solar térmica

CALEFACCIN DE PISCINAS

CAPTADORES SOLARES DE BAJA TEMPERATURA

Pol. Ind. ELS MOLLONS.- C/ Torners N 21.- 46970.- ALAQUS - (Valencia)- Tel.: 96 151 61 62.- Fax: 96 151 22 88.- www.saclima.com .- [email protected]

CALEFACCIN DE PISCINAScon captadores temperatura solares de

baja

S

1.- SACLIMA S.L. ENERGA SOLAR TRMICA.Saclima S.L es una empresa fundada en 1987, dedicada a distribucin, promocin y asesoramiento tcnico en Energa Solar Trmica a baja temperatura, en su aplicacin para la obtencin de Agua Caliente Sanitaria o Industrial, Calentamiento de Piscinas y Calefaccin por suelo radiante. Saclima S.L es una organizacin comercial con sede central en Valencia y centros de distribucin en todas las provincias de Espaa mediante una estrecha colaboracin tcnica con empresas instaladoras de Energa Solar Trmica, Calefaccin, Aire Acondicionado, Ingenieras, etc. Entre los principales servicios ofrecidos se pueden mencionar: asesoramiento tcnico y comercial, formacin continuada a sus distribuidores y colaboracin en cualquier proyecto tcnico. Dentro del campo de la Energa Solar trmica, Saclima S.L es una empresa altamente competitiva en el mercado nacional debido a la comercializacin de productos SOLAHART, RESOL y SOLAPOOL. Desde hace catorce aos Saclima S.L comercializa el captador SOLAPOOL, producto de polipropileno empleado para la climatizacin de piscinas. Dicho panel se obtiene en diferentes medidas con el fin de satisfacer un amplio abanico de necesidades. De esta forma se logra hacer frente a la creciente demanda existente en este tipo de instalaciones. Nuestro captador de polipropileno SOLAPOOL es un 50% ms econmico que cualquier colector plano convencional con cubierta de cristal y aislamiento, no precisa mantenimiento alguno, su vida de trabajo es muy larga y su instalacin es barata y sencilla, mediante tubera de PVC.


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CAPTADOR DE POLIPROPILENO

2.- CALENTAMIENTO DE PISCINA. INTRODUCCIN.

Entre las muchas aplicaciones que existen de la Energa Solar, quizs una de las ms rentables y que mejor resuelta est tcnicamente son las instalaciones para el calentamiento de Piscinas. Se debe distinguir entre calentamiento de piscinas cubiertas y descubiertas, al aire libre, puesto que el diseo de la instalacin y su perodo de utilizacin son totalmente diferentes. Las piscinas cubiertas tienen unas condiciones estndar de humedad y temperatura, y su utilizacin es fundamental en los meses de invierno. Una piscina descubierta, al aire libre, se pretende calentar durante los meses en que la temperatura ambiente es superior a los 15C y, por lo tanto, el bao es agradable al exterior. As pues, nos encontramos muchos casos de piscinas situadas en lugares de insolacin y temperatura ambiente elevada (de marzo a Noviembre) y sin embargo la temperatura del agua del vaso es fra debido a las prdidas de calor por la noche. El modelo de captador solar idneo ser el que admita un gran caudal de circulacin, ptimo rendimiento a baja temperatura, circulacin directa del agua de la piscina sin afectarle la accin del cloro, alguicidas, bactericidas, salinidad del agua, etc. Y con aditivos especiales en su composicin interna que le preservan contra la radiacin ultravioleta del Sol. Se trata de un captador de Polipropileno negro que rene las caractersticas sealadas. Nuestro captador de piscinas SOLAPOOL. Nuestro captador de polipropileno SOLAPOOL es un 50% ms econmico que cualquier colector plano convencional con cubierta de cristal y aislamiento, no precisa mantenimiento alguno, su vida de trabajo es muy larga y su instalacin es barata y sencilla, mediante tubera de PVC. Para un clculo rpido del rea de captadores, se aplicar un porcentaje de la superficie de la piscina dependiendo de la situacin geogrfica y de las necesidades del usuario.

