An Exo Energia Solar

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MEMORIA TÉCNICA INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA PARA LA PRODUCCIÓN DE A.C.S. EN EL INSTITUTO DE EDUCACION SECUNDARIA “LAS LLAMAS” AYUNTAMIENTO DE SANTANDER

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INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA PARA LA PRODUCCIÓN DE A.C.S. EN EL INSTITUTO DE

EDUCACION SECUNDARIA “LAS LLAMAS”

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ÍNDICE DE LA MEMORIA

1. OBJETO DE LA MEMORIA

2. TITULAR DE LA INSTALACIÓN Y LOCALIZACIÓN

3. NORMATIVA APLICABLE

4. MEMORIA DE LA INSTALACIÓN 4.1. Datos de partida

4.2. Descripción de la instalación

4.3. Diseño de la instalación

5. CÁLCULOS ENERGÉTICOS

6. PRUEBAS

6.1. Pruebas de funcionamiento en fábrica

6.2. Pruebas de la instalación

7. GARANTÍAS

8. IMPACTO MEDIOAMBIENTAL

9. PRESUPUESTO

10. ANEXOS

10.1. Esquema hidráulico

10.2. Documentación de los captadores 10.3 Documentación de la estructura soporte

10.4 Plano de situación 10.5 Plano de emplazamiento 10.6 Croquis de situación de los colectores en la cubierta 10.7 Información fotográfica

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1.OBJETO DE LA MEMORIA El presente documento tiene por objeto la definición detallada del sistema solar

térmico instalado en el Instituto de Enseñanaza Secundaria de “Las Llamas” Se han estudiado y analizado los aspectos correspondientes a la implantación

física de los colectores solares en la cubierta del edificio, y se ha determinado instalar los colectores en superposición con el tejado.

En la cubierta plana se instalarán 12 colectores solares de 2,2 m2 de área efectiva

cada uno. La acumulación es centralizada y consiste en un depósito vertical de 1.500 litros de capacidad.

A continuación se describen todos los elementos de la instalación solar, y se

incluyen los cálculos de las necesidades energéticas, dimensionado de la instalación, y los ahorros teóricos conseguidos con la misma.

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2. PROMOTOR DE LA INSTALACIÓN Y LOCALIZACIÓN

El Promotor de la Instalación Solar Térmica situada en Santander es la sociedad denominada:

Razón social: Ayuntamiento de Santander Domicilio: Plaza del Ayuntamiento s/n 39002 Santander (Cantabria)

La dirección oficial del centro de enseñanza secundaria es: C/ Alcalde Vega Lamera nº2 39002 Santander (Cantabria)

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3. NORMATIVA APLICABLE La instalación solar objeto de la presente memoria, cumple con las normativas

aplicables a este tipo de instalaciones, incluyendo:

- Reglamento de Instalaciones Térmicas en los edificios (RITE) y sus Instrucciones Técnicas Complementarias.

- Reglamento de Recipientes a Presión (RAP).

- Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) y sus Instrucciones Complementarias (MI.BT), incluidas las hojas de interpretación.

- Norma Básica de la Edificación – Estructuras de acero en la edificación (NBE-EA.95)

- Norma Básica de la Edificación – Condiciones acústicas en los edificios (NBE-CA)

- Norma Básica de la Edificación – Condiciones de Protección Contra Incendios en los edificios (NBE-CPI)

- Ordenanzas de Seguridad e Higiene en el Trabajo(OSHT).

- Ley de Protección del Ambiente Atmosférico (LPAA).

- Ley número 88/67 de 8 de noviembre Sistema Internacional de Unidades de Medida S.I.

Asimismo, la instalación se realiza de acuerdo con las normas, criterios técnicos y

recomendaciones dadas por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE).

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4. MEMORIA DE LA INSTALACIÓN

4.1. DATOS DE PARTIDA

CRITERIO DE CONSUMO Se ha estimado que la ocupación del centro será de 80 personas. CONSUMO UNITARIO Para los cálculos se ha supuesto un consumo de 20 litros de agua caliente a 60ºC

por usuario y día, según I.D.A.E. CONSUMO OCUPACIÓN MÁXIMA En las condiciones expresadas anteriormente, el consumo máximo diario es de

1.600 litros de agua caliente. TEMERATURA DE USO La temperatura de consumo es de 45ºC. Cuando la temperatura consegida

mediante el sistema solar sea inferior, entrará el sistema auxiliar de calentamiento.

