Energía solar térmica

Calcular el diseño de una instalación solar térmica para un bloque de 27 viviendas
situada en vuestra ciudad, de donde 19 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). Para situar los colectores dispondremos
de una cubierta de 12 metros de largo por 10m de ancho.
Se nos pide 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.
Selección del colector solar a instalar y determinar el cubrimiento
que conseguimos con el aporte solar. (25%)
 Dimensionamiento del acumulador solar y del intercambiador seleccionando
los modelos correspondientes. (15%)
 Descripción de la instalación. Conexión de los colectores y justificación
de tener el espacio suficiente en la cubierta, tipo de instalación (forzada,
termosifón, directa o indirecta), numero de bancadas de colectores
y numero de colectores de los que se dispondrá cada bancada, modo
para conseguir el equilibrio hidráulico del sistema, elección del fluido
caloportador y sistema de protección contra la congelación. (15%)
 Estructura soporte a instalar seleccionando un modelo adecuado y estudio
de pérdidas por inclinación, determinando cuál será la máxima y
mínima inclinación que podremos dar a nuestros colectores. (10 %)
 Distancia entre las bancadas de los colectores y fuerza máxima que
soportará la estructura. (25%)
 Ahorro económico que supondrá la instalación solar, teniendo en cuenta
que el coste del gas natural será de 4,66c€/kWh y presupuesto.
(10%)
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Ejercicio Final
Energía Solar Térmica
Nota:
Para calcular el número de personas del bloque de viviendas tendremos que
ayudarnos de la siguiente tabla:
Nº de dormitorios 1 2 3 4 5 6 7 Más de 7
Nº de ocupantes 1,5 3 4 6 7 8 9 Nº de dormitorios
 Para poder hallar la velocidad del viento que tendrán que soportar
nuestros paneles nos ayudaremos del siguiente mapa que podemos
encontrar en el documento básico SE-AE
En los apuntes de energía solar térmica se hace referencia a un valor de
45 ºC como temperatura de referencia para el ACS, pero para el ejercicio
nos dice el enunciado que debemos cumplir con las exigencias del
doc HE4 (del código técnico de la edificación). En este documento las
tablas hacen referencia a una T.ª de 60 ºC para el ACS, ¿qué T.ª debemos
tomar? ¿En la casilla de de T.ª de acumulación del doc. Excel que
se adjunta debemos poner 60 ºC?
 El Código técnico no te obliga acumular ninguna temperatura, te
da las tablas a 60º, pero a continuación te da una fórmula para
pasar esta demanda de litros/día a otra temperatura; antes estas
tablas se daban valores referenciados a 45º. Por lo tanto, puedes
elegir tú la temperatura de acumulación: si acumulas a 45º, necesitaras
acumular más volumen; si acumulas a 60º, menos volumen;
acumulando a 60º, te ahorras problemas con la legionela,
pero tendrás que dotar a la instalación de una válvula termostáticas
antes del consumo para mezclar el agua en caso de que este
demasiado caliente. Conclusión: El proyectista decide la temperatura
de acumulación, pero una vez elegida tiene que haber una
concordancia con el resto de cálculos.
 Para el valor de los litros de ACS por persona y día tengo una duda parecida.
En los apuntes se toma 30 l/persona y día para viviendas multifamiliares,
pero en el doc HE4 dice que para viviendas multifamiliares,
tenemos que tomar un valor de 22 l/persona y día. ¿Cuál de ellos debemos
tomar? En definitiva, ¿debemos recurrir para hacer todos los
cálculos a lo que indica el doc HE4?
 Esto es lo que te comentaba antes, debes elegir una temperatura
y todos los datos tomados y cálculos realizados deben estar en
concordancia con esto. Si decides acumular a 60º, puedes coger
los datos directamente del HE4; si decides acumular a 45º, puedes
tomar los datos de las tablas del temario o bien transformarlos
mediante la fórmula que te da el propio HE4.
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Dudas sobre el Ejercicio Final
Energía Solar Térmica
 En el documento Excel que debemos ir completando, ¿qué valores debemos
poner para el rendimiento del colector en las casillas n0, K1 y
K2? ¿Y en la casilla de instalación? ¿Y en la de superficie m2 colector?
 En el documento Excel los valores de n0, K1 y K2 debes obtenerlos
tú mismo. Debes buscar un catálogo en Internet y en la hoja
de características encontrarás estos valores. Debes rellenar las
celdas relativas al colector, las celdas relativas a la instalación (n.º
de plazas, ACS l/día y persona, superficie de colector y temperatura
de acumulación) y las celdas que aparecen coloreadas en la
Excel.
 ¿La casilla del doc. Excel de tanto por ciento a cubrir se refiere a la
contribución solar mínima (%)? En el caso de Vitoria (Zona climática I),
¿sería del 30%?
 Efectivamente, tendríamos que comprobar que no existe ninguna
normativa autónoma más restrictiva que esta; en caso de que
exista, deberíamos tomar el cubrimiento de la normativa, y en caso
de que no exista, acudiremos siempre al HE4.
 En el enunciado también nos pide que seleccionemos el colector solar
a instalar y que determinemos el cubrimiento que conseguimos con el
aporte solar. ¿Qué colector debemos seleccionar? ¿Tenemos que
hacer una descripción del mismo? ¿De dónde podemos obtener estos
datos?
 El ejercicio está pensado para que busquéis en Internet diversos
catálogos y vosotros mismo elijáis uno; así entráis en contacto un
poco más con herramientas que utilizaréis el día de mañana.
Cualquier duda, podéis consultarme. En el apartado de recursos
tenéis un enlace a una base de datos de catálogos bastante
completa.
 En el siguiente apartado se pide el dimensionamiento del acumulador y
del intercambiador, seleccionando los modelos correspondientes. ¿Qué
criterios debemos seguir para esto? ¿Debemos hacer una descripción
de los mismos basándonos en los apuntes?
 Los criterios marcados en la teoría y el HE4. Normalmente se elije
una acumulación igual a la demanda diaria y, además de esto,
tiene que cumplir con la relación 50 > V/A >180. Cumpliendo estos
dos criterios está bien diseñado el acumulador, luego ya queda
a disposición del instalador si hay que poner un acumulador o
dos (y en caso de poner dos, decidir si los conectaremos en serie
invertida o en paralelo). Para dimensionar el intercambiador debemos
cumplir con la condición P >= 500 * A.