ANTEPROYECTO_DE_NORMA-SISTEMAS_DE_CALENTAMIENTO_SOLAR_DOMEST.pdf

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UNIDAD DE PLANEACIN MINERO ENERGTICA

FORMULACION DE UN PROGRAMA BASICO DE NORMALIZACIN PARA APLICACIONES DE

ENERGIAS ALTERNATIVAS Y DIFUSION

Documento ANC-0603-17-01

ANTEPROYECTO DE NORMA - SISTEMAS DE CALENTAMIENTO SOLAR DOMSTICO DE

AGUA (TRANSFERENCIA DE CALOR DE UN LQUIDO A OTRO)

Versin 01

Unin Temporal ICONTEC - AENE

Bogot, D.C., Marzo de 2003

UNIDAD DE PLANEACIN MINERO ENERGTICA - UPME Documento No. ANC-603-17 Sistemas de Calentamiento Solar domstico de agua Rev. 01 Documento de Trabajo Fecha: 18/03/03

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TABLA DE CONTENIDO

TTULO .................................................................................................................... 3

1. OBJETO...................................................................................................... 4

2. DEFINICIONES........................................................................................... 5

3. PUBLICACIONES DE REFERENCIA........................................................ 11

4. CLASIFICACIN....................................................................................... 14 4.1. GENERALIDADES.................................................................................... 14 4.2. CLASES.................................................................................................... 14 4.3. SUBCLASIFICACIN................................................................................ 14

5. REQUISITOS DE DISEO........................................................................ 16 5.1. SISTEMAS (GENERALIDADES)............................................................... 16 5.2. UBICACIN DE LOS COMPONENTES (ACCESIBILIDAD PARA

MANTENIMIENTO) ................................................................................... 18 5.3. DIMENSIONAMIENTO/CAPACIDAD DEL SISTEMA................................ 18 5.4. SISTEMA DE LQUIDOS (SANITARIO) .................................................... 20 5.5. EXPANSIN TRMICA DE FLUIDOS ...................................................... 21 5.6. FALLA DE POTENCIA .............................................................................. 21 5.7. REQUISITOS ELCTRICOS..................................................................... 21

6. REQUISITOS DE CONSTRUCCIN ........................................................ 22 6.1. GENERALIDADES.................................................................................... 22 6.2. MATERIALES ........................................................................................... 22 6.3. CORROSIN ............................................................................................ 23 6.4. COLECTORES.......................................................................................... 24 6.5. TANQUES................................................................................................. 24 6.6. BOMBAS................................................................................................... 24 6.7. INTERCAMBIADORES DE CALOR .......................................................... 25 6.8. PREVENTORES DE CONTRAFLUJO Y ROMPEDORES DE VACO....... 25 6.9. SISTEMAS DE CALENTAMIENTO AUXILIARES ..................................... 25 6.10. INSTALACIONES SANITARIAS................................................................ 25 6.11. AISLAMIENTO TRMICO......................................................................... 27 6.12. PROYECCIN CONTRA CONGELAMIENTO .......................................... 27 6.13. CONTROLES............................................................................................ 29 6.14. INSTRUMENTACIN................................................................................ 30 6.15. PROTECCIN RUTINARIA CONTRA SOBRETEMPERATURA .............. 30

7. SALUD Y SEGURIDAD............................................................................. 31 7.1. GENERALIDADES.................................................................................... 31 7.2. AUTOPROTECCIN CONTRA PRESIN Y TEMPERATURA................. 31 7.3. PROTECCIN DEL USUARIO CONTRA TEMPERATURAS EXCESIVAS32 7.4. INTERCAMBIADORES DE CALOR Y FLUIDOS DE TRANSFERENCIA DE

CALOR...................................................................................................... 33

8. ENSAYOS................................................................................................. 37


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8.1. GENERALIDADES.................................................................................... 37 8.2. ENSAYO DE PRESIN ............................................................................ 37 8.3. ENSAYO DE ACOPLE DEL COLECTOR.................................................. 38 8.4. ENSAYO DE ENTREGA/RECUPERACIN DE AGUA CALIENTE

(SISTEMA SOLAR MS SUPLEMENTARIO NICAMENTE)................... 38 8.5. ENSAYO DE FUERZA HIDROSTTICA EXTERNA (SISTEMAS SOLARES

MS SUPLEMENTARIOS SOLAMENTE)................................................. 39 8.6. ENSAYOS DE SOBRETEMPERATURA................................................... 40 8.7. ENSAYO DE DESEMPEO TRMICO .................................................... 42 8.8. ENSAYOS DE PROTECCIN CONTRA CONGELAMIENTO................... 50 8.9. ENSAYO DE AUTOPROTECCIN DEL SENSOR ................................... 53 8.10. ENSAYO DE PRESIN DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR................. 53

9. MARCADO Y ETIQUETADO..................................................................... 55 9.1. GENERALIDADES.................................................................................... 55 9.2. MARCADO................................................................................................ 55 9.3. ETIQUETADO........................................................................................... 55

10. INSTRUCCIONES DEL FABRICANTE Y DOCUMENTOS POR SUMINISTRAR.......................................................................................... 57

10.1. GENERALIDADES.................................................................................... 57 10.2. INSTRUCCIONES DE INSTALACIN ...................................................... 57 10.3. INSTRUCCIONES DE OPERACIN......................................................... 58 10.4. PLAN DE MANTENIMIENTO .................................................................... 59 10.5. SERVICIO Y PARTES DE REEMPLAZO.................................................. 59 10.6. PELIGROS................................................................................................ 59 10.7. NOTAS DEL INSTALADOR ...................................................................... 59

11. DOCUMENTO DE REFERENCIA ............................................................. 66

OBSERVACIONES AL ANTEPROYECTO DE NTC ............................................... 67

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Normas aplicables a componentes de sistemas de calentamiento solar domstico de agua ................................................................................ 60

Tabla 2 Programas de entrega para el ensayo de entrega/recuperacin de agua caliente .................................................................................................. 62

Tabla 3 Condiciones nominales para el ensayo de desempeo trmico ................ 63 Tabla 4 Programa para la simulacin de colectores adicionales esclavos y clculos

de elevacin de temperatura para colectores conectados en serie........ 64

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Flujo de energa en un sistema de calentamiento solar domstico de agua solar ms uno suplementario................................................................. 65


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TTULO

SISTEMAS DE CALENTAMIENTO SOLAR DOMSTICO DE AGUA (TRANSFERENCIA DE CALOR DE UN LQUIDO A OTRO)


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1. OBJETO

1.1 La presente norma trata sobre el desempeo, durabilidad y seguridad de los sistemas integrados de calentamiento solar domstico de agua, diseados para uso en edificaciones pequeas.

Se puede usar para evaluar los sistemas de calentamiento solar domstico de agua que se basan en transferencia de calor por lquidos y en medios de almacenamiento de calor por lquidos, y estn diseados para uso todo el ao.

1.2 Esta norma establece los requisitos para sistemas integrados, como los propone un fabricante, y para todos los subcomponentes y materiales.

1.3 Esta norma tiene que ver con los componentes y materiales suministrados por el fabricante, con instrucciones suficientes para instalacin y ensamble, y con el sistema despus de ensamble, de acuerdo con estas instrucciones. No trata sobre la preparacin en el sitio o procedimientos de instalacin.

1.4 Esta norma no est prevista como una especificacin de diseo o un manual de instrucciones para personas sin entrenamiento.


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2. DEFINICIONES

Las siguientes definiciones se aplican a esta norma:

Nota: En donde es posible, se ha usado el significado comn en construccin residencial.

2.1 Accesible (segn se ha aplicado al equipo): que permite la aproximacin personal; no bloqueado por puertas con llave, paredes u otro medio efectivo (vase la definicin de fcilmente accesible).

2.2 Agua potable: agua segura para consumo humano, y cuya calidad bacteriolgica y qumica cumple los requisitos de la autoridad de salud pblica regulatoria apropiada.

2.3 Aire ambiente: aire en el espacio que rodea el dispositivo de almacenamiento de energa trmica o los colectores solares, cualquiera que sea aplicable.

2.4 Aire exterior: hace referencia al aire externo; la atmsfera exterior a la edificacin.

2.5 Capacidad real del tanque: volumen medido del lquido en el tanque lleno y a temperatura ambiente.

2.6 Capacidad trmica: la capacidad de calor necesaria para elevar 1 C la temperatura de una masa dada.

2.7 Clasificacin de toxicidad Gosselin 2: la dosis oral letal probable en humanos de 5-15 g/kg de peso corporal (ligeramente txica) con base en Gosselin, Hodge, Smith and Gleason, Clinical Toxicology of Comercial Products, 4th edition, Williams and Welkins Co., Baltimore, Maryland, USA, 1975.

2.8 Colector solar: dispositivo diseado para absorber la radiacin solar incidente y transferir la energa a un lquido que pasa a travs de l.

2.9 Compatibilidad fsica: la capacidad de los materiales y componentes en contacto entre s, para resistir la degradacin por acciones fsicas tales como la expansin trmica diferencial.