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DATOS DE TEMPERATURA DE AGUA FRÍA,TEMPERATURA AMBIENTE Y

RADIACION SOLAR

DESVIACIONES Y SOMBRAS

Los colectores solares se instalarán en el espacio disponible en unos de los

tejados , y con orientación sur exacta, por lo que no se considerarán perdidas por desorientación del campo solar.

Tampoco se consideran pérdidas por sombras en el diseño de la instalación, ya

que los colectores se situan en superposición con el tejado.

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept. Oct. Nov. Dic. Anual

Tª. media ambiente [ºC]: 9,3 9,2 11,5 12,3 14,2 16,9 18,8 19,3 18,2 15,3 12,2 9,9 13,9

Tª. media ambiente diurna [ºC]: 11 11 14 14 16 19 21 21 20 17 14 12 15,8

Tª. media del agua de red [ºC]: 8 9 11 13 14 15 16 15 14 13 11 8 12,3

Radiación horizontal [MJ/m2/día]: 5,0 7,4 11,0 13,0 16,1 17,0 18,4 15,5 13,0 9,5 5,8 4,5 11,4

Radiación horizontal [kJ/m2/día]: 5.000 7.400 11.000 13.000 16.100 17.000 18.400 15.500 13.000 9.500 5.800 4.500 11.350

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4.2. DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN CAMPO DE COLECTORES SOLARES Se instalarán 12 unidades del colector solar Isotherm Plus, de Isofotón, de 2,2 m2

de área efectiva, haciendo un total de 26,4 m2. Los colectores están instalados en la cubierta con una inclinación de 45º con

respecto a la horizontal. Las características del colector Isotherm Plus se pueden observar en la hoja de

datos adjunta. El colector Isotherm Plus posee los siguientes certificados:

- Estudio energético desarrollado por el Instituto Fraunhofer - Certificado de garantía del fabricante ISOFOTÓN.

El fabricante Isofotón dispone de las certificaciones siguientes:

- Fabricación del colector Isotherm Plus con norma UNE-EN-ISO 9.001. - Fabricación del colector Isotherm Plus con norma UNE-EN-ISO 14.001.

Los colectores Isotherm Plus se fabrican siguiendo la Directiva de homologación

CE.

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ESTRUCTURAS SOPORTE Son las encargadas de asegurar un buen anclaje del generador solar, facilitan la

instalación y mantenimiento de los colectores, a la vez que proporcionan no sólo la orientación necesaria, sino también el ángulo de inclinación idóneo para un mejor aprovechamiento de la radiación, en este caso 45º.

La perfilería soporte está fabricada en acero galvanizado en caliente de gran

resistencia estructural y larga vida a la intemperie.

La tornillería a instalar está realizada en acero inoxidable cumpliendo la Norma MV-106.

Las estructuras soportes suministradas soportan, con los módulos

instalados, las posibles cargas producidas por viento y nieve, de acuerdo con la normativa básica de la edificación NBE-AE-88, MV-101-1962 y los criterios I.D.A.E. correspondientes.

Todas las estructuras estarán protegidas contra la acción de los agentes

ambientales. Se cumplen las normas UNE 37-501 y UNE 37-508, con espesor mínimo de 80 micras, para estructuras en acero al carbono galvanizadas en caliente.

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FLUIDO DE TRABAJO Y PROTECCIÓN ANTIHELADAS Como fluido de trabajo se utilizará agua con anticongelante, homologado para uso

sanitario y coloreado, para detectar precozmente una posible contaminación del agua caliente sanitaria con el fluido primario. La mezcla agua/anticongelante tendrá la proporción adecuada para proteger el

sistema contra heladas hasta –20ºC. PROTECCIÓN CONTRA SOBRECALENTAMIENTOS El el caso de radiaciones solares prolongadas, se evitarán los

sobrecalentamientos, con una correcta programación de la centralita de regulación, asegurando que en ningún momento se rebasen las temperaturas máximas consignadas.

