguimiento solar pasivo. Soporta aguas duras (hasta 200 p.p.m.). Marco y materiales de acero inoxidable 439 de 1.5mm de espesor. Cabezal y materiales de cobre libre de oxígeno y de alta pureza. Soldado con plata resistente a la corrosión, con cuatro puntos de soldadura. Aislamiento del colector de lana de vidrio reciclado. 10 (diez) capas de absorción de (Al-AlN3), depositadas electrónicamente. La mayoría de nuestros competidores tienen entre 5 y 6 capas. Virolas de cobre de 3/4”, cumplen con las normas NSF-61. Temperatura de Estancamiento 245°C. Resistencia al granizo. En caso de ocasional rotura de algún tubo no existe pérdida de agua. Tubos individuales. Su diseño permite máxima captación solar durante todo el día. Baja pérdida de calor Produce hasta 4 veces más calor vs. los colectores solares planos en invierno. Resistencia a vientos muy fuertes (hasta 203 km/h), sin ningún tratamiento especial. Rendimiento eficiente a altos Delta-T. Excelente rendimiento en climas poco favorables, muy ventosos, marítimos y muy fríos. Fácil instalación . Sin Mantenimiento. Superficie Auto-limpiante. Garantía de 10 años en los tubos y varillas de calor. Garantía de 15 años en el cabezal de cobre y el marco.

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Eficiencia del Colector La eficiencia de un colector solar cambia constantemente durante todo el día, debido a factores como la temperatura ambiente, la temperatura de los fluidos, los niveles de insolación, que juegan un rol decisivo en cuán bien un colector convierte la energía del sol en calor utilizable. La mayoría de las certificaciones publican información que le permitirá determinar el rendimiento de un colector. El rendimiento del calentador de agua solar se presenta a menudo como un gráfico, o un conjunto de tres variables de rendimiento. Se puede proveer los valores en función al área bruta, al área de apertura o al área de la superficie absorsora. En Europa, la apertura o el área de la superficie absorsora es de uso frecuente; en los Estados Unidos, la superficie bruta es el uso frecuente. No importa cuáles son los valores que se utilicen, siempre y cuando se utilicen los valores correctos.

Seguimiento Pasivo Solar: Cuando el sol está perpendicular a una superficie, y cuando el delta de temperatura (Delta T, o Temperatura agua – Temperatura ambiente) es bajo, algo que sucede en días calurosos o agua en los 40C, los colectores planos producen mas calor por unidad de superficie que los de tubos de vacío. Pero esto SOLO pasa al mediodía y con bajos Delta T. Para la mayor parte del día, el efecto del seguimiento pasivo permite que los colectores cilíndricos produzcan más.

Cuando se toma en cuenta el día completo, los colectores de tubos de vacío son claramente superiores. El seguimiento pasivo es un fenómeno que no es claramente (a veces para nada) incorporado en los modelos de certificación de colectores solares, ni en los software que calculan la cantidad de colectores necesarios para una aplicación. Hay que tratar de entender el concepto del coeficiente Modificador por Angulo de Incidencia (IAM por sus iniciales en inglés). No es fácil, pero vale la pena si uno quiere comprar lo que es más eficiente. Los cálculos de ingeniería muestran que para un área de colector dada, durante el período de un día, los colectores de tubos evacuados producen un 45% más de energía que los colectores planos para un Delta=0. Pero, más importante aún, cuando la temperatura del agua va aumentando, la diferencia puede llegar a ser del 300% (TRESCIENTOS POR CIENTO), cuatro veces más energía capturada! Para los Delta T habituales usados en agua caliente sanitaria doméstica, para una temperatura ambiente de 20°C y agua a 55°C, lo que da un Delta T de 35°C, el colector de tubos captará el doble de la energía de un colector plano (108% más para ser exacto).