2.10 Compatibilidad qumica: la capacidad de los materiales y componentes en contacto entre s, para resistir la degradacin qumica mutua, tal como la causada por accin electroltica o corrosin.

2.11 Componentes: partes del sistema integrado de calentamiento solar de agua integrados, que incluyen, entre otros, colectores, tanques de almacenamiento, bombas, etc.


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2.12 Condicin sin flujo: condicin obtenida cuando no hay flujo del fluido de transferencia de calor a travs del sistema, debido a cierre o a mal funcionamiento.

2.13 Condicin de espera: condicin de operacin en la cual no se pone energa en el tanque ni se retira energa de l deliberadamente.

2.14 Condicin de flujo: la condicin obtenida cuando el fluido de transferencia de calor fluye a travs del sistema en condiciones de operacin normales.

2.15 Condiciones en servicio: las condiciones a las cuales un sistema de calentamiento solar domstico de agua y sus componentes estarn expuestas durante su tiempo de vida operacional.

2.16 Conexin cruzada: cualquier conexin fsica o montaje entre dos sistemas de tubera, que de otra forma estaran separados, uno de los cuales contiene agua potable y el otro agua cuya seguridad es desconocida o cuestionable, o vapor, gas, qumicos, u otras sustancias, por medio de la cual puede haber un flujo de un sistema al otro, y la direccin del flujo depende de la presin diferencial entre los dos sistemas.

2.17 Conexin de contraflujo: cualquier montaje mediante el cual puede ocurrir contraflujo.

2.18 Construccin completamente soldada: todas las juntas entre secciones estn soldadas y no se usa ningn otro mtodo para asegurar una unidad libre de fugas.

2.19 Contaminantes (peligrosos): materiales que cuando se adicionan (en forma intencional o involuntaria) al suministro de agua potable, la convierten en inadecuada para el consumo humano o animal.

2.20 Contraflujo: el flujo de agua o lquidos, mezclas o sustancias en los tubos de distribucin de un suministro de agua potable de cualquier fuente diferente de las previstas. El sifonaje de aguas residuales a la fuente de abastecimiento es un tipo de contraflujo.

2.21 Contrapresin: presin creada por cualquier medio en el sistema de distribucin de agua en las instalaciones, que, por ser superior a la presin en la red de suministro de agua, podra causar contraflujo.

2.22 Control: cualquier dispositivo para regulacin del sistema de calentamiento solar de agua o sus componentes, en operacin normal, manual o automtica.

2.23 Controlador o subsistema de control: el ensamble de dispositivos y sus elementos auxiliares elctricos, neumticos o hidrulicos, que regulan el flujo de energa usado para operar el sistema, respondiendo a las condiciones ambientales detectadas, a las condiciones internas del sistema y a los requisitos de carga.


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2.24 Cubierta de la edificacin: los elementos de una edificacin que separan el interior del exterior.

2.25 Desconectador manual: una junta o conexin que se puede desensamblar sin herramientas.

2.26 Deterioro significativo (prdida, etc): deterioro que da como resultado la creacin de un peligro o una reduccin en el desempeo mayor que la prevista en el diseo.

2.27 Dispositivo de alivio de presin y temperatura: dispositivo automtico sensor de presin y temperatura, accionado por una presin o temperatura interna predeterminada, o ambas, y previsto para impedir o aliviar la temperatura o presin excesiva.

2.28 Domstico: hace referencia al uso en edificaciones residenciales y comerciales pequeas.

2.29 Espacio de aire: en un sistema de distribucin de agua potable, la distancia vertical no obstruida a travs de la atmsfera libre entre la abertura inferior de cualquier tubo o llave que suministra agua a un tanque, aparato sanitario u otro dispositivo, y el borde del nivel de inundacin del recipiente.

2.30 Fcilmente accesible: capaz de ser alcanzado fcilmente para operacin, renovacin o inspeccin, y no se requiere que quienes necesiten llegar a l, cumplan requisitos tales como trepar, retirar obstculos o utilizar escaleras porttiles, sillas, etc.

2.31 Falla prematura: falla que ocurre antes de que termine la vida de diseo.

2.32 Fluido de transferencia de calor: fluido con aditivos que se usa para transportar energa trmica de un lugar a otro.

2.33 Fluido no txico de transferencia de calor: fluido con aditivos, que ha sido aprobado como grado alimenticio por el Departamento de Salud y Seguridad del Canad.

2.34 Fluido txico de transferencia de calor: fluido con aditivos, que no se puede clasificar como agua potable o fluido no txico.

2.35 Fuente de energa auxiliar: una fuente de energa trmica, diferente de la energa solar, usada para calentar el agua de servicio. Es usualmente en forma de calor por* resistencia elctrica o energa trmica derivada de la combustin de combustibles fsiles.

2.36 Funcionario de la edificacin: el funcionario autorizado para actuar a nombre de la agencia gubernamental responsable del cumplimiento local de los cdigos.


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2.37 Golpe de ariete: el ruido de martilleo y golpes fuertes que pueden ocurrir en sistemas de agua presurizados cuando el flujo se altera abruptamente.

2.38 Intercambiador de calor: dispositivo o ensamble diseado especficamente para transferir calor entre dos fluidos separados fsicamente.

2.39 Lmites de diseo: el intervalo permisible en la especificacin de diseo.

2.40 Material combustible: material que mantiene la combustin.

2.41 Pendiente de drenaje: la pendiente intencional de la tubera instalada u otros componentes en sentido descendente hacia puntos de vaciado para facilitar el drenaje.

2.42 Picarse: proceso mediante el cual se produce prdida localizada de material en los materiales o componentes por erosin o descomposicin qumica.

2.43 Pieza de inflexin: combinacin de tubos o accesorios, o ambos, que lleva una seccin del tubo fuera de lnea, hacia una lnea paralela con la otra seccin.

2.44 Preventor de contraflujo: dispositivo o mtodo que impide el contraflujo o inversin de la direccin normal del flujo.

2.45 Protector de golpes de ariete: dispositivo fabricado, diferente de una cmara de aire, que contiene un colchn instalado en forma permanente contra presin de choque excesiva, sin mantenimiento.

2.46 Punto de inflamacin: temperatura a la cual un lquido o un slido voltil emite un vapor suficiente para formar una mezcla inflamable con el aire cerca de la superficie del lquido o dentro del recipiente de ensayo.

2.47 Residuo lquido: la descarga desde cualquier accesorio, aparato, rea o aditamento.

2.48 Salida de drenaje: el extremo ms bajo del drenaje principal, al cual va conectado el extremo terminal del conector de desage.

2.49 Sifonaje: ver la definicin de contraflujo.

2.50 Sifonaje de aguas residuales a la fuente de abastecimiento: contraflujo causado por la presin atmosfrica (vase la definicin de contraflujo).

2.51 Sistema: una combinacin de equipos y/o controles, accesorios, medios de interconexin y elementos terminales, mediante la cual la energa se transforma con el fin de ejecutar una funcin especfica, tal como el calentamiento del agua.


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2.52 Sistema de bucle cerrado de calentamiento solar domstico de agua: un sistema de calentamiento solar domstico de agua, que incluye una instalacin de tubera aislada de la presin atmosfrica y de los sistemas de suministro de agua potable.

2.53 Sistema de calentamiento solar domstico de agua: sistema en el cual las nicas entradas son la radiacin solar, el suministro de agua fra, y si es aplicable, energa auxiliar y energa para dispositivos de circulacin. Sus nicas salidas son el agua caliente y las prdidas de calor del sistema. El sistema puede incluir el colector y el almacenamiento y cuando se usan, tuberas, controles, un tanque de expansin, intercambiadores de calor, dispositivos de circulacin, vlvula de mezclado y fuente de energa auxiliar.

2.54 Sistema de calentamiento solar domstico de agua con contra-drenaje: sistema de calentamiento solar domstico de agua que incluye un montaje de tubera a presin atmosfrica y est separado del sistema de suministro de agua potable, y en el cual el fluido de transferencia de calor se devuelve a un depsito cuando el sistema no est operando.

2.55 Sistema de distribucin de agua potable: conjunto de tuberas, accesorios, vlvulas y aditamentos que transporta agua desde la fuente de agua potable a las salidas de suministro de agua, accesorios, aparatos y dispositivos en una edificacin.

2.56 Sistema de suministro de agua potable: conjunto de tuberas, accesorios, vlvulas y aditamentos que suministra agua desde una fuente privada o de un acueducto pblico al interior de una edificacin.

2.57 Sistema integrado de calentamiento solar domstico de agua: sistema de calentamiento solar domstico de agua prediseado, que se suministra completo con todos los componentes y materiales principales del sistema, y que est garantizado por un solo fabricante.

2.58 Sistema sanitario: las tuberas de suministro y distribucin de agua; accesorios sanitarios y sifones; tuberas de desage y de ventilacin y filtros; equipos para tratamiento de aguas o que utilizan agua.

