Instalación de energía solar térmica para demanda de acs y apoyo a calefacción

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INSTALACIÓN DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA PARA DEMANDA DE ACS Y APOYO A CALEFACCIÓN EN UNA VIVIENDA A CONSTRUIR EN ÁVILA


Datos de Entrada Generales


Tipo de edificio: Vivienda Unifamiliar
Lugar: Ávila – España
Latitud: 40,65 º Norte
Habitantes: 5 personas
Habitaciones: 5
Superficie útil calefaccionable: 150 m²
Carga térmica delinmueble: 75 W/m²
Integración del captador: General
Sistema de aporte auxiliar: Convencional
Orientación de los captadores: Sur
Condiciones del entorno: Sin sombras
Captador Solar: SAUNIER DUVAL – Mod. HELIO PLAN SCV 2.3

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Esquema de la Instalación de Energía Solar Térmica para ACS con apoyo a la Calefacción por Suelo Radiante

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Fuente:Imagen de Internet






I – CÁLCULO DEL NÚMERO DE CAPTADORES POR EL MÉTODO f-chart

I.1 - Cálculo de la Demanda Energética de Calefacción

El cálculo de la Demanda Energética de calefacción, se realiza a partir de los datos de carga térmica del edificio, de la superficie a calefaccionar y de la estimación de un determinado número de horas diarias de funcionamiento, durante todo el mes,a lo largo de todos los meses que estará activa la calefacción. La Demanda Energética de la calefacción, DEcalef, viene dada por la siguiente expresión:

DEcalef,i=Sup.cal.viv.(m²) x Carga térmica (W/m²) x Nº Hs/día x Nº días/mes,i

El siguiente cuadro muestra la Demanda mes a mes y el total anual:
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Fuente: Elaboración propia


I.2 - Cálculo de la Demanda Energética de A.C.S.Según lo indicado en el CTE DB HE4:

- Número de habitaciones: 5, corresponde a 7 personas

- Consumo por persona en viviendas unifamiliares: 30 lts. / día x persona

Total consumo de ACS: 7 pers x 30 lts/dia x pers = 210 lts/día = 0,21 m³ / día.

Cálculo de la demanda energética mensual:

DEmes,i = 1,16 x 10-³ . Ddía x Ndías,i x Cp x ρ x (TACS – Tred,i)

Donde:

- Ddía es lademanda diaria = 0,21 m³ / día

- Ndías,i es el número de días para un mes determinado.

- Cp es el calor específico del agua = 1 kcal / kg ºC

- ρ es la densidad del agua = 1.000 kg / m³

- Se considera la temperatura final de acumulación = TACS = 60º C

- La temperatura del agua de la red para los meses del año, Tred,i para la ciudad de Ávila, se obtiene de tablas del Pliego de IDAE confuente en CENSOLAR.


Reemplazando valores en la fórmula anterior, resulta:

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Fuente: Elaboración propia


I.3 – Contribución solar mínima de A.C.S.

En este caso, no es necesario calcularla, por que estará cubierta al 100% todos los meses; ya que la instalación estará calculada para apoyar a la calefacción, pero siempre tendrá prioridad el A.C.S.; en función de la temperatura deconsigna del acumulador, a partir de una válvula de tres vías, que una vez satisfecha el A.C.S., derivará el excedente al apoyo a la calefacción.


I.4 - Radiación solar incidente sobre plano del captador

Como la instalación es de apoyo a la calefacción, se necesita que en invierno tenga buena captación por lo tanto la inclinación óptima de los paneles, viene dada por la latitud del lugarmas 10º. La instalación en estudio, se encuentra en Ávila, con latitud = 40,65º. Se adopta inclinación de captadores β = 51º

La radiación solar diaria sobre superficie inclinada se obtiene de:

Gdi(βº) = k x Gdi(0º)

Se realiza el cálculo con datos de radiación sobre superficie horizontal Gdi(0º) y el factor de corrección k para una inclinación delcaptador de β = 51º, según las tablas de IDAE; en la siguiente, están representados los valores diarios de radiación solar y energía solar mensual incidente:


EImes = GDI(51º) x Ndías-m
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Fuente: Elaboración propia


I.5 - Cálculo del número de captadores por el método f-chart


Para calcular la contribución solar ƒ y el rendimiento medio η del sistema, se deben...
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