Tema: ALTURA MANOMETRICA DEL CIRCUITO PRIMARIO MUY ELEVADA

Buenos dias,

Tengo un proyecto de energía solar térmica para Canarias casi terminado, pero a la hora de elegir el grupo de bombeo del circuito primario me sale una altura manométrica muy elevada. Les expongo mis resultados esperando explicarme bien y no enrollarme mucho:

Perdida de carga circuito primario = Perdida carga colectores (20 colectores) + Pérdida de carga tramos ( impulsion + retorno + todos los tramos que conectan los colectores entre sí) + elementos singulares

PT = 42,593 m.c.a.

La presión recomendada por el fabricante de los colectores es de 80 m.c.a . Por lo tatno la altura manométrica o presion mínima de la bomba:

Pr= 800 Kpa =80 mca
Ha=0 m
Hg=12 m
Pc= 42,593 mca

Presion mínima

Pa= 12 m + 42,593 m.c.a + 80 m.c.a. = 134.593 m.c.a.

Como veís esta presion es altisisisma. Estaba buscando un grupo de bombeo de la casa IDEAL pero para mi caudal de 0,82 l/s no encuentro una bomba que me suba a una H tan elevada. Los calculos hidráulicos parecen estar bien.

Me podrías ayudar a elegir las bombas?
Yo voy a colocar 2 en paralelo funcionando alternativamente. La verdad es que no se en que fallo.

Por el contrario, tendría que elegir las bombas mediante esta fórmula:

P = C × ∆p= 0,83 × 42,593 = 35,35 W

Si consideramos que el rendimiento del electrocirculador será del 25 %, tendremos una potencia nominal de:

141,40 W

Muchas GRACIAS

Hola,

Revisa las especificaciones del fabricante. La pérdida de carga en paneles suele ser muy pequeña, sobretodo cuando el panel es de parrilla. Los datos de esta pérdida suelen venir dados en mm.c.a. y creo que el error está en que estas pérdidas las estás considerando en m.c.a.

Puede ser que ocurra algo parecido en algún elemento del resto de la instalación.

Un saludo,

Hola,

Antes que nada gracias por responder.

El fabricante me dice que la perdida de carga por colector son de
0,275 m.c.a.

Al tener 20 colectores en paralelo la perdida de carga resultante es de :

[0,275 x 20 x (20 +1) ] / 4 = 28,875 m.c.a.

Eso parece estar bien!!

El problema no se si será que la presion mínima de consumo recomendada por el fabricante de los colectores es de 80 m.c.a. y claro, eso hace que se me dispare la altura manométrica ( a fin de cuentas las perdidas de carga de los elementos singulares y de los tramos de tuberia no son tan elevados).

De todas formas yo es que estoy usando esa forma para la obtencion de las bombas. ¿ Alguna otra forma o idea?

Gracias a todos. Aqui la gente sabe mucho y seguro que me ayudan

A mi modo de ver:

1) Si tienes 20 colectores en paralelo la pérdida de carga será la de un colector, tendrías que sumar la de los 20 si estuviesen en serie. La fórmual que pones:

[0,275 x 20 x (20 +1) ] / 4 = 28,875 m.c.a.

No tengo ni idea de donde puede salir.

2) ¿Qué es eso de presión mínima de consumo de 80 m.c.a.?

Un saludo,

Otra cosa que se me olvidaba, si es un circuito primario quiere decir que es un circuito cerrado, por lo tanto ¿a qué viene sumarle la altura geométrica?

Hola!!

En primer lugar agradecerte que te hallas tomado la molestia de responderme.

-Mira la fórmula esa se usa de toda la vida para saber la perdida de carga total en colectores solares termicos conectados en paralelo. Es más, la he conseguido gracias a información del colegio de ingenieros. Asi que creo que en ese aspecto podrias estar equivocado.

-El tema de sumarle la altura geometrica es por la sencilla razon de que los colectores solares estan a 12 metros de altura en la azotea. ¿Que mas da que sea un circuito cerrado? ¿ A caso por ser un circuito cerrado desaparece la fuerza de la gravedad y el agua sube sola desde el sótano a la azotea llegando a los colectores? A efectos de la presion minima que la bomba suministra hay que contemplar la altura geométrica.

-La "presión mínima de consumo" a lo mejor me he expresado mal... pero queria referirme a la presion minima de funcionamiento de los colectores solares recomendada por el fabricante.

