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1 Termotanques Solares 2 Modulo 1 Introducción: 01º Clase: La luz como energía-usos y tipos – energía fotovoltaica. Que es la electricidad- Concepto. 02º Clase: Tipos de electricidad- corriente alterna y continua. Tipos de conductores y circuitos básicos, serie, paralelo y combinado. 03º Clase: Práctica 04º Clase: Elementos de seguridad en circuito eléctrico-Ley de Watt, Ley de Ohm. 05º Clase: Circuito Domiciliario como realizarlo. 06º Clase: Práctica en tableros. 07º Clase: Seguridad personal y eléctrica. Clase de repaso. 01º Clase: La luz como energía, sus usos y tipos – La energía fotovoltaica. Que es la electricidad Concepto. LA LUZ COMO ENERGÍA COMO SE GENERA LA NERGIA SOLAR El sol tiene la propiedad y envía gran cantidad de luz hacia la tierra. Sin luz no existiría la vida. El ser humano descubrió que la luz, energía, entregada por el sol se podría aprovechar para generar beneficios concretos, eficientes y por sobre todo sin ningún costo. Entre esos beneficios se encuentra la acumulación en colectores solares, estos pueden generar electricidad o agua caliente sanitaria. Estas células solares conformadas en paneles como los colectores son los encargados de transformar la energía del sol en energía eléctrica y calórica 3 EFECTO ELECTRO VOLTAICO La luz al incidir sobre la superficie de algunos metales, desprende una partícula con carga negativa, ósea un ELECTRON. Este efecto fue observado por EINSTEIN y lo describió como EFECTO ELECTRO VOLTAICO. TIPOS DE ENERGÍA SOLAR Estos tipos de energía solar las dividiremos en 2: 1.ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICAS 2.ENERGIA SOLAR TÉRMICA La energía solar FOTOVOLTAICA es a partir del aprovechamiento del sol gracias a la detección dé células FOTOVOLTAICA que al interconectarlas forman un panel solar. Un grupo de paneles solares conforman una instalación solar o PARQUE SOLAR La radiación directa recibida por la supervise terrestre es al mayor y más importante de las aplicaciones FOTOVOLTAICAS Si nos referimos a la energía solar TERMICA es un sistema de calentamiento por circuito de transferencia de calor que posee un fluido y el medio por el que circula y un sistema de acumulación con un intercambiador de calor. Es tipo de sistema se puede utilizar para el caliento de agua para fines doméstica, comerciales e industriales. Volveremos luego sobre este tema cuando vemos termotanques solares. Ahora nos ocuparemos de la energía FOTOVOLTAICA y para eso debemos empezar por los fundamentos de la ELECTRICIDAD 4 LA ENERGÍA Seguramente has observado alguna vez la caída al suelo de un vaso de cristal, y lo que sucedía desde el momento del impacto. En efecto, la mayoría de los cristales salieron despedidos en todas direcciones girando sobre sí mismos a gran velocidad. Según la teoría del Big Bang, algo similar es posible que ocurriera hace 20.000 millones de años cuando explotó y empezó la expansión del plasma cósmico en el cual estaba comprimida toda la materia y la energía del universo CONCEPTO DE ENERGÍA La energía es una propiedad asociada a la materia, y en física se define de la siguiente forma: TIPOS DE ENERGÍA La energía que posee un cuerpo es única; sin embargo, esta puede manifestarse en la naturaleza de distintas formas capaces, a su vez, de transformarse en otro tipo de energía. Algunas de las formas más simples de energía aparecen a continuación: • Energía Mecánica: es la que posee los cuerpos debidos a su movimiento (un motor, por ejemplo). Existen dos tipos de energía mecánica: la potencial y la cinética. La energía potencial es la que tienen los cuerpos debido a su posición, y la energía cinética la que tienen debido a su velocidad. • Energía Térmica: es la energía que posee un cuerpo en virtud a la cantidad de calor que puede absorber o ceder. Así cuando calentamos agua, la estamos transfiriendo energía térmica. • Energía Química: es la energía que posee un cuerpo debido a su estructura interna (molecular, atómica o nuclear). Por ejemplo, cuando quemamos carbón extraemos la energía que enlaza unos átomos con otros. La energía química es el tipo de energía que acumulan las pilas. La energía es la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo. 5 • Energía Luminosa: es la que se transmite por medio de ondas. Un caso particular es la energía luminosa emitida del sol. • Energía Sonora: es la que transporta el sonido. • Energía Eléctrica: es la que poseen las cargas eléctricas en movimiento. Debido a su capacidad para transformarse en otras formas de energía, es la adecuada en muchas máquinas. • Energía Nuclear: es la contenida en los núcleos de los átomos. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA Sin duda, alguna vez habrás oído frases como “ya no tiene energía” o “se le está acabando la energía”; sin embargo, desde el punto de vista de la física, es incorrecto. Lo que ocurre es, sencillamente, que la forma de energía inicial se ha transformado en otro tipo de energía que ya no podemos usar. Añadiendo un ejemplo a los del apartado anterior, si pensamos en los fuegos artificiales, la pólvora contiene energía química que se transforma en cinética, potencial, sonora, luminosa y calorífica, manteniéndose constante la energía total. TRANSFORMACIONES DE LAS ENERGÍA Como acabamos de ver, existen muchas formas de energía, y todos los fenómenos que ocurren en la naturaleza (la formación de las nubes, el viento, la lluvia la existencia de la vida, etc.) son consecuencia del paso de energía de unos cuerpos a otros y de sus transformaciones. La energía puede transformarse de unos tipos a otros. Observa la siguiente tabla: La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. 6 MEDICIÓN DE ENERGÍA La energía que posee un cuerpo no se puede medir directamente, pero sí el trabajo realizado con ella. Por ese motivo, las unidades en la que se mide la energía son las mismas que las del trabajo veamos algunas de ellas. FUENTES DE ENERGÍA Para utilizar cualquier forma de energía, tendremos que hallar un fenómeno natural o crear un sistema artificial que tenga la tecnología adecuada para poder utilizar dicha energía. Esto es, deberemos hallar una fuente de energía. La cantidad de energía disponible de una fuente de energía determinada se denomina recurso energético. Importante! La escasez de recursos energéticos (petróleo, carbón y madera) en algunas de las fuentes de energía más utilizadas plantea la necesidad de usar otras fuentes e investigar el modo más rentable de emplearlas. 7 CLASIFICACIÓN DE LAS FUENTES DE ENERGÍA Según el criterio que adoptemos, podemos clasificar las fuentes de energía de varias formas: Actividad: Observa la siguiente tabla donde se clasifican los diferentes fuentes de energía y complete según los criterios anteriores: 8 CONCEPTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA Como ya vimos al principio, la energía eléctrica es la transportada por la corriente eléctrica. Es la forma de energía más utilizada en las sociedades industrializadas. Si miras a tu alrededor, verás multitud de objetos que usan la energía eléctrica para su funcionamiento. Esto se debe a estas dos características: • Capacidad para transformarse con facilidad en otras formas de energía (lumínica: bombillas; calorífica: estufas; mecánica: motor eléctrico, etc). • Es posible transportarla a largas distancias con bajos costes, de forma rápida y rendimiento relativamente alto (no se pierde excesiva energía). El ser humano ha creado las centrales eléctricas: instalaciones donde se transforman algunas de las fuentes de energía en energía eléctrica. Una vez generada, esta energía de consumo debe ser transportada hasta los puntos dondese necesite. Ya en ellos, será distribuida: viviendas, alumbrado de las calles, industrias, etc. PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA ALTERNADORES La máquina encargada de generar corriente alterna en una central eléctrica se llama generador eléctrico o alternador. Tiene dos partes, una que se mueve (rotor) y otra que es fija (estator). Es necesario que el rotor se mueva para que se produzca corriente; en caso contrario, no funcionaría. 