Coeficiente global de pérdidas de un colector solar Predicciones mediante el método f-chart LOS COEFICIENTES DE TRANSMISION h ๐ ๐ป๐ − ๐ป๐ ๐แถ = ๐ ๐จ (๐ป๐ − ๐ป๐ ) = ๐น ๐ ๐ค ๐น๐ = ๐ก๐ค = ๐๐จ ๐ ๐ ๐น๐ = ๐ต๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐จ๐ต๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐ = ๐ ๐ ๐๐น = ๐(๐๐๐ ๐๐๐ )(๐๐ + + ๐๐ ) ๐ ๐ + −๐ ๐๐ ๐๐ ๐น๐น = ๐๐(๐๐๐ + ๐๐๐ )(๐๐ + ๐๐ ) ๐ ๐ + −๐ ๐๐ ๐๐ ๐ , ๐น, ๐ = ๐๐ฅ๐๐ฆ๐๐ง๐ญ๐จ๐ฌ ๐ ๐๐จ๐ฆé๐ญ๐ซ๐ข๐๐จ๐ฌ grosor, distancia de separación del fluido y área 2 ๐แถ ๐ ๐ป๐ ๐ ๐ ๐ ๐แถ ๐ป๐ ๐ = ๐π๐น ๐ = ๐π๐น๐ณ ๐ป๐ ๐ป๐ ๐ ๐ป๐ ๐แถ = ๐ ๐จ ๐ป๐ − ๐ป๐ ๐ป๐ ๐ = ๐ป๐ − ๐ป๐ ๐น ๐ ๐= ๐๐จ MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN UN COLECTOR SOLAR Gn = Rad. Solar global REFLEXIÓN PÉRDIDAS CONV.+RAD. CONDUCCION. Balance de energía: ατ*Gh*A = Calor Útil + Pérdidas [W] Pérdidas = Convección + Radiación + Conducción [W] 4 b g1 g2 g5 g3 g4 g1 N (número de tubos) L (largo del tubo) d (diámetro del tubo) Efic.aleta w (ancho de la aleta) b (grosor de la aleta) g1 (grosor de la carcasa) g2 (grosor del aislante vertical) g3 (distancia placa-cub.transp) g4 (grosor del aislante horizontal) g5 (grosor de la cubierta transp.) Largo exterior: Lext=L+2(g1+g2) Ancho exterior: Anext=N(d+2w)+2(g1+g2) Perímetro: 2Lext+2Aext Coef.absorción de la placa (alfa)} Coef. Transmisión de la cubierta transparente (tau) Emitancia placa εp Emitancia vidrio εv Conductividad aislante ka Conductividad placa kp Conductividad cub.transp. kv Conductividad carcasa kc Largo exterior: L+2(g1+g2) Ancho exterior: N(d+2w)+2(g1+g2) Perímetro: 2Largo ext+2Ancho ext Area de la placa A(p) = N(d+2w.efic)L Area cubierta transparente A(v) = N(d+2W)L Area (lateral): Perímetro x g3 5 ๐ป๐ Cara superior ๐น๐ณ = ๐ ๐ผ๐ณ ๐จ๐๐๐๐๐ Caras laterales Caras laterales ๐ป๐๐๐๐๐ Cara posterior แถ ∗ (๐ป๐๐๐๐๐ − ๐ป๐ ) ๐แถ ๐é๐๐ ๐๐ ๐๐ = ๐ผ๐ณ ๐จ๐๐๐๐๐ ๐แถ ๐é๐๐ ๐๐ ๐๐ ๐แถ = (๐ป๐๐๐๐๐ − ๐ป๐ ) ๐น๐ณ ๐ ๐ ๐ ๐ = + + ๐น๐ณ ๐น๐ช๐บ ๐น๐ช๐ณ ๐น๐ช๐ท ๐ป๐ ๐น๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐น๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐น๐๐๐๐๐๐๐๐๐ = ๐ ๐น๐ณ = ๐ผ๐ณ ๐จ๐๐๐๐๐ ๐ป๐๐๐๐๐ 6 Temperatura ambiente: Ta Pérdidas por la cara superior R(CS): g1 Ta g2 g5 g3 Temperatura de placa: Tp Ta Rva rad. Rva conv. g4 g1 a Ta Rkv EL FLUJO DE CALOR DESDE LA PLACA AL MEDIO AMBIENTE POR LA PARTE SUPERIOR: DESDE EL VIDRIO AL MEDIO AMBIENTE: CONVECCIÓN + RADIACION (FLUJOS PARALELOS) A TRAVES DEL VIDRIO: SOLO POR CONDUCCION Rpv rad. Rpv conv. DESDE LA PLACA AL VIDRIO: CONVECCIÓN + RADIACION (FLUJOS PARALELOS) ๐ ๐๐ ๐ ๐ = + ๐น๐(๐) + (๐/๐น๐(๐ฉ−๐ฏ)+๐/๐น๐(๐ฉ−๐ฏ)) (๐/๐ ๐(๐ฏ−๐) +๐/๐น๐(๐ฏ−๐)) Tp 7 PERDIDAS CARAS LATERALES: Temperatura ambiente: Ta g1 g2 g5 g3 Ta Temperatura de placa: Tp g4 g1 a Cara lateral perimetral R(CL): Ta Raislante lat (k) Rpared ext lat(k) Ramb. conv. Tp Ta ๐ ๐๐ = ๐น๐(๐๐๐−๐๐๐) + ๐น๐(๐๐๐๐−๐๐๐) + ๐น๐(๐ช๐ณ−๐๐๐) 8 Temperatura ambiente: Ta Pérdidas por la cara posterior R(CP): g1 g2 Tp g5 g3 Ta Temperatura de placa: Tp Raislante(k) g4 g1 a Rpared ext (k) CONDUCCIÓN Ta CONVENCCION ๐ ๐๐ = ๐น๐(๐๐๐−๐๐๐) + ๐น๐(๐๐๐๐) + ๐น๐(๐ช๐ท−๐๐๐) Ramb. conv. Ta 9 Ramb. conv. Rconv. Rsup transp(k) Rrad. Ramb. rad. ๐ ๐๐ Raislante(k) Rcarcasa ext (k) ๐ ๐ = + ๐น๐(๐) + (๐/๐น๐(๐ฉ−๐ฏ)+๐/๐น๐(๐ฉ−๐ฏ)) (๐/๐ ๐(๐ฏ−๐)+๐/๐น๐(๐ฏ−๐)) Ramb. conv. ๐ ๐๐ = ๐น๐(๐๐๐−๐๐๐) + ๐น๐(๐๐๐๐−๐๐๐) + ๐น๐(๐ช๐ณ−๐๐๐) Raislante lat (k) Rpared ext lat(k) Ramb. conv. ๐ ๐๐ = ๐น๐(๐๐๐−๐๐๐) + ๐น๐(๐๐๐๐) + ๐น๐(๐ช๐ท−๐๐๐) 10 CONVECCIÓN NATURAL DEL AIRE ENTRE PLACAS PARALELAS INCLINADAS H ๐ต๐ ๐๐๐๐๐ ๐๐ = ๐๐ β PLACAS HORIZONTALES: ๐บ๐ > 4 ∗ 105 PLACAS VERTICALES: 2 ∗ 104 < ๐บ๐ < 2 ∗ 105 2 ∗ 105 < ๐บ๐ < 2 ∗ 107 PLACAS INCLINADAS: NuH = 0,068 1 ∗ Gr 3 ๐ป NuV = 0,18 ∗ ๐3 1 ๐ป NuV = 0,065 ∗ Gr 3 ∗ ๐3 1 ∗ Gr 4 ๐๐ฎ = ๐, ๐ ∗ ๐๐ฎ๐ ๐๐จ๐ฌ ๐ + ๐, ๐ ๐๐ฎ๐ ๐ฌ๐๐ง(๐) 11 1 − 9 1 − 9 CONVECCIÓN