ENERGIA SOLAR TERMICA


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2.1.RAZONES COMERCIALES CAPTADORES SOLAPOOL.

PARA

LOS

S

Es una forma de ahorrar dinero!. Se amortiza en poco tiempo sin coste de mantenimiento adicional. Le libera del aumento de gastos de los sistemas de calentamiento tradicionales. Por qu gastar dinero en el calentamiento de su piscina? . El sol lo har gratis. Ampla la temporada de bao y aprovecha ms su inversin. Le ahorra tiempo y dinero su simple mantenimiento. Revaloriza su propiedad con la instalacin de nuestros colectores en su piscina. Comprobaciones hasta la fecha. Los paneles estn construidos con el material ms resistente del mercado. Compuestos de resinas copolmeras de alta resistencia que soportan condiciones atmosfricas adversas, cloro, algas, productos qumicos y rayos ultravioleta. Su diseo exclusivo permite al agua distribuirse a travs del 97% del panel solar, permitiendo el contacto mximo entre el agua y la superficie del panel. Su estructura elimina la posibilidad de acumulacin de nieve, hojas, residuos, etc., en la superficie absorbente. El diseo del panel permite pasar el agua con una prdida mnima de presin. efectuadas en centros de Energa Solar han demostrado poseer el mejor rendimiento de cuantos se han examinado


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5 aos de garanta contra cualquier defecto de material o de fabricacin. Dos personas pueden instalar el sistema en dos das. Fcilmente tradicional. El sistema se puede colocar en cualquier tejado o estructura metlica. El montaje de atractivo diseo, requiere menos espacio que otros similares. Fcil manejo. La central de control regular automticamente el flujo de agua de la piscina a los colectores y viceversa para alcanzar la temperatura deseada. adaptable a cualquier instalacin de calentamiento


3.- CARACTERSTICAS CAPTADOR SOLAR DE POLIPROPILENO SOLAPOOLPol. Ind. ELS MOLLONS.- C/ Torners N 21.- 46970.- ALAQUS - (Valencia)- Tel.: 96 151 61 62.- Fax: 96 151 22 88.- www.saclima.com .- [email protected]

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S5005000 1200 5,5 6 13 28 1 100 600 80 0,04 5,5 4,8 11 23 1 100 480 80

TipoLargo (mm) Ancho (mm) Grosor (mm) Superficie (m2) Peso en vaco (kg) Peso lleno (kg) Presin mxima de funcionamiento (bar) Flujo aprox. (l/m2h) Caudal aprox. (l/h) Temperatura sin circulacin aprox. Mx. (C) Resistencia a la circulacin para 100 l/m2h en m

2002000 1200 5,5 2,4 6 12 1 100 240 80 0,01

2502500 1200 5,5 3 7 15 1 100 300 80 0,012

3003000 1200 5,5 3,6 8 17 1 100 360 80 0,015

4004000 1200

0.025

Tabla 1. Caractersticas Captador Polipropileno SOLAPOOL.

3.1.- CURVA DE RENDIMIENTO:


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3.2.- DETALLE UNIN CAPTADORES:



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3.3.- COMPOSICIN DE UNA BATERA DE CAPTADORES:

SSALIDA (HACIA PISCINA) "T" DE PVC

SENSOR DE TEMPERATURA ESPIGA PVC ABRAZADERA SUJECCIN

TAPN PVC

MANGUITO UNIN

TIRANTES TRANSVERSALES

ABRAZADERAS INOX. ENTRADA (DE PISCINA)