2.59 Subsistema colector: la instalacin usada para absorber la radiacin solar, convirtindola en energa trmica til y transfiriendo la energa trmica a un fluido de transferencia de calor.

2.60 Subsistema de almacenamiento: el conjunto usado para almacenar energa trmica, de manera que se pueda usar cuando se requiera.

2.61 Subsistema: un conjunto principal, separable y funcional de un sistema, como por ejemplo un colector o el almacenamiento.


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2.62 Suministro mediante accesorios*: la tubera de suministro de agua que conecta un accesorio a una tubera derivada de suministro de agua o directamente a una tubera principal de suministro de agua.

2.63 Tanque: contenedor de fluidos.

2.64 Tanque de almacenamiento: recipiente usado para almacenar energa trmica; usualmente un tanque que almacena agua caliente.

2.65 Tasa de extraccin: la tasa a la cual el agua caliente es extrada del sistema.

2.66 Temperatura mxima de servicio: la temperatura mxima a la cual un componente estar expuesto en el servicio real, con o sin el flujo de un fluido de transferencia de calor.

2.67 Temperatura mnima de servicio: la temperatura mnima a la cual un componente estar expuesto en el servicio real, con o sin el flujo de un fluido de transferencia de calor.

2.68 Transporte de fluido: la transferencia de aire, agua u otro fluido entre componentes.

2.69 Tubera horizontal: cualquier tubo o accesorio que forma un ngulo inferior a 45 con la horizontal.

2.70 Tubo vertical: cualquier tubo o accesorio que forma un ngulo de 45 o menos con relacin a la vertical.

2.71 Vida de diseo: perodo de tiempo determinado por el fabricante, durante el cual se espera que un dispositivo o sistema realice su funcin prevista sin requerir mantenimiento o reemplazos importantes.


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3. PUBLICACIONES DE REFERENCIA

Esta norma hace referencia a las siguientes publicaciones, y cuando se hace esta referencia, debe ser a la edicin mencionada en seguida, incluidas todas las enmiendas publicadas:

Normas CSA

B64 Series 1976

CSA Standards on Vacuum Breakers and Backflow Preventers.

B125-1975

Plumbing Fittings;

C191 Series-1983;

Performance Requirements of CSA Standards on Electric Storage Tank Water Heaters.

C309-1977,

Performance Requirements for Glass-Lined Storage Tanks for Household Hot Water Service.

C22.2 No. 24-1981,

Temperature-Indicating and Regulating Equipment

C22.2 No. 108-1975,

Liquid Pumps

C 22.2 No. 139-1982,

Electrically Operated Valves

F378-M1982,

Solar Collectors

W47.1-1983,

Certification of Companies for Fusion Welding of Steel Structures.


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Normas ANSI*

Z21.22-1979,

Relief Valves and Automatic Gas Shutoff Devices for Hot water Supply Systems.

Normas ANSI /ASHRAE

93-1986,

Methods of Testing to Determine the Thermal Performance of Solar Collectors.

95-1981

Method of Testing to Determine the Thermal Performance of Solar Domestic Water Heating Systems

Norma ASTM

B88-83,

Seamless Copper Water Tube

Normas CGA

CAN 1-4.1-85,

Gas-Fired Automatic Storage Type Water Heaters with Inputs Less than 75 000 Btuh

CAN 1-4.4-M80

Temperature, Pressure, Temperature and Pressure Relief Valves and Vacuum Relief Valves.

Normas CGSB

19-GP Series of Standards

Caulking and Sealing Compounds

Norma ULC**

CAN4-S102-M83,

Standard Method of Test for Surface Burning Characteristics of Building Materials and Assemblies.


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* American National Standards Institute.

American National Standards Institute /American Society of Heating, Refrigerating & Air Conditioning Engineers, Inc.

Canadian Gas Association

Canadian General Standards Board

** Underwriters Laboratories of Canada.


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4. CLASIFICACIN

4.1. GENERALIDADES

En esta norma, los sistemas de calentamiento solar domstico de agua se clasifican:

a) de acuerdo con su capacidad para combinarse con fuentes de energa no solares; y

b) de acuerdo con la relacin de sus diferentes componentes.

4.2. CLASES

Para los propsitos de esta norma, existen tres clasificaciones bsicas de los calentadores de agua solares domsticos de acuerdo con su uso de fuentes de energa auxiliares:

(a) Sistema de precalentamiento solar: Sistema de precalentamiento solar diseado para suministrar agua domstica calentada por el sol directamente a otro calentador de agua.

(b) Sistema solar ms suplementario. Sistema diseado para suministrar agua caliente domstica, usando una fuente de energa solar y una auxiliar de una manera integrada.

(c) Sistema nicamente solar: un sistema nicamente solar es un sistema diseado para suministrar agua caliente domstica sin una fuente de energa auxiliar.

4.3. SUBCLASIFICACIN

4.3.1 Los sistemas de calentamiento solar de agua tambin se clasifican de acuerdo con la relacin entre el colector solar y el almacenamiento:

(a) Sistema integral colector-almacenamiento: sistema que tiene el almacenamiento dentro del colector, expuesto directamente a radiacin solar.

(b) Sistema de termosifn: sistema que utiliza solamente el cambio en la densidad del lquido debido a diferencias en temperaturas, para causar la transferencia de calor entre los colectores y el almacenamiento.


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(c) Sistema de circulacin forzada: sistema en el cual el fluido de transferencia de calor se hace circular por medio de una bomba.

(d) Sistema de circulacin directa: sistema que hace circular el agua potable a travs del colector.

(e) Sistema de circulacin indirecta: sistema que brinda separacin entre el lquido colector y el agua potable.

4.3.2 Clasificacin del sistema de proteccin contra congelamiento

Algunos sistemas se clasifican de acuerdo con el mtodo con el cual brindan proteccin contra congelamiento:

(a) Sistema anticongelamiento: sistema que utiliza un lquido no congelante para transferir calor de los colectores al almacenamiento.

(b) Sistema de contra-drenaje: sistema en el cual el lquido en los colectores solares se deja devolver a un tanque de almacenamiento interior dentro del sistema bajo las circunstancias establecidas.

(c) Sistema de drenaje descendente: sistema en el cual el lquido en los colectores solares es desaguado del sistema en las circunstancias establecidas.


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5. REQUISITOS DE DISEO

5.1. SISTEMAS (GENERALIDADES)

5.1.1 Los sistemas y componentes de los sistemas solares de agua caliente deben cumplir con las normas aplicables (vase la Tabla 1).

5.1.2 La construccin debe ser tal, que durante la manipulacin normal, en trnsito y durante la instalacin, el sistema no sufra dao de alguna forma que impida su funcionamiento como se requiere.

5.1.3 Excepto los sifones intencionales, se deben evitar, siempre que sea viable, las cavidades en los pasos de flujo que pueden atrapar materiales extraos.

5.1.4 El interior del sistema debe ser razonablemente liso y libre de rebabas.

5.1.5 El sistema debe estar diseado de manera que no produzca ruido en exceso cuando se somete a una tasa de flujo superior a la mxima recomendada por el fabricante.

5.1.6 Cambios trmicos

Los componentes y ensambles del sistema deben estar diseados para prever la contraccin y expansin trmica que ocurran durante el intervalo de temperatura de diseo.

5.1.7 Prdidas por termosifonaje

Se deben suministrar medios para impedir el escape indeseado de energa trmica del almacenamiento a travs de accin de termosifonaje.

5.1.8 Degradacin solar

Los componentes o materiales exteriores no se deben ver afectados por la exposicin a la luz solar en un grado que perjudique significativamente su funcionamiento durante su vida de diseo.

5.1.9 Degradacin relacionada con el suelo

Los componentes y materiales que estn previstos para estar enterrados en el suelo no se deben degradar en condiciones de servicio en un grado tal que su funcin se vea perjudicada durante su vida de diseo.


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5.1.10 Desgaste y fatiga

Los componentes que incluyen partes mviles deben, con el mantenimiento normal, estar en capacidad de ejecutar su funcin prevista sin desgaste o deterioro excesivo durante su vida de diseo.

5.1.11 Degradacin trmica, choque y esfuerzos de ciclado

Los componentes, materiales y elementos de la construccin con los que interactan no se deben degradar fsicamente en un grado tal que su funcionamiento se reduzca por debajo de los niveles de diseo durante su vida de diseo, cuando se exponen repetidamente a temperaturas y presiones de servicio mximas y mnimas.

Los componentes y materiales deberan estar en capacidad de soportar los esfuerzos inducidos por el choque trmico repetido para sus respectivas vidas de diseo.

5.1.12 Temperaturas de trabajo

Todos los componentes se deben disear para uso durante todo el intervalo de temperatura que pueden experimentar durante su operacin.

5.1.13 El sistema debe tener capacidad para soportar perodos en los que no se extrae agua caliente, sin deterioro significativo del sistema o los componentes.

5.1.14 Condiciones de operacin

Los colectores, tanques, bombas, vlvulas, orificios de regulacin, reguladores de presin, intercambiadores de calor, tuberas, mangueras y otros componentes, deben estar en capacidad de operar dentro de los intervalos de presin y temperatura de diseo, y de soportar condiciones ambientales extremas previstas en el servicio real, sin reducir la vida de diseo del sistema.