Protección contra el Congelamiento A pesar de que en la varilla de calor hay vacío y el punto de ebullición se ha reducido a sólo 25-30ºC (86ºF), el punto de congelación es aún el mismo al del agua a nivel del mar, 0ºC (32ºF). Porque la varilla de calor se ubica dentro del tubo de vacío de cristal, breves tiempos con temperaturas tan bajas como -20ºC (14ºF) durante la noche no causarán que la varilla se congele. Sin embargo, si estas bajas temperaturas se mantienen constantes a lo largo de varios días seguidos, las varillas de calor de agua planas se podrían dañar por ciclos repetidos de congelación. El agua utilizada en las varillas de calor se congela incluso en condiciones de frío, pero se congela de una manera controlada para que produzca hinchamiento de la tubería de cobre. Los tubos evacuados de los colectores están hechos de dos tubos de vidrio concéntricos, es decir, uno adentro del otro, con alto vacío entre los dos. El vidrio es de Boro-Silicato (también conocido como “tipo Pírex”), un vidrio más resistente a los shocks térmicos y a los golpes, y por lo tanto adaptable a cualquier condición climática, incluso climas polares. Por ejemplo, su resistencia está ensayada para granizo de 35 mm.

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Características Principales: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Producto certificado a nivel internacional. Tubos de vacío de doble vidrio, confiables, eficientes. 25% más de producción de energía que los colectores solares planos. Varillas de calor de cobre para rápida transferencia de calor. Tubos evacuados de vidrio borosilicato 3.3 de 1.8mm de espesor. Capa de absorción de radiación solar cilíndrica de 360°, permite un seguimiento solar pasivo. Soporta aguas duras (hasta 200 p.p.m.). Marco y materiales de acero inoxidable 439 de 1.5mm de espesor. Cabezal y materiales de cobre libre de oxígeno y de alta pureza. Soldado con plata resistente a la corrosión, con cuatro puntos de soldadura. Aislamiento del colector de lana de vidrio reciclado. 10 (diez) capas de absorción de (Al-AlN3), depositadas electrónicamente. La mayoría de nuestros competidores tienen entre 5 y 6 capas. Virolas de cobre de 3/4”, cumplen con las normas NSF-61. 94.8kg de peso total para el modelo AP30. Temperatura de Estancamiento 245°C. Resistencia al granizo. En caso de ocasional rotura de algún tubo no existe pérdida de agua. Tubos individuales. Su diseño permite máxima captación solar durante todo el día. Baja pérdida de calor Produce hasta 4 veces más calor vs. los colectores solares planos en invierno. Resistencia a vientos muy fuertes (hasta 203 km/h), sin ningún tratamiento especial. Rendimiento eficiente a altos Delta-T. Excelente rendimiento en climas poco favorables, muy ventosos, marítimos y muy fríos. Fácil instalación . Sin Mantenimiento. Superficie Auto-limpiante. Garantía de 10 años en los tubos y varillas de calor. Garantía de 15 años en el cabezal de cobre y el marco.

Eficiencia del Colector La eficiencia de un colector solar cambia constantemente durante todo el día, debido a factores como la temperatura ambiente, la temperatura de los fluidos, los niveles de insolación, que juegan un rol decisivo en cuán bien un colector convierte la energía del sol en calor utilizable. La mayoría de las certificaciones publican información que le permitirá determinar el rendimiento de un colector. El rendimiento del calentador de agua solar se presenta a menudo como un gráfico, o un conjunto de tres variables de rendimiento. Se puede proveer los valores en función al área bruta, al área de apertura o al área de la superficie absorsora. En Europa, la apertura o el área de la superficie absorsora es de uso frecuente; en los Estados Unidos, la superficie bruta es el uso frecuente. No importa cuáles son los valores que se utilicen, siempre y cuando se utilicen los valores correctos.

