Estimación y Cálculo de Demanda Energética en Instalaciones Solares Térmicas

Estimación de la Demanda de Energía Calorífica

Para poder calcular la contribución solar de una instalación o bien para poder dimensionarla de forma que suministre dicha contribución solar, el primer paso es la estimación de las necesidades térmicas del edificio en sus aplicaciones de suministro de ACS o bien climatización de piscinas. La demanda calorífica se obtiene con la siguiente información previa, que habrá que evaluar en base mensual:

• Demanda de ACS del edificio, en litros o m³ por día.
• Temperatura final de calentamiento, normalmente 60ºC como referencia.
• Temperatura fría del agua de red.

En primer lugar, se determina la demanda de agua prevista, en función del tipo de aplicación y de sus dimensiones (ocupación). Posteriormente, debe determinarse la demanda energética que supone el calentamiento de dicha cantidad de agua desde la temperatura de red hasta la temperatura final.

Estimación de la Demanda de ACS

La estimación del consumo de ACS previsto en el edificio es un dato fundamental para calcular la contribución solar real de la instalación. Sin embargo, existe escasa información del terreno, ya que rara vez se registran directamente estos caudales. En edificios ya en funcionamiento, con una instalación convencional, es posible estimar el consumo de ACS a partir del gasto de combustible que aparece en las facturas mensuales o bimensuales. Si la instalación suministra tanto para calefacción como para ACS, debe escogerse un mes de verano, en el que no se conecte la calefacción:

D_i=D_combs,i-PCI*η/T_uso-T_red

Para obra nueva, la solución consiste en utilizar las tablas que diversos organismos ofrecen. No deben confundirse estos valores de demanda con los registros y estadísticas de consumo de agua por persona y día, que incluye también el agua fría. Para obtener la demanda mensual de ACS debe multiplicarse la demanda diaria por el número de días de cada mes. Si es constante durante todo el año la demanda total será, obviamente, igual a la demanda diaria por 365 días. El CTE indica que en el caso que se justifique un nivel de demanda de ACS que presente diferencias de más del 50% entre los diversos días de la semana, se considerará la correspondiente al día medio de la semana y la capacidad de acumulación será igual a la del día de la semana de mayor demanda. En usos residenciales, si no se conoce el nivel de ocupación de las viviendas objeto del suministro, debe estimarse el número de personas a partir del número de dormitorios de cada vivienda. Para la asignación de la contribución solar mínima que debe satisfacer la instalación, debe considerarse siempre la demanda a la temperatura de referencia de 60ºC. Sin embargo, si la temperatura de acumulación de diseño es distinta de los 60ºC, para el dimensionado de la instalación debe corregirse la demanda anterior según las siguientes expresiones:

D_i(T)=D_i (60º )*(60-T_red,i/T-T_red,i), D (T)= ∑D_i(T)

Para obtener la demanda mensual debe multiplicarse la demanda diaria por el número de días de cada mes. Una temperatura de acumulación inferior mejora el rendimiento de la instalación, ya que existe un mayor salto térmico en el intercambiador de calor. Sin embargo, aumenta el volumen de acumulación para almacenar la misma carga térmica y puede haber riesgo de legionelosis. Si la acumulación se realiza a mayor temperatura se requiere un mayor número de captadores, si bien una acumulación de menor tamaño. Para realizar estas correcciones por temperatura, así como para cálculos posteriores de la demanda en términos energéticos, se pueden usar las tablas de temperaturas medias de agua de red. Sin embargo, es común utilizar una temperatura media anual de 12º C tal y como hace el propio CTE en la estimación de las demandas energéticas a 60º C antes tabuladas.

Cálculo de la Demanda Energética por Consumo de ACS

Una vez estimado el consumo de agua caliente, se calcula cuánta energía requiere su calentamiento desde las condiciones del agua de red hasta la temperatura final. No debe confundirse la temperatura de utilización del agua con la temperatura final de calentamiento en el acumulador. Por los motivos sanitarios mencionados, debe calentarse el agua a temperaturas superiores, aunque después se realice la mezcla con agua fría en el consumo. Para la estimación de la demanda energética se considera el salto térmico completo, desde la temperatura de red hasta la temperatura final del acumulador. Así pues, la DE_mes,i, necesaria para calentar un volumen de agua D_día, expresado en m³/día, se obtiene mediante la siguiente expresión:

DE_mes,i (kWh/mes)= 1,16*10^-3*D_día*N_días,i*C_p*ρ*(T_ACS – T_red,i)

Donde C_p es el calor específico del agua (1kcal/kg.ºC), ρ es la densidad del agua (1.000kg/m³), 1kcal=4,168 kJ, 1kW.h=1 kJ/s.3600s=3600 kJ.