Por lo tanto y hasta que alguien del foro me diga lo contrario la presion minima que la bomba debe vencer para suministrale al grupo de colectores el caudal por mi esperado es:

Pmin= 12 m altura + Pcarga(elementos singulares+conductos +colectores)+ Pmin de funcionamiento del colector

El grupo de presion creo haber elegido ya uno que me soporta esa presion y a un caudal cercano al mio. Pongo dos bombas en paralelo y que funcionen alternativamente.

Gracias de nuevo

Saludos

Buenas otra vez,

- En primer lugar, me parece muy raro tener 20 colectores en paralelo.
- En segundo lugar, si fuese así la pérdida de carga sería la de un solo colector y el caudal 20 x caudal de un colector. Piensa que si estuviesen todos en serie la pérdida de carga sería 20 x 0,275 = 5.5 m.c.a., mucho menor que lo que a ti te sale en paralelo, luego algo falla en tu formula.
- En cuanto a la altura geométrica te aseguro que al ser un circuito cerrado no hay que sumarla, como pasa también en los circuitos de calefacción y de retorno de ACS, estoy más que seguro. El circuito lo llenarás utilizando un dispositivo de llenado, que será el que tenga que vencer esa altura geométrica de 12 m, pero una vez lleno no hay que vencerla.
- Lo de la presión mínima de funcionamiento de los colectores solares es lo mismo, tendrás que llenar tu circuito a la presión que sea, aunque 80 m.c.a. me parece mucho, y luego la bomba solamente tiene que hacer circular el agua venciendo las pérdidas del circuito.
- Como ejemplo estoy ahora mismo llevando la dirección de obra de una instalación de unos 20 paneles también, y los cálculos del proyecto, que no es mío, dan una bomba de:

Q: 7 m3/h
P: 5 m.c.a.

- En resumen y a mi modo de ver, como metas a un primario de solar térmica una presión de 140 m.c.a. eso revienta por algún lado pero seguro. Que alguien me corrija si me equivoco.


Saludos

Hola Compañero,

La verdad es que eso es lo que me preocupa, que si le meto 120 mca es arriesgado. Pero tambien piensa una cosa: La presion minima de trabajo recomendada de los colectores solares es de 80 mca!!!

El tema es que me extraña que no te hallas enterado o no hallas oido hablar de la formulita esa para saber la perdida de carga de colectores solares termicos en paralelo....... ( lo revisare por si estoy en un error )

Mis cálculos parecen correctos......Pero humildemente no me fio de mi!!! Asi que ruego que si alguien lee nuestros debates foraneos y no esta de acuerdo, haga algun inciso o aclaración.

Tambien estoy pensando en terminarlo y mandarlo a visar al colegio y bueno....que ellos si ven algo raro me lo digan ( cosa que me extraña pork me da q ni s elo leen)

Gracias de nuevo por tu tiempo

Saludos

Revísalos bien y habla con el fabricante porque te aseguro que tus cálculos no son correctos.

Saludos

Mírate estos links:

http://www.solarweb.net/forosolar/so...-paralelo.html

http://www.solarweb.net/forosolar/so...ado-bomba.html

Saludos

Hola!!

Muy interesante esos links.

Ves que apareció la formula esa para la perdida de carga? Efectivamente creo que es correcta...AUNQUE VEO QUE ESTÍ DANDO QUEBRADEROS DE CABEZA

-¿Como va a ser la perdida de carga igual a la de 1 colector cuando estan en paralelo? ¿ Es que los demás colectores que estan en paralelo no presentan resistencia al paso del liquido a traves suyo? Sinceramente pensar que 20 colectores en paralelo presentan una perdida de carga igual a la de 1 ...es que no me lo creo

La documentación en donde aparece esa fórmula me la paso el colegio de ingenieros que ademas fue elavorada por un profesor de universidad que se dedica al tema

-La presion de funcionamiento de los colectores solares térmicos es similar (50 mca 80 mca 30 mca)..depende del tipo de colector. Por lo tanto, en el caso super way chupy que no hubiese perdidas de elementos singulares, ni perdidas de carga de tramos tuberia, ni perdidas de carga de los colectores habria que regular la bomba a como minimo la presion de funcionamiento en torno a 80mca.

-Respecto a la bomba yo directamente desde el acumulador llevo el fluido a la zona de colectores. No le inyecto presion con nada . Las bombas del primario se encargan de eso. Es una de las posibles configuraciones de tantas que hay.

Saludos

Oye que gracias de nuevo.

Vamos a ver,

Evidéntemente no es lo mismo la pérdida de carga de 1 que de 20, pero utilizando tu formula sale 105 veces la pérdida de carga de 1 colector, lo que es incorrecto de todas todas, léete bien y con atención el link del que te hablo porque llegan a la misma conclusión que yo. Esa fórmula puede ser correcta para 3 o 4 colectores en paralelo, no lo se, pero en tu caso es totalmente incorrecta. Olvídate de las fórmulas mágicas y utiliza el sentido común, en serio.

Respecto a lo segundo, el circuito ha de estar presurizado en el llenado y ponerlo a la presión de funcionamiento de los paneles, pero una vez presurizado no hay que vencer más que las pérdidas en el circuito, excepto que tengas una fuga y tengas que volverlo a llenar y presurizar de nuevo.

Te repito que tus cálculos son completamente incorrectos, las pérdidas normales en un primario de solar térmica oscilan entre 3 y 10 m.c.a., 20 veces menos que lo que tú obtienes, otra vez más, sentido común.

Un saludo

Hola de nuevo Tinoquevedo,

Me cuadra bastante bien lo que apunta PARAPA.

1. Yo tampoco he visto nunca esa formula de cálculo para hallar la pérdida de carga en paneles conectados en paralelo. Sería interesante conocer cómo han llegado a esa fórmula y en qué se han basado.

2. Confirmo que la altura geométrica en un circuito cerrado no influye en el cálculo de la bomba. Miráte la ecuación de Bernoulli.

3. La presión de trabajo de los paneles dudo mucho que la mínima sea de 80 m.c.a. Debe ser la presión máxima.

Un saludo,

A mí también me parece que hay un error en la pérdida de carga de los colectores. A no ser que sean unos colectores enormes...¿Cuántos metros cuadrados de superfície de captación tienen tus colectores?

Lo digo porque para encontrar una bomba que venza tanta pérdida de carga, tienes que tener muchísimo caudal.

Buenos días a todos,

Gracias PARAPA por tu paciencia y aclaraciones. También quería dar las gracias a Ramón Ílvarez y a Frixuelos por haber intervenido. He estado investigando en este foro consultando información y he llegado a las siguientes conclusiones gracias a ti:

-La presión de trabajo de los colectores no se suma a la altura manométrica o Presión mínima del grupo de bombeo del primario.

Esto es debido a que el circuito primario es un circuito cerrado. Nosotros llenaremos el circuito a la presión de funcionamiento recomendada por el fabricante de los colectores solares. Esto lo hacemos con la llave del purgador abierta hasta alcanzar la presión de trabajo. Ponemos el circuito Solar en marcha y comprobamos la presión por si baja. La operación la realizamos las veces que sea necesario hasta que estemos seguros de que no queda aire en el circuito, cerramos la llave del purgador y listo.

-El tema de la Pérdida de Carga de los colectores en paralelo lo voy a seguir respetando porque considero que proviene de una fuente muy de fiar. Esa fórmula se está llegando a impartir en cursos del colegio de Ingenieros de Madrid a "ingenieros"!!! O sea que creo que está mas que contrastada.

Otra cosa es que me preguntes su procedencia o como se desarrolla paso a paso hasta demostrar que da esa fórmula.

- La altura geométrica no se considera al ser un circuito cerrado. Demostrable con Bernoulli.

Por lo tanto la presión mínima de la bomba sería:

Pmin=PElmentos singulares+PTramos tuberia + PColectores solares
Pmin=4,715 + 9,234 + 28,875
Pmin= 42,824 mca

Este valor, aunque seguro que no estas de acuerdo con la perdida de carga de los colectores, me parece mucho más lógico. Mis datos para la elección de la bomba serían:

Q= 3000 l/h
H=42,824 mca

Con estos datos la elección del grupo de bombeo es muy sencilla:

-2 bombas en paralelo funcionando alternativamente. Según las Curvas Q/H el Grupo de Bombeo de la casa IDEAL sería:

Hydro 2 V - 64
Q= 8m3/h
H=40

Muchas gracias y aunque todavía diferimos en lo de la pérdida de carga de los colectores me doy por muy satisfecho.