Cuando la temperatura del acumulador solar alcance el valor máximo consignado

(75ºC) entrará en funcionamiento la bomba de recirculación con el depósito de caldera, y seguirá funcionando hasta que ambas temperaturas se igualen.

DEPÓSITOS DE EXPANSIÓN Y VÁLVULAS DE SEGURIDAD En el circuito solar se instalará un vaso de expansión de membrana

intercambiable, capaz de absorber las expansiones debidas a la expansión líquida del volumen de las tuberías y la expansión en fase vapor del contenido de los colectores solares.

El depósito de expansión es específico para energía solar, de 50 litros de

capacidad.

En el circuito primario se intalará válvula de seguridad, tarada a 5 bar. El circuito secundario de energía solar también dispondrá de válvula de

seguridad.

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SISTEMAS DE PURGADO Cada una de las baterías de colectores solares tendrá un purgador de aire

automático de alta temperatura (150ºC) de latón, instalado en su punto más alto. En todos los puntos altos de la instalación se instalan purgadores automáticos. SISTEMA DE ACUMULACIÓN El sistema solar dispone de un acumulador de 1.500 litros de capacidad, modelo

MV-1500-SSB, de Lapesa. El depósito es específico para acumulación de agua caliente sanitaria, y dispone

de un sistema de protección catódica mediante ánodos de magnesio. Los depósitos están provistos de boca de hombre para inspección y limpieza.

El depósito se ubica en cubierta, dentro de un habitáculo cerrado donde se

instalan éste y otros equipos de ACS y calefacción.

INTERCAMBIADORES DE CALOR El depósito acumulador llevará incorporado un serpentín para el calentamiento

por medio de energía solar. SISTEMAS DE BOMBEO El sistema solar térmico incluye los siguientes grupos de bombeo: Bombeo circuito primario a colectores solares Se colocará una bomba doble, de rotor seco, marca GRUNDFOS UPS 25-80 ó

similar. Bombeo circuito secundario de acumulador a intercambiador No requiere.

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SISTEMAS DE REGULACIÓN, CONTROL Y MONITORIZACIÓN La instalación se regula mediante la centralita de regulación Deltasol B de Resol.

Cuando la diferencia de temperaturas entre colectores y receptores sea superior a la establecida, entra en funcionamiento la bomba del circuito primario haciendo circular este por los colectores solares, y también se arranca la bomba del circuito secundario, haciendo circular el agua de los depósitos por el intercambiador de placas, cediendo calor del primario al secundario. Esta circulación se mantendrá mientras la temperatura en los depósitos sea inferior a la de los colectores.

CIRCUITOS HIDRAULICOS Tuberías Todos los materiales utilizados en el circuito primario solar serán capaces de

soportar las altas temperaturas que se pueden alcanzar en los colectores solares. Para ello, toda la tubeía del sistema solar será de cobre rígido. El diseño del trazado de las tuberías se realizará de manera que se minimicen las pérdidas de carga.

Aislamiento Las tuberías serán calorifugadas con aislamiento en coquilla de elastómero

flexible, con el espesor adecuado, cumpliendo con la normativa vigente. En el exterior, donde el calorifugado esté expuesto a la acción de los rayos solares UV, se cubrirá con pintura acrílica.

Soldaduras Las soldaduras serán de tipo fuerte o rica en plata, para que resistan las altas

temperaturas del circuito primario. Y se colocarán casquillos internos de refuerzo donde sean necesarios.

Llaves de corte Todos los equipos principales de la instalación irán provistos de llaves de corte.

Las del circuito primario serán de bola y soportarán las condiciones de presión y temperatura de trabajo.

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Válvulas antirretorno Serán de tipo clapeta y soportarán las condiciones de presión y temperatura de

trabajo.

Válvulas de equilibrado Se instalarán en cada batería de colectores para regular el caudal de entrada y

soportarán las condiciones de presión y temperatura de trabajo.