9 En la mayoría de las centrales eléctricas, los alternadores se mueven con la ayuda de un elemento acoplado al eje del rotor: la turbina. La turbina puede ser movida de diferentes formas (el viento, una caída de agua, un chorro de vapor de agua, etc.). Por ejemplo: una dinamo de bicicleta es un tipo de generador eléctrico en el que el movimiento del rotor, al rozar con la rueda, genera la energía eléctrica necesaria para que se encienda el faro. TIPOS DE CENTRALES ELÉCTRICAS Aunque los fenómenos eléctricos eran ya conocidos en la antigüedad, no fue hasta el siglo XIX cuando se idearon los métodos para generar la corriente eléctrica. El problema de la generación de energía eléctrica se solucionó con la aparición de instalaciones capaces de producir energía eléctrica a gran escala: las centrales eléctricas. Existen diversos tipos de centrales eléctricas, que vienen determinados por la fuente de energía que utilizan para mover el rotor. Estas fuentes pueden ser convencionales (centrales hidráulicas o hidroeléctricas, térmicas y nucleares) y no convencionales (centrales eólicas, solares, mareomotrices y de biomasa). Dentro de las energías no convencionales, las energías solar y eólica son las que mayor implantación tienen en la actualidad, pero se está experimentando el uso de otras energías renovables, como la oceánica, además de la utilización de residuos orgánicos como fuente de energía. 10 Las centrales eléctricas que estudiaremos serán las siguientes: a) Centrales térmicas: producen electricidad a partir de la energía química almacenada en un combustible (carbón, derivados del petróleo…) b) Centrales hidroeléctricas: producen electricidad a partir de la energía mecánica del agua almacenada en un embalse. c) Centrales nucleares: producen electricidad a partir de la energía almacenada en el núcleo del átomo. Se emplean átomos de uranio, plutonio. d) Centrales solares: transforman la energía luminosa procedente del Sol en energía eléctrica. Hay dos tipos: la térmica y la fotovoltaica. e) Centrales eólicas: producen electricidad a partir de la energía del viento. f) Centrales geotérmicas: producen electricidad a partir de la energía térmica almacenada en el interior de la corteza terrestre. g) Centrales de biomasa: producen energía eléctrica a partir de la biomasa. IMPACTO AMBIENTAL DE LAS CENTRALES ELÉCTRICAS La construcción y funcionamiento de una central eléctrica implica obligatoriamente un cambio ecológico en la zona debido tanto a la construcción de la misma (edificios, comunicaciones…) como a los residuos que genera su actividad. Eso quiere decir que todas las centrales conllevan un impacto ambiental, independientemente de si la energía que utilizan es limpia (no produce contaminación) o no lo es. Por eso, en la construcción de cualquier central eléctrica, deben hacerse siempre una evaluación del impacto ambiental junto a una evaluación sobre las repercusiones económicas y sociales sobre la zona de su ubicación. El siguiente cuadro muestra un estudio sobre las principales características del impacto ambiental de cada tipo de central, así como sus riesgos e inconvenientes y las ventajas que, pese a todo, supone su construcción: 11 12 02º Clase: Tipos de electricidad- corriente alterna y continua. Tipos de conductores y circuitos básicos, serie, paralelo y combinado. CORRIENTE ALTERNA Y CONTINUA Tipos de Corrientes A lo largo del curso trabajaremos con la corriente eléctrica, y para ello debemos conocer sus propiedades, comportamiento y clasificación. Cuando hablamos de corrientes eléctricas nos referimos a dos tipos: una es la corriente continua (DC) y la otra es la corriente alternada (AC) las cuales detallaremos a continuación. Corriente Continua Es de signo constante, positiva o negativa, siendo generada por máquinas llamadas "dínamos" y por medios químicos (como por ej. mediante baterías) como ya lo vimos anteriormente. El mayor inconveniente en el uso es su transmisión por cuanto no permite su transformación a mayores tensiones, adquiriendo importantes caídas de tensión aún en recorridos pequeños. Por este motivo se encuentra en desuso para instalaciones domiciliarias e industriales, empleándose solamente para transporte público (subterráneos, trenes, etc.) o para aplicaciones muy especiales donde se requiera una buena regulación de velocidad de los motores. Corriente Alterna Su signo va variando en el tiempo (positivo y negativo) según una curva periódica. Se genera en máquinas llamadas "alternadores" que transforma la energía mecánica disponible en energía eléctrica trifásica. La corriente alterna utilizada en la Argentina es de 380 V. entre fases y de 220 V. entre fase y neutro (conocida como 3 x 380 V / 220 V), con una frecuencia de 50 ciclos por segundo (50 Hz). 13 PARÁMETROS DE LA TENSIÓN Y LA CORRIENTE ALTERNA: Periodo “T”: Es el tiempo que demora la onda en pasar dos veces por el mismo punto. Frecuencia “F”: Es el número de ciclos de la onda por unidad de tiempo, por lo general se toma 1 seg. y para este caso la frecuencia se mide en ciclos por segundos por lo que es lo mismo el Hertz [HZ]. Valores Eficaces: Habitualmente cuando uno se refiere a un valor determinado de Corriente Alterna, menciona un “Valor Eficaz” como dato, por ejemplo: cuando nos referimos a tensión de línea o de fase se menciona 220(V) siendo este el Valor Eficaz de línea que es el Valor Absoluto Máximo que alcanza la onda, ya sea de V o de I. 14 Actividad: 1_Complete los siguientes gráficos según la corriente que corresponda teniendo como referencia lo trabajado en clase. 2_ Dibuje el símbolo de corriente Alterna y Corriente Continua y a continuación de cuatro ejemplos de artefactos para cada una de ellas. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 3_ Marque con Verdadero o Falso,. a) La unidad de medición de Potencia son los Amperes b) La frecuencia en el suministro eléctrico en el territorio Argentino es de 220V c) La tensión suministrada en Argentina es de 380V con derivación a 220V d) El sinónimo de Positivo y Negativo es Neutro y Fase. 15 Circuitos eléctricos. En los siguientes circuitos tendremos la posibilidad de entender las diferentes opciones de conexionado eléctrico de una instalación domiciliaria lo cual nos permitirá realizar una relación directa con los trabajos que realizaremos en la clase. Un circuito básico se comprende con la necesidad de tener conductores para la circulación de la corriente (cables de cobre), un interruptor y un artefacto de consumo. En los circuitos series y paralelos cambiará el orden del conexionado entre artefacto de consumo en referencia de uno con otro, el circuitoserie como la palabra lo indica hace una conexión de un extremo al otro de un cable de todos los artefactos de consumo que se requieran cerrando el circuito en los extremos entre fase y neutro, en cambio el paralelo utiliza la conexión de fase para un lado del artefacto y neutro para el otro, esto quiere decir que su conexión necesita de los dos cables conectados directamente en el artefacto. Actividad: 1) Teniendo en cuenta los circuitos dados en clase elija de las siguientes referencias de simbología los elementos para realizar un circuito básico, paralelo y en serie y diagrame a continuación. 16 CIRCUITO BASICO CIRCUITO PARALELO 17 Instalación Eléctrica en tablero. Circuitos: Básico, serie y paralelo CIRCUITO EN SERIE CIRCUITO ESCALERA 18 03º Clase: Práctica TRABAJO PRÁCTICO INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE UN CIRCUITO BÁSICO, SERIE, PARALELO Y COMBINADO. Materiales Necesarios: • Teclas de Punto. • Teclas Combinada. • Cable 1,5mm/ 2,5mm (Negro, Marrón, Rojo, Blanco, Celeste, Verde y Amarillo). 04º Clase: Elementos de seguridad en circuito eléctrico-Ley de Watt, Ley de Ohm. Al realizar una instalación eléctrica se deben tener en cuenta dos RIESGOS principales: • Descarga eléctrica • Incendio o explosión Para reparar y/o instalar el circuito eléctrico de una vivienda en con- diciones de seguridad total, es necesario tomar las siguientes precauciones: • Cortar el suministro eléctrico desconectando el interruptor general. • Utilizar siempre herramientas apropiadas. • Trabajar con accesorios de calidad. • Usar implementos de seguridad de material dieléctrico. • No jugar mientras se trabaja. • No realizar el trabajo sobre pisos mojados. 19 SEGURIDAD EN EL TRABAJO Al momento de realizar cualquier trabajo debemos tener en cuenta nuestra seguridad personal. La misma es nuestra responsabilidad y debe ser nuestra prioridad El elemento de Protección Personal (EPP), es cualquier equipo o dispositivo destinado para ser utilizado o sujetado por el trabajador, para protegerlo de uno o varios riesgos y aumentar su seguridad o su salud en el trabajo. La dividiremos en varios ítems: 1.proteccion ocular 2.cascos de seguridad 3.calzado de seguridad PROTECCION OCULAR Los ojos son muy sensibles e irremplazables y los daños producidos son, en la mayoría de los casos, irreversibles. Planifique la seguridad ocular. Proteja su vista contra los peligros en el lugar de trabajo mediante el uso y cuidado del equipo apropiado de protección ocular. Adquiera el hábito de ponerse las gafas o pantallas protectoras siempre que trabaje con agentes de riesgo. La ocular será necesaria para todo tipo de trabajo 20 CASCOS DE SEGURIDAD El casco de protección, como equipo de protección individual que es, debe utilizarse cuando los riesgos presentes en el lugar de trabajo no se evitan con medios de protección colectiva, técnicos o bien por medidas, métodos o procedimientos de organización del trabajo CALZADO DE SEGURIDAD Muchas veces me han preguntado qué calzado de seguridad especial hay que llevar para no tener peligro eléctrico. Realmente el calzado que protege contra riesgo eléctrico es aquel que tiene los dos triángulos en el mismo calzado, actualmente sólo el calzado fabricado en PVC y caucho cumple esta normativa y realmente protege contra riesgo eléctrico, al igual que algunos guantes dieléctricos como el electrosoft y cascos especiales. http://www.vestuarielx.com/guantes-de-trabajo/422-guantes-dielectricos-de-latex.html#/guantes_dielectricos-00_500_v 21 Normas de seguridad en instalaciones eléctricas Reglamento: Hay 4 clases de líneas en la instalación domiciliaria: 1- LINEA DE ALIMENTACION: vincula la red de la empresa distribuidora con el medidor de energía. 