5.1.15 Un sistema de energa solar debe estar equipado con un medio para evitar:

(a) el sobrecalentamiento del medio de almacenamiento sobre la temperatura mxima de operacin de diseo;

(b) el termosifonaje que causar dao por el congelamiento dentro de un componente.

(c) la elevacin de la temperatura de los fluidos de transferencia de calor sobre la temperatura mxima de operacin de diseo del sistema, y


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(d) dao por choque trmico.

Nota: La presin y temperaturas excesivas que se pueden acumular en los colectores en condiciones "sin flujo" exigen atencin. Un punto crtico es el choque trmico que podra ocurrir cuando se introducen fluidos de transferencia en los colectores que han estado expuestos a radiacin solar bajo condiciones "sin flujo". En sistemas que no pueden soportar las temperaturas mximas a las que estarn expuestos (es decir, condiciones "sin flujo"), es esencial contar con algn medio de proteccin, como por ejemplo, un descargador* de energa.

5.2. UBICACIN DE LOS COMPONENTES (ACCESIBILIDAD PARA MANTENIMIENTO)

5.2.1 Todos los componentes individuales de los sistemas de calentamiento solar domstico de agua pueden requerir examen peridico, ajuste, servicio o mantenimiento, deben estar accesibles para inspeccin, reparacin, retiro o reemplazo sin desmontarlos de ninguna pieza importante a la que estn unidos, del equipo o del subsistema.

5.2.2 Accesorios de mantenimiento permanente

Se deben suministrar los accesorios de mantenimiento permanente tales como llaves de manguera, drenajes, etc., del sistema de calentamiento solar domstico de agua.

5.3. DIMENSIONAMIENTO/CAPACIDAD DEL SISTEMA

5.3.1 Dimensionamiento del sistema de lquidos

Las bombas, tuberas y otros componentes se deben dimensionar para que transporten el fluido de transferencia de calor a las tasas de flujo de diseo sin erosin o corrosin significativas.

5.3.2 Capacidad del sistema de precalentamiento solar

Los sistemas de precalentamiento solar se deben clasificar de manera que brinden al usuario la informacin apropiada sobre capacidad de almacenamiento de agua caliente solar, y la contribucin solar esperada.

La capacidad de carga nominal del sistema debe ser una de las tres cargas siguientes:

(a) Para 1 2 personas: 150 L/da, carga de agua caliente promedio.

(b) Para 3 4 personas: 225 L/da, carga de agua caliente promedio.

(c) Para 5 ms personas: 300 L/da carga de agua caliente promedio.


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La capacidad nominal de almacenamiento de agua caliente solar del sistema debe ser el volumen del agua solar precalentada almacenada.. La contribucin solar esperada se debe medir de acuerdo con el numeral 8.7.

Nota. La capacidad especificada de esta forma permitir escoger un sistema de precalentamiento solar apropiado para diferentes tamaos de residencias o familias, para uso con calentadores de gas, elctricos, de propano o aceite independientes, de entrega conocida y desempeo del drowdawm

5.3.3 Capacidad nominal del sistema solar ms el suplementario

Los sistemas solares ms suplementarios se deben clasificar de manera que brinden al usuario la informacin apropiada sobre el desempeo mximo de la entrega en ausencia de energa solar, capacidad de almacenamiento de agua caliente solar, y contribucin solar esperada, y deben cumplir con el desempeo establecido por el fabricante cuando se ensayan de la siguiente manera:

(a) desempeo de la entrega en ausencia de entrada solar cuando se ensaya de acuerdo con el numeral 8.4.

(b) Desempeo del drowdawn cuando se ensaya de acuerdo con el numeral 8.5. El tamao de la carga nominal del sistema debe ser una de las tres cargas siguientes:

(i) Para 1 2 personas: 150 L/da, carga de agua caliente promedio.

(ii) Para 3 4 personas: 225 L/da carga de agua caliente promedio.

(iii) Para 5 ms personas: 300 L/da carga de agua caliente promedio.

La capacidad nominal de almacenamiento de agua caliente solar del sistema debe ser el volumen del agua calentada por el sol que es almacenada por el sistema. La contribucin solar esperada se debe medir de acuerdo con el numeral 8.7.

Nota. La capacidad como se especifica en esta norma permitir escoger un calentador apropiado de agua solar ms uno suplementario, para diferentes tamaos de residencias, consistente con las necesidades percibidas.

5.3.4 Capacidad nominal de sistemas nicamente solares

Los sistemas nicamente solares se deben clasificar de manera que brinden al usuario la informacin apropiada sobre el desempeo de la entrega y sobre la capacidad de almacenamiento de agua caliente solar, y deben entregar al menos 1 000 L/da de agua caliente a un mnimo de 30 C, cuando se ensayen de acuerdo con los procedimientos especificados en el numeral 8.7.7.

La capacidad nominal de almacenamiento de agua caliente solar debe ser el volumen del agua almacenada, en litros. El desempeo nominal de la entrega debe ser el volumen total del agua caliente entregada sobre una temperatura mnima de 30 C, y el tiempo de recuperacin nominal debe ser el tiempo para producir agua


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caliente a 40 C desde arranque en fro, cuando se mide de acuerdo con los procedimientos especificados en el numeral 8.7.7.

Nota. La clasificacin como se especifica en esta norma permitir escoger los calentadores de agua nicamente solares apropiados, de acuerdo con los diferentes tamaos de residencias o la carga de agua caliente promedio: pequea (100 175 L/da), mediana (175-250 L/da), y grande (250-325 L/da).

5.4. SISTEMA DE LQUIDOS (SANITARIO)

5.4.1 Purga de aire

Se debe realizar una purga de aire cuando la acumulacin de aire del sistema puede afectar adversamente el desempeo del sistema.

5.4.2 Golpe de ariete

Cuando se usa un lquido como el fluido de transferencia y en el diseo se utilizan vlvulas de cierre rpido, el sistema de tubera debe tener capacidad para controlar o soportar el potencial golpe de ariete. Los protectores contra golpe de ariete deben cumplir los cdigos aplicables.

5.4.3 Separacin del sistema de calentamiento solar domstico de agua.

Cada sistema de calentamiento solar domstico de agua debe estar equipado con una vlvula de cierre, que se instala en el tubo de suministro de agua fra al tanque.

5.4.4 Conexiones de servicio

Se deben colocar conexiones adecuadas en un lugar fcilmente accesible para el llenado, drenaje y purgado de sistemas de lquidos.

5.4.5 Drenaje y llenado de los sistemas de lquidos

Los sistemas de energa solar para lquidos deben estar en capacidad de ser drenados, ventilados y llenados sin atrapamiento de aire.

5.4.6 Diseo de las tuberas

La tubera o bucle para transporte del lquido debe estar diseado de acuerdo con normas de tubera y cdigos sanitarios reconocidos.

5.4.7 Tamaos

La tubera debe estar dimensionada para limitar la velocidad del lquido a los niveles recomendados por el fabricante del tubo de acuerdo con el tipo de lquido.


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5.4.8 Cdigos y normas de instalaciones sanitarias

Los materiales y equipos de instalaciones sanitarias deben cumplir los requisitos de las normas de instalaciones sanitarias aplicables (vase la Tabla 1).

Nota. Las vlvulas de compuerta o similares que abren casi todo el dimetro interno del tubo se deberan usar como vlvulas de cierre. Las vlvulas esfricas o similares se deberan usar para control de flujo.

5.5. EXPANSIN TRMICA DE FLUIDOS

El diseo del sistema debe incluir medidas adecuadas para la expansin trmica de los fluidos de transferencia de calor y los lquidos para almacenamiento trmico.

5.6. FALLA DE POTENCIA

Un sistema debe estar diseado de manera que una falla de potencia no d lugar a dao consiguiente al sistema o sus alrededores.

5.7. REQUISITOS ELCTRICOS

5.7.1 Compatibilidad (elctrica)

Todos los componentes elctricos deben ser mutuamente compatibles, de acuerdo con los requisitos de las partes aplicables de la NTC 2050 Cdigo Elctrico Colombiano (vase el numeral 3).

5.7.2 Identificacin del cableado

Los terminales de los circuitos de control deben estar identificados y marcados, o codificados por color.


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6. REQUISITOS DE CONSTRUCCIN

6.1. GENERALIDADES

Todas las aberturas a los tanques (excepto de ventilacin) deben estar cubiertas hermticamente y aseguradas en su sitio. Los orificios de ventilacin deben estar protegidos con material resistente a la corrosin que no tenga menos de 8 aberturas por centmetro lineal.

6.2. MATERIALES

6.2.1 Los materiales que entran en contacto directo con el agua potable no deben afectar adversamente el sabor, el olor o la calidad fsica y apariencia del agua.

Nota. Este requisito no tiene como fin evitar el uso de tintes seguros para la deteccin y advertencia sobre fugas en el sistema.

