Caso 1: Sistema De Acs Para Vivienda Unifamiliar En Madrid

Caso 1: Sistema de ACS para vivienda unifamiliar en Madrid
Objetivos:
Valorar la idoneidad de montar este tipo de instalación en una vivienda, en las condiciones que se describen. Para ello se debe:

1. Calcular todas las variables necesarias para dimensionar el sistema.
2. Justificar la elección del número de captadores.
3. Elegir un acumulador para el proyecto, indicando elvolumen y justificarlo.
4. Realizar los gráficos de barra del rendimiento del colector y de la fracción solar del sistema. Obtener una conclusión.

Características del proyecto:

a) Vivienda unifamiliar ubicada en Madrid. En ella residen 4 personas, salvo en los meses de julio y agosto, que cuenta con dos ocupantes más.
b) La temperatura del agua de servicio será de 45ºC.
c) Lavivienda dispone de un tejado con 40º de inclinación, sobre el que se montarán los colectores. Está orientado a 15º Oeste. No existe posibilidad de sombreado, por ser una casa aislada.
d) Los datos climatológicos y coeficientes, en su mayoría, están disponibles en los anexos del Pliego de Condiciones Técnicas del IDAE.
e) Se utilizará un captador plano de 0,8 m2 de superficie. El rendimientose calculará con la expresión que facilita el fabricante.
f) El tipo de acumulador para seleccionar tiene un rendimiento del 85%.

Se pide:

Cumplimentar la tabla que se adjunta como modelo, para todos los meses de un año. Prestar atención a las unidades utilizadas, siguiendo como referencia las indicadas en la tabla, y por lo tanto hacer los cambios necesarios para adecuarse a lasseñaladas.

Solución y Desarrollo del caso:

1. Calcular todas las variables necesarias para dimensionar el sistema.
1. Consumo mensual de ACS, de la vivienda, obtenido del consumo por persona y día recomendado para una vivienda unifamiliar (m3).
Este dato se ha obtenido del Anexo IV – Tabla 3 del Pliego de Condiciones Técnicas (en adelante PCT) del IDAE.
2. Datos de temperatura del agua fríade entrada (red general), suministrada por datos históricos de la zona de estudio (ºC).
Este dato se ha obtenido de Anexo IV – Tabla 4 del PCT del IDAE.
3. Salto de temperatura del agua (ºC), obtenido por el incremento de temperatura del agua, necesario para llegar a la de servicio.
La temperatura de servicio es de 45 ºC, por lo que obtenemos este dato haciendo la diferencia entre 45 ylos datos de la columna 2.
4. Para calcular la energía necesaria para calentar el agua se utiliza la siguiente expresión:
Q=m · Ce · ΔT Donde: m = masa del agua consumida (gr.).
Ce: Calor específico del agua. Su valor es Ce =4,184 (J/gr. ºC)
ΔT= salto de temperatura del agua (ºC)
Recordar que la densidad del agua es 1 (1 kg. = 1 litro), y que paraeste caso, puedes utilizar como masa de agua directamente el consumo de agua colocado en la columna 1. La energía se expresa en MJ.
Para calcular esta columna aplicamos la fórmula indicada. A modo de ejemplo, indicamos aquí el cálculo del primer dato: Q = 4,96 x 4,184 x 39 = 809,35.
5. Columna anterior pero expresada para cada día del mes (MJ).

|Columna |1 |2|3 |4 |5 |
|Febrero |4,48 |7 |38 |712,28 |25,44 |
|Marzo |4,96 |9 |36 |747,10 |24,10 |
|Abril |4,80|11 |34 |682,83 |22,76 |
|Mayo |4,96 |12 |33 |684,84 |22,09 |
|Junio |4,80 |13 |32 |642,66 |21,42 |
|Julio |7,44...