Buenas otra vez,

Me alegro haberte ayudado y haber clarado algunos temas, pero lo de la fórmula eso lo sigo sin ver. Vamos a estudiar diferentes escenarios:

1) 20 colectores en paralelo
Q=3000 l/h
P. en colectores=28,75 m.c.a

2) 10 grupos en paralelo de 2 colectores en serie
Q=1500 l/h
P. en colectores=15,125 m.c.a

3) 5 grupos en paralelo de 4 colectores en serie
Q=750 l/h
P. en colectores=8,25 m.c.a

4) 20 colectores en serie
Q=150l/h
P. en colectores=5,5 m.c.a

No estoy diciendo que sea buena solución poner 20 colectores en serie, sería ridículo, y en Canarias yo no pasaría de 2 colectores en serie, pero lo que no es lógico es que al poner más colectores en paralelo nos aumente de esta manera la pérdida de carga. La fórmula de la que hablas no tiene sentido, o al menos yo no se lo veo. Creo que proviene de Censolar.

Te aseguro que igual que tenía razón en lo otro, tengo razón en esto.

Mensaje del moderador: A ver si nos relajamos ...

Buenas noches Parapa,

La verdad es que preferiria saber tu nombre pero tampoco pasa nada.

Veras, como a lo largo de estos post me he dado cuenta que controlas el tema bastante te queria hacer una pregunta acerca de los colectores solares termicos.

Debido a perdidas por sombreado por el poco espacio que tengo.... he tenido que optar por esta configuracion. Son 20 colectores en paralelo en grupos de dos filas.

La verdad no se si mantengo el retorno invertido. Las longitudes de tramos de tubos entre grupos de colectores solares no son las mismas....Hombre hay 5 grupos de 2 colectores...Asi que no se...Tengo muchos calculos tambien y cambiarlo la verdad que no me molaria

Se mantiene el retorno invertido con esta configuracion?

( lo malo es que no me deja adjuntarte el archivo y tu opinion me interesa mucho)


Gracias por los consejos.

Saludos

Adjunto un gráfico que explica muy claramente las presiones en el circuito primario (el caso concreto es colectores en tejado y equipo acumulador en el sotano). Es importante tenerlas en cuenta por diversos motivos:

- Saber qué presiones y en qué puntos de la instalación tendrán que soportar los elementos, para instalar accesorios que puedan trabajar a esa presión. Se suelen utilizar componentes con una presión nominal de hasta 10 bar (aunque en algunos casos se utilizan sólo de 6 bar)

-Hay que asegurarse de que la presión en el punto más alto de la instalación sea superior a la atmosférica, para evitar la entrada de aire en el circuito. Además la presión debe ser lo suficientemente elevada para evitar la evaporización al trabajar bajo temperaturas máximas. Por ejemplo, en una instalación bajo flujo (low flow) que opere a un valor límite de temperaturas de 130 a 140ºC es necesario elejir una presión algo más elevada para evitar la evaporación. Pero por otro lado, es importante que en el estado de estancamiento se permita la evaporación a temperaturas no demasiado elevadas para limitar la carga térmica a que están sometidos los componentes y el fluido de trabajo. Esto significa que la presión no debe elegirse con un valor más alto de lo necesario.

- En estado frío del campo de captadores, por tanto, se suele escoger una presión superior a la atmosférica, entre casi cero a tres bares. Esta elección también depende DE LA PRESIÓN ESTÍTICA entre los captadores y los componentes en el punto inferior de la instalación.

Respecto al dimensionado de la bomba, en mi opinión, en un circuito cerrado, creo que la altura manométrica podríamos considerarla la presión de aspiración, que evidentemente va a favor del trabajo de la bomba, mientras que el trabajo real de la bomba se realiza en la impulsión, por tanto se compensa, la altura que debe vencer la bomba en la impulsión, positiva, se ve compensada por la altura desde la que "cae" el liquido solar, negativa (por decirlo de alguna forma) Por tanto en mi opinión, no es necesario considerar la altura manométrica para el cálculo de la bomba en un circuito cerrado con una presión predeterminada

De todos modos me he encontrado con opiniones contradictorias, en unos caso sí se considera la presión debida a la altura manométrica y en otros no.
Estos datos que pongo a continuación, los he visto en un libro de bombas hidráulicas, aquí sí tienen en cuenta la altura manométrica:
Cálculo de las bombas

1. El cálculo de las bombas se hará en función del caudal y de las presiones de arranque y parada de la/s bomba/s (mínima y máxima respectivamente), siempre que no se instalen bombas de caudal variable. En este segundo caso la presión será función del caudal solicitado en cada momento y siempre constante.
2. El número de bombas a instalar en el caso de un grupo de tipo convencional, excluyendo las de reserva, se determinará en función del caudal total del grupo. Se dispondrán dos bombas para caudales de hasta 10 dm3/s, tres para caudales de hasta 30 dm3/s y 4 para más de 30 dm3/s.
3. El caudal de las bombas será el máximo simultáneo de la instalación o caudal punta y vendrá fijado por el uso y necesidades de la instalación.
4. La presión mínima o de arranque (Pb) será el resultado de sumar la altura geométrica de aspiración (Ha), la altura geométrica (Hg), la pérdida de carga del circuito (Pc) y la presión residual en el grifo, llave o fluxor (Pr).