6.2.2 Las unidades de almacenamiento trmico deben ser de material suficientemente durable que cumpla los requisitos de almacenamiento de calor del sistema para la vida de diseo prevista de la unidad de almacenamiento.

6.2.3 Los materiales del tanque de almacenamiento trmico, incluido cualquier recubrimiento protector interior y el medio de almacenamiento usado, no deben transmitir toxicidad o sabores u olores indeseables al agua destinada a consumo humano.

6.2.4 Los materiales que conforman el sistema de almacenamiento trmico no deben causar desgaste corrosivo y deterioro que puedan dar como resultado falla o degradacin prematura.

6.2.5 Los materiales deben ser apropiados para la temperatura y presiones a las cuales se van a operar, para los fluidos que van a manejar y para su uso previsto. Los materiales que se pueden ver afectados por factores ambientales deben estar protegidos de la manera apropiada.

6.2.6 Sellantes, calafateo y empaques

6.2.6.1 Generalidades

El calafateo y los sellantes deben estar de acuerdo con la serie de normas CGSB 19-GP sobre compuestos de calafateo y sellado, en donde sean aplicables.


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6.2.6.2 Compatibilidad qumica y fsica y estabilidad trmica

Los empaques y sellantes deben ser qumica, fsica y trmicamente compatibles con los sustratos a los que van unidos y con el fluido de transferencia de calor con el que estn en contacto directo.

Los empaques, sellantes y mangueras de acople, ya sea sean secos o en contacto directo con lquidos, no se deben ver afectados adversamente por el contacto con lquidos o el medio ambiente, en un grado tal que perjudique significativamente su capacidad para funcionar durante su vida de diseo. Las mangueras de acople usadas para conectar los colectores entre s y al sistema se deben ensayar de acuerdo con el numeral 8.3.

Nota. Los empaques, sellantes, mangueras de acople y materiales orgnicos similares se pueden hinchar cuando se exponen a algunos lquidos y perder as su capacidad de funcionar. Ya que las conexiones de las mangueras de acople son una fuente potencial de fuga, la seleccin de mangueras y abrazaderas es bastante crtica. Muchas fallas han sido causadas al utilizar abrazaderas de rosca tipo resorte de tipo resorte screw-on* y exponer la manguera a altas temperaturas que tienden a endurecerla debajo de la abrazadera, hacindole perder elasticidad y creando fugas. Al apretar la abrazadera se puede detener la fuga temporalmente, pero a la larga se formar un anillo duro y quebradizo que se resiste al aprietamiento adicional. Las mangueras de caucho sintticas y de silicona, si estn vulcanizadas apropiadamente, tienden a mantener su elasticidad sin tender a endurecerse*. Sin embargo, debido a la plasticidad de las mangueras de caucho de silicona, las abrazaderas de tipo rosca con bandas perforadas no se deberan usar, debido a que el material de la manguera se puede extruir a travs de las perforaciones.

6.3. CORROSIN

6.3.1 JUNTAS Y CONEXIONES ENTRE METALES DIFERENTES

Se debe demostrar que las conexiones de metales diferentes son compatibles y no causarn accin galvnica perjudicial.

6.3.2 Compatibilidad de metales diferentes

Los materiales diferentes incompatibles se deben separar o tratar para impedir la degradacin que pueda afectar su funcin significativamente en condiciones de servicio durante su vida de diseo.

Nota. Los componentes y materiales tales como empaques, sellantes, recubrimientos, etc., pueden generar productos de degradacin durante su vida de servicio sin perjudicar su funcin o propiedades estticas; sin embargo, los productos de la degradacin pueden afectar significativamente el desempeo de otros componentes en el sistema. Los fluidos de transferencia de calor, incluida el agua inhibida, se pueden descomponer y producir acumulacin de incrustaciones (costras), lo cual puede causar deterioro del desempeo. Esto es particularmente aplicable en calentadores de agua en los cuales el agua de suministro es calentada directamente en el colector, y los slidos disueltos (sales de calcio) se precipitan.


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6.4. COLECTORES

6.4.1 Los colectores solares deben cumplir los requisitos de la norma CSA F 378 . El ensayo de desempeo trmico no se requiere a menos que los resultados de ste se exijan en esta norma.

6.4.2 Las conexiones de los colectores deben estar diseados para soportar la mxima temperatura de estancamiento del colector usando el procedimiento especificado en el numeral 8.3.

6.5. TANQUES

6.5.1 Drenaje de los tanques

El tanque de almacenamiento de energa solar se debe poder desaguar.

6.5.2 Requisitos de los tanques de almacenamiento

Todos los tanques de almacenamiento revestidos en vidrio deben cumplir los requisitos de desempeo de la norma CSA C309.

6.6. BOMBAS

6.6.1 Seleccin de bombas, dimensionamiento y ubicacin

6.6.1.1 Las bombas se deben dimensionar para superar la cabeza de lquido esttica y la friccin del sistema. Los motores de bombas y propulsores se deben dimensionar para impedir la sobrecarga del motor. Se debe suministrar una cabeza de succin positiva adecuada para evitar la cavitacin.

6.6.1.2 Una prctica aceptable es graduar las bombas para cumplir los requisitos de entrega de lquido, siempre y cuando la falla de una de las bombas en el sistema no constituya un peligro.

6.6.2 Materiales de construccin

6.6.2.1 Sistemas de circulacin directa

Las bombas de circulacin para cualquier sistema en el cual se usa agua como el medio de transferencia de calor y en el cual hay exposicin constante o frecuente al aire, se deben fabricar de un material resistente a la corrosin tales como bronce o acero inoxidable. Algunos materiales no metlicos pueden probar ser aceptables.


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6.6.2.2 Sistemas de circulacin indirecta

Siempre y cuando el medio de transferencia de calor est inhibido adecuadamente contra fallas en materiales potencialmente corrosivos y el mismo lquido se haga circular repetidamente, la seleccin del material de la bomba para sistemas en los cuales el aire est excluido, est limitada solamente a aquellos de los que se sabe que son adecuados para el servicio. Se pueden usar materiales ferrosos y no ferrosos, al igual que los materiales no metlicos que hayan demostrado ser adecuados para servicio de la bomba.

6.6.2.3 Bucle de almacenamiento domstico de agua.

Si es necesario, las bombas para este bucle se deben fabricar en bronce o en acero inoxidable o un material equivalente, ya que se sabe que el agua dulce de complemento en este bucle contiene oxgeno disuelto.

6.7. INTERCAMBIADORES DE CALOR

Los intercambiadores de calor usados en calentadores solares domsticos de agua deben cumplir con los requisitos de salud y seguridad especificados en el numeral 7.4.

6.8. PREVENTORES DE CONTRAFLUJO Y ROMPEDORES DE VACO

Los preventores de contraflujo y rompedores de vaco deben cumplir con las normas establecidas (vase la Tabla 1).

6.9. SISTEMAS DE CALENTAMIENTO AUXILIARES

6.9.1 Los elementos de calentadores elctricos deben cumplir los requisitos de la norma CSA 191.

6.9.2 Los quemadores de gas, quemadores pilotos y equipo auxiliar deben cumplir los requisitos de la norma CGA CAN1-4.1.

6.10. INSTALACIONES SANITARIAS

6.10.1 Diafragmas o fuelles

Los diafragmas o fuelles usados como barreras en tubera de control que derivan a una o ms vlvulas de cheque, se deben instalar de manera que en caso de falla, la evidencia de sta sea detectable.


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6.10.2 Orificios para aire y de ventilacin

Los orificios deben estar protegidos contra la acumulacin de polvo, que podra reducir el rea de flujo y afectar adversamente el desempeo del sistema. No debe ser posible hacer una conexin directa con un orificio de ventilacin.

6.10.3 Aire atrapado

Los sistemas deben suministrar un medio adecuado para retirar el aire o gas desde puntos altos en los sistemas de tubera.

6.10.4 Proteccin para alivio de vaco

Los tanques de almacenamiento cerrados y la tubera se deben proteger contra la cada de la presin inducida por el vaco. Estos componentes deben estar diseados para soportar estas presiones, o deben tener proteccin para alivio de vaco.

6.10.5 Filtros

El sistema debe tener filtros u otros medios para impedir la contaminacin por sustancias extraas, lo que podra afectar el flujo y la calidad del fluido de transferencia de calor ms all de los lmites aceptables.

Los filtros u otros componentes en contacto con el agua potable deben cumplir con los cdigos y normas aplicables a sistemas de agua potable.

6.10.6 Interconexiones

Cualquier interconexin entre un sistema de energa auxiliar y el sistema de energa solar se debe hacer de manera que no produzca temperaturas o presiones que excedan las condiciones de diseo permisibles en cualquiera de los sistemas (modo operacional o no operacional). Las interconexiones no deben comprometer ni poner en derivacin los dispositivos de seguridad.

6.10.7 Conexiones cruzadas

Los sistemas de agua potable deben estar protegidos contra las conexiones cruzadas de aguas de compensacin a los tanques o tubera que contienen fluidos no potables, con un preventor de contraflujo aprobado, o un espacio de aire.