2- LINEA PRINCIPAL: desde la salida del medidor hasta los equipos de protección y maniobra del tablero principal. 3- LINEA SECCIONAL: a partir del tablero principal hasta la entrada del siguiente tablero (aquí puede existir más de un tablero seccional). 4- LINEA DE CIRCUITO: desde el último tablero hasta los artefactos de consumo. Aclaración: el medidor de energía, los tableros y artefactos no forman parte de las líneas (solo los cables). Definición de una instalación eléctrica y sus componentes en la vivienda Una instalación eléctrica es un conjunto de componentes eléctricos asociados con características coordinados entre sí con una determinada finalidad. Los componentes son: Líneas o circuitos: Conductores eléctricos, elementos de fijación (abrazaderas, bandejas, portacables, etc.) Equipamientos: Elementos de iluminación, Aire Acondicionado, electrodomésticos, etc. Elementos de Maniobra y Protección: Interruptores, disyuntores, fusibles, etc. 22 Cálculo de consumo de un circuito eléctrico. Ley de Ohm. Ley de Watt. Es imprescindible ante una instalación de un Aire Acondicionado realizar el cálculo de consumo del mismo para no provocar un exceso de corriente en la línea. Para conocer el valor indicado es necesario aplicar las siguientes fórmulas que responden a dos leyes fundamentales de la electricidad: La LEY de Ohm y la LEY de Watt. Estas leyes que van a ser desarrolladas a continuación tienen como objetivo conocer el valor referencial respecto a unidades de medición. LEY DE OHM RESISTENCIA Es una ley postulada por un científico alemán de ese mismo apellido (Georg Simon Ohm), que postula lo siguiente: La intensidad de corriente que circula por un circuito, es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo.Esta ley rige el comportamiento de las cargas eléctricas dentro de los circuitos. Las fórmulas básicas se detallan a continuación: V= Tensión I= Corriente R= Resistencia W= Potencia Tensión = Corriente x Resistencia Ejercicios; Completar los Triangulo: V (Volt, V) = I (Amper, A) * R (ohm, ) Corriente = Tensión/Resistencia I (Amper, A) = V (Volt, V) / R (ohm, ) https://es.wikipedia.org/wiki/Georg_Simon_Ohm https://es.wikipedia.org/wiki/Georg_Simon_Ohm 23 Resistencia = Tensión / Corriente R (ohm, ) = V (Volt, V) / I (Amper, A) LEY DE WATT. POTENCIA La ley de Watt dice que la potencia eléctrica es directamente proporcional al voltaje de un circuito y a la intensidad que circula por él. V=Voltaje I=Intensidad P =Potencia Potencia = Tensión * Corriente P (watt, W) = V (Volt, V) * (Amper, A) Tensión = Potencia / Corriente V (Volt, V) = P (watt, W) / (Amper, A) Corriente = Potencia / Tensión (Amper, A) = P (watt, W) / V (Volt, V). Ejercicios en el Aula: _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ______________________________________ http://definicionesdepalabras.com/voltaje 24 05º Clase: Circuito Domiciliario como realizarlo. Accesorios más usados en las instalaciones eléctricas Es de vital importancia conocer los componentes y accesorios que se usan para una instalación eléctrica. Hacer un listado de lo re- querido yelaborar un presupuesto para una instalación eléctrica determinada ayuda mucho. CARACTERISTICAS DE LOS TABLEROS: 1- Contiene dispositivos de conexión, comando, medición, protección, alarma y Señalización. 2- La distancia entre el medidor y el tablero principal debe ser la más corta posible (no más de 1 metro). Siempre respetando las normas del ente municipal o de seguridad y de común acuerdo con el constructor, propietario o usuario. 3- Los tableros deben estar colocados en un lugar seco, de fácil acceso, en un ambiente normal y lejos de instalaciones de agua, gas, etc. El lugar debe estar bien iluminado y con 1 metro libre delante del mismo. 4- Los dispositivos de maniobra deben estar colocados entre 90 mm y 200 mm. 5- La disposición de las barras de cobre en tableros que las contengan es la siguiente: N: celeste, R: marrón, S: negro y T: rojo. 25 Las llaves termo magnéticas obran como fusibles, ya que saltan solas frente a un cortocircuito o sobrecarga. De esta manera, se interrumpe el circuito por el que circula la energía eléctrica. Para tableros de comando se deben utilizar llaves termo magnéticas bipolares simultaneas; es decir que las dos palancas de maniobra se hallan vinculadas entre sí interrumpiendo ambas polaridades simultáneamente (Fase y Neutro). Tipos de termo magnéticas: La corriente que soporta el interruptor en forma ininterrumpida con una temperatura ambiente de hasta 30° se la denomina con el nombre de “Corriente Nominal” Los valores típicos de corriente nominal para este tipo de interruptores son de 3, 5, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 100 y 125 Amper, los valores están sujetos a modificaciones según el fabricante. 26 LOS INTERRUPTORES DIFERENCIALES O DISYUNTORES Este artefacto produce el corte de energía frente a una carga de corriente o cuando una persona se pone en contacto con el conductor de un cable o de una superficie electrificada haciendo un puente a tierra. Es habitual que el bobinado del motor de un electrodoméstico, como puede ser un lavarropas o heladera, pierda su aislamiento y descargue corriente sobre la carcasa del artefacto pudiendo producir la electrocución de la persona que toque el gabinete. También es posible que al cambiar una lámpara se toque la parte del portalámparas con energía, si el artefacto esta encendido o tiene cambiada la polaridad de la instalación. Es probable también que el artefacto de iluminación sea metálico y por una falla, esté en contacto con la corriente; produciendo una descarga sobre quien lo está operando. Cuando se provoca una falla de aislamiento parte de la corriente fluirá por tierra hacia el generador. Esa corriente a tierra, llamada corriente de defecto, será detectada mediante un transformador sumador de corrientes que tiene el interruptor diferencial y desconectará al circuito fallado. Cuando una persona toca accidentalmente una parte bajo tensión también produce una corriente a tierra que será detectada por el interruptor diferencial, protegiendo así a la persona. Para comprobar el funcionamiento del interruptor diferencial, cuenta con un botón de prueba que simula una falla, comprobando así todo el mecanismo. El botón de prueba deberá ser accionado periódicamente; por ejemplo, cada seis meses. Normas de seguridad: La combinación de agua y electricidad hace del cuarto de baño la habitación más peligrosa de la vivienda. No es pues de extrañar que se le apliquen las normas de seguridad más rigurosas. La superficie de la bañera o del plato de la ducha constituye la base de un volumen, que se elevan hasta 2,25 m de altura en el cual no se permite ninguna instalación eléctrica. Es una zona de prohibición y en ella solo se admiten mandos de timbres empotrados, aparatos de iluminación o calefacción con doble aislamiento, o bases de máquinas de afeitar con transformador aislado. Están prohibidos la toma corriente, interruptores y las cajas de empalmes. Así mismo están autorizados los interruptores sin partes metálicas accesibles y los enchufes provistos de toma de tierra o de un transformador aislado emplazado, como mínimo, a 25cm de suelo. 