TENSOR INFERIOR

-

N MAX. DE CAPTADORES EN UNA BATERA = 10 CAUDAL DE DISEO = 100 l/h m2

3.4.- DETALLES DE FIJACIN

Abrazadera superior

Abrazadera inferior

4.- DESCRIPCIN DEL SISTEMA.Pol. Ind. ELS MOLLONS.- C/ Torners N 21.- 46970.- ALAQUS - (Valencia)- Tel.: 96 151 61 62.- Fax: 96 151 22 88.- www.saclima.com .- [email protected]

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La instalacin se compondr de un sistema de Captadores, situados en una zona exterior adecuada, libre de sombras y orientada al sur, as como una red de distribucin hidrulica (PVC, 6 atm.) que transportar la energa captada por los colectores hasta la piscina. Para un funcionamiento totalmente automtico, se dispondr de un regulador trmico diferencial que controlar y comparar la temperatura de los captadores y la piscina, accionando la bomba del sistema hidrulico. De esta forma, la energa trmica captada por los captadores, se transferir al agua de la piscina. El conjunto puede disearse siguiendo la indicacin de los esquemas a continuacin relacionados. Debe tenerse en consideracin que separar la depuracin y el circuito de captacin solar es siempre deseable, por lo que el esquema de dos bombas le puede resultar ptimo en la mayora de los casos.



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4.1.- INSTALACIN CON BOMBA ADICIONAL EN PARALELO.ESQUEMA ELCTRICO

S

RESOL E1 1 2 34 5 6 7 8 9

4A 10 11 12

L 220 V N

S1FKP

S2FRP

SONDAS Pt 1000

N L

B1

Bomba de circulacinSACLIMA S.L ALAQUS. VALENCIA

ESQUEMA HIDRULICO


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4.2.- INSTALACIN CON ELECTROVLVULA DE TRES VAS.ESQUEMA ELCTRICO

RESOL E1 1 2 34 5 6 7 8 9

4A 10 11 12

S1 S2FKP FRPSondas Pt 1000

220 V L N

Tiempo de recorrido = 44 sgMOTOR

E1Conexiones VA-35 6 5 4 3 N 2

L

B1

N

A

RESOL VA-35

B

Bomba depuradora

A CAPTADORES SOLARES

A DEPURACIN

ENTRADA

Clema 6 de VA-35 posicin B de la electrovlvula (clema 7 del termostato diferencial E1) (a depuracin) Clema 2 de VA-35 posicin A de la electrovlvula (clema 8 del termostato diferencial) E1 (a paneles) SACLIMA S.L ALAQUS. VALENCIA

ESQUEMA HIDRULICO



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5.- FUNCIONAMIENTO. El funcionamiento que se expone a continuacin, es vlido siempre y cuando los captadores solares se encuentren en un plano superior al de la lmina libre de la piscina a calefactar; siendo esta ubicacin la ms aconsejable.

Puesta en marcha Cuando el sistema se pone en funcionamiento la bomba hace circular el fluido desde la piscina a los captadores. El aire de los mismos es empujado por la tubera de salida hasta la superficie libre de la piscina. El proceso continua hasta que el circuito se encuentra completamente lleno de fluido. El transito a rgimen de caudal estable puede prolongarse algunos minutos dependiendo del tamao de la piscina y diseo del sistema, durante los cuales se puede escuchar el aire en su camino por la tubera de salida. Este funcionamiento, es correcto.

Parada del sistema

Cuando el sistema deja de funcionar (no hay diferencial de temperatura entre la sonda de colectores y la de piscina o se alcanza la temperatura de uso) el fluido del circuito cae por gravedad, hasta una altura igual a la superficie libre de la piscina, y los captadores y tuberas superiores a este nivel quedan vacos. Esta situacin, muy til durante el invierno, se mantiene durante el tiempo de parada.


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6.- DIMENSIONADO DEL SISTEMA.Nuestros captadores de polipropileno SOLAPOOL son muy eficientes para el calentamiento de piscinas al aire libre (descubiertas). Para conseguir el mximo rendimiento operativo, deberemos seguir los pasos establecidos por el mtodo de clculo.

