1. ejercicios tema 03

1. EJERCICIOS TEMA 03
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Ejercicio 3.1.- Nuestro objetivo es diseñar el sistema solar térmico para abastecer de
ACS un edificio de nueva construcción de 15 viviendas de Barcelona. Dado que no se
ha previsto espacio alguno en todo el edificio para ubicar una posible acumulación
centralizada, el sistema a diseñar será obligatoriamente en base a la configuración de
acumulación y producción auxiliar descentralizada.
Los electrodomésticos que existen en él se prevén de tipo bitérmico, y por tanto se
considerará que la demanda media por usuario y día, en vez de 35 l/p.d –tal como
indica la normativa- será de 42,5 l/p.d. El sistema de producción auxiliar queda por
concretar, pero las hipótesis iniciales se inclinan hacia la utilización de una caldera
modulante en serie dado que algunos futuros inquilinos han solicitado ya calefacción.
El modelo de colector con el que normalmente trabaja el diseñador es un colector
plano selectivo de 1,85 m2, con un rendimiento óptico de 0,790 , un coeficiente de
pérdidas de primer orden de 3,88 W/m2K y de segundo orden 0,010 W/m2K2; el IAM
(modificador del ángulo de incidencia) del colector es 0,09, el límite de su resistencia
térmica es de 170ºC y su caudal de diseño de 277,5 kg/h.
El número máximo de colectores que caben en la cubierta del terrado –libre de
sombras- son 18 (lo cuál en ningún caso querría decir que fuera éste el nombre de
colectores). Los colectores deberán disponerse bien en 2 o 3 filas como máximo (la
interconexión de los colectores dentro de cada fila podrá ser tal y como el diseñador
crea oportuno en su debido momento pero siempre teniendo presente el ahorro de
tubería que implica la conexión en serie de este tipo de colector). La orientación mas
favorable en la que se pueden posicionar los colectores son 5º oeste
1. En caso de que el tipo de sistema solar térmico no fuera impuesto por las
circunstancias del edificio y el diseñador pudiera obrar con libertad de elección,
¿cuál otro sistema sería preferible por su eficiencia?, ¿qué ventajas y
desventajas presenta éste respecto del que se va a diseñar?
2. Una de las decisiones importantes en la concepción de un sistema solar
térmico es la filosofía escogida para la determinación del caudal de campo, del
caudal del circuito primario. Este caudal es consecuencia directa de la relación
serie paralelo en que conexionamos el campo. Determinar cuál será la
configuración del campo si deseáramos trabajar en los siguientes casos: un
low-flow de 16,67 kg/h.m2, en un high-flow de 50 kg/h.m2 i en un régimen
intermedio de 25 kg/h.m2. Para cada caso hacer dos esquemas: uno del
conexionado de los colectores y otro de su disposición en el terrado.
3. Describe sobre las ventajas y desventajas de cada tipo de régimen de
funcionamiento: “high-flow” o “low-flow” y reflexiona sobre su aplicación al
sistema que hemos de dimensionar en nuestra comunidad de vecinos.
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Ejercicio 3.2.- Nuestro objetivo es diseñar el sistema solar térmico para abastecer un
sistema de 2000l de acumulación de agua caliente. El esquema de la instalación
correspnde al de la figura 3.10 de los apuntes. El número de colectores que se ha
diseñado es de 26.
4. ¿Para garantizar una buena estratificación en el sistema solar y en el sistema
de acumulación, cuantos depósitos instalarías, y qué mecanismo utilizas para
potenciar esta estratificación? ¿Como conectarías estos depósitos si necesitas
varios?
5. ¿Qué tipos de intercambiadores de calor se deben de instalar?.
6. ¿Qué saltos térmicos son esperables en los diferentes circuitos de los
diferentes intercambiadores?
7. ¿Qué tipo de sistema auxiliar se instala?.
8. Para este sistema, qué tipos de colectores deben de utilizarse. Recomienda y
justifica un tipo, y escribe una curva de rendimiento típica que deberían de
tener. Como se conectarán entre ellos? Se trabajará a high flow, o a low flow?.
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