27 El calentador de agua eléctrico se instalará, de ser posible, fuera de la zona de prohibición. No se deberá manipular su caja de conexiones sin haber desconectado previamente la corriente y ésta podrá restablecerse únicamente después de haber vuelto a colocar la tapa de la caja. Normas generales Es imperativo respetar las normas de seguridad cuando se va a trabajar en una instalación o en aparatos eléctricos. Aparte de correr peligro de muerte, una intervención desafortunada puede acabar en un incendio. -No emprenda un trabajo que sobrepase sus conocimientos o cuando vaya a trabajar sobre un aparato eléctrico, desconéctelo siempre antes de empezar a manipularlo. -Cuando el trabajo se realice sobre un circuito, desconecte el interruptor principal y retire el fusible correspondiente. -Evite trabajar en lugares húmedos y tocar los aparatos con las manos mojadas. -Un cable flexible no debe pasar por debajo de una alfombra donde puede ser pisoteado. - No emplee grampas corrientes para sujetar los cables a la pared, ya que podrán cortar el aislamiento y establecer contacto. - No repare con cinta aisladora un cable flexible que este estropeado; mejor sustitúyalo por uno nuevo. - No alargue un cable flexible por medio de un empalme retorciendo los hilos. SEGURIDAD EN EL TRABAJO CON LA ELECTRICIDAD Para trabajar en instalaciones eléctricas es indispensable tomar ciertas precauciones: -Calzarse con zapatillas o zapatos de suela de goma, para estar aislados de la tierra, en caso de descarga eléctrica accidental. - Utilizar herramientas con mangos aislados. -Suspender el servicio eléctrico accionando la llave de corte y retirando los fusibles para mayor seguridad. ATENCIÓN, SUELEN OCURRIR SORPRESAS. -Dejar a alguien en el puesto del tablero de maniobras o mantenerlo cerrado y con fajas que indique que se están realizando trabajos de mantenimiento -No montar ningún ramal que evite los sistemas de seguridad; estos podrían producir la muerte de personas por electrocución o el incendio de la vivienda frente a un cortocircuito y producir trágicas consecuencias. -No reponer el servicio eléctrico hasta descubrir el motivo de la falla que lo haya producido, para detectarlo, seguir el siguiente procedimiento: 1° - hay veces que se sabe de donde proviene el defecto, ya que los fusibles saltan al conectar un artefacto o al ponerse éste en marcha. 28 2° - si no fuera así, se debe desconectar todos los artefactos de la vivienda, incluso las luminarias, luego reconectar el servicio eléctrico. Si todo resulta normal, entonces procederemos a conectar artefacto por artefacto e inclusive las luminarias, hasta descubrir cuál es el que produce la falla, por ello la importancia de cumplir con el tablero seccional correspondiente. 3° - si, a pesar de desconectar todos los artefactos, al reconectar el servicio, vuelven a saltar los fusibles, entonces deberemos ir desconectando los ramales y secciones de cableado hasta descubrir en que sector se encuentra la falla y verificar que tipo de desperfecto se ha producido. -NUNCA REFORZAR EL FUSIBLE CON MAYOR CANTIDAD DE HILOS DE COBRE QUE EL CORRESPONDIENTE, ya que éste se quema por un desperfecto y si lo reforzamos excesivamente, en vez de quemarse, se incendiaría la vivienda. - Recordar que la electricidad no es perceptible por los sentidos, sino una vez experimentadas las consecuencias. - No existen instalaciones eléctricas inofensivas. - No trabajar con las manos lastimadas, ya que la mayor resistencia del cuerpo humano al paso de la corriente eléctrica está en la piel. En caso de tener lastimaduras, trabajar con guantes aislantes. - No trabajar con las manos húmedas,ya que se reduce la resistencia de la piel al paso de la corriente eléctrica. - No emplear escaleras metálicas PUESTA A TIERRA 1- La conexión a tierra comienza en un lugar próximo al tablero principal. 2- Se coloca una jabalina de cobre electrolítico y acero de 1,55 mts. De altura y 16 mm de diámetro (al enterrarla debe sobresalir por lo menos 5 cm para la caja de inspección); se recomienda realizar la conexión del cable (10 mm2 V/A) antes de comenzar a golpear el electrodo de pica. 29 3- Todas las masas de la instalación deben estar unidas (tomacorrientes, carcaza de motor, cajas, artefactos con dispositivos para descarga a tierra, gabinetes, etc.). 4- En ningún caso la sección del conductor de tierra puede ser menor a 2,5 mm2. 5- Cada caja, gabinete metálico, etc. Debe disponer de un punto de conexión adecuado para dicho trabajo. Resistencia de la puesta a tierra: El valor que debe dar la resistencia al conectar la tierra no tendría que superar los 10 OHM (preferentemente no mayor a 5 OHM) para que el contacto indirecto no supere los 24 V. CONSIDERACIONES SOBRE LOS CIRCUITOS a) Circuitos de Iluminación: Son circuitos monofásicos que alimentan las bocas de salida para Iluminación, en las bocas de Alumbrado podrán conectarse artefactos cuya corriente nominal no exceda los 6 Amp. Generalmente se lo realiza con conductores 1,5 mm2 o de sección el cual tiene una capacidad de carga de 6 [A]. b) Circuito para tomas corriente de Uso generales (TUG): En estas bocas de salida podrán conectarse cargas unitarias cuya corriente nominal no exceda los 10 [A] (televisores, equipo de audio, electrodomésticos, etc.). Los conductores empleados aquí deben tener una sección de 2,5 mm2. Los cuales son capaces de conducir una corriente de hasta 16 [A]. c) Circuito para toma corriente de Uso especiales (TUE): Estos circuitos pueden ser monofásicos o trifásicos y alimentan consumos unitarios superiores a los 10[A]. También, se consideran Circuitos Especiales a aquellos que alimentan instalaciones a las intemperies (parques, piletas de natación, jardines, quinchos, etc.). El reglamento establece que deberán instalarse las protecciones (Interruptores Termornagnéticos) que no exceden los 25 [A] por Circuito y para, el cableado se deberán Usar conductores de 4mm2. 30 d) Circuito de conexión fija: Son monofásicos o trifásicos y alimentan directamente a los consumos sin la utilización de toma corrientes y no deben tener ninguna derivación como Ejemplo: la alimentación de calderas -aires AC- semis Centrales o centrales, Aires Acondicionados Split de una capacidad desde 6000 Frigorías, equipo de bomba para agua potable o servidas, montacargas, etc. Estos circuitos que incluyen la alimentación esencial de motores trifásicos deben estar protegidos conforme lo indica el reglamento, con dispositivos de maniobras y protección de motores eléctricos de instalación fija. Normas Nacionales e Internacionales. ¿Qué es la norma IRAM? (Instituto Argentino de Normalización y Certificación), IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) o ENRE (Ente Regulador de la Energía Eléctrica) o semejantes. Son normas de fabricación que aseguran el cumplimiento de los requisitos esenciales de seguridad. Es recomendable comprar siempre material eléctrico que esté fabricado bajo esta normativa. CONDUCTORES ¿Qué es un conductor de electricidad? Todo aquello que la conduce, que permite que fluya por él Por ejemplo: La mayoría de los metales son excelentes conductores, mientras que los plásticos (como la cubierta de Los cables o la cinta aisladora) no lo son. 31 La medida de los cables Realizando un corte transversal al conductor de cobre de un cable, su superficie es la medida del mismo. Superficie del conductor = 2,50 mm2 Regla general (código de colores) Rojo, negro y marrón: Fase Celeste o azul: Neutro Verde/amarillo: Tierra Clasificación: De acuerdo al número de conductores que lo integran, se clasifican en: Unipolar: Lleva un único conductor. Bipolar: Formado por dos conductores. Tripolar: Conformado por tres conductores. Tetra polar: Lo componen cuatro conductores. Multipolar: Aquellos que están formados por más de cuatro conductores. 32 TIPOS DE HALAMBRE Alambre o cable TW. Se usa en instalaciones fijas, edificaciones, interior de locales con ambientes secos o húmedos. Alambre o cable THW. Es recomendado para altas temperaturas (expuesto al sol) o en lugares con alto nivel de humedad ambiental. 33 CANALIZACIONES, CONDUCTORES Y CABLES NO PERMITIDOS • Conductores o cables instalados sobre elementos de madera o cualquier otro material combustible. •Conductores o cables bajo canaletas, listones, zócalos o revestimientos que no cumplan con el ensayo de no propagación de la llama. • Conductores fijados sobre mampostería, yeso, cemento u otros materiales. • Cables fijados sobre mampostería, yeso, cemento u otros materiales por debajo de 2,5 m de altura. • Cuerdas desnudas, salvo que se usen como electrodo dispersor en la puesta a tierra o como conductor de protección (PE) en bandejas portacables. • Conductores aéreos desnudos o aislados en interiores o en áreas semicubiertas. •Conductores aislados IRAM NM 247-3 o IRAM 62267 en bandejas portacables, salvo como conductor PE. •Cables y conductores aislados construidos con conductores macizos (un solo alambre). • Conductores, desnudos o aislados, sueltos en el interior de elementos estructurales, tabiques huecos, cielorrasos suspendidos, mamparas, etc. • Cables sueltos sobre cielorrasos suspendidos. •Cordones flexibles y cables según normas IRAM NM 247-5, IRAM 2039 e IRAM 2188, en instalaciones fijas. • Rieles electrificados que cumplan simultáneamente con un grado de protección igual o inferior a IP2XX y que operen con tensiones mayores a 24Vca. • Caños lisos o corrugados de material sintético o aislante propagantes de la llama. 