NATURAL DEL AIRE SOBRE LA SUPERFICIE EXTERIOR DEL COLECTOR H ๐๐(๐−๐๐๐๐) ๐ = ๐, ๐ + ๐, ๐ ๐ ( ) ๐ฆ๐๐ β V = VELOCIDAD DEL VIENTO (m/s) CONVECCIÓN NATURAL EN LA PLACA EXTERIOR CUANDO NO HAY VIENTO: ๐๐ฎ = ๐, ๐ ∗ ๐๐ซ ∗ ๐๐ซ ∗ ๐๐จ๐ฌ(๐) ๐ ๐ ∗ ๐ ๐ ๐๐จ๐ฌ(๐) ๐ ๐ + ๐ + ๐,๐ ๐๐ซ ๐ 12 ESTIMACION DE LOS COEFICIENTES DE RADIACION VIDRIO – PLACA VIDRIO - AMBIENTE Radiación: ๐ ๐น๐น = ๐๐(๐๐๐ + ๐๐๐ )(๐๐ + ๐๐ ) ๐ ๐ + −๐ ๐๐ ๐๐ ๐แถ ๐๐ ๐พ (๐พ๐๐๐๐) Unidades: ๐น๐ , ๐น๐ , ๐น๐น ๐๐ K/W ๐๐ , ๐๐ , ๐๐น ๐๐ ๐พ/๐๐. ๐ฒ ๐๐(๐๐๐ + ๐๐๐ )(๐๐ + ๐๐ ) ๐๐(๐−๐) = ๐ ๐ + ๐๐ ๐๐ − ๐ ๐๐(๐๐๐ + ๐๐๐ )(๐๐ + ๐๐ ) ๐๐(๐−๐๐๐) = ๐ ๐ + ๐๐ ๐๐ − ๐ ๐ ๐๐ = ๐ป๐ = ๐ป๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ó๐ = ๐๐๐°๐ช ๐ ๐ ๐๐ = ๐ป๐๐๐ ๐๐๐ = (๐ป๐ + ๐ป๐ ) ๐ ε๐๐๐๐๐ = ๐, ๐๐ ๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ε๐๐๐๐๐ = ๐, ๐ ๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐ ε๐๐๐ ๐๐๐ = ๐, ๐๐ ε๐๐๐๐ = ๐ 13 ESTIMACION DE LOS COEFICIENTES DE CONDUCCION AISLANTE POSTERIOR Y LATERAL VIDRIO CARCASA EXTERIOR Conducción: แถ๐ = ๐๐ ๐(๐๐ − ๐๐ ) = ๐๐−๐๐ ๐ ๐ค ๐ ๐น๐ = ๐๐จ Unidades: ๐แถ ๐๐ ๐พ (๐พ๐๐๐๐) g = grosor ๐น๐ , ๐น๐ , ๐น๐น ๐๐ K/W k = coeficiente de conducción (del material) ๐๐ , ๐๐ , ๐๐น ๐๐ ๐พ/๐๐. ๐ฒ A = área transversal del flujo de calor Coeficiente total de pérdidas del colector ๐ ๐๐ ๐ ๐ ๐ ๐ = + + (๐ก๐(๐ฉ−๐ฏ)+๐ก๐(๐ฉ−๐ฏ))๐ ๐ฉ ๐ค ๐ฏ ๐ ๐ฏ (๐ก๐(๐ฏ−๐)+๐ก๐(๐ฏ−๐))๐ ๐ฏ ๐ ๐๐ ๐ ๐ ๐ ๐ ๐ = + + ๐ค ๐๐ ๐ฉ ๐ค ๐ ๐ ๐ฉ ๐ก๐(๐ฉ−๐)๐ ๐ฉ ๐ ๐๐ R(CS) ๐ ๐ ๐ ๐ ๐ = + + ๐ค ๐ ๐ ๐ฅ๐๐ญ ๐ค ๐ ๐ ๐ฅ๐๐ญ ๐ก๐(๐ฉ−๐)๐ ๐ฅ๐๐ญ R(CL) Tp R(CP) Ta ๐ ๐ ๐ ๐ = + + ๐ ๐ ๐ ๐๐ ๐ ๐๐ ๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐ = ๐ ๐๐ = ๐ ๐๐๐ + ๐ ๐๐๐ + ๐ ๐๐๐ [W/°C] 15 EL COEFICIENTE GLOBAL DE PERDIDA DE UN COLECTOR SOLAR ๐๐๐๐๐๐ = ๐ ๐๐ = ๐ ๐๐๐ + ๐ ๐๐๐ + ๐ ๐๐๐ [W/K] DEFINICION: ๐๐ณ = ๐๐๐๐๐๐ ๐จ๐๐๐๐๐ [W/m2.K] ๐พ ๐๐ณ ๐๐๐๐๐ ๐ ๐ ๐, ๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐í๐ ๐๐๐ฒ ๐พ ๐๐ณ ๐๐๐๐๐ ๐ ๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐ (๐ ๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐ ๐๐๐๐ ๐ ๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐) ๐๐๐ฒ ๐พ ๐๐ณ ๐๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐ ๐๐๐ฒ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐ 16 METODO DE DIMENSIONAMIENTO COMPARACION A LA DEMANDA Retomando el Balance de Energía: ๐ธแถ ú๐๐๐ = ατ๐ฎ๐ ๐จ๐ − ๐ผ๐ณ ๐จ๐ ๐ป๐ − ๐ป๐ (๐พ) ๐แถ ú๐ญ๐ข๐ฅ = ๐ ๐ ๐ ๐ฉ [๐τGn − ๐๐ ๐๐๐ − ๐๐ ] ๐ญ๐น = ๐๐๐๐. ๐ ๐ ๐๐๐๐๐๐ó๐ ๐ธแถ ú๐๐๐ = ๐ญ′๐น ๐จ๐(๐ถ๐๐ฎ๐ − ๐ผ๐ณ ๐ป๐๐ − ๐ป๐ ) ๐ญ′๐น = ๐๐๐๐. ๐ ๐ ๐๐๐๐๐๐ó๐ ๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐ญ๐น = 0,85 a 0,95 ๐ป๐ = ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐ ๐ป๐๐ = ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐ ๐ ๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ป๐๐ = ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐ ๐ ๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ (dato del fabricante) ๐ญ′๐น = ๐ญ๐น ๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐ ๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐ญ′๐น = ๐, ๐๐ ∗ ๐ญ๐น ๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ 18 ๐ธแถ ú๐๐๐ = ๐ญ′๐น ๐จ๐ (๐ถ๐๐ฎ๐ − ๐ผ๐ณ ๐ป๐๐ − ๐ป๐ ) ๐ธแถ ú๐๐๐ = ๐ญ′๐น ๐จ๐ ๐ถ๐๐ฎ๐ − ๐ญ′๐น ๐จ๐๐ผ๐ณ ๐ป๐๐ − ๐ป๐ ) ๐ธแถ ú๐๐๐ ๐ป๐๐ − ๐ป๐ ′ ′ ๐= = ๐ญ๐น ๐ถ๐ − ๐ญ๐น ๐ผ๐ณ ) ๐จ๐๐ฎ๐ ๐ฎ๐ ๐ธแถ ú๐๐๐ ๐ป๐๐ − ๐ป๐ ๐= = ๐๐ − ๐๐ ๐จ๐ ๐ฎ๐ ๐ฎ๐ ๐๐ = ๐ญ′๐น ๐ถ๐ ๐๐ = ๐ญ′๐น ๐ผ๐ณ Dato del fabricante ๐ธแถ ú๐๐๐ ๐ป๐๐ − ๐ป๐ ๐ป๐๐ − ๐ป๐ ๐= = ๐๐ − ๐๐ − ๐๐ ๐จ๐ ๐ฎ๐ ๐ฎ๐ ๐ฎ๐ ๐ 19 f-Chart f-Chart. Predicciones • Método para predecir el aporte solar en el suministro de agua caliente para uso sanitario y para calefacción. • Basado en correlaciones efectuadas sobre centenas de sistemas termosolares. • El método se aplica a periodos largos, por lo general, un año. • Ventaja: Se puede entonces estimar el tamaño de una instalación solar si previamente se