sistema solar térmico para producción de acs
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Sistema solar térmico para producción de ACS,
calentamiento de piscina y apoyo a calefacción por
suelo radiante en vivienda unifamiliar
María Abella Merino
María Díez Maroto
Tutor: Vicente Gallardo
Índice
1. Objetivo y alcance del proyecto
2. Dimensionado de la instalación Sistema de captación
Sistema de intercambio y acumulación
Circuito hidráulico
Sistema de regulación y control
Equipo de apoyo
3. Descripción de la instalación
4. Análisis económico
Objetivos
Mejorar la certificación energética de la vivienda
Preocupación por el medio ambiente
Ahorro de combustible
Instalación solar térmica
Producción de ACS
Calentamiento de piscina exterior
Apoyo a calefacción con suelo radiante
Objetivos y alcance del proyecto
Objetivos y alcance del proyecto Situación y emplazamiento
Ponferrada (León)
Latitud 42,58 N
Longitud 6,35 O
Zona Climática II
Descripción de la vivienda
Número de plantas 3
Ocupación habitual 4
Habitaciones con ACS 8
Superficie a calefactar 203 m2
Volumen piscina 40 m3
Cálculo de captadores ACS
Datos a introducir
Temperatura de uso 45 ºC
Litros a 60ºC 30 l/persona
Número de personas 4
Inclinación de captadores 25º
Orientación de captadores sur
Área de un panel 2,25 m2
1 Captador
60,4%
Cálculo de captadores Piscina Datos a introducir
Volumen de la piscina 40 m3
Superficie de la piscina 32 m2
Tipo de piscina Exterior
Tiempo con manta 10 h
Inclinación de captadores 25º
Pérdidas por sombras 14,51 %
Área de un panel 2,25 m2
7 Captadores
Cálculo de captadores Suelo Radiante
Datos a introducir
Superficie a calefactar 203 m2
Temperatura interior 21ºC
Temperatura de utilización 45ºC
Inclinación de captadores 25º
Área de un panel 2,25 m2
7 Captadores
26,5%
Sistema de acumulación ACS
Nº captadores 1
Área cap. m2 2,25
V. Demanda litros 211,2
V. Acum. litros 192
Se utilizarán intercambiadores internos ya que el área de captación es menor a
50 m2.
18.0arg
captadoresac
nacumulació
M
VCUMPLE
22 /180/50 mlA
Vml
captadores
nacumulació
• Volumen de acumulación 192 l
• Área de un captador 2,25 m2
• V/A = 85 l/m2
• V/M = 0,9
Sistema del intercambiador de la Piscina
Primario Secundario
Te Ts Te
Piscinas 50 28 24
AP 500
Área de captación 18 m2
kWP 000.9
Propilenglicol 35 %
Sistema de acumulación Suelo Radiante
Nº captadores 7
Área cap. m2 15,75
Inclinación º 25
V. Acum. litros 400
22 /50/25 mlA
Vml
captadores
nacumulació
Se utilizarán intercambiadores internos ya que el área de captación es
menor a 50 m2.
• Volumen de acumulación 400 l
• Área de captación 15,75 m2
• V/A = 25,4 l/m2
CUMPLE
Diámetros de tuberías en el C.Primario
Tramo Caudal
(l/h)
DN
tramo (mm)
Pdc
(mmca/ml)
Velocidad
(m/s)
AB 900 28 13,8 0,47
BC 900 28 13,8 0,47
CD 900 28 13,8 0,47
DE 900 28 13,8 0,47
EF 900 28 13,8 0,47
FG 900 28 13,8 0,47
GH 450 22 14,3 0,40
HL 450 22 14,3 0,40
LM 450 22 14,3 0,40
MN 450 22 14,3 0,40
NO 450 22 14,3 0,40
OP 450 22 14,3 0,40
PR 900 28 13,8 0,47
•Velocidad en las tuberías < 1,5 m/s
•Caudal aproximado de 50 l/h por m2 de captador
•10 mmca < PdC < 40 mmca
Pérdidas de carga en el C.Primario
captadoresresercambiadotuberíastotalesPdcPdcPdcPdc
int
Pdc (mca) circuito
ACS
Pdc (mca) circuito
SR
Pdc (mca) circuito
Piscina
Tuberías 1 1 1
Intercambiador 0 0 0,82
Captadores 0,24 0,24 0,24
Total 1,24 1,24 2,06
Tramo Caudal
(l/h)
DN
tramo (mm)
Pdc
(mmca/ml)
Velocidad
(m/s)
ACS 1.080 28 19 0,57
PISCINA 1.944 35 17 0,63
SUELO RADIANTE 1080 28 19 0,57
La pérdida de carga en los acumuladores es despreciable
Pdc (mca) circuito
ACS
Pdc (mca) circuito
SR
Pdc (mca) circuito
Piscina
Tuberías 0,11 0,11 0,45
Acum/Interc - - 2,95
Total 0,11 0,11 3,40
resercambiadotuberíasPdcPdcPdc
int
Diámetros de tubería y Pdc en el C.Secundario
Aislamiento
RITE: tuberías, accesorios y depósitos en contacto con fluidos a más de 40ºC deben ir aislados
Espesores mínimos en el interior de edificios con fluidos calientes
Espesores mínimos en el exterior de edificios con fluidos calientes
Espesores mínimos en el interior de edificios con fluidos fríos
Espesores mínimos en el exterior de edificios con fluidos fríos
Grupo de bombeo
Termómetros integrados
Válvula de seguridad y manómetro
Antirretorno tanto en impulsión como en retorno para evitar
la circulación por termosifón
Bombas de circulación
Limitador de caudal con llave de cierre
Comunica energía a los fluidos. Formado por:
Bombas
Punto de funcionamiento de la bomba del
circuito primario:
•Q= 900 l/h= 0,25 l/s
•H=2,06 mca
Punto de funcionamiento de la bomba
del circuito de la piscina:
•Q= 1.944 l/h= 0,54 l/s
•H=3,40 mca
Vaso de expansión
Necesario para absorber las dilataciones del fluido caloportador
if
f
vasoPP
PVV
V=55,32 m3
ε=0,08
Pf=6,5 kg/cm2
Pi=2,6 kg/cm2
Vvaso= 7,37 litros
Sistema de regulación y control
Optimizar instalación y evitar condiciones extremas
Condiciones generales:
• Bomba ON: Radiación > 100 W/m2
• Bomba ON: ΔT > 7°C
• Bomba OFF: ΔT < 2°C
• Puntos consumo: T < 45°C
• T fluido caloportador 3°C superior a su punto de congelación
Presupuesto
38%
16%
29%
7% 10%
Distribución de costes
Sistema de captación
Sistema de intercambio y acumulación
Circuito hidráulico
Sistema de control
Gastos complementarios
Presupuesto total
15.084 €
Análisis económico
Aporte solar
ACS 1.989 kWh
Suelo radiante 6.594 kWh
Total 8.583 kWh
Precio gasóleo Ahorro anual
10 c€/kWh 918 €
Conclusiones Periodo de retorno: 16 años y medio
Beneficios:
Fomento renovables
Apoyo al medio ambiente
Generación distribuida
Calentamiento de la piscina
Certificación energética
Presupuesto total
15.084 €
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