4.3. DISEÑO DE LA INSTALACIÓN SUPERFICIE DE COLECTORES Y VOLUMEN DE ACUMULACIÓN

Método de cálculo utilizado F-chart Demanda anual de energía 19.117 Termias Aporte solar anual 13.190 Termias Fracción solar 69,0% Superficie total de captación (A) 26,5 m2

Volumen total de acumulación solar (V) 1.500 litros

SELECCIÓN DE LA CONFIGURACIÓN BÁSICA

Configuración elegida Instalación por circulación forzada con interacumulador

Circuito primario Baterías formadas por 3 grupos de 4 colectores en paralelo

Sistema de energía auxiliar

En depósito secundario centralizado

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SELECCIÓN DEL FLUIDO DE TRABAJO

Temperatura mín. histórica -4 ºC Riesgo de heladas Si Fluido seleccionado 55% Agua

45% Propilenglicol U.S. Protección contra heladas Recirculación del fluido del

circuito primario

DISEÑO DEL SISTEMA DE CAPTACIÓN

Número de colectores 12 Superficie útil del colector 2.205 m2

Potencia colector 0,7 Kw/m2 Potencia máxima

colectores 18,5 kW

Modelo colectores Isotherm Plus (Isofotón) Latitud para el cálculo 43,5 Orientación Sur Inclinación 45º Ubicación Sobre cubierta inclinada Separación entre filas 1 sola fila Sombras y/o obstáculos No Conexionado Baterias de 4 colectores

conectadas en paralelo

DISEÑO DEL SISTEMA DE ACUMULACIÓN E INTERCAMBIO

Número de acumuladores 1 Volumen de cada depósito 1.500 litros

Disposición de los depósitos

Vertical

Ubicación Sala de calderas Material Acero carbono vitrificado Protección catódica Mediante ánodos de Mg Aislamiento térmico Espuma de poliuretano Espesor de aislamiento 75 mm Sistema de intercambio Serpentín

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DISEÑO DEL CIRCUITO HIDRAULICO

Caudal de diseño en primario 50 l/h. m2

Caudal de diseño en secundario 45 l/h. m2 Dimensionaliento de tuberías Ø22 Distancia de colectores a acumuladores 25 m Distancia del intercambiador al

acumulador solar Mínima

CIRCUITO PRIMARIO

Caudal 1323 l/h Pérdida de carga 5,8 m.c.a. Número de bombas 1 Tipo de tuberías Cobre con soldadura Tipo de aislamiento Coquilla de poliuretano Presión de trabajo

mínima/máxima 1,5 kg/cm2

5 kg/cm2 Volumen fluido circuito primario 58 l Tipo y tamaño del vaso de

expansión Cerrado, de membrana

recambiable, de 50 litros P=10 bar

CIRCUITO SECUNDARIO

Presión de red

6 kg/cm2

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5.CÁLCULOS ENERGÉTICOS Se ha realizado un estudio de las necesidades energéticas, producción y ahorros

conseguidos con la instalación solar. El método de cálculo utilizado es el F-Chart.

DATOS GEOGRÁFICOS Y CLIMATOLÓGICOS

Provincia: Cantabria

Latitud: 43,5

Temperatura mínima histórica [ºC]: -4

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept. Oct. Nov. Dic. Anual

Tª. media ambiente diurna [ºC]: 11 11 14 14 16 19 21 21 20 17 14 12 15,8

Tª. media del agua de red [ºC]: 8 9 11 13 14 15 16 15 14 13 11 8 12,3

Radiación horizontal [kJ/m2/día]: 5.000 7.400 11.000 13.000 16.100 17.000 18.400 15.500 13.000 9.500 5.800 4.500 11.350

Radiación inclinada [kJ/m2/día]: 7.350 9.990 13.200 13.780 15.456 15.640 17.664 16.740 16.380 14.060 9.396 7.155 13.068

ORIGEN DE LOS DATOS: Instituto de Diversificación y Ahorro Energético ( IDAE )