Seguimiento Pasivo Solar Cuando el sol está perpendicular a una superficie, y cuando el delta de temperatura (Delta T, o Temperatura agua – Temperatura ambiente) es bajo, algo que sucede en días calurosos o agua en los 40C, los colectores planos producen mas calor por unidad de superficie que los de tubos de vacío. Pero esto SOLO pasa al mediodía y con bajos Delta T. Para la mayor parte del día, el efecto del seguimiento pasivo permite que los colectores cilíndricos produzcan más. Cuando se toma en cuenta el día completo, los colectores de tubos de vacío son claramente superiores. El seguimiento pasivo es un fenómeno que no es claramente (a veces para nada) incorporado en los modelos de certificación de colectores solares, ni en los software que calculan la cantidad de colectores necesarios para una aplicación. Hay que tratar de entender el concepto del coeficiente Modificador por Angulo de Incidencia (IAM por sus iniciales en inglés). No es fácil, pero vale la pena si uno quiere comprar lo que es más eficiente. © 2015 AGM Energías Renovables – Todos los Derechos Reservados // (011) 15 5730-9277 / (011) 15 5993-5051 www.agmrenovables.com.ar / [email protected]

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Los cálculos de ingeniería muestran que para un área de colector dada, durante el período de un día, los colectores producen un 45% más de energía que los colectores planos para un Delta=0. Pero, más importante aún, cuando la temperatura del agua va aumentando, la diferencia puede llegar a ser del 300% (TRESCIENTOS POR CIENTO), cuatro veces más energía capturada. Para los Delta T habituales usados en agua caliente sanitaria doméstica, para una temperatura ambiente de 20°C y agua a 55°C, lo que da un Delta T de 35°C, el colector captará el doble de la energía de un colector plano (108% más para ser exacto).

Protección contra el Congelamiento A pesar de que en la varilla de calor hay vacío y el punto de ebullición se ha reducido a sólo 25-30ºC (86ºF), el punto de congelación es aún el mismo al del agua a nivel del mar, 0ºC (32ºF). Porque la varilla de calor se ubica dentro del tubo de vacío de cristal, breves tiempos con temperaturas tan bajas como -20ºC (14ºF) durante la noche no causarán que la varilla se congele. Sin embargo, si estas bajas temperaturas se mantienen constantes a lo largo de varios días seguidos, las varillas de calor de agua planas se podrían dañar por ciclos repetidos de congelación. El agua utilizada en las varillas de calor se congela incluso en condiciones de frío, pero se congela de una manera controlada para que produzca hinchamiento de la tubería de cobre.

¿Cómo funcionan los Colectores Solares? Partes de un Colectores • Espesor del vidrio: 1.8 mm – El mejor de nuestros competidores tiene 1.6mm, y algunos llegan a poner 0.8mm! Ni piensen que esos toleran el menor granizo. • Tipo de vidrio: Boro-Silicato (también conocido como vidrio tipo "Pirex"). Tolera mejor el calor, tiene mayor transparencia y mayor resistencia mecánica. Es algo común en los tubos de vacío, pero siempre hay que preguntar: ¿De qué están hechos los otros tubos? • Espesor de la capa absorbedora: 10 (diez) capas de (Al-AlN3). • Varillas de calor: cobre de altísima pureza. • Metal de las aletas interiores: Aleación de aluminio- mientras que la mayoría de nuestros competidores tiene aluminio. Si es aluminio puro, las aletas tienden a ablandarse y perder su forma, perdiendo contacto con el vidrio. Esto no se nota en los tests de prueba de la certificación, pero se nota un año después en la eficiencia del colector. • Marcos de acero inoxidable: El marco básico donde se apoyan los tubos Y el que se usa para darle el ángulo son de acero inoxidable 429. La mayoría de nuestros competidores usan aluminio. Los marcos de aluminio tienden a picarse y corroerse, y prácticamente tienen que ser reemplazados a los 10 años.

El Tubo Evacuado Los tubos evacuados de los colectores están hechos de dos tubos de vidrio concéntricos, es decir, uno adentro del otro, con alto vacío entre los dos. El vidrio es de Boro-Silicato (también conocido como “tipo Pírex”), un vidrio más resistente a los shocks térmicos y a los golpes, y por lo tanto adaptable a cualquier condición climática, incluso climas polares. Por ejemplo, su resistencia está ensayada para granizo de 35 mm. La radiación solar incide en la capa absorbente selectiva inyectada (no pintada) en el tubo interior. La capa absorsora, ya caliente, se encuentra en contacto con una aleta interior de aluminio, que transmite el calor a una varilla sellada de cobre. Una ventaja fundamental de los tubos evacuados es que pueden instalarse en climas muy fríos, aún polares, donde las temperaturas bajan de 0°C.