ENERGIA SOLAR

La variabilidad de los parmetros, climatolgicos y atmosfricos, que entran en juego hace que el clculo de las perdidas de calor que se producen en una piscina descubierta sea muy laborioso, por lo que se han ensayado diversas formulas y procedimientos empricos que aproximan el resultado del rea de captadores necesario para compensar stas. Uno de estos mtodos es el que exponemos para el clculo del rea de captadores SOLAPOOL segn la superficie, lmina de agua, de la piscina a calefactar.

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6.1.- MTODO DE CLCULO

S

C A L C U L O S U P E R F IC IE C A P TA D O R E S S O L A R E S

C O E F IC IE N T E DE ZONA

Kz Kv Kp Kc Ki1 ,2 1 0 ,8

0 ,8 5 0 ,7 5 0 ,6 5

NO RTE CENTRO SUR

C O E F IC IE N T E D E V IE N T O

v < 1 6 k m /h 1 CALMA 1 ,3 3 M O D E R A D O 1 6 < v < 2 5 k m /h v > 2 5 k m /h 1 ,6 4 F U E R T E

C O E F IC IE N T E D E P R O T E C C I N

0 ,8 1

C O N M A N T A T R M IC A S IN M A N T A T R M IC A

C O E F IC IE N T E D E C L IM A

SECO NORMAL HUMEDO

Hr < 30 % 30 < Hr < 60 % Hr > 60 %

C O E F IC IE N T E D E IN C L IN A C I N

1 1 ,2

i + 10 % i + 25 %

( i = L - 1 5 )

A re a C a p ta d o re s = S u p . P is c in a * K z * K v * K p * K c * K i

6.2. EJEMPLO DE CLCULO


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A continuacin se expone un supuesto prctico donde se muestra los pasos a seguir para obtener el rea de captacin ptima.

DATOS DE PARTIDA:Ubicacin geogrfica: VALENCIA Latitud: 40 Tipo de piscina: DESCUBIERTA Superficie lmina: 70 m2

-

DETERMINACIN DE COEFICIENTES:Coeficiente de Zona (Kz); Zona Centro Kz = 0,75 Coeficiente de Viento (Kv); Calma Kv = 1 Coeficiente de Proteccin (Kp); Sin manta trmica Kp = 1 Coeficiente de Clima (Kc); Hmedo Kc= 0,8 Coeficiente de Inclinacin (Ki); (i = Latitud 15 = 40-15 = 25). Ki = 1 (siendo i la inclinacin ptima) ENERGIA

-

SOLAR

CLCULO DEL REA DE CAPTACIN:rea de captadores = Superficie lmina * Kz * Kv * Kp * Kc * Ki

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rea de captadores = 70 * 0,75 * 1 * 1 * 0,8 * 1 = 42 m2

7.- PRESUPUESTO.


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Determinada el rea de captacin necesaria, debe elegir el modelo de captador SOLAPOOL que mejor se adapte a las condiciones particulares de la piscina.

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Tenemos tres medidas standard de colector: o 120 x 3 m (360 m2) o 120 x 250 m (3 m2) o 120 x 2 m (240 m2) Supuesta la eleccin del primer modelo, 120 x 3 m (360 m2), y considerando los datos del ejemplo anterior tendramos:

Nmero de Captadores =rea necesaria / rea del modelo elegido Nmero de Captadores necesarios = 42 / 3.6 = 11,66

Tomamos por tanto 12 captadores que componemos en 2 bateras de 6 cada una para cumplir la condicin de no sobrepasar el mximo de 10 captadores por batera. En este momento estamos en disposicin de realizar el presupuesto del material necesario para la instalacin, teniendo en cuenta las siguientes consideraciones: Se presupuestarn tantos Kits de unin como captadores solares compongan la instalacin.

-

-

El nmero de Kits de batera debe coincidir con el nmero de bateras de la instalacin diseada.