DATOS RELATIVOS A LAS NECESIDADES ENERGÉTICAS

Número normal de usuarios: 80

Consumo medio por usuario [L/día]: 20

Consumo a máxima ocupación [L/día]: 1.600

Temperatura de utilización [ºC]: 45

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept. Oct. Nov. Dic. Anual

% de ocupación: 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100,0

DATOS RELATIVOS AL CAPTADOR

Curva de rendimiento del captador: r = 0,773 - 3,243 * (te - ta) / It

te: Temperatura de entrada del fluido al captador [ºC]

ta: Temperatura media ambiente [ºC]

It : Radiación [W/m2]

Fabricante del captador: ISOFOTON 2

Modelo de captador: ISOTHERM PLUS

Factor de eficiencia del captador: 0,773

Coeficiente global de pérdida [W/(m2·ºC)]: 3,243

Superficie útil del captador [m2]: 2,205

MAGNITUD INVALIDARÍA LOS MISMOS, POR LO QUE DEBERÁ COMUNICARSE TODA DISCONFORMIDAD

CON ELLOS ANTES DE LA FIRMA DEL CONTRATO.

ESTOS DATOS SON LOS QUE UTILIZA EL PROGRAMA PARA OBTENER LOS RESULTADOS, CUALQUIER VARIACIÓN EN SU

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6. PRUEBAS

6.1. PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO EN FÁBRICA Se considera la realización de las pruebas de los componentes principales,

por lo tanto se entregarán los correspondientes certificados de pruebas. Dichos componentes son:

- Colectores solares. - Acumuladores. - Depósitos de expansión. - Grupos de bombeo.

6.2. PRUEBAS DE LA INSTALACIÓN

Las pruebas consideradas serán las siguientes:

- Funcionamiento y Puesta en Marcha de todos los sistemas. - Pruebas de arranque y parada en distintos instantes de funcionamiento.

Concluidas las Pruebas y la Puesta en Marcha, se pasará a la Recepción

Provisional de la Instalación. El Acta de Recepción Provisional se firmará una vez se haya comprobado

que todos los sistemas y elementos que forman parte del suministro funcionan correctamente, sin interrupciones o paradas causadas por fallos o errores en el sistema suministrado o en su instalación.

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7. GARANTÍAS La instalación de energía solar deberá realizarse por empresa acreditada para la ejecución de instalaciones susceptibles de ser subvencionadas dentro del “Programa de ayudas para el apoyo a la energía solar térmica”, encargándose la empresa de las gestiones oportunas, en nombre de la Propiedad, para la percepción de las posibles subvenciones en su caso. El funcionamiento quedará garantizado, contra todo defecto de funcionamiento, por un período de 1 año a partir de la fecha de entrega, y respecto a los materiales, de acuerdo a las condiciones específicas de los fabricantes. Para que dicha garantía sea eficiente el cliente se obliga a comunicar de manera inmediata las deficiencias o anomalías encontradas en el mismo momento en que éstas se produzcan. La garantía ofrecida, en ningún caso cubrirá los desgastes y deterioros normales, ni tampoco los defectos ocasionados por un mal uso de los equipos, inatención a las instrucciones de uso, ni en general aquellos que resulten por otras causas que fueran del control y responsabilidad del cliente (cortes de electricidad, problemas eléctricos…). Solarcan no tiene responsabilidad sobre incidencias extraordinarias, meteorológicas, vandálicas, fuego, etc…, ajenas a las condiciones normales de funcionamiento de la instalación. La garantía pierde automáticamente su efecto, en caso de modificaciones o reparaciones efectuadas por el cliente o terceros, sin el consentimiento escrito de Solarcan, así como por no haber tomado las medidas apropiadas para evitar un daño mayor al aparecer un fallo. Asimismo, la garantía pierde su efecto si Solarcan no es la empresa encargada de realizar los mantenimientos preventivos anuales necesarios.