Para un consumo de agua constante a lo largo del año, la necesidad energética es inferior en verano. Esto se debe a que el agua de red está más caliente y, por tanto, el salto térmico que debe proporcionar la instalación solar es inferior. Se puede comprender que si además se supusiera un consumo estival de agua caliente inferior, lo cual tiene bastante sentido en una aplicación como esta, las diferencias aumentarían. A todo ello se suma que la radiación es máxima en esta época del año de menor necesidad térmica. El sistema debe ser capaz de proporcionar la contribución anual mínima establecida por el CTE, pero sin generar excedentes excesivos en otras épocas que no sólo serían desperdiciados, sino que implican un aumento de las temperaturas y un mayor riesgo de estancamiento de los captadores y una degradación mayor de los componentes. El propio CTE limita el sobredimensionado en los meses de verano.

Cálculo de la Demanda Energética para Climatización de Piscina Cubierta

La instalación solar para la climatización de una piscina cubierta debe suministrar entre un 30 y un 70% de la demanda total de energía, en función de la zona climática, tal y como se indica en la tabla de asignación a partir de los datos del CTE. La demanda energética total depende por una parte del volumen de agua a acondicionar y, por otra, de las temperaturas del agua y del aire del recinto. El propio CTE señala que, para piscinas cubiertas, los valores ambientales de temperatura y humedad deberán ser fijados en el proyecto, la temperatura seca del aire del local será entre 2º C y 3º C mayor que la del agua, con un mínimo de 26º C y un máximo de 28º C, y la humedad relativa del ambiente se mantendrá entre el 55% y el 70%, siendo recomendable escoger el valor de 60%. Se deduce, entonces, que la temperatura del agua está entre los 23 y los 26º C, sin que el CTE ofrezca indicaciones más concretas ni proponga métodos de cálculo de la demanda térmica. Se recurre al Pliego de Condiciones Técnicas del IDAE, que sí aborda en más detalle la estimación de la demanda energética en piscinas. La temperatura del agua se medirá en el centro de la piscina y a unos 20 cm por debajo de la lámina de agua. La tolerancia en el espacio, horizontal y vertical, de la temperatura del agua no podrá ser mayor que ± 1ºC. Para el cálculo de la demanda energética deben evaluarse las pérdidas térmicas de la piscina hacia su entorno:

• Pérdidas por evaporación: un 70-80% de las totales.
• Pérdidas por radiación: un 15-20% de las totales.
• Pérdidas por conducción a través de los cerramientos: despreciables.

Para el cálculo de las pérdidas energéticas en piscinas cubiertas, se puede utilizar la siguiente expresión empírica, que engloba todas ellas, en términos de potencia calorífica. Es un método simplificado propuesto en el IDAE:

P(Kw)=(130-3*T_agua+0.2*T_agua²)*(S_pisci/1000)

Si quiero conseguir en unidades de energía D_día(KWh/dia)=24*P. Si bien en el CTE no se incluye la climatización de piscinas al aire libre, es un tipo de aplicación con un cierto mercado en España, donde se logra ampliar los meses de uso, fundamentalmente compensando las pérdidas de calor nocturnas con la aportación del sistema solar. Cabe recordar que es un tipo de aplicación donde no está permitido el uso de fuentes no renovables. El IDAE ofrece una expresión empírica para la estimación de las pérdidas energéticas a superar, P:

P(W/m².ºC)=((28+20v_viento)(T_agua-T_aire)*S_agua)/1000

Condiciones Climáticas

Radiación Solar Incidente

En la asignación de los valores de contribución solar mínima que realiza el CTE se considera la zona climática donde se va a instalar el sistema solar térmico, como se analizó en apartados anteriores. Aparecía ya una primera dependencia del diseño de la instalación con el nivel de radiación global existente en el lugar de ubicación. Sin embargo, la influencia de la radiación solar no se queda en eso, sino que es necesario disponer de datos de radiación incidente del lugar para poder calcular el número de captadores solares necesarios, en realidad, para estimar la energía generada por estos y poder conocer la energía transferida al agua de consumo. Para el dimensionado de los sistemas solares térmicos y su análisis energético se utilizan los 12 valores medios mensuales de irradiación diaria global incidente, expresados en MJ/m² o más habitualmente en kWh/m². Si no se dispone de otros datos más precisos del lugar de instalación, el IDAE recomienda utilizar los datos suministrados por CENSOLAR. Estos datos se refieren a superficie horizontal, por lo que es necesario transformarlos a la inclinación y orientación real de los captadores solares. Existen aplicaciones informáticas que permiten realizar esta transformación. También en el portal sobre radiación solar de la Comisión Europea, PV GIS, se pueden obtener los valores de radiación diaria para cualquier inclinación y para un gran número de municipios. La radiación solar sobre superficie inclinada con los de superficie horizontal, mediante: Gd_i (β) =k.Gd_i(0º). Donde Gd_i (β) es la media de la radiación solar diaria incidente en el mes i sobre una superficie de inclinación β y Gd_i(0º) la media de la radiación solar diaria incidente en el mes i sobre superficie horizontal. La energía solar mensual incidente, EI_mes,i, se obtiene sin más que multiplicar la irradiación diaria de cada mes por el número de días:

EI_mes,i = Gd_i (β).N_días,mes

Temperatura Ambiente

Los captadores solares están expuestos a pérdidas de calor que se reducen con el aumento de la temperatura ambiente. Se produce un incremento de la eficiencia y un mejor aprovechamiento de la radiación solar incidente. Para el cálculo de la instalación solar capaz de suministrar la fracción de energía que exige el CTE debe disponerse de bases de datos de temperatura ambiente del lugar de ubicación o un lugar próximo. Son datos de temperatura media mensual registrados durante las horas del día, ya que es en este tiempo en el que los captadores se encuentran funcionando y cuando se pueden producir las pérdidas. Si no se disponen de datos concretos de la localidad de ubicación puede recurrirse a las tablas que proporciona CENSOLAR y que recomienda el IDAE.

Energía Solar Térmica Aportada

La energía calorífica que una instalación solar aporta al agua de consumo sólo es posible calcularla, a partir de la radiación incidente, una vez que se conoce el número de captadores solares previstos. Sin embargo, cuando el objetivo es suministrar la cantidad exigida por el CTE, se determina la energía solar a aportar como el producto de la contribución solar mínima por la demanda energética total. El resto proviene del calentador auxiliar. El análisis mensual de la aportación del sistema se debe realizar para una superficie de captación ya determinada.

Dimensionado y Diseño de las Instalaciones

Criterios Generales

El dimensionado de la instalación solar térmica y, en concreto, del número de captadores necesarios para cumplir con las exigencias del CTE sobre contribución solar mínima no es una tarea sencilla. El propio CTE no indica el método a emplear, sino que únicamente señala que en la memoria del proyecto se establecerá el método de cálculo, especificando, al menos en base mensual, los valores medios diarios de la demanda de energía y de la contribución solar. Asimismo, continúa el CTE, el método de cálculo incluirá las prestaciones globales anuales definidas por:

1. La demanda de energía térmica.
2. La energía solar térmica aportada.
3. Las fracciones solares mensuales y anuales.
4. El rendimiento medio anual.

Los requisitos básicos que establece el CTE relacionados directamente con el dimensionado son:

• Cumplimiento de la contribución solar mínima en función de la zona climática, de la demanda de ACS y del tipo de generación auxiliar.
• Ningún mes del año la energía producida por la instalación solar debe superar el 110% del consumo estimado y no más de 3 meses el 100%.
• En una instalación de energía solar, el rendimiento del captador, independientemente de la aplicación y la tecnología usada, debe ser siempre igual o superior al 40%.

Uno de los métodos de mayor implantación, y también recomendado por el IDAE, es el llamado método f-Chart.