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-

Sern necesarias dos T de PVC para albergar las sondas de temperatura (salida de captadores y retorno de piscina) con sus correspondientes vanas.


7.- MONTAJE.


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Para hacer una buena instalacin de un sistema de calentamiento del agua de piscinas descubiertas, se deben tener en cuenta los siguientes principios:

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La tubera de entrada de los captadores debe ir siempre en sentido ascendente desde la conexin del sistema, lnea de aspiracin de la piscina, hasta la del captador. Este aumento debe ser de, al menos,

1,5 cm por metro de tubera. La tubera de retorno de los captadores debe ir siempre en sentido descendente desde la conexin del captador hasta la del sistema. Este desnivel debe ser de, al menos, 1,5 cm por metro de tubera. La lnea de captadores (batera) debe instalarse con una diferencia de altura mnima de 15 mm por captador desde la conexin de entrada hasta la de salida, tal y como se muestra en la siguiente figura:

LA LNEA DE CAPTADORES DEBE LEVANTARSE 15 mm POR CAPTADOR

ENTRADA A CAPTADORES

SALIDA DE CAPTADORES


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Los accesorios y uniones de las tuberas provocan prdidas de presin, por lo que se recomienda reducir su uso al mnimo. La prdida de presin en accesorios se puede expresar por la longitud de la tubera equivalente a la misma prdida. Veamos algunos ejemplos:

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Accesorio PVCCodo de 45 Curva de 90 Derivacin en T Vlvula de membrana

Longitud Equivalente60 cm de tubo 120 cm de tubo 240 cm de tubo 240 cm de tubo

Tabla 2. Longitud Equivalente. Tubo PVC 50 mm

Se recomienda usar vlvulas de control de esfera, tanto en la tubera de ida como en la de retorno. Dicha vlvula se utiliza para perfeccionar el funcionamiento del sistema. En muchas instalaciones, cuando el sistema est en funcionamiento, el agua circula muy rpido lo que reduce la capacidad de absorcin de temperatura por sta. La vlvula de control puesta en la tubera de alimentacin nos permite cerrar el sistema para una inspeccin o, en invierno, cuando est fuera de servicio. Hay que tener en cuenta la distancia entre los captadores y la piscina para determinar, en algunos casos, la prdida de carga y temperatura, incrementando as el rea de absorcin o el tamao de las tuberas. Se recomienda el uso de tuberas de PVC ( 50 de 6 atm) por su resistencia. Si la distancia del tubo, desde la vlvula de control hasta el primer panel, es de ms de 20m, utilice tubo de _ 63 para la alimentacin y el retorno. En la pgina siguiente se muestra el grfico que nos ayudar a calcular la prdida de carga por rozamiento por metro lineal de tubera en servicio normal (rgimen permanente), expresada en metros de columna de agua (mca), en funcin del dimetro de la tubera y del caudal de la instalacin. Esta grfica est referida a una temperatura media del agua


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de 45C, para otras temperaturas se aplicar el factor de correccin que figura en la Tabla 3. Siguiendo con nuestro ejemplo tendramos: Caudal de diseo: 100 l/h m2 (m2 de captadores conexionados en paralelo). Caudal de la instalacin: 12 captadores * 3,6 m2 * 100 l/h m2 = 4,32 m3/h Dimetro y tipo de tubera: PVC _ 50 mm. Entrando en la grfica con estos datos obtenemos una prdida de presin por metro de tubera de 0.01 mca y una velocidad aproximada del fluido igual a 0,6 m/sg.

PRDIDA DE PRESIN. TUBERA PVC


Prdida por rozamiento (mca por m lineal) para tubera plstica, tipo PVC y polietileno.