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Condiciones de garantía de los componentes: A partir de la fecha de entrega, deberá garantizarse el buen funcionamiento de los productos especificados en la misma, contra todo defecto de fabricación durante el período indicado en las condiciones descritas por los fabricantes, a través del Servicio de Asistencia Técnica. La sustitución de piezas, cuando sea necesaria, será efectuada por otras nuevas o reparadas, pasando las piezas sustituidas a ser propiedad de Solarcan. Quedan excluidas en la presente garantía los defectos que se originen en los bienes garantizados a causa de: transporte no asegurado, accidente, siniestro, uso inadecuado, mal trato, o causa de similar naturaleza a las anteriores, así como los derivados del empleo de dispositivos, servicios o modificaciones a los productos garantizados que no hayan sido realizados por Solarcan. Estas condiciones generales de garantía, quedan supeditadas a las condiciones particulares que cada fabricante tiene establecidas para sus productos. El alcance de la garantía, afecta única y exclusivamente a la sustitución de los materiales defectuosos; en ningún caso incluirá los gastos de mano de obra para realizar dicha sustitución. Períodos de garantía: Colectores térmicos ………………………………. 10 años. Depósitos acumulación …………………………… 5 años. Bombas circulación ……………………………….. 1 año.

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8. IMPACTO AMBIENTAL La instalación solar térmica objeto de esta memoria no produce emisiones líquidas, sólidas o gaseosas en su funcionamiento. Es precisamente una fuente de energía renovable y no contaminante, cuidadosa con el medio ambiente. Todos los materiales de embalaje desechados en las instalaciones permiten su reciclado prácticamente en un 100 %. Para ello, es importante la colaboración tanto del instalador como del propietario de la instalación, quienes deberán facilitar la recogida selectiva de dichos materiales. De esta forma se colaborará en la conservación ambiental.

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9. PRESUPUESTO

1.1 UD COLECTOR SOLAR PLANO 12 755,00 € 9.060,00 €Suministro e instalación de colector solar plano Isotherm plus de 2,2 m2

de area útil, fabricado por Isofoton. Para montaje sobre estructura de

apoyo.

1.2 UD FIJACIÓN PARA 4 COLECTORES SOLARES 3 850,00 € 2.550,00 €

Juego de fijación para cubiertas inclinadas

1.3 MEDIO PORTADOR DE CALOR 1 360,00 € 360,00 €Medio portador de calor para el circuito solar anticongelante de calidad

alimentaria y coloreado, para protección hasta -20ºC

1.4 UD DEPÓSITO DE EXPANSIÓN CIRCUITO PRIMARIO 1 415,00 € 415,00 €Depósito de expansión solar tipo Ibaiondo 50AMR o similar para circuito

primario.

1.5 UD ESTACIÓN BOMBA PRIMARIO 1 820,00 € 820,00 €

Estación de bomba para el circuito de fluido solar, compuesto por el

ramal de la bomba, válvulas de paso de bola, válvula de retención de

clapeta, bomba de circulación, manómetro de glicerina y válvula de

seguridad conducida

1.6 UD ACUMULADOR CV1000M1 1 2.850,00 € 2.850,00 €Suministro einstalación de Acumulador Lapesa de 1500 l , modelo MV-

1500-SSB

1.7 UD PURGADOR AUTOMÁTICO 3 18,00 € 54,00 €

Purgador automático de 150ºC en puntos altos a determinar en obra

1.8 UD CIRCUITO PRIMARIO 1 3.600,00 € 3.600,00 €

Circuito primario en cobre y coquilla de armaflex HT de espesor

reglamentario, aluminizado exterior, incluyendo accesorios, reguladores

de caudal en cada grupo de colectores.

1.9 UD ELECTRICIDAD 1 750,00 € 750,00 €

Cuadro de protecciones para los motores de las bombas.

1.10 UD LEGALIZACIÓN DE LA INSTALACIÓN Y 1 480,00 € 480,00 €

PUESTA EN MARCHALegalización de la instalación ante la Delegación de Industria, incluso

pruebas necesarias y puesta en marcha de la instalación.

1.11 UD REGULADOR SOLAR 1 975,00 € 975,00 €Regulador solar RESOL, regulación electrónica por diferencial de

temperaturas,para el calentamiento de ACS,con sondas de temperatura

para el colector,circuito primario y acumuladores.

Presupuesto de ejecución material 21.914,00 €

6% Beneficio Industrial 1.314,84 €

12% Gastos Generales 2.629,68 €

Base aplicación del I.V.A. 25.858,52 €

I.V.A. 16% 4.137,36 €

PRESUPUESTO DE EJECUCION POR CONTRATA 29.995,88 €