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Varilla de Calor La varilla de calor es un tubo de cobre cerrado en sus extremos que contiene una pequeña cantidad de fluido en su interior a baja presión. El calor entregado por el tubo y recogido por la varilla evapora el fluído que está en su interior, el cual asciende entonces hasta el bulbo superior que está en el cabezal (manifold), y allí transfierede manera indirecta el calor al liquido circulante. Al enfriarse el vapor en el cabezal superior, se condensa y el fluído retorna por gravedad hacia el extremo inferior, completando el ciclo de evaporación-condensación. Debemos recalcar que el proceso “evaporación-condensación” es el método de transferencia de calor más potente de la naturaleza (es el que usamos en la “transpiración”). Después de calentar el líquido en circulación, el agua se almacena. El sistema de varilla de calor es usado hoy en toda la industria con excelentes resultados. Es considerado un excelente conductor de calor, debido a su muy baja capacidad calorífica y a su excepcional conductividad (miles de veces superior a la del mejor conductor sólido del mismo tamaño). Cabe destacar que el intercambio de calor se realiza en seco, es decir, los líquidos NO ingresan dentro del tubo, por lo que son particularmente adecuados para áreas con aguas duras.

¿Cómo se almacena y mantiene el Agua Caliente? Porque la oferta de sol y la demanda de agua caliente no necesariamente coincide en el tiempo, se necesita un depósito para acumular el agua caliente. El depósito puede ser un termotanque o un tanque térmico que mantiene el agua caliente durante horas. Es común utilizar tanques térmicos de almacenamiento de 1000, 2000, 5000 litros para una industria, pudiéndose ampliar usando varios tanques térmicos de mayor capacidad puestos en serie. Una vez almacenada, esta energía se usa para calentar el agua, con una eficiencia que duplica o triplica la de los paneles planos convencionales, por lo que se puede llevar el agua incluso a la temperatura de punto de ebullición, lo que permite usos industriales. Los colectores solares se pueden usar con el termotanque eléctrico o a gas que ya está instalado. O se puede instalar uno nuevo específico para estos colectores, logrando así un mejor aprovechamiento de la energía solar. Este es el control principal de un sistema de calefacción de agua solar. El controlador mide dos temperaturas y basándose en la configuración decide si es apropiado o no activar un componente del sistema, por lo general una bomba. En la mayoría de los casos el controlador va a estar monitoreando la temperatura en el colector y en el fondo del tanque de almacenamiento. Cuando la temperatura excede un determinado nivel (por ejemplo, 40ºC), la bomba va a activarse hasta que caiga por debajo de la segunda configuración (por ejemplo 15ºC).

Control Digital de Temperatura: Es común colocar un sensor digital de temperatura que permitirá fijar la temperatura de la salida del agua según sus necesidades y confort. Lograr autonomía de la circulación del agua entre el colector y la acumulación con aporte de energía convencional. Disponer de un sistema inteligente que distribuya automáticamente agua caliente sanitaria y para calefacción. Controlar el funcionamiento de back.up eléctrico o de gas. También controlará la circulación del agua, instalando una pequeña bomba circulatoria de bajo consumo. Sistema de Montaje: Los colectores solares se pueden instalar sobre piso, paredes y también sobre techos. La clave esta en abarcar la mayor cantidad de sol por día. Los colectores solares con tubo de vacío y varilla de calor permite su instalación de forma modular. Cada cabezal (manifold), que contendrán los tubos evacuados, están montados sobre una estructura de acero inoxidable tipo mecano. Posee extrema precisión en todas sus medidas, lo que hace simple confeccionar y planificar sistemas escalables. Existen cabezales (manifolds) de 30 tubos, y pueden conectarse en serie hasta llegar a los 150 tubos, a partir de allí se van sumando líneas de a 5 colectores en paralelo para aplicaciones industriales.

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