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FACTORES DE CORRECCINT Agua (C) Factor 5 1,24 10 1,18 20 1,09 40 1,02 45 1 50 0,99 60 0,96 80 0,92 90 0,91 95 0,91

S

Tabla 3. Factores de correccin para tas. medias del agua distintas a 45C

No use menos colectores de los recomendados para cualquier instalacin. La presin de retorno no debe exceder los valores 035 y 05 Kg/cm2; la presin mxima de trabajo es de 1 Kg/cm2. El exceso de presin en la tubera de retorno puede ocasionar problemas. Por este motivo, las vlvulas de control de esfera debern tener un dimetro mnimo de 2 cm. En el caso que se utilice una nica vlvula de esfera debern tener un dimetro mnimo de 2 cm. y las uniones debern ser eliminadas. El resultado de una contra-presin baja nos beneficiar el sistema, aumentando el caudal a travs del filtro, reducir el consumo elctrico de la bomba y reducir su desgaste. Puede combinar el funcionamiento con la propia bomba-filtro depuradora o con una bomba de piscina adicional (instalacin recomendada). Segn desee depurar el agua de la piscina durante el da (conjuntamente con calentamiento solar) o depurar por la noche. Para ello, precisa instalar correctamente las vlvulas de retencin de clapeta y evitar que por la noche (depurar el agua) enfriemos el agua calentada durante el da. Consulte a su distribuidor ms cercano. Conservar el filtro siempre limpio para que haya una corriente de agua abundante a travs del sistema. Desconectar el sistema cuando se cambie arena del depurador, despus dejar en funcionamiento, al menos durante 15 minutos, la bomba y el filtro, antes de poner en marcha el control automtico (Auto). ES RECOMENDABLE USAR UNA MANTA TRMICA PARA REDUCIR LAS PRDIDAS NOCTURNAS.

Los captadores se debern instalar con una inclinacin mnima de 15 para facilitar su vaciado. Nunca instale los colectores horizontalmente, tenga en cuenta que no son pisables.Pol. Ind. ELS MOLLONS.- C/ Torners N 21.- 46970.- ALAQUS - (Valencia)- Tel.: 96 151 61 62.- Fax: 96 151 22 88.- www.saclima.com .- [email protected]

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Si la piscina est cubierta o bajo proteccin, consulte con su distribuidor para un estudio previo. Use solamente el nmero de captadores recomendados para cada tipo de instalacin. Para otros tipos de instalacin ms complejos (Ej. : piscinas municipales), pngase en contacto con su distribuidor ms cercano, para un estudio ms completo por sus ingenieros, sin coste alguno. No use soldaduras de ninguna clase para unir las tuberas al captador. Utilice siempre materiales de la mejor calidad para cubrir los agujeros de los tornillos sobre el tejado. El clculo de los captadores a utilizar debe estar en proporcin a la bomba de la piscina, para as obtener el mximo rendimiento. El nmero mximo de captadores por batera no debe exceder de 10, si se supera este nmero se ubicarn en varias bateras. El caudal de diseo de la instalacin se cifra en 100 l/h por m2 de captador conexionado en paralelo.


Siempre que sea posible, los captadores se montarn en aquellas zonas que favorezcan la integracin del conjunto. Si es necesario realizar


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una estructura especfica se disear de forma que le otorgue una funcionalidad extra. Veamos algunos ejemplos.

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Montaje sobre Marquesina Aparcacoches, arriba. Abajo montaje sobre prgola

Si el montaje se realiza sobre una estructura metlica, sta dispondr de una superficie plana donde se fijarn los captadores. Esta tipologa de estructura tiene dos ventajas, por una parte se mejoran las condiciones de aislamiento trmico por la parte inferior del panel, y por


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otra otorga una mayor seguridad en condiciones meteorolgicas adversas (fuerte viento). A continuacin se muestran varios ejemplos de este tipo de estructuras, donde la superficie plana est constituida por chapa de acero galvanizado.


Si el montaje se realiza directamente sobre teja se recomienda emplear pletina de acero para fijar los captadores a la misma. De esta forma no estamos condicionados a que las uniones de los captadores


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descansen sobre el lomo de la teja. Esta forma de montaje se muestra a continuacin.

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