Energía Solar Acs

Ejercicio final – Energía Solar ACS – 07/2012
Calcular el diseño de una instalación solar térmica para un bloque de 23 viviendas situada en vuestra ciudad, la distribución será en 8 plantas, de donde 15 de ellas serán de 3 dormitorios y 8 de dos. Tendremos una ocupación del 100%, los colectores estarán orientados completamente al sur. El caudal de diseño del circuito primario será de 50 (l/h*m2)y el del secundario de 45 l/h*m2). El ratio de acumulación que intentaremos conseguir será aproximadamente de 83 l/m2. Para situar los colectores dispondremos de una cubierta de 12 metros de largo por 10m de ancho. Se nos pide calcular: 1) La superficie colectora necesaria para cumplir con el HE4. Para este cálculo nos ayudaremos de la hoja Excel que se adjunta con el proyecto, basada en el modof-chart. Selección del colector solar a instalar y determinar el cubrimiento que conseguimos con el aporte solar (comprobando siempre que cumplimos con el HE4) así como el ahorro de emisiones de CO2. La ubicación de la vivienda multifamiliar es Madrid, latitud 40,4º. Se opta por una temperatura de acumulación ACS de 60º C para prevenir la legionela. Para ser coherente con el HE4 se toma un valorde ACS de 22 l/persona y día para calcular la necesidad energética. Con el cálculo según el método f-chart (ver Excel adjunto) se necesitan 16 colectores del modelo de colector elegido, con una superficie total de 37,184 m2 para cubrir un 62,15% de la demanda anual de ACS y así cumplir con la normativa del HE4. Se proyectan 2 filas de 4 bancadas de 4 colectores cada una, siempre y cuando lacubierta tenga la superficie necesaria para la instalación. Se selecciona el colector Viessmann VITOSOL 300-F (modelo SV3B) que permite el montaje de baterías de hasta 12 colectores interconectados y cuyo rendimiento se ajusta a nuestras necesidades calculadas de tal forma que en cada batería se puedan instalar el mismo número de colectores. En los meses de julio y agosto el aporte de energía solar es demas de 100%, es decir existe el riesgo de un sobrecalentamiento, aunque se puede considerar dentro de un margen aceptable ya que la instalación de varias bancadas nos permite tener una mayor versatilidad a la hora de tomar posibles medidas contra el sobrecalentamiento (como la desconexión o parado parcial de la instalación). El ahorro de emisiones de CO2 se calcula de la siguiente manera: 1 Tep(energía contenida 1 Tonelada de petróleo) = 11630 Kw/h 1Tep de gas Natural = 2,1 toneladas de emisión de CO2 1 Tep de carbón = 3,8 toneladas de emisión de CO2 1 Tep de gasoil = 2,9 toneladas de emisión de CO2 1 Kw/h gas Natural = 0,18kg de CO2 1 Kw/h carbon = 0,33kg de CO2 1 Kw/h gasoil = 0,29kg de CO2 1 Kw/h energías convencionales = 0,40 kg de CO2

Nuestra instalación solar cubre un total de87409,98 MJ (un 62,15% de la necesidad energética anual de 140634,80 MJ). Si convertimos ese valor a Kw/h (dividiendo por 3,6) obtendremos el resultado de 24280,44. La instalación auxiliar del proyecto es de gas Natural, es decir que hay que multiplicar 24280,44 Kw/h por 0,18 kg de CO2 para determinar el ahorro en emisiones de CO2 si partimos de una instalación convencional de gas. Resultadofinal: se ahorran 4370,48 kg o 4,37 toneladas (o 2,08 Tep de gas Natural) de emisiones de CO2 al año. 2) Dimensionamiento del acumulador solar y del intercambiador seleccionando los modelos correspondientes. Para cubrir la demanda de ACS de 1848 l/día se seleccionan 2 acumuladores de 1000 l cada uno, concretamente el modelo Viessmann Vitocell 100-V que permite la combinación de varios depósitos. Semantiene el mismo fabricante por tres razones principales: el fácil mantenimiento de la instalación, la compatibilidad entre los elementos integrantes del sistema y el funcionamiento contínuo en caso de averías. Los depósitos se instalan en paralelo con la red de tuberías del circuito primario y secundario equilibrada. Los acumuladores cumplen con la relación 50 > V/A >180 (volumen de acumulación...