T03 imf-ceu eerr

T03_11E

1. Introducción 2
2. Estimación de la demanda 2
2.1 Estimación de la demanda de ACS 2
2.2. Estimación de la demanda de calefacción 5
2.3 Energía Solar Incidente 7
2.4 Cálculo del número de captadores y volumen de acumulación por el método f-chart 9
2.5 Abastecimiento de la demanda de ACS 15
2.6 Disposición de los captadores 16
2.7 Elección de los equipos de acumulación16
2.8 Circuito hidráulico 16
2.8.1 Tuberías 17
2.9 Diseño de los vasos de expansión 26
2.10 Diseño del intercambiador 28
2.11 Diseño de la bomba del circuito primario 28
2.12 Diseño del aerodisipador 30
3. Anexos 32
ANEXO I 32
ANEXO II 33
ANEXO III 34
ANEXO IV 35
4. Bibliografía 37

1. Introducción
El objetivo del ejercicio es realizar el diseño de una instalación deenergía solar térmica para suplir la demanda de ACS y parte de la demanda de calefacción. Para ello partimos de una serie de datos iniciales:

* Ubicación de la vivienda: Ávila
* Tipo de vivienda: Vivienda Unifamiliar
* Nº de personas/vivienda: 5
* Superficie útil y calefactable:150 m2
* Carga térmica del inmueble: 75 W/m2
* Longitud tuberías circuito primario: mínimo 30 m– máximo 100 m
* Coeficiente de dilatación del agua a 90 ºC: 0,04
* Coeficiente de dilatación del Agua+Glicol (45%) a 90ºC: 0,08
* Captador: SAUNIER DUVAL, modelo, HELIO PLAN SCV 2.3

El proyecto se va a realizar cumpliendo el R.D. 314/2006 [1].

2. Estimación de la demanda
2.1 Estimación de la demanda de ACS
En primer lugar vamos a proceder a calcular la demanda energética enel caso de ACS, para ello partimos de los siguientes datos:

* Localidad: Ávila
* Latitud: 40º39’ N [2]
* Longitud: 4º.42’ O [2]
* Zona Climática: IV
* Tipo de Edificio: Vivienda Unifamiliar
* Nº de personas que habitan en el edificio: 5
* Sistema de energía auxiliar: Gas natural
* Temperatura de diseño: 60ºC

El consumo de ACS estimado se toma según el valormínimo recomendado por el CTE, que para una vivienda unifamiliar es de 30 litros por día, tomando como referencia la temperatura de 60ºC, ya que la instalación deberá contar con un intercambiador para el depósito de inercia, que abastecerá al circuito de calefacción, y según el pliego de condiciones técnicas [3], se recomienda que para calefacción, la temperatura de entrada al intercambiador sea de60ºC. En nuestro caso, vamos resolver el caso considerando dicha temperatura de diseño. Por tanto, según el CTE, la demanda a considerar, según la temperatura elegida, se obtiene a partir de la siguiente expresión:
DT=112Di(T) (2.1.1)
Donde,
D(T), es la demanda de agua caliente sanitaria anual a la temperatura T elegida.
Di(T), es la demanda de agua caliente sanitaria para el mes i a latemperatura T elegida.

Una vez conocido el consumo de la vivienda hemos de obtener la demanda energética mensual por consumo de ACS, la cual obtenemos a partir de la siguiente expresión, obtenida del libro de “Energía solar, térmica y pasiva” [4]:

DEmes,ikcalmes=DdíaxNdías,ixCpx(TACS-Tred,i) (2.1.2)

Donde,
DEmes,i (kcal/mes), es la demanda energética mensual para el mes i.
Ddía,demanda de agua caliente sanitaria diaria a la temperatura T elegida.
Ndías,i, es el número de días del mes i.
Tred,i, es la temperatura media del agua de red en el mes i.
TACS, es la temperatura final de calentamiento del ACS
Cp, es el calor específico del agua (1 kcal/kg·ºC)
ρ, es la densidad del agua (1.000 kg/m3)

Como hemos visto en la expresión, para el cálculo de la demanda energéticamensual es necesario conocer los valores de temperatura media del agua de red, para lo que se ha hecho uso de las tablas suministradas por el Pliego de Condiciones Técnicas [3]. A continuación se muestran los valores obtenidos de consumo en m3 y demanda energética en kWh.

Mes | Nº Días Mes | Tª Agua Red | Ddia (T) (m3/día) | Di(60ºC) (m3/mes) | DEi(T) (kWh/mes) |
Enero | 31 | 4 | 0,15 | 4,7...