6.10.8 Prevencin de sifonaje de aguas residuales al agua de abastecimiento

Un suministro de agua a un tanque u otro accesorio que opera a presin atmosfrica debe tener un espacio de aire o preventor de sifonaje de aguas residuales al agua de abastecimiento, como se exige en la seccin 6.2 del Canadian Plumbing Code. NTC 1500 Cdigo Colombiano de fontanera


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6.10.9 Inclinacin o ngulo de instalacin de la tubera

La tubera se debe colocar inclinada hacia los agujeros de desage para facilitar el drenaje del sistema. Los tubos que contienen un fluido de transferencia txico o peligroso de cualquier otra forma, se debe instalar con una pendiente de drenaje no menor del 1%.

6.10.10 Juntas

Las juntas deben ser de un tipo aprobado para el material de la tubera que se usa y para el uso previsto.

6.11. AISLAMIENTO TRMICO

6.11.1 Aislamiento

Los recubrimientos o aislamiento usados en cualquier componente o equipo deben ser de materiales adecuados para las condiciones de operacin del sistema. Estos aislamientos, chaquetas y adhesivos lapseal* no usados en el exterior de una edificacin se deben ensayar como un producto compuesto, deben tener una dispersin de llama no superior a 25 y una clasificacin de desarrollo de humo de mximo 50, cuando se ensayan de acuerdo con la norma ULC CAN4-S102.

Nota. Algunos materiales aislantes usados como aislamientos de tuberas para exteriores pueden requerir proteccin de los rayos UV y otros peligros provenientes del ambiente.

6.11.2 Aislamiento de la tubera

El tipo y espesor mnimo del aislamiento se deben especificar por los fabricantes del sistema para toda la tubera que se requiere para la instalacin, de acuerdo con el numeral 10.2.4.

6.12. PROYECCIN CONTRA CONGELAMIENTO

6.12.1 Todos los sistemas deben estar protegidos contra dao o interrupciones en su operacin por condiciones de congelamiento. Las condiciones de congelamiento se definen por:

(a) Agua estancada o que se mueve lentamente expuesta a una temperatura por debajo de 5 C en un espacio no sometido a calentamiento, y

(b) Agua en contacto trmico con un lquido no congelable a menos de 0 C que se hace circular a travs del sistema.


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La suficiencia de la proteccin contra congelamiento suministrada a travs del drenaje del colector y la conexin de la tubera expuesta a temperaturas de congelamiento se debe determinar por el procedimiento especificado en los numerales 8.8.1 y 8.8.2.

Todos los sistemas de proteccin contra congelamiento deben cumplir los requisitos del numeral 8.9.3.

6.12.2 Todos los sistemas de circulacin forzada y termosifn que usan un lquido no congelable deben contar con un medio para evitar el termosifonaje de las aguas residuales al agua de abastecimiento en el bucle del colector.

6.12.3 Los lquidos no congelables especificados por el fabricante para uso en un lugar dado no se deben someter a congelamiento o solidificacin a la temperatura ambiente mnima esperada para el lugar.

6.12.4 Todos los sistemas que utilizan vlvulas automticas para drenaje del colector deben tener las siguientes caractersticas:

(a) Un dispositivo de proteccin de congelamiento separado, con instrucciones sobre cmo colocarlo de manera que quede en el punto ms crtico del sistema.

Nota. Un dispositivo de proteccin contra congelamiento ubicado en la placa absorbedora del colector no puede proteger los tubos exteriores contra congelamiento cuando la placa absorbedora es calentada por el sol y la bomba no est energizada.

(b) Un medio para drenaje manual del conector y la tubera expuesta.

(c) Un medio para indicar al usuario que las vlvulas de drenaje funcionan apropiadamente, y

(d) Un filtro de lnea para proteger de contaminacin a la vlvula de drenaje.

6.12.5 Todos los sistemas de contra-drenaje que operan a la presin de la lnea deben tener un tubo indicador, una alarma de alto nivel o algn otro medio para indicar prdida de la cabeza de aire en el sistema, y un medio para separacin manual y drenaje del sistema.

6.12.6 Las secciones expuestas de los sistemas que hacen circular agua a travs de los colectores solares deben estar protegidas contra congelamiento (vase el numeral 10.2). Para sistemas que hacen circular agua a travs de los colectores solares, el fabricante del sistema debe especificar la longitud mxima de la tubera expuesta, la colocacin apropiada y el aislamiento de los orificios de aire, rompedores de vaco, o vlvulas de proteccin contra congelamiento (vase el numeral 10.2).


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6.13. CONTROLES

6.13.1 Proteccin de las lneas de control

Los medios para transmitir las salidas de los sensores a los dispositivos de control deben estar protegidos contra dao o contra la introduccin de seales falsas como resultado de las condiciones ambientales o de operacin del sistema.

6.13.2 Controles

Los controles deben mantener el sistema de calentamiento solar domstico de agua dentro de los lmites de operacin de temperatura y presin. Los dispositivos de alivio de presin y temperatura requeridos no se deben considerar como controles que satisfagan esta condicin.

6.13.3 Transferencia de mando del sistema de control

El subsistema de control debe incluir un medio para derivar, ajustar o transferir el mando de los controles manuales o automticos, segn se requiera para facilitar la instalacin, arranque, operacin, interrupcin o mantenimiento.

6.13.4 Controles de doble seguridad

El subsistema de control debe estar diseado de manera que, en caso de una falla de potencia o de cualquiera de los componentes en el subsistema, la temperatura o la presin, o ambos, desarrolladas en el sistema de calentamiento solar domstico de agua no daarn ninguno de los componentes del sistema y de la edificacin, ni presentarn peligro para sus ocupantes. Los requisitos de doble proteccin contra fallas del sistema de control se deben ensayar de acuerdo con los numerales 8.6.1, 8.8.3, y 8.9.

6.13.5 Advertencias

La funcin de todos los interruptores y controles debe estar identificada claramente. Todas las luces de advertencia deben indicar las acciones por tomar. Si se requieren ajustes de control manuales durante la operacin del sistema solar, el sistema de control debe estar diseado para asegurar que la seguridad del sistema y la edificacin en la que se encuentra instalado, no se vea comprometida por fallas al hacer estos ajustes de control manuales.

6.13.6 Instalacin de sensores de control

Los sensores de control deben estar aislados y protegidos de otra manera, contra influencia ambiental externa, tal como el viento, la humedad, la temperatura u otros factores que pueden alterar su funcin sensora prevista. Los sensores y cableado de control deben estar protegidos contra dao ambiental.


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Nota. Los sensores pueden dar lecturas errneas de las condiciones de operacin del sistema cuando ocurre calentamiento o enfriamiento en su cercana inmediata debido a flujos de calor externos. De esto puede resultar un desempeo inferior o fallas en el sistema por congelamiento. Los flujos de calor externo pueden ser causados por radiacin solar, viento, temperatura ambiente, y gradientes trmicos (incluido el termosifonaje). Tambin pueden estar asociados con los tanques de almacenamiento, calderas o tuberas para agua caliente o fra cuando los sensores estn cerca. El aislamiento apropiado de los sensores reducir su susceptibilidad a la influencia de los flujos de calor externo. La colocacin apropiada de sensores o el uso de vlvulas de cheque reducir su susceptibilidad a la influencia de los flujos internos, como por ejemplo, termosifonaje. Una instalacin apropiada (conexin, calibracin, ubicacin) de los sensores tambin es crtica para asegurar un desempeo apropiado.

6.14. INSTRUMENTACIN

6.14.1 Indicadores de operacin

El sistema de calentamiento solar domstico de agua debe incluir medios para que un observador determine fcilmente cundo el fluido de la bomba de bucle est circulando.

6.14.2 Llenado del tanque

Los tanques no presurizados deben contar con medios para prever derrames, que se pueden dirigir a un punto de disposicin aprobado.

6.14.3 Indicador de prdida de fluido

Se debe suministrar un medio para indicar al usuario que ha ocurrido prdida del fluido de transferencia de calor dentro de este sistema.

Nota. Esto se puede indicar con un manmetro.

6.15. PROTECCIN RUTINARIA CONTRA SOBRETEMPERATURA

Los sistemas se deben ensayar para determinar su proteccin contra dao o peligros causados por las temperaturas excesivas de los fluidos de transferencia de calor que pueden surgir durante la operacin de rutina. Los ensayos se deben realizar de acuerdo con el numeral 8.6.2.

Un sistema aprobar este ensayo si no ha ocurrido dao visible.


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7. SALUD Y SEGURIDAD

7.1. GENERALIDADES

7.1.1 Efectos de los productos de la descomposicin

Los productos de la descomposicin qumica que son expelidos de los componentes solares, bajo ninguna condicin deben causar dao a las personas ni causar degradacin de los componentes solares o de los elementos de la construccin en un grado tal que perjudiquen significativamente su capacidad para realizar su funcin prevista durante su vida de diseo.

7.1.2 Cdigos y normas contra incendios

Los ensambles y materiales deben cumplir los requisitos del National Fire Code.