Determinación del Número de Captadores y del Volumen de Acumulación: Método f-Chart

El parámetro D1 expresa la relación entre la energía absorbida por el captador y la demanda energética mensual del sistema, DE_mes. D2 expresa la relación entre las pérdidas de energía del captador, para una determinada temperatura y esa misma demanda energética mensual del sistema.

f_mes=1,029D1− 0,065D2− 0,245D1²+ 0,0018D2² + 0,0215D1³

D1=E_abs/DE_mes=S_c.η_o.MAI:F_cint.Gd_m.N_días,mes/DE_mes

D2=E_pérdida/DE_mes=S_c.K_global.F_cint.(100-T_amb)F_Cacum.F_Cacs.24.N_días,mes/DE_mes

F_Cacum=(V_acum/S_c/75)^-0.25, F_Cacs=11.6*1.18*T_acs,min+3.83*T_red-2.32*T_amb/(100-T_amb)

Donde Gd_m= irradiación solar diaria de ese mes para la orientación e inclinación de los captadores, Modificador del Ángulo de Incidencia, MAI, Rendimiento óptico del captador, η_o, factor de corrección del conjunto captador-intercambiador, F_cint=0.95. En la práctica como dato de referencia se suele seleccionar un acumulador de volumen similar al consumo de ACS diario, debiendo siempre adaptarlo a las medidas comerciales existentes en el mercado y a su coste. Una vez calculada la fracción solar mensual, se obtiene la energía solar útil aportada como:

EU_solar,mes = f_mes.DE_mes

Si se realiza el mismo cálculo para cada mes del año, finalmente se obtiene la fracción solar anual, que es la que evalúa el CTE como contribución solar mínima:

f=∑ EU_solar,mes/∑ DE_mes

Al respecto, el CTE indica que con independencia del uso al que se destine la instalación, en el caso de que en algún mes del año la contribución solar real sobrepase el 110 % de la demanda energética o en más de tres meses seguidos el 100 %, deben adoptarse cualquiera de las siguientes medidas:

1. Dotar a la instalación de la posibilidad de disipar dichos excedentes (a través de equipos específicos o mediante la circulación nocturna del circuito primario).
2. Tapado parcial del campo de captación. En este caso el captador está aislado del calentamiento producido por la radiación solar y a su vez evacua los posibles excedentes térmicos residuales a través del fluido del circuito primario (que seguirá atravesando el captador).
3. Vaciado parcial del campo de captación. Esta solución permite evitar el sobrecalentamiento, pero dada la pérdida de parte del fluido del circuito primario, debe ser repuesto por un fluido de características similares debiendo incluirse este trabajo entre las labores del contrato de mantenimiento.
4. Desvío de los excedentes energéticos a otras aplicaciones existentes.

η= EU_solar,mes /S_c.Gd_m.N_días,mes

El rendimiento del captador, independientemente de la aplicación y la tecnología usada, debe ser siempre igual o superior al 40%. Adicionalmente se deberá cumplir que el rendimiento medio dentro del periodo al año en el que se utilice la instalación, deberá ser mayor que el 20 %.

Pérdidas de Posición y por Sombreado

Aspectos Generales

En un proyecto de instalación, el estudio de dimensionado efectuado hasta el momento debe integrarse en las características específicas del edificio donde se va a ubicar, lo cual puede modificar algunos aspectos del diseño o incluso imposibilitar su aplicación. El edificio se encuentra situado en un entorno urbanístico, ya formado o en construcción, que puede provocar el sombreado parcial del lugar previsto de instalación de los captadores. El propio edificio también puede modificar la recepción solar por sombras (chimeneas o cualquier otro elemento saliente) o por la disposición de las cubiertas adecuadas para la colocación de los captadores. En este sentido, deben evaluarse las posibles pérdidas por una posición (orientación e inclinación) del campo de captadores diferente de la óptima y los efectos del sombreado de elementos de su entorno. En realidad, el efecto de una posición no óptima (orientación Sur e inclinación alrededor de los 30-35º en la península) ya se ha tenido en cuenta en el dimensionado, puesto que los datos de radiación incidente, Gd_m, empleados en el cálculo de la energía solar absorbida, deben ser los obtenidos para la orientación e inclinación real de los captadores. (Orientación e inclinación Sombras Total (General 10 10 15, Superposición 20 15 30, Integración 40 20 50)). Sin embargo, para que una ubicación de los captadores sea autorizada deben cumplirse unos requisitos adicionales sobre límites admisibles de pérdidas. Se diferencian tres casos: general, superposición de módulos e integración arquitectónica. Se considera que existe integración arquitectónica cuando los módulos cumplen una doble función energética y arquitectónica y además sustituyen elementos constructivos convencionales o son elementos constituyentes de la composición arquitectónica. Se considera que existe superposición arquitectónica cuando la colocación de los captadores se realiza paralela a la envolvente del edificio, no aceptándose en este concepto la disposición horizontal con el fin de favorecer la autolimpieza de los módulos. Es decir, no se admite un máximo de sombras en ambos conceptos, ya que entonces la total superaría los límites admisibles. Se considera como la orientación óptima el sur y la inclinación óptima, dependiendo del periodo de utilización, uno de los valores siguientes:

1. Demanda constante anual: la latitud geográfica.
2. Demanda preferente en invierno: la latitud geográfica + 10 º.
3. Demanda preferente en verano: la latitud geográfica – 10 º.

Estimación de las Pérdidas por Orientación e Inclinación

El CTE establece el método de evaluación de las pérdidas por orientación e inclinación y sombras de la superficie de captación. La inclinación de los captadores toma como referencia la horizontal, mientras que para la orientación, se toma como origen de ángulos la dirección Sur (ángulo 0º de acimut). El CTE ofrece una herramienta gráfica para la estimación de las pérdidas por orientación e inclinación, en valor anual. Este gráfico, que se reproduce a continuación, es válido para una la latitud (φ) de 41º, debiendo corregirse los resultados para otras latitudes. Los ejes radiales representan las diferentes orientaciones, con eje Norte-Sur en la vertical. Las circunferencias concéntricas marcan las inclinaciones de los captadores, siendo el punto central del gráfico la posición horizontal y la circunferencia exterior la vertical (inclinación de 90º). La intersección de una radial con una circunferencia es una posición concreta del campo de captadores. Las diferentes secciones indican el % de energía anual recibida respecto al óptimo, situado (punto negro) en orientación Sur e inclinación 34-35º. Las pérdidas anuales se obtienen restando dicho % de 100. Para dicha orientación (acimut =0), se calculan los límites de inclinación aceptables de acuerdo a las pérdidas máximas respecto a la inclinación óptima establecidas en la tabla correspondiente, en función del tipo de integración. Para latitudes diferentes de los 41º se corrigen los valores de inclinación obtenidos mediante las siguientes expresiones:

1. Inclinación máxima = inclinación (φ = 41º) – (41º - latitud).
2. Inclinación mínima = 5º.

En casos cerca del límite y como instrumento de verificación, se utilizará las siguientes fórmulas:

Pérdidas (%)=100.(1,2·10⁻⁴·(β − β_opt)² + 3,5·10⁻⁵.α²), para 15° < β < 90°

Pérdidas (%)=100.(1,2·10⁻⁴·(β − β_opt)², para β > 15°

Estimación de las Pérdidas por Sombreado

El CTE establece el método a emplear para calcular las pérdidas de radiación incidente sobre los captadores debido a las sombras producidas por elementos del entorno. Estas pérdidas se expresan como % del radiación solar global anual que incidiría sobre los captadores de no existir sombra alguna. En caso de superar los valores límites establecidos por el CTE y no poder eliminar el elemento causante de la sombra se debe buscar otra ubicación más favorable, en las condiciones expuestas anteriormente. El procedimiento de cálculo propuesto en el CTE consiste en la comparación del perfil de obstáculos que afecta a la superficie de estudio con el diagrama de trayectorias del sol de la figura: Este diagrama es válido para localidades de la Península Ibérica y Baleares (para las Islas Canarias el diagrama debe desplazarse 12º en sentido vertical ascendente). Se encuentra dividido en porciones, delimitadas por las horas solares (negativas antes del mediodía solar y positivas después de éste) e identificadas por una letra y un número (A1, A2,... D14). Cada una de las porciones representa el recorrido del sol en un cierto periodo de tiempo (una hora a lo largo de varios días) y tiene, por tanto, una determinada contribución a la irradiación solar global anual que incide sobre la superficie de estudio. Así, el hecho de que un obstáculo cubra una de las porciones supone una cierta pérdida de irradiación.

