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”
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INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA
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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 €