Lo que está claro es que SI hay que tener en cuenta la altura manométrica para el cálculo del vaso de expansión, esto no creo que tenga discusión.

Saludos

Hola señores,
La formula que nuestro compañero lo aplica para calcular las perdidas de carga para el campo de los captadores esta en el cuso de Censolar.Pero tambien alli dice que la formula es valida para captadores individuales agrupados en paralelo,pero no es valida para filas o agrupaciones de captadores conectados en paralelo entre si.
Un saludo.

Ola Compañero,

Puedes aclarar eso de la formula de las perdidas de carga? Y ponerlos el link o pasarlo?

Es que aclararias muchas dudas aqui planteadas. La verdad, que no entendi eso de filas de colectores en paralelo, pero no agrupaciones conectadas en paralelo.

Yo lo vuelvo a repetir. Sin animo de ser pesado, ni que nadie se lo tome a mal. Yo tengo esa formula que proviene de un curso del colegio de ingenieros industriales de madrid, impartido por un profesor titular de la universidad que tiene muchos años de experiencia.

No es que quiera tener razon. Mas bien kiero saber lo que esta bien y lo que esta mal.

Saludos de nuevo.

Hola tinoquevedo,
Lo que te he dicho sobre la formula esta en el tomo IV del curso de Censolar.Asi como creo que sepas no se puede conectar mas de 6-8 colectores en paralelo(segun especificaciones del fabricante del colector).Entonces creo que esta formula es valida para conexion en paralelo de una bateria de colectores de hasta 6-8 colectores pero no es valida para configuraciones grandes agrupadas en paralelo.Ellos en el curso dicen que es dificil de calcular la perdida de carga de hileras sau combinacion de hileras de captadores porque depende del tipo de conexionado y de las caracteristicas del flujo y por eso dan esta formula, a falta de otros datos poder calcular las perdidas.Pero en tu caso sinceramente no se.Yo he adquirido los conocimientos sobre este mundo con el curso del Censolar y las opiniones de este foro.Mi consejo es que a veces hay que escuchar de esta gente del foro porque muchos saben de que estan hablando(para esto estamos aqui para que nos ayudemos).Espero que te ha sido de ayuda mi opinion.
Un saludo.

Gracias por responder,

Por supuesto que este foro es muy valiso. A mi me han ayudado y me han aclarado muchas cosas. La verdad que este foro es mas valido que todos los libros que hay por ahi rulando...

Espero que se resuelva esto de las perdidas de carga...Voy a ver si consigo esos cursos de censolar.¿Donde estan?
Muchas Gracias

Estimados amigos:
Hay que distinguir entre las conexiones de los paneles por baterías y entre las propias baterías, la fórmula de marras es para calcular las pérdidas de carga de una batería dolectores conectados entre si en paralelo.
Para el cálculo de las pérdidas de carga de un circuito, de baterías del número que sea de captadores en paralelo, hay que calcular la pérdida de carga de la batería más desfavorable, sólo de esa, y esa es la pérdida de carga total del circuito. Plantealo si te es más fácil como un circuito eléctrico.

Yo trabajo desde hace más de 8 años en una empresa fabricante de captadores solares, la pérdida de carga de un captador de los mios para un caudal de 60 l/m2 es de 4 mm.c.a. y para una batería de 5 captadores es de unos 200 mm.c.a. según ensayo.
Hay que añadir la pérdida de carga de la batería más la del intercambiador más la del circuito de la batería más desfavorable nada más.
Para 20 captadores es una barbaridad las pérdidas de carga que planteas.
Saludos.

Estimado Guiprom,

La respuesta por ti dada sí que es la correcta.

Con eso que dices tu queda aclarado el asunto. La verdad que nadie lo tenia muy claro. Muchas gracias se nota que sabes del tema.

Saludos