7.1.3 Proteccin contra el autoencendido de los combustibles

Los materiales combustibles usados en el equipo solar y las estructuras adyacentes no deben estar expuestos a temperaturas elevadas que puedan causar encendido.

7.2. AUTOPROTECCIN CONTRA PRESIN Y TEMPERATURA

7.2.1 Dispositivos de alivio de presin y temperatura

Cada sistema de calefaccin solar de agua debe estar equipado con dispositivos de alivio de presin y temperatura diseados y localizados de manera que se impida la rotura del sistema debido a acumulacin de temperaturas o presiones internas excesivas por cualquier razn. Estos dispositivos de alivio deben operar sin el uso de potencia auxiliar. Los sistemas se deben ensayar para determinar su capacidad para tolerar fallas de potencia no programadas sin dao permanente al sistema, la edificacin o el ambiente, de acuerdo con el numeral 8.6.1. Un sistema aprobar este ensayo si no ocurre ruptura o dao permanente y si la forma de cualquier descarga del lquido de los dispositivos de alivio de presin y temperatura es tal, que no hay peligro para el usuario ni dao al ambiente.

7.2.2 Vlvulas de alivio de temperatura

Cada tanque de almacenamiento de agua caliente solar a presin debe estar equipado con:

(a) Una vlvula de alivio de temperatura con un elemento sensor de temperatura localizado sobre el tanque o dentro de l y diseada para abrir y descargar


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suficiente agua del tanque para impedir que la temperatura del agua en el tanque exceda los 99 C en todas las condiciones de operacin, o

(b) Un dispositivo que:

(i) est diseado para cortar el suministro de energa solar al tanque de almacenamiento.

(ii) no est conectado al control que determina la operacin del sistema de circulacin solar para calentamiento y opere independientemente de dicho control, y

(iii) est localizado y mantenido sobre o dentro del tanque de manera que la temperatura mxima del agua del tanque no exceda los 99 C en cualquier condicin de operacin.

En todos los tanques para almacenamiento de agua caliente solar domsticos equipados como se especifica en este numeral debe informarse en un lugar claramente visible que estn as equipados.

Se puede combinar una vlvula de alivio de presin y una de alivio de temperatura, para cumplir con este requisito.

7.3. PROTECCIN DEL USUARIO CONTRA TEMPERATURAS EXCESIVAS

7.3.1 Escaldadura

Los sistemas domsticos de agua caliente se deben disear de manera que la temperatura del agua caliente disponible para el usuario no pueda exceder los 63 C. Las acciones realizadas por el sistema para impedir temperaturas mayores no deben interferir con el funcionamiento normal subsiguiente del sistema.

Los sistemas se deben ensayar de acuerdo con el numeral 8.6.2 y aprobarn el ensayo si la temperatura de entrega del sistema no excede los 63 C y no se excede la temperatura mxima permisible de almacenamiento. La temperatura mxima permisible de almacenamiento debe ser igual a la temperatura mxima de ensayo de la norma CSA B 125 para la vlvula de compensacin termosttica empleada, o la mxima temperatura de ensayo de algn otro dispositivo de atemperacin empleado, que cumpla con la norma CSA.

7.3.2 Componentes sometidos a calor

Los ensambles de los sistemas de calentamiento solar domstico de agua que estn expuestos a acceso por parte del usuario y se mantienen a temperaturas elevadas, deben estar aislados lo suficiente para mantener las temperaturas de la


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superficie expuesta por debajo de 65 C durante la operacin, o deben estar adecuadamente aislados.

7.4. INTERCAMBIADORES DE CALOR Y FLUIDOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

7.4.1 Clasificacin de los intercambiadores de calor

7.4.1.1 Los intercambiadores de calor usados en sistemas de calentamiento solar domstico de agua se deben clasificar como de construccin de pared sencilla o doble, con un medio visible para deteccin de fugas.

7.4.1.2 Construccin de pared sencilla significa un intercambiador de calor con slo un espesor de material que separa el agua potable del fluido de transferencia de calor.

7.4.1.3 Construccin de pared doble significa un intercambiador de calor con dos espesores distintos de material que separan el agua potable del fluido de transferencia de calor.

7.4.1.4 Medios visibles de deteccin de fugas significa que existe un espacio entre las dos paredes de un intercambiador de calor de pared doble, con ventilacin a la atmsfera, de manera que la fuga en el agua potable sera visible.

7.4.2 Clasificacin de los fluidos de transferencia de calor

7.4.2.1 Los fluidos de transferencia de calor usados en los sistemas de calentamiento solar domstico de agua se deben clasificar como agua potable, fluido no txico, y fluido txico (vase la definicin del numeral 2.1). Los fluidos txicos de transferencia de calor se deben subclasificar segn su categora de toxicidad Gosselin.

7.4.3 Requisitos de seguridad y de materiales

7.4.3.1 Los sistemas de calentamiento solar domstico de agua de contra-drenaje que utilizan un intercambiador de calor de una pared sencilla para separar el agua potable del fluido de transferencia de calor, deben cumplir los siguientes requisitos:

(a) El fluido de transferencia de calor especificado debe ser agua potable o un fluido no txico.

(b) El material de la pared del intercambiador de calor que separa el agua potable del fluido de transferencia de calor debe ser acero inoxidable serie 300 400 de construccin completamente soldada, con un espesor mnimo de 1,4 mm.

(c) El fluido de transferencia de calor debe estar a presin atmosfrica.


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(d) Se debe suministrar e instalar un preventor de contraflujo que cumpla los requisitos de la norma CSA B 64.3, entre el sistema de distribucin de agua potable y la entrada al sistema de calentamiento solar domstico de agua.

(e) Los intercambiadores de calor construidos en acero inoxidable austentico con contenido de carbono regular, soldados, deben ser recocidos y pasivados, y los intercambiadores de calor construidos en acero inoxidable austentico con contenido de carbono extra bajo o estabilizado, soldados, deben haber sido sometidos a alivio de esfuerzos y pasivados. Las compaas que hacen la soldadura de los intercambiadores de calor deben estar certificadas con la norma CSA W47-1, Divisin 1 2.

7.4.3.2 Los sistemas de calentamiento solar domstico de agua de bucle cerrado que utilizan un intercambiador de pared sencilla para separar el agua potable del fluido de transferencia de calor deben cumplir los siguientes requisitos:

(a) El fluido de transferencia de calor especificado debe ser no txico.

(b) El material de la pared del intercambiador de calor que separa el agua potable del fluido de transferencia de calor debe ser acero inoxidable serie 300 400 de construccin completamente soldada, con un espesor mnimo de 1,4 mm.

(c) La presin de trabajo del fluido de transferencia de calor debe ser inferior a 103 kPa manomtricos.

(d) En la tubera del bucle de transferencia de calor se debe instalar un manmetro con la presin de trabajo segura mxima marcada en forma clara.

(e) En la tubera del bucle de transferencia de calor se debe instalar una vlvula de alivio de presin con la presin mxima marcada en forma clara.

(f) Se debe suministrar e instalar un preventor de contraflujo que cumpla los requisitos de la norma CSA B 64.3, entre el sistema de distribucin de agua potable y la entrada al sistema de calentamiento solar domstico de agua.

(g) Los intercambiadores de calor construidos en acero inoxidable austentico con contenido de carbono regular, soldados, deben ser recocidos y pasivados, y los intercambiadores de calor construidos en acero inoxidable austentico con contenido de carbono extra bajo o estabilizado, soldados, deben haber sido sometidos a alivio de esfuerzos y pasivados. Las compaas que hacen la soldadura de los intercambiadores de calor deben estar certificados con la norma CSA W47-1, Divisin 1 2.

7.4.3.3 Los sistemas de calentamiento solar domstico de agua que no cumplan los requisitos de los numerales 7.4.3.1 7.4.3.2 deben tener un intercambiador de calor de pared doble que separe el agua potable del fluido de transferencia de calor y deben cumplir los siguientes requisitos:


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(a) El intercambiador de calor de pared doble debe tener un medio visible de deteccin de fugas.

(b) Los materiales de la pared deben ser qumicamente compatibles con los fluidos de transferencia de calor con los que entran en contacto.

(c) El fluido de transferencia de calor con aditivos especificados deben tener una categora 2 de toxicidad Gosselin o menor.

(d) En la tubera del bucle de transferencia de calor se debe instalar un manmetro con la presin de trabajo mxima marcada en forma clara, a menos que este bucle est diseado para estar abierto a la presin atmosfrica.

7.4.3.4 El punto de inflamacin de un fluido de transferencia de calor no debe ser inferior al lmite mximo de 50 C* por encima de la temperatura de operacin mxima de diseo, o 50 C por encima de la temperatura usada para el ensayo del absorbedor del colector de acuerdo con los requisitos de la norma CSA F 378.

7.4.3.5 Los sistemas de calentamiento solar domstico de agua que utilizan un fluido txico de transferencia de calor deben prever la captacin y retiro inofensivo de estos lquidos de los orificios del sistema, drenajes o puntos de recarga del sistema, como lo establecen los cdigos locales.