Distancia Entre Filas de Captadores

Conociendo la longitud del panel l (en su lado vertical) y la inclinación β, por simples reglas de trigonometría se puede determinar la distancia d entre paneles que garantiza que al mediodía del día del año con el Sol más bajo (solsticio de invierno), la sombra de una fila no alcanza a la siguiente.

d> o = l.senβ/tanγ_min+lcosβ

Y la distancia mínima entre el final de un captador y el siguiente es:

d_mín> o = h/tanγ_min

Así, en el IDAE se propone la siguiente aproximación, basada en lo aquí expuesto, con los 6º de diferencia en elevación:

d_mín> o = h/tan(61-Lat)=K.h

Condiciones de Diseño del Intercambiador

El CTE establece que la potencia térmica de un intercambiador independiente debe ser de al menos 500 veces la superficie de captación:

P_intercambio (W)≥500.S_captación(m²)

En otros documentos se recomienda un factor de 600 para esta estimación (Pliego IDAE). Si el intercambiador está incorporado al acumulador se indica en el mismo CTE que la relación entre la superficie útil de intercambio interno y la superficie total de captación no será inferior a 0,15. En ocasiones se recomienda aumentar este valor a 0,20, si bien siempre se depende de la oferta de equipos existentes en el mercado.

Condiciones de Diseño del Circuito Hidráulico

El diseño del circuito primario parte del dato de caudal que debe circular por los captadores. Es una información que deben proporcionar los fabricantes. En su defecto, el CTE indica un rango de valores entre los 43-72 l/h.m², debiendo contabilizarse sólo la superficie de captadores en paralelo, ya que por los elementos en serie circula el mismo caudal. El RITE un valor máximo algo inferior, entre los 43 y los 57 l/h.m². Como se ha comentado, algunos fabricantes estipulan el caudal en 10–30 l/h.m² en lo que se conoce como low-flow. Existe una relación entre el caudal de fluido Q y la velocidad de circulación v, en función del diámetro interior D de la tubería:

V(m/s)=0,354.Q(l/h)/D²(mm²)

En el interior de locales habitados la velocidad de circulación está limitada a 1,5m/s por cuestiones acústicas y no menos de 0,5m/s para evitar sedimentaciones. En el exterior puede aumentarse hasta los 2,5m/s, si bien siempre a expensas de los requisitos de caudal suministrados por los fabricantes. Asimismo, con el caudal de diseño y su distribución por tramos, se calculan las pérdidas de carga en cada tramo del circuito, utilizando los ábacos o las herramientas informáticas al efecto. Estas pérdidas de carga, por unidad de longitud, dependen del diámetro interno de la tubería y de la viscosidad del fluido de trabajo. La longitud de tuberías debe ser la menor posible y su trazado lo más recto que permita la edificación y ubicación de los equipos. Asimismo, los tramos horizontales deben tener siempre una pendiente mínima del 1% en el sentido de la circulación, como establece el CTE. Además de las pérdidas en los tramo lineales deben sumarse las singularidades, como pérdidas en codos, reducciones de sección, válvulas y todo elemento que interfiera en la circulación del fluido. Asimismo, deben contabilizarse las pérdidas en el intercambiador y en los propios captadores. Las pérdidas de carga totales en las tuberías, Pdc_tuberías, expresadas en mm de columna de agua (mmca), se pueden obtener como:

Pdc_tuberías=(∑_tramosPdc_unitaria*L_equiv)+ Pdc_singular

Donde Pdc_unitaria son las pérdidas por unidad de longitud (mmca/m) en cada tramo de tubería, L_equivalente es la longitud por tramo, corregida para la circulación del fluido de trabajo (m) y Pdc_singular las pérdidas de carga en las singularidades (mmca). La corrección debida a la mayor viscosidad del fluido de trabajo respecto al agua puede estimarse en un 30%. Así:

L_equivalente=1,3. L_real

Las pérdidas de carga en cada singularidad se determinan, por tanto, como:

Pdc_singular = Pdc_unitaria.L_equivalente(si H₂O + antic 1.3*L_equiv), Pdc_unitaria(mmca/m)=378*(Q^1.75/D^4.75)

Q en l/h, D_interior de tubería en mm. En el circuito secundario el tratamiento es similar, teniendo en cuenta que en este caso el fluido es agua, por lo que no es necesario aplicar el factor de corrección del 30% por viscosidad elevada que se utilizaba para el fluido caloportador en el primario.