34 CANALIZACIONES, CONDUCTORES Y CABLES PERMITIDOS • Conductores aislados IRAM NM 247-3 o IRAM 62267 en conductos no registrables o cañerías embutidos o a la vista; colocados en cablecanales o perfiles registrables con tapa removible por el uso de herramientas, a la vista. • Conductores aislados IRAM NM 247-3 o IRAM 62267, color verde amarillo, o desnudos (IRAM 2004) o IRAM NM 280 en bandejas portacables sólo como conductor de protección. • Blindobarras o canalizaciones eléctricas prefabricadas normalizadas (Ver 771.12.6 y 771.12.7). • Cables preensamblados en líneas aéreas exteriores IRAM 2164 e IRAM 2263, con neutro concéntrico IRAM 63001 y cables unipolares aislados en polietileno reticulado IRAM 63002. • Cables IRAM 2178, IRAM 2268 o IRAM 62266: Colocados en cañerías, conductos o sistemas de cablecanales embutidos o a la vista. – En bandejas portacables a una altura superior a 2.2m (Ver 771.12.3.9). – En bandejas portacables en el interior de plenos. – En bandejas portacables sobre cielorrasos suspendidos. – En bandejas portacables en montantes cerradas, accesibles con el uso de herramientas. – Bajo pisos elevados (pisos técnicos) o en canales de cables. Subterráneos: enterrados directamente o en conductos. Dentro de perfiles “C” con tapa o sin ella. Fijados a más de 2,5m de altura sobre paredes de materiales no combustibles. – En forma aérea en exteriores con soporte guía o fiador. 35 CUADRO DE REFERENCIA SECCIÓN DE CABLE ADMISIBLE SEGÚN AMPERAJE 06º Clase: Práctica en tableros. ACTIVIDAD 1-ARMADO DE TABLERO PRINCIPAL Y SECCIONAL Materiales necesarios: Disyuntor Bipolar. Térmicas Bipolares. Cables. 2- Cuantoscircuitos deben existir como mínimo en una instalación? 3- Cual es el nombre de dichos circuitos? 4- Si algún artefacto supera los 8 A, que conexión realizaría? Cuál es el nombre? 5- La conexión a tierra donde comienza y dónde termina? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 36 _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _____________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ______________________________________________ 37 HERRAMIENTAS A continuación detallaremos algunas de las herramientas que se emplean en trabajos de electricidad, en la clase veremos cada una de ellas y hablaremos las diferentes herramientas que nos facilita el mercado a la hora de poder emplearlas en nuestras prácticas. TESTER O MULTIMETRO El tester o multímetro es una herramienta de medición que se puede usar en varios oficios. Básicamente mide resistencia, tensión, intensidad y continuidad, pero existen multímetros en el mercado que sirven para otras mediciones, como frecuencia, audio, luz, temperatura, etc. Veremos cómo hacerlo con unos sencillos ejemplos. 38 Como medir Tensión. La tensión se mide en volts o voltios, y es la fuerza que mueve los electrones en un circuito cerrado. En los hogares o comercios la tensión comúnmente es de 220 0 380 voltios alternos, con una variación de +/- 10. Ésta tensión la podemos medir desde el tomacorrientes colocando en cada orificio las puntas, pero antes debemos asegurarnos de tener el multímetro en tensión alterna V~ (ACV). En la pantalla se mostrará en voltios la tensión actual del circuito. Cómo medir Continuidad Medir continuidad en el oficio de Aire Acondicionado nos sirve para muchas cosas, lo usamos para saber si un conductor está cortado, o una llave sirve o está dañada internamente, además de otras aplicaciones como medir la continuidad de un bobinado. Cómo medir resistencia La resistencia eléctrica es la medida de la oposición de un objeto o material al paso de la corriente y se mide en ohmios también llamados ohms. En Aire Acondicionado lo vamos a emplear midiendo la resistencia de un motor o de un componente electrónico etc. Con esta herramienta podemos medir también la continuidad, pues si un objeto tiene baja resistencia el tester lo tomará como continuidad. Parea medir resistencia es similar a la continuidad, se coloca una de las puntas en un extremos del objeto a medir y la otra punta en el otro extremo, así el tester nos mostrara en ohms la resistencia del objeto. Pinza Amperométrica Como usar la pinza Amperométrica Empezar definiendo que la pinza amperimétrica fue diseñada para medir principalmente corrientes AC/DC sin necesidad de abrir el circuito para poner el medidor en serie. Es tan sencillo como abrir la pinza para que el cable (solo un polo) quedo dentro del campo magnético y nos diga la corriente que está circulando en cuestión de segundos. 39 Así que, tenemos que entender, en que se diferencia una pinza amperimétrica de un multímetro: 1-Un multímetro digital sirve para medir voltaje, pero tiene capacidades extras para medir corrientes. La pinza amperimétrica hace totalmente lo contrario, mide corrientes pero no es tan poderosa para medir voltajes. Por ello nos encontraremos muchos modelos de 600V - 1000ª. 2- Mientras que los multímetros digitales tienen una alta resolución, midiendo en unidades como milivoltios y miliamperios, las pinzas amperimétricas solo pueden medir con precisiones en el orden de 10mA o 100mA ¡Esto está bien para el trabajos que realizamos, por lo que no esperes rangos más bajos! Los multímetros digitales son más precisos y te dan lecturas directas, pero en contra son mucho más lentos y no son tan seguros, por el hecho de tener que desconectar cables para ponerlos en serie con sus sondas. Por lo que las opciones es tener los 2 instrumentos siempre para trabajos eléctricos o electrónicos donde hay que medir corriente. BUSCA POLO Antes de realizar cualquier trabajo eléctrico es importante cortar la tensión desde la térmica general o bien del circuito en el que vamos a trabajar; y para asegurarnos de que realmente la hemos desconectado, podemos utilizar una sencilla herramienta de seguridad: el buscapolo. Vamos a ver a continuación el uso del busca polo. Paso 1 Esta herramienta manual también es conocida como medidor de tensión o destornillador de electricista. El mango está totalmente aislado. 40 Paso 2 En el interior de la cabeza del mango tiene una resistencia y una pequeña bombilla conectada a un botón. Paso 3 Para evitar posibles percances, es muy importante agarrar la herramienta por la zona aislada. Con la punta, tocamos el cable que queremos verificar, presionando al mismo tiempo el botón que está en la parte superior del mango. Paso 4 Si la lámpara del buscapolo se enciende quiere decir que estamos tocando un cable conductor de electricidad. En caso de que se mantenga apagada, en cambio, estaremos tocando un cable neutro. Paso 5 A la hora de realizar trabajos de electricidad en casa, podemos pensar que apagando el interruptor deja de pasar corriente y en ocasiones, no es así, puesto que la instalación se hizo sin tener en cuenta el color establecido para la fase, el neutro y la tierra. Por eso, es conveniente apagar siempre la corriente desde la caja de registros. 41 Paso 6 Gracias a esta herramienta podremos realizar pequeños trabajos de electricidad con total seguridad. BUSCA POLO INDUCTIVO Buscapolo y detector de voltaje inductivo permite conocer si un cable posee tensión circulante sin contacto. Con solo apoyar el detector sobre la vaina del cable encenderá una luz destellante indicando que hay tensión sobre el mismo. Es ideal para la búsqueda de fugas, detección de circuitos y rápido análisis de fallas eléctricas.Dependiendo el fabricante además de la señalización lumínica, puede ser acompañado por una señal sonora. CARACTERISTICAS TECNICAS: Localiza líneas de tensión invisibles y corto circuitos sensibilidad ac 100v240v frecuencia 5060 Hz distancia de detección 5 mm para uso interno PILAS 1,5v x 2 AAA (VARAIACIÓN SEGÚN FABRICANTE) 42 Alicates. Los de mayor utilidad en las labores de un técnico electricista son: alicate universal, alicate de punta y alicate de corte. Estas herramientas se usan para cortar, sujetar e incluso pelar cables. Se les debe coger de los mangos asilados. Destornilladores. Es necesario contar como mínimo con tres desarmadores planos y uno Phillips , con diferente tamaño de punta. Martillo. Se recomienda que el mango sea de madera u otro material aislante de la corriente eléctrica. 43 Cúter Es de gran utilidad y una de las herramientas más usadas, hay de diferentes formas. El costo depende de la calidad. Cinta pasa cables. Se usa principalmente en las instalaciones empotradas. En el mercado se pueden encontrar de diferentes longitudes. Es una herramienta de gran utilidad a la hora de cablear una instalación sobre caños de mediana distancia. 44 Pinza pela cables Las pinzas pela cables son de gran utilidad a la hora de trabajar con empalmes y cortar cables, hay diferentes tipo y calidad. TRABAJO PRÁCTICO FINAL DEL MÓDULO. Realiza el tablero seccional con los circuitos correspondientes. IMPORTANTE: Recuerde que cada circuito se pondrán en marcha una vez que el profesor de la debida autorización. Medición: • Medir con la Pinza Amperométrica la intensidad del circuito Valor:_________ • Medir el Voltaje de alimentación Valor:_________ 45 • Según los resultados obtenidos aplique la formula de Watt y calcule la potencia de cada circuito. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _______________________ • Anote el resultado conseguido midiendo con el Buscapolo el contacto del culote del portalámparas. (activando y desactivando la tecla). _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _______________________ • Anote el resultado obtenido midiendo con el Busca polo el contacto del contorno del portalámparas (activando y desactivando la tecla) ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ __________________________ • Realice una conclusión sobre la prueba del buscapolo relacionando el concepto del Neutro, Retorno, polaridad y el funcionamiento de la tecla. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ _____ • Sin tensión mida continuidad en las teclas de punto y combinadas activándolas y desactivándolas. Anote el resultado y saque su conclusión ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 46 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________ • ¿Qué tipo de cable y sección se debería utilizar para cada circuito realizado? _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________ • Realice una lista de materiales y herramientas necesario/as para realizar las instalaciones. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ______________________________________________ 47 MÓDULO 2 TERMOTANQUES SOLARES AGUA CALIENTE SANITARIA (A.C.S.) Antes de referirnos a los colectores solares pasaremos primero a describir ello que es el A.C.S. o AGUA CALIENTE SANITARIA. EL A.C.S. o A.F.S.es una necesidad de primer orden en las instalaciones domiciliarias y obviamente el más importante gasto en nuestras familias. Para esto comenzaremos con la temperatura del agua según la zona donde es utilizada en nuestros domicilios. La temperatura utilizada en nuestros baños, duchas y lavabos es de entre 40 y 50 grados centígrados difiere de la cocina donde se utiliza de entre 55 a 60 c. En la actualidad se ha empezado a dar importancia al consumo ya que nuestras facturas han aumentado de forma considerables y la ecología ha empezado a pasarnos factura sobre nuestros excesos. SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE Los requerimientos de agua caliente sanitaria siempre van a depender de cada caso. A continuación, daremos el consumo necesario aplicado al comercio 48 CONCEPTO DE IRRADIANCIA E INSOLACIÓN RADIACIÓN SOLAR Es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el sol La radiación solar directa es recibida por la superficie terrestre sin abre sufre ningún cambio de dirección por absorción, reflexión o desperdicio. La irradiancia posee diferentes valores durante el año y para cada momento del día. Eso es debido al ángulo del sol sobre la tierra por la rotación y traslación de la misma Esta es la magnitud utilizada para describir la potencia incidente sobre unidad de superficie sea cual fuere, de todo tipo de radiación electromagnética La radiación solar es casi una constante en el exterior de la atmósfera y tiene un valor aproximado de 1353 WATT/m2 Debido a la reflexión, absorción y dispersión al atravesar la atmósfera puede reducirse en un 25% La IRRADIANCIA SOLAR sobre el ECUADOR al medio día es de 1000 watt/m2 en forma perpendicular al sol sobre el nivel del mal, en un día claro En función a la irradiación medida en forma puntual se desarrollan los mapas solares.La incidencia de los rayos solares sobre la tierra, en el caso de nuestro país, en invierno es mucho menor que en verano. Si realizáramos una medición de los rayos solares n dichos periodos tendría una significativa diferencia o sea en invierno esa medida sería de 2,24 m2, muy pequeña, en cambio en verano esta se reduce a 1,04m2 IMPORTANTE: ESTAS MEDICIONES SE REALIZARON EL 21-6 y EL 22-12 RESPECTIVAMENTE LA INSOLACIÓN O RADIACIÓN SOLAR es la radiación global recibida en un punto geográfico determinado durante un tiempo determinado y sobre una superficie conocida Su unidad de medición es el kwh/m2 49 HORA SOLAR PICO Es la potencia generada por un panel solar cuando la irradiancia es de 1000w/m2 CAPTADOR O COLECTOR SOLAR El captador solar térmico, también conocido como panel solar térmico o colector solar térmico, se usa para captar energía solar térmica a través de la radiación del sol y calentar el agua. Existen paneles solares térmicos de distintos tipos: de polipropileno, plano y de tubos de vacío. 50 ¿Qué es un termotanque? Es un recipiente con capacidad para calentar agua, como se logra esto? En el caso de un termotanque a gas es mediante un quemador el cual está en la parte inferior del mismo y calienta un recipiente de chapa. en algunos casos con revestimiento porcelanizado para evitar la corrosión. También posee un ánodo de magnesio para proteger de aguas duras como existen en la Costa Argentina. Cuando nos referimos a un termotanque eléctrico la diferencia será que posee una resistencia con regulación de temperatura y un termostato. La diferencia entre estos y un termotanque solar es que no utiliza ningún tipo de combustible y energía creada por el hombre. El termotanque solar solo utiliza la energía de nuestra principal estrella: EL SOL. Esto en principio genera un ahorro de energía más que considerables y lo más importante, sin ningún daño al MEDIO AMBIENTE 51 PRINCIPO FÍSICO DEL AGUA CALIENTE -EFECTO TERMOSIFONICO Es cuando circula un líquido por conductos sin tener que ser impulsado por bombas, el líquido simplemente se mueve por la diferencia de densidades que se presenta cuando un líquido esta frío o caliente. Un líquido frío pesa menos que uno caliente. EL AGUA CALIENTE ES MÁS DENSA (PESADA) QUE EL AGUA FRÍA ES POR ESO QUE QUEDA EN LA PARTE SUPERIOR DEL TERMO. QUE ES UN TERMOTANQUE SOLAR Un termotanque solar funciona de forma totalmente autónoma. ¿Qué significa autónoma? Básicamente que no necesita de ningún elemento externo para su funcionamiento. Nos referimos a bombas y, como así tampoco de electricidad, ni ningún tipo de combustible fósil. Obviamente no genera ningún daño al medio ambiente que es su mayor beneficio. Tampoco posee partes móviles lo cual es perfecto ya que no posee desgaste alguno La dificultad mayor que poseen estos equipos es que el tanque acumulador debe estar por encima de los colectores o tubos de vacío. Algunos de estos termotanques que son utilizados en zonas muy frías o de baja temperatura poseen una circulación de un anticongelante como el utilizado en los vehículos para que no se congelen los tubos Hay de varios tipos: termosifónicos y con sistema HEAT PIPE FUNCIONAMIEMTO DEL SISTEMA Está compuesto de tubos de vidrio con un sistema de vacío los cuales atraen la radiación solar. 52 Por un principio físico el agua fría es más densa que el agua caliente, entonces el agua fría entra por la parte inferior es calentada por la radiación (tubo de vidrio) y sale por la parte superior. Como y porque El agua fría, como dijimos anteriormente, tiene mayor densidad que el agua caliente esto si lo trasladamos al termotanque, lo que produce es que el agua caliente quede en la parte superior y el agua fría en la parte inferior de manera que se genera una circulación natural del agua. Esta pasa al interior del termotanque tomando el agua caliente de la parte superior del mismo mediante un tubo llamado comúnmente pescador Donde se puede instalar En cualquier tipo de superficie siempre que quede totalmente a nivel y perpendicular al suelo Su orientación con respecto a los puntos cardinales debe ser NORTE (SIEMPREHABLANDO DE ARGENTINA) donde reciba la mayor anidad de luz solar durante la mayor cantidad de tiempo posible Tener muy en cuenta el tema del sombreado 53 Definición de sombreado Es la cantidad de tiempo que el termotanque o el panel solar recibe sombra Calculo de un termotanque solar Para realizar el cálculo de cuantos litros de agua sanitaria necesita una familia debemos tener en cuenta que se calcula unos 50 litros de agua por persona (obviamente esto es aproximado) O sea que una familia tipo de 4 personas necesitará un termotanque de aproximadamente 200litros TERMOTANQUES SOLARES TERMOSIFONICOS Este sistema permite que la circulación natural del agua fría y caliente sea la única y sencilla manera de generación y traslación del A.C.S (AGUA CORRIENTE SANITARIA) Estos pueden reemplazar a los termotanques o calefones (eléctricos, etc.)? Si, si usted posee un termotanque lo puede conectar a la salida del mismo y a la entrada del termotanque de gas, de esta forma el agua que ingresa al sistema estará precalentada y por consiguiente el termotanque o calefón se prenderá muy poco o nada generando un ahorro significativo. Los termotanques solares son básicamente 2 tanques un dentro del otro separados por una aislación muy importante Porque posee esta aislación? Durante el periodo nocturno el termotanque no generará agua caliente, entonces esta aislación controlará la temperatura durante ese periodo. 