7.4.3.6 En ningn sistema de calentamiento solar domstico de agua se debe utilizar un fluido de transferencia de calor con aditivos de los que se tiene conocimiento que son mutagnicos, teratognicos o carcinognicos, o que se bioacumulan en los humanos o animales de laboratorio.

7.4.3.7 Se deben suministrar los dispositivos o procedimientos adecuados para mantener la composicin qumica del fluido de transferencia de calor en los niveles adecuados para impedir depsitos inaceptables en las superficies de transferencia de calor, la corrosin de las superficies con las cuales el fluido de transferencia de calor entra en contacto, o la prdida de resistencia al congelamiento.

7.4.3.8 Estabilidad y compatibilidad qumica

El fluido de transferencia de calor debe tener estabilidad suficiente para realizar sus funciones de transferencia de calor previstas para la vida prevista del fluido. El fluido de transferencia de calor no debe causar, para aquellas partes del sistema de energa con las que entra en contacto, falla prematura o degradacin en el desempeo que exceda los lmites de diseo.

7.4.3.9 Fluidos txicos y combustibles

Los fluidos de transferencia de calor que requieren manejo especial (por ejemplo: txicos, combustibles, corrosivos, explosivos, etc.) no se deben usar a menos que


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los sistemas en los que se usen estn diseados para evitar peligros innecesarios o no razonables.

7.4.3.10 Deterioro de los lquidos

Excepto cuando lo permite el diseo del sistema, los lquidos no se deben congelar, dar lugar a precipitacin excesiva o perder de otra manera su homogeneidad, hervir, cambiar su absorbencia, cambiar el pH o cambiar la viscosidad ms all de los intervalos de diseo cuando estn expuestos a sus temperaturas y presiones de servicio mximas y mnimas durante su vida de diseo.

Nota. Aunque la ebullicin se puede evitar mediante presurizacin, las temperaturas excesivas pueden descomponer los componentes de algunos fluidos de transferencia de calor para formar cidos orgnicos. Los reguladores pueden contrarrestar el balance de pH, pero solamente hasta que se agoten. Los cambios en el pH se pueden aceptar, pero cuando se excede el intervalo permisible, el lquido de transferencia, o al menos los reguladores, se deben renovar. Este puede ser un requisito de mantenimiento aceptable.

El ciclado trmico puede causar precipitacin, que podra conducir a mal funcionamiento por la acumulacin de slidos en los sellos de las bombas y los asientos de las vlvulas.

Si no se consideran en el diseo, los cambios en la viscosidad de los fluidos de transferencia de calor pueden causar problemas de bombeo, tales como requisitos de potencia de bombeo excesivos o sobrecalentamiento debido al espesamiento del fluido de transferencia de calor.

7.4.4 Requisitos de ensayos

La capacidad nominal de presin de los intercambiadores de calor usados en los sistemas de calentamiento solar domstico de agua se deben investigar sometiendo una muestra representativa al ensayo establecido en el numeral 8.10.

Nota. La descarga de lquidos txicos, corrosivos, combustibles o explosivos a los alcantarillados puede crear serios peligros para la salud y la seguridad, tanto para la comunidad inmediata como a una distancia considerable a lo largo de cursos de agua en los cuales descargan los alcantarillados. La disposicin final segura de este lquido requiere, entre otras cosas, considerar su composicin, su concentracin y frecuencia de descarga, y la naturaleza del tratamiento de aguas residuales y el sistema de eliminacin disponible en el sitio. En algunos casos, la captacin de esta descarga y el traslado a instalaciones de tratamiento especializadas puede ser el nico mtodo de eliminacin aceptable. Bajo estas condiciones, es conveniente contar con sumideros adecuadamente dimensionados y protegidos. La fuga de lquidos txicos a la tierra puede contaminar las aguas subterrneas. Adems, la fuga de algunos fluidos de transferencia puede daar los techos, los sellantes y otros materiales de construccin. La fuga de los combustibles lquidos puede representar peligro de incendio cuando hay exposicin a encendido externo o prdida de calor.

Los fluidos de transferencia de calor a alta temperatura de ms de 60 C, txicos o corrosivos, que podran destruir o daar un drenaje, alcantarillado, el suelo o la tubera de desage, o crear vapores nocivos o txicos, o interferir con los procesos de tratamiento de aguas residuales, no se deberan descargar a un sistema sanitario sin estar muy bien diluidos, neutralizados o tratados pasndolos a travs de un dispositivo de dilucin o neutralizacin aceptable y construido apropiadamente. La naturaleza de los residuos corrosivos o peligrosos y su mtodo de tratamiento o distribucin debera ser aceptado por la autoridad regulatoria.


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8. ENSAYOS

8.1. GENERALIDADES

El sistema de calentamiento solar domstico de agua se debe ensamblar de acuerdo con las instrucciones del fabricante, y se debe ensayar, como una verificacin de su integridad, como se describe en los siguientes numerales:

8.2. ENSAYO DE PRESIN

La tubera del sistema cerrado de calentamiento solar que usa fluidos de transferencia de lquidos no conectados directamente al suministro de agua potable se deben ensayar para presiones no menores de 1,5 veces la presin de operacin de diseo mxima durante un mnimo de 15 min y usando el lquido de trabajo recomendado por el fabricante.

La seccin del sistema conectado al sistema de agua domstica se debe ensayar de la siguiente manera:

Al finalizar el sistema de suministro de agua o una seccin de l, se debe ensayar y se debe comprobar su hermeticidad bajo una presin del agua no inferior a 1,5 veces la presin de operacin mxima de diseo 1 034 kPa, de ellas la mayor. El agua usada para los ensayos se debe obtener de un suministro potable. Las presiones de ensayo se deben mantener un mnimo de 15 min sin fugas en el sistema.

Los sistemas abiertos se deben ensayar mediante llenado hasta rebose.

Los lquidos usados para el ensayo de fugas deben ser los mismos que se usen en el sistema.

Notas.

(1) Una presin de ensayo hidrosttica de 1,5 veces la presin de diseo se considera una presin de ensayo normalizada para sistemas presurizados. Para la mayora de aplicaciones se usa agua limpia. La temperatura del agua no debera ser inferior a la de la atmsfera del ambiente. De lo contrario, resultar condensacin y ser difcil un examen apropiado. En ambientes en los que puede ocurrir congelamiento, se pueden adicionar anticongelantes o hidrocarburos para impedir que el agua se congele. Se deberan colocar vlvulas de purga o llaves de desage en el punto o puntos ms altos en el sistema, para permitir la ventilacin de todo el aire en la tubera durante la operacin de llenado. Los orificios de ventilacin automtica se deben proteger contra congelamiento.

(2) Limpieza del sistema. Despus de finalizar los ensayos de la tubera y despus de instalar todo el equipo, el sistema del lquido se debera lavar para remover los sedimentos, polvo, incrustaciones (costras) sueltas, etc. Los tamizadores se deberan limpiar o reemplazar. Durante el lavado del sistema los colectores se deberan desconectar o derivar para impedir el paso de residuos a travs del colector.


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8.3. ENSAYO DE ACOPLE DEL COLECTOR

Las mangueras de acople del colector externo se deben someter a los mismos ensayos y deben cumplir los mismos requisitos especificados en la norma CSA F378.

8.4. ENSAYO DE ENTREGA/RECUPERACIN DE AGUA CALIENTE (SISTEMA SOLAR MS SUPLEMENTARIO NICAMENTE)

8.4.1 Propsito

Este ensayo asegura que un sistema solar ms uno suplementario puede entregar una cantidad de agua caliente de un tamao suficiente para cumplir los requisitos mximos del tamao de la vivienda para la cual est diseado, bajo todas las condiciones. El ensayo tambin asegura que el sistema solar ms el suplementario se puedan recuperar a una velocidad suficiente para cumplir el peor caso de los requisitos de tamao de la vivienda para la cual estn destinados, con relacin a la planificacin del agua caliente, bajo todas las condiciones.

Este ensayo no es necesario para un sistema en el que la energa auxiliar es suministrada por un calentador domstico de agua tipo almacenamiento, a gas o elctrico, que cumple con las normas CSA, CGA apropiadas y que est instalado en serie aguas abajo del tanque de almacenamiento solar y es controlado independientemente.

8.4.2 Informacin exigida a los fabricantes

Los fabricantes deben clasificar el sistema solar ms el suplementario como tamao A, B o C, con capacidad de satisfacer los requisitos de entrega de agua de la Tabla 2. Tambin se debe suministrar informacin sobre cmo regular las fuentes de energa auxiliares.

8.4.3 Equipo

El equipo debe constar de un medio para extraer cantidades especficas de agua caliente del sistema a intervalos de tiempo, y para medir la cantidad y temperatura promedio del agua extrada, con una exactitud de 5% y 1 C respectivamente.

8.4.4 Procedimiento

Comenzando con el agua del tanque de almacenamiento solar a una temperatura de 20 C o menos, con las fuentes de energ

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