Condiciones de Diseño de la Bomba

El CTE limita la potencia eléctrica máxima de la bomba a instalar, con los valores especificados son los siguientes:

• Sistema pequeño, Potencia eléctrica de la bomba 50W o 2% de la mayor potencia calorífica que pueda suministrar el grupo de captadores.
• Sistemas grandes Potencia eléctrica de la bomba 1% de la mayor potencia calorífica que pueda suministrar el grupo de captadores.

H_T= Pdc_tuberías + Pdc_captadores + Pdc_{intercambiador}

Una vez conocido el caudal de circulación Q, en m³/h y la altura manométrica total, H_T, expresada en metros, como suma de las pérdidas anteriores, se selecciona una bomba cuya característica de funcionamiento cubra las condiciones de diseño. El CTE indica que para instalaciones con más de 50 m² de captación deben disponerse dos bombas en paralelo, tanto en el primario como en el secundario. Una de ellas actúa de reserva, de forma alterna, para prolongar su vida y garantizar un buen funcionamiento.

Dimensionado del Vaso de Expansión

El vaso de expansión del circuito primario tiene una función básica en toda instalación solar. Se encarga de recoger el exceso de volumen de líquido debido a la dilatación por calentamiento. Si no existiera, se produciría una sobrepresión en el circuito que debería aliviarse en las válvulas de seguridad, con la consiguiente pérdida de fluido. Así pues, su tamaño debe ser tal que permita guardar ese exceso de volumen. Depende, por tanto, del volumen total del circuito primario, de la temperatura máxima del fluido y del coeficiente de dilatación del fluido a dicha temperatura. En los vasos de expansión cerrados, hay que tener en cuenta las presiones. Así, el volumen del vaso se determina como:

V_vaso>o=K.V_circuito*P_f/P_f-P_i

, Donde Pf es la presión absoluta final del V.E, en bar o en kg/cm2 y Pila presión absoluta inicial, en las mismas unidades. La presión absoluta es la suma  de la presión manométrica más la presión atmosférica, de aproximadaX 1 bar. La presión final del vaso es la presión máx que puede alcanzar el circ 1rio, que es la de tarado de la válvula de seguridad, normalX 10bar en sistemas grandes y 6 bar en los pequeños. La presión inicial de llenado del circ puede establecerse, en frío, como mínimo en 1,5bar esto es, una presión de columna de H2O de 0,5bar, para evitar la entrada de aire dte el llenado. Si el vaso no se encuentra en la zona alta de la instal, a este valor hay que sumar la presión estática, que es la presión de la columna de H2O situada entre el vaso y el punto más elevado del sistema (10m equivale a 1 bar aproximadaX). En realidad se están asumiendo unos errores debidos a las diferencias entre las diversas unidades relativas a la presión. Se sabe que 1 bar = 0,987 atm = 1,0197 kg/cm2, además de 1 bar =105Pa, en unidades Internacionales, menos utilizadas en este tipo de aplicaciones D. MANTENIMIENTO DE LAS INSTALACIONESD.1. Plan de vigilancia El plan de vigilancia se refiere básicaX a las operaciones que permiten asegurar que los valores  operacionales de la instal sean correctos. Es un plan de observación simple de los parámetros funcionales principales, para verificar el correcto funcionamiento de la instalD.2. Plan de mantenimiento El plan de mantenimiento incluye las operaciones de inspección visual, verificación de actuaciones y otros, que aplicados a la instal deben permitir mantener dentro de límites aceptables las condiciones de funcionamiento, prestaciones, protección y durabilidad e la instal. EL CTE establece, como mínimo, una revisión anual de la instal para instalaciones con sup. de captación inferior a 20 m2 y una revisión cada seis meses para instalaciones con sup. de captación superior a 20 m2. El plan de mantenimiento debe realizarse por personal técnico competente que conozca la tecnología solar térmica y las instalaciones mecánicas en general. La instal tendrá un libro de mantenimiento en el que se reflejen todas las operaciones realizadas así como el mantenimiento correctivo.