54 Tenemos que tener en cuenta que nosotros estamos dependiendo de la naturaleza, o sea, el sol y NO DECIDIMOS cuanto tiempo va a estar soleado. 55 MAPAS SOLARES MUNDIALES Existen mapas solares mundiales que indican que promedio de días soleados tendremos en nuestra zona. Mapa solar mundial que indica la irradiancia solar en kwh/m2 INSTALACION DE UN TERMOTANQUE SOLAR PRINCIPIOS BÁSICOS Al momento de realizar una instalación de un termotanque solar tenemos que tener en cuenta el correcto asesoramiento del cliente. Realizar la vista al domicilio donde se va a instalar el producto ya que de esto extraeremos los datos necesarios para la correcta colocación. Datos correctos: cantidad de personas que habitan el domicilio, esto nos dará qué capacidad tendrá el termotanque a instalar (familia tipo de 4 personas 200litros) Que tipo de instalación de agua posee? Si la propiedad posee una instalación PRESURIZARIZADA necesitará un TANQUE DE PRELLENADO del cual hablaremos luego 56 Lugar de instalación De total importancia y absoluta responsabilidad del instalador es la ubicación correcta de toda la estructura y su referencia al sol Conexión a la red de agua caliente del domicilio Aunque no somos plomeros debemos poseer los conocimientos básicos de termofusión y conexión a la red del domicilio. INSTALACION EN EL TECHO La superficie dónde vamos a instalar el termotanque debe estar totalmente plana y a nivel para acomodar de manera sencilla toda la estructura del equipo. La no instalación correcta del mismo nos puede generar varios problemas como roturas de tubos de vidrio, cañerías, etc. En techos o superficies inclinadas debemos adaptar la que viene en el mismo equipo (no recomendable) o realizar los ajustes con una estructura de hierro, aluminio, etc. Tener en cuenta que todo esto va a tener que resistirlas inclemencias climáticas así que debemos tomar los recaudos correspondientes como pintar la estructura con pinturas resisten a la corrosión 57 ESTRUCTURA DEL SOPORTE La estructura soportedel termotanque viene totalmente desarmada en su caja con sus tornillos para realizar su debido ajuste. Esta va a depender del tipo de termotanque, pero puede ser de varios materiales hierro pintado, galvanizado, etc. El montaje de la misma será sobre la superficie plana o adaptada y nivelada. Su orientación con respecto al sol variará según la zona geográfica adonde se instala. En nuestro país debe ser hacia el NORTE. En este gráfico podemos ver el tamaño de la estructura de los termotanques de 100 y 150 litros Tener en cuenta el grado de inclinación y el largo del mismo. 58 Una vez instalada la estructura es muy importante que NO ajustemos los tornillos ya que nos permitirá jugar con el montaje del tanque. Colocaremos el tanque sobre la misma insertando los tornillos que están en la base del mismo en la estructura. Colocación del tanque contenedor El tanque contenedor se coloca sobre la estructura con orientación norte sin ajustar y luego se procederá a escuadrar y nivelar de forma correcta para proceder a la colocación de los tubos de vidrio al vacío Nota: no ajustar los tornillos de sujeciones del termotanque a la estructura hasta que no estén colocados la totalidad de los tubos de vidrio! 59 Colocación de los tubos de vidrio La colocación de los tubos debe ser de manera progresiva y de a uno a la vez. Esta es de suma importancia dado lo importante de los mismos Pasos a seguir: 1)manipular la caja contenedora con cuidado dado que el material de los mismos es sumamente fragilidad y sensible a los cambios brucos de temperatura 2) colocar la caja a la sombra, abrirla y retirar de a UN TUBO A LA VEZ. NO COLOCAR LA CAJA CONTENEDORA DE TUBOS AL SOL POR NINGUN MOTIVO YA QUE LOS MISMOS EMPIEZAN A LEVANTAR TEMPERATURA INMEDIATAMENTE!!! 3)una vez retirado el tubo de la misma rellenarlos con agua en su totalidad 4)se colocará en la base de la estructura donde irán apoyados los tubos la base de plástico correspondiente a cada tubo de vidrio 5)luego procederemos a mojarlos(tubos)como así también el interior del tanque ,en el extremo superior, con algún tipo de lubricante o en su defecto con agua con detergente 6)luego colocaremos los orín en los tubos de vidrio 7)presionaremos el tubo midiendo la fuerza girándolo suavemente para que el orín que posee el interior del tanque brinde pasó para el ingreso del mismo. 8)una vez ingresado lo llevaremos con sumo cuidado y lo colocaremos en la base de la estructura sobre el apoyo de plástico 60 9)continuaremos con el resto de los tubos hasta aproximadamente la mitad del mismo 10) retiraremos la barra de magnesio y la colocaremos en el extremo del tubo 11) ingresaremos el tubo con la barra de magnesio y luego continuaremos hasta finalizar la instalación de todos 12) realizaremos el ajuste final de todos los tornillos y sus respectivas tuercas 13) procederemos a realizar el resto de la instalación sanitaria de acuerdo a la instalación domiciliaria 14)colocaremos el venteo correspondiente el cual ira en la parte superior. El mismo es de suma importancia ya que de no hacerlo corremos el riesgo de romper el tanque Este debe estar a la misma altura que la tapa del tanque de agua y no debe tener ningún tipo de codo o t en su extremo ya que de ahí saldrá el vapor de condensación del termotanque 61 Tipos de cañerías a utilizar La utilización de caños de buena calidad y resistencia implica que la temperatura del AGUA CALIENTE SANITARIA sea la correcta y sobre todo en invierno y días nublados no baje sus límites de utilización Por su practicidad y calidad recomendamos los utilizados para termofusión y con protección UV para resistir las inclemencias climáticas Accesorios opcionales Hay varios elementos los cuales son de suma importancia, aunque el termotanque solar funcionara de igual manera sin los mismos. Todos estos son para la seguridad y vida útil del termotanque 1)Barra de Magnesio 2)válvula termostática 3)tanque de prellenado (sistemas presurizados) 4)kit eléctrico Otros elementos son: TUBOS DE REEMPLAZO TAPON ENEL CASO DE ROTURA DE ALGUN TUBO 62 BARRA DE MAGNESIO La misma es un elemento consumible debemos reemplazarlo por lo menos una vez por año, en el caso de zonas de aguas “duras” se debe hacer una revisión cada 6 meses. Válvula termostática Es un elemento esencial para la seguridad en el uso familiar ya que, en los periodos de alta temperaturas, el agua sanitaria del termotanque llegará al punto de ebullición. Con esta válvula mezclaremos y regularemos el agua caliente que llega a los usuarios. La misma vaina según los modelos, pero todas nos dan la posibilidad de variar la temperatura hasta los 60 grados centígrados. Esta válvula debe ir colocada en egreso del agua caliente del termotanque y en el otro extremo el agua fría ya que debe generar la mezcla para luego ingresarlo al sistema domiciliario. 63 Tanque de prellenado El tanque de prellenado se utiliza en inacción es donde el sistema domiciliario es presurizado, ya que no se puede inyectar agua a presión directamente al termotanque. Este es colocado arriba del termotanque de esta forma no tendremos inconvenientes por la presión que posee el circuito. KIT ELÉCTRICO EL KIT ELÉCTRICO convierte el termotanque solar en un termotanque eléctrico Este kit posee un termostato regulable y una resistencia El termostato censara la temperatura del agua del termotanque y si es inferior a la que nosotros requerimos acitara la resistencia hasta llegar a la misma La regulación del termostato tiene un máximo de 60 grados centígrados Este sistema es recomendable ya que poseemos un back upa en caso de que las inclemencias meteorológicas sean no favorables. 64 Tapón para casos de rotura de tubos de vacío Este tapón es utilizado para en caso de rotura poder seguir utilizando el termo hasta la llegada del reemplazo del tubo de vidrio Válvula anti retorno Esta válvula se colocará en el circuito par que no se produzca en el caso de falta de agua un efecto de sifón y esta vuelva al circuito domiciliario. Para terminar, diremos que el sistema se utiliza para calentar otro tipo de líquidos. 