Trabajo final Energía Solar Térmica

 

01.OCT.2012
 

DISEÑO
 DE
 UNA
 INSTALACIÓN
 SOLAR
TÉRMICA.
 
Energía
 solar
 térmica.
 

 
 
 
 
 
 
 

ENUNCIADO
DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA.

Calcular el diseño de una instalación solar térmica para un bloque de 23
viviendas situada en Barcelona. La distribución será en 8 plantas, de donde
15 de ellas serán de 3dormitorios 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. 

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SOLUCIÓN
Para empezar con la práctica vamos a calcular 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 modo f-chart. Se seleccionará el colector solar a instalar y se
determinará el cubrimiento que conseguimos con el aporte solar (comprobando siempre que
cumplimos conel HE4) así como el ahorro de emisiones de CO2 (15%).
Para ello, en primer lugar se calcula la cantidad de ACS que se necesitará en el edificio a
diario, mediante la tabla siguiente, del CTE-HE4.3:

Así, sabiendo que tenemos 15 viviendas de 3 dormitorios y 8 viviendas de 2 dormitorios,
calculamos que habrá 84 personas en el edificio, con una ocupación del 100%.
Según el CTE-HE4.3 y lasiguiente gráfica, podemos observar el cantidad de ACS mínima
por persona y día:

El total de litros por persona y día será: 1848 litros.
A continuación, para calcular la cantidad de energía solar necesaria para obtener ACS a 60º,
hay que tener en cuenta varios factores, como:
§

La temperatura media del agua de la red general de Barcelona, que obtenemos a
partir de la tabla 8 del Anexo A quenos proporciona Exitae.

§

La energía que incide en un día medio de cada mes, ‘H’, obteniéndose a partir de la
tabla 5 que nos proporciona Exitae.


 

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§

El factor de corrección K para superficies inclinadas, que obtenemos mediante la
tabla 9 del Anexo A, que nos proporciona Exitae, sabiendo que la latitud de
Barcelona es de 41’4º, por lo tanto, cogeremos los datoscon una latitud de 41º e una
inclinación de 40º.

Llegados a este punto, calculamos la Intensidad media, que será:
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, donde la energía solar se ha calculado anteriormente y el

tiempo útil del día se obtiene a través de la siguiente tabla:

Una vez obtenida la intensidad media, y mediante la temperatura ambiente media durante lashoras de sol (tabla 7 del Anexo A), y aplica la curva de rendimiento del colector elegido.
En nuestro caso, vamos a colocar unos Captadores Solares EURO L20 MQ AR, de la casa
Wagner Solar, con las siguientes características:

Llegados a este punto, podemos saber la cantidad de m2 que se necesitarán para obtener la
energía solar necesaria para obtener los litros de ACS a 60º que se necesitanen el edificio.
Y a partir de este dato, la cantidad de colectores solares que no permitirán obtener esta
energía.
Como se puede observar en el documento Excel, serán 11 los colectores solares que
colocaremos en nuestra edificación.

A continuación, dimensionaremos el acumulador solar y el intercambiador,


 

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seleccionando los modelos correspondientes.
El acumuladorsolar será vertical, por las ventajas que nos ofrece, como la
estratificación, y se colocará en la parte inferior del edificio.
Según el enunciado, el ratio de acumulación será de unos 83l/m2, por lo tanto:
83 𝑙 𝑚 ! · 26! 07𝑚 ! 𝑑𝑒  𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓í𝑐𝑖𝑒  𝑐𝑜𝑙𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟𝑎 = 2163! 81𝑙 ≅ 2000𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠.
Se ha de cumplir que:
50 < 𝑉 𝐴 < 180 → 50 < 2000 2! 37 · 11 < 180 → 50 < 76! 7 < 180.
Para obtener un acumulador de...