energía térmica

PROYECTO DE INSTALACION ACS SOLAR EN VIVIENDA MULTIFAMILIAR

DATOS DE PARTIDA
El objetivo de este proyecto es dotar de una instalación para el calentamiento de agua caliente sanitaria por medio de energía solar a un bloque de viviendas multifamiliar situada en Vitoria – Gasteiz.
El bloque de viviendas está compuesto por 19 viviendas de 3 dormitorios y 8 viviendas de 2 dormitorios, con unaocupación anual del 100%.

CALCULO DE LA CARGA DE CONSUMO
Se estima un consumo de agua caliente en las viviendas de 3 dormitorios con 4 personas de ocupación de 30 litros al día por persona y en las viviendas de 2 dormitorios con 3 ocupantes también 30 l/d. Así que el consumo total al día en nuestro bloque de viviendas será de; 19×4×30= 2280 l/d. en las viviendas de 3 dormitorios y 8×3×30= 720l/d en las viviendas de 2 dormitorios, lo que hace un consumo de 3000 l/d. Tomaremos como temperatura de consumo 45º C.
Con los datos disponibles procedemos al cálculo de la hoja de carga (cálculo de las necesidades térmicas para cada mes).





En la cual:
• La primera columna representa el porcentaje de ocupación de la vivienda en cada mes.
• La segunda columna el consumo de aguacaliente al mes en metros cúbicos.
• La tercera hace referencia a la temperatura media del agua de la red en la provincia de Alava, (tabla 8 anexo A).
• La cuarta columna representa el salto térmico, diferencia de temperatura entre el agua de la red y la temperatura del agua de consumo, (45º C).
• La quinta y sexta columna representan el aporte energético necesario para elevar el volumen de aguaconsumido a la temperatura requerida. Dichas cantidades se han calculado aplicando la formula;
Q = MCeΔt siendo: M masa, Ce calor especifico, Δt incremento de temperatura.
La suma de todas las necesidades energéticas para cada uno de los meses de año será las necesidades energéticas anuales, en este caso 164205,264MJ.
Llegados a este punto tenemos que considerar que porcentajede estas necesidades energéticas anuales queremos cubrir mediante la energía solar aportada por nuestra instalación.
Para ello cumpliremos las normativas que existen al respecto. En nuestro caso cumpliremos lo indicado en la Sección HE 4 del documento básico HE del código Técnico de la Edificación (CTE).
El CTE en el apartado 2. 2.1 nos indican la contribución mínima anual para cada zonaclimática y diferentes niveles de demanda de agua caliente sanitaria (ACS).
Utilizamos la tabla mostrada a continuación ya que suponemos que la fuente energética de apoyo o auxiliar será gasóleo, propano, gas natural u otras fuentes distintas de electricidad mediante efecto Joule.


Teniendo en cuenta la Radiación Solar Global media diaria anual sobre superficie horizontal (H), tomando los intervalosque se relacionan para cada una de las zonas, como se indica en la siguiente tabla:


En nuestro caso concreto la demanda total de ACS del edificio se encuentra en el intervalo 50-5000 l/d y Vitoria – Gasteiz está situada en la zona climática I, como podemos ver en la fig. 3.1. Zonas Climáticas de la sección HE 4 de Documento Básico HE del CTE. Por lo tanto la contribución solar mínimadeberá ser del 30%.



Dimensionaremos la superficie colectora para cubrir el 30% de nuestras necesidades energéticas anuales.
En este caso la energía aportada por la instalación solar deberá ser:
0,3 × 164.205,264 = 49.261,58 MJ

CÁLCULO ENERGÍA APROVECHABLE
La energía aprovechable que incide en un día medio de cada mes sobre cada m² de superficie horizontal lo obtenemos de la tabla 5del Anexo A.
El valor de H lo corregimos multiplicándolo por el coeficiente 0,95 ya que en este caso nos encontramos en ciudad.
Para calcular E multiplicamos H por un factor de corrección K, que es en función de la latitud del lugar y de la inclinación del colector. Dicho factor lo obtenemos, para cada mes del año, de la tabla 9 del Anexo A .
El valor E = KH obtenido es la energía total...