65 SISTEMA DE TERMOTANQUES HEAT PIPE Diferencias entre un sistema termosifónico y HEAT PIPE Tenemos diferentes tipos de termotanques entre los cuales se encuentran los HEAT PIPE La diferencia entre un termotanque con un sistema TERMOSIFONICOS y un HEAT PIPE es donde de utilizarlos Se recomienda en zonas donde hay bajas temperaturas ya que los tubos de vacío resisten temperaturas de hasta-35grados centígrados (35 grados bajos 0) Los tubos de vacío poseen en su interior una varilla de cobre que en su interior hay GLYCOL lo que evita el congelamiento del agua Posee un rendimiento de aproximadamente un 30 % más que los sistemas TERMOSIFONICOS Obviamente el costo del termotanque es superior 66 FUNCIONAMIENTO El funcionamiento difiere del otro termotanque ya que este no posee circulación de agua por los tubos de vacío ya que tiene un tubo de cobre con líquido anticongelante en su interior (GLYCOL) Al calentarse este, la barra de cobre que sobresale del tubo calienta el agua que hay en el interior del mismo 67 Diagrama con conexión de opcionales (válvula termostática) TENER EN CUENTA QUE SEGÚN LA MARCA LA BARRA DE MAGNESIO VIENE PARA COLOCAR EN UN TUBO O EN OTRO ESPACIO EN LOS COSTADOS DEL TERMOTANQUE 68 Termofusión Entre un caño y un accesorio ACQUA-SYSTEM® no hay unión: hay Termofusión. Esto significa que el material de ambos se ha fusionado molecularmente, a 260°C, pasando a conformar una cañería contínua, sin roscas, soldaduras, pegamentosni aros de goma. De esta forma, se elimina la principal causa de pérdidas en las cañerías comunes de agua fría y caliente, porque las uniones de esas cañerías están expuestas a errores humanos y a la consecuencia de las tensiones de trabajo y de los diferentes grados de dilatación y resistencia al envejecimiento de los elementos que las componen. El proceso de la termofusión es muy simple: el caño y el accesorio se calientan durante pocos segundos en las boquillas teflonadas del termofusor y luego se unen en escasos segundos más. No hay que roscar ni soldar nada. No hay agregado de material alguno. El sistema es limpio, rápido y sencillo. Y da como resultado el menor tiempo y costo de instalación, la mayor precisión y la total seguridad de un trabajo bien terminado. 69 El Sistema Integral ACQUA-SYSTEM® ha sido concebido como un sistema integral. Esto significa que abarca todos los tipos y medidas de tubos y todas las piezas, accesorios y herramientas necesarias para cubrir los requerimientos de toda instalación de provisión de agua, en viviendas unifamiliares, edificios de altura, industrias, embarcaciones y otros usos específicos. Cuatro tipos de cañerías y la línea más completa de figuras y medidas. ACQUA-SYSTEM® se provee en medidas de 20, 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90 y 110 mm. con una gama de más de 200 accesorios y cuatro tipos de cañerías. Estas se diferencian por su presión nominal de servicio, por su utilidad y por su sección interna. PN25 Magnum®. Máxima presión y temperatura. La línea ACQUA SYSTEM®, de presión nominal 25 kg/cm2, ha sido diseñada para instalaciones de agua caliente con muy alta exigencia de servicio. Se la identifica por su marca en color dorado y cuatro líneas longitudinales en color rojo. PN20 Magnum®. Mayor caudal y menor costo. La línea ACQUA SYSTEM®, presión nominal 20kg/cm2, ha sido diseñada para instalaciones de agua caliente y fría en viviendas, hoteles, embarcaciones y construcciones de variado tipo. Aporta mayor caudal y menor costo, lo que permite reducir la inversión total. Se identifica por su marca en color plateado y cuatro líneas longitudinales en color rojo. PN12 Magnum®. Exclusivamente para agua fría. La línea ACQUA SYSTEM®, de presión nominal 12 kg/cm2, está destinada exclusivamente a la conducción de agua fría. Y aporta el caudal adecuado para bajadas y distribución interna, a menor costo final. Se identifica por su marca en color blanco y cuatro líneas longitudinales en color azul. ACQUA LÚMINUM®: el caño con alma de aluminio. 70 ACQUA LÚMINUM es el cuarto tipo de caño. Se trata de un tubo de Polipropileno Copolímero Random recubierto con una lámina de aluminio y una capa exterior del mismo polipropileno. Su elevada capacidad de carga con un menor coeficiente de dilatación, lo hacen aconsejable para utilizar en cañerías de agua caliente, instaladas a la vista y a la intemperie y en instalaciones de calefacción por radiadores. Se fabrica en diámetros de 20 hasta 90 mm y su presión nominal es de 25kg/cm2. Uniones desacoplables de excepcional calidad. Además de la unión por termofusión, Acqua System® incluye uniones con rosca, para terminales y otras conexiones. Estas uniones cuentan con un inserto de bronce niquelado, empotrado en el P. P. El inserto no es de bronce fundido, sino que proviene del corte de una barra de bronce trefilada. Los accesorios con rosca macho son moleteados, para facilitar el agarre del teflón. De esta forma se logran roscas de altísima resistencia, cuya calidad se reafirma en el hecho de ser cilíndricas y no cónicas. Su precisión y mayor superficie de contacto hace innecesario”clavar la rosca”, evitando así dañar los accesorios hembra. 71 Unión por Termofusión 72 Unión por Termofusión de caños Acqua Lúminum® y caños PN 12 de 20 y 25 mm Unión de caños ACQUA LÚMINUM 1- En forma simultánea introducir tubo y accesorio en sus respectivas boquillas y hacerlo en forma perpendicular a la plancha 2- Después de cumplida la etapa de calentamiento, esto es 5 segundos para los tubos de 20 mm y 7 segundos para los tubos de 25 mm, unir rápidamente tubo y accesorio observando que los dos cordones de fusión hagan tope 1 2 73 Unión de caños PN12 de 20 y 25 mm 1- Limpiar el caño y el accesorio. Enseguida introducir el buje soporte en la punta del tubo que será termofusionado. 2- En forma simultánea introducir tubo y accesorio en sus respectivas boquillas y hacerlo en forma perpendicular a la plancha 3- Después de cumplida la etapa de calentamiento, esto es 5 segundos para los tubos de 20 mm y 7 segundos para los tubos de 25 mm, unir rápidamente tubo y accesorio observando que los dos cordones de fusión hagan tope 1 2 3 Unión de monturas de derivación 1- En el lugar donde se colocará la montura, perforar el caño con una mecha de 12 mm. En lo posible hacer coincidir el agujero con las líneas guía del caño. 2- Coloque en el taladro el perforador para monturas y complete la perforación. El taladro debe estar en posición perpendicular al tubo para evitar que el agujero quede descentrado. A continuación limpie el tubo y el interior de la montura con un trapo de algodón o papel tissue y alcohol, seguidamente siga los pasos que se indican en los puntos 3 al 5. 3- Colocar en el termofusor las boquillas especiales para monturas. Con la boquilla cóncava se calienta el caño y con la convexa, la montura. Primero, se calienta el caño por espacio de 30 segundos, hasta que se forme un anillo alrededor de la boquilla. 4- A continuación se calienta la montura, durante 20 segundos, sin retirar la boquilla del caño. (calentamiento total del caño: 50 segundos) 5- Retire el termofusor. Rápidamente y con exactitud presione la montura en el sector precalentado del caño y, sin girar, mantenga la presión durante 30 segundos. Deje enfriar la unión durante 10 minutos. 1 2 3 4 5 74 Protección de la instalación en condiciones especiales. Protección contra la condensación, en sistemas de refrigeración Es un sistema totalmente apto para la conducción de fluídos a baja temperatura. Es por eso que se utiliza con éxito en sistemas de refrigeración. En estos casos cuando la temperatura interior de la tubería es demasiado baja en comparación con la atmósfera que la rodea, podría llegar a producirse el fenómeno de la condensación. Para evitarlo, es preciso aislar la cañería con algún tipo de aislante térmico, como podría llegar a ser una vaina de polietileno expandido o cualquier otro material adecuado Presencia de hielo en la cañería Si en zonas de muy bajas temperaturas, se formara hielo en el interior de la cañería por rotura o mala aplicación de la aislación térmica, ACQUA SYSTEM® cuenta a su favor, con un mayor índice de resistencia a la rotura que otras cañerías en similares condiciones, debido a dos importantes cualidades: 1- El binomio resistencia a bajas temperaturas (resilencia) y bajo módulo elástico. 2- Las uniones termofusionadas. Gracias a estas cualidades, la cañería, sometida a la expansión volumétrica del agua transformada en hielo, se deformará (acompañando la expansión), lo que permite resistir más que otras tuberías. Protección contra la radiación del sol Todos los materiales sintéticos son atacados -en mayor o menor grado- por los rayos solares (principalmente la radiación ultravioleta). Este ataque se manifiesta como una degradación paulatina del producto desde afuera hacia adentro que se observa como una cascarilla de fácil remoción. Frente a esta degradación, sólo existe hasta el momento una solución: los absorbedores de la causa de la degradación, mal llamados inhibidores de rayos U.V. Estos absorbedores son incorporados directamente a la materia prima y su acción protectora está en función de su calidad, del porcentaje de su presencia en la materia prima, y -fundamentalmente-
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