determina el aporte solar. • Desventaja: Si la demanda está mal estimada, las predicciones no son fiables 21 Balance en tiempos largos (mes) En el balance de energía: Acumulación de calor = Aporte solar + Aporte externo – Carga térmica (agua y calefacción) ๐ธ๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ = ๐ธ๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐ + ๐ฌ๐๐๐๐๐๐๐ − ๐ณ๐๐๐๐๐ En un mes: ๐ธ๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ = ๐ (dimensionamiento óptimo) 22 Resultado ๐ธú๐๐๐ + ๐ฌ๐๐๐๐๐๐๐ − ๐ณ๐๐๐๐๐ = ๐ (๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐) Se define la fracción del aporte solar “f”: ๐ธ๐๐๐๐๐ ๐ณ๐๐๐๐๐ − ๐ฌ๐๐๐๐๐๐๐ ๐= = ๐ณ๐๐๐๐๐ ๐ณ๐๐๐๐๐ 23 Ecuaciones ๐๐ ๐๐ฐ ๐๐ฉ = ๐แถ ๐ฎ๐ญ๐ข๐ฅ + ๐แถ ๐๐ฑ๐ญ − ๐แถ ๐ญ๐จ๐ญ๐๐ฅ (๐) ๐๐ญ Integrando sobre un mes: ๐ฆ๐๐ฌ ๐๐ฐ ๐๐ฉ เถฑ ๐ ๐ฆ๐๐ฌ เถฑ ๐ 0 ๐ฆ๐๐ฌ ๐ฆ๐๐ฌ ๐ฆ๐๐ฌ ๐๐ ๐๐ญ = เถฑ ๐แถ ๐ฎ๐ญ๐ข๐ฅ ๐๐ญ + เถฑ ๐แถ ๐๐ฑ๐ญ ๐๐ญ − เถฑ ๐แถ ๐ญ๐จ๐ญ๐๐ฅ ๐๐ญ ๐๐ญ ๐ ๐ ๐ ๐ฆ๐๐ฌ ๐แถ ๐ฎ๐ญ๐ข๐ฅ ๐๐ญ = เถฑ ๐ ๐ฆ๐๐ฌ ๐แถ ๐ญ๐จ๐ญ๐๐ฅ ๐๐ญ − เถฑ ๐ ๐แถ ๐๐ฑ๐ญ ๐๐ญ = ๐๐ญ๐จ๐ญ๐๐ฅ − ๐๐๐ฑ๐ญ ๐ธú๐๐๐ = ๐๐ญ๐จ๐ญ๐๐ฅ − ๐๐๐ฑ๐ญ 24 DESARROLLO ๐ฆ๐๐ฌ เถฑ ๐ ๐แถ ๐ฎ๐ญ๐ข๐ฅ ๐๐ญ = เถฑ ๐ ๐′ ๐ ๐ฉ ๐๐๐๐ง − ๐๐ ๐๐ญ๐ − ๐๐ ๐๐ญ ๐ธú๐๐๐ = ๐ ๐′ ๐ ๐ฉ ๐๐ เถฑ ๐๐ง ๐๐ญ − ๐ ๐′ ๐ ๐ฉ ๐๐ เถฑ ๐๐๐ − ๐๐ ๐๐ญ เดฅ๐(๐,๐) ๐๐í๐๐ฌ − ๐ ๐′ ๐ ๐ฉ ๐๐ ๐๐ซ๐๐ − ๐ เดฅ๐ ๐ซ๐ญ ๐ ๐ธú๐๐๐ = ๐ ๐′ ๐ ๐ฉ ๐๐๐ ๐ ๐๐ญ๐ − ๐๐ ๐= เถฑ ๐๐ญ เดฅ ๐ซ๐ญ ๐๐ซ๐๐ − ๐ป๐ ๐ ๐′ = ๐, ๐๐ ∗ ๐ ๐ (๐ฌ๐ข ๐ฌ๐ ๐ฎ๐ญ๐ข๐ฅ๐ข๐ณ๐ ๐ฎ๐ง ๐ข๐ง๐ญ๐๐ซ๐๐๐ฆ๐๐ข๐๐๐จ๐ซ ๐๐ฌ๐ฉ๐ข๐ซ๐๐ฅ) ๐ ๐′ = ๐ ๐ (๐ฌ๐ข ๐ฌ๐ ๐ฎ๐ญ๐ข๐ฅ๐ข๐ณ๐ ๐ฎ๐ง ๐ข๐ง๐ญ๐๐ซ๐๐๐ฆ๐๐ข๐๐๐จ๐ซ ๐๐ ๐ฉ๐ฅ๐๐๐๐ฌ) ๐ซ๐ญ = ๐งú๐ฆ๐๐ซ๐จ ๐๐ ๐ก๐จ๐ซ๐๐ฌ ๐๐๐ฅ ๐ฆ๐๐ฌ Tref = 100°C 25 Correlación เดฅ ๐ (๐ท,๐ถ) ๐ต๐ í๐๐ ๐ญ′๐น ๐จ๐ ๐ผ๐ณ ๐ป๐๐๐ − ๐ป เดฅ ๐ ๐๐ ๐ ๐ธ๐๐๐๐๐ ๐ญ′๐น ๐จ๐ ๐ถ๐๐ฎ ๐= = − ๐ณ๐๐๐๐๐ ๐ณ๐๐๐๐๐ ๐ณ๐๐๐๐๐ เดฅ ๐ (๐ท,๐ถ) ๐ต๐ í๐๐ ๐ญ′๐น ๐จ๐ ๐ถ๐๐ฎ ๐= ๐ณ๐๐๐๐๐ เดฅ ๐ ๐๐ ๐ญ′๐น ๐จ๐ ๐ผ๐ณ ๐ป๐๐๐ − ๐ป ๐ฟ= ๐ณ๐๐๐๐๐ ๐ = ๐ ๐ฟ, ๐ = ๐๐ ๐ + ๐๐ ๐ฟ + ๐๐ ๐๐ + ๐๐ ๐ฟ๐ + ๐๐ ๐๐ ๐ = ๐ญ๐๐๐๐๐ó๐ ๐ ๐ ๐๐ ๐ฌ๐๐๐๐í๐ ๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐ฟ = ๐ญ๐๐๐๐๐ó๐ ๐ ๐ ๐๐๐ ๐ทé๐๐ ๐๐ ๐๐ ๐ ๐ ๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐๐๐. ๐ ๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ 26 Correlación ๐ = 1,029๐ − 0,065๐ − 0,245๐ 2 + 0,0018๐ 2 + 0,0215๐ 3 Rangos de aplicación: 0,6 < ατ < 0,9 5,0 < ๐น๐ ′ ๐ด๐ < 120 ๐2 2,1 < ๐๐ฟ < 8,3 ๐/ ๐2 K 0<๐<3 0 < ๐ < 18 27 La secuencia para el cálculo de f: 1. Valoración de las cargas caloríficas para el calentamiento de agua destinada a la producción de A.C.S. o calefacción. 2. Valoración de la radiación solar incidente en la superficie inclinada del captador o captadores. 3. Cálculo del parámetro Y. 4. Cálculo del parámetro X. 5. Determinación de la gráfica f. 6. Valoración de la cobertura solar mensual. 7. Valoración de la cobertura solar anual y formación de tablas 28 Ejemplo L = 500 kWh/mes Gn = 6,0 kWh/m2 Mes = Enero Ta = 18,1 °C Colector: Ap=2,38 m2 μ0 = 0,82 ๐ ๐1 = 3,46 2 ๐ ๐พ ๐ ๐2 = 0,0153 2 2 ๐ ๐พ 29 Resolución L = 500 kWh/mes Gn = 6,0 kWh/m2 Mes = Enero Ta = 19 °C ๐๐ − ๐๐ ๐๐ − ๐๐ ๐ = ๐๐ − ๐๐ − ๐๐ ๐ฎ๐ ๐ฎ๐ ๐ ๐๐ − ๐๐ ๐๐ − ๐๐ ๐ = ๐, ๐๐ − ๐, ๐๐ − ๐, ๐๐๐๐ ๐ฎ๐ ๐ฎ๐๐ Colector: Ap=2,38 m2 เดฅ ๐ ๐๐ ๐ญ′๐น ๐ผ๐ณ ๐จ๐ ๐ป๐๐๐ − ๐ป ๐, ๐๐ ∗ ๐, ๐๐ ∗ ๐๐๐ − ๐๐ ∗ ๐๐๐ ๐๐ = ๐, ๐๐ = ๐ญ′๐น α๐ ๐ฟ= = = ๐, ๐๐ ๐ณ ๐๐๐ ∗ ๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐ ๐ ′ ๐๐ = ๐, ๐๐ ๐ = ๐ญ๐น ๐๐ ๐ฆ ๐ ๐ญ′๐น ๐ถ๐๐จ๐ ๐ฎ๐ (๐ท,๐ถ) ๐ต๐ í๐๐ ๐,๐๐∗๐,๐๐∗๐,๐∗๐๐ ๐ ๐ = = = ๐, ๐๐๐ ๐๐ = ๐, ๐๐๐๐ ๐ ๐ ๐ณ ๐๐๐ ๐๐๐๐๐ ๐ฆ ๐ 30 ๐ EVALUACION DE LA CORRELACION ๐ = 1,029๐ − 0,065๐ − 0,245๐ 2 + 0,0018๐ 2 + 0,0215๐ 3 Y = 0,704 X = 0,96 SUSTITUYENDO: ๐ = 1,029 ∗ 0,704 − 0,065 ∗ 0,96 − 0,245 ∗ 0,7042 +0,0018 ∗ 0,962 +0,0215 ∗ 0,7043 ๐ = 0,55 EL 55% DEL TOTAL DE LA CARGA DE 500 kWh SERA SUMINISTRADA POR LA ENERGIA SOLAR 31 Area colector Número colectores μo a1 mes ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE 2,38 m2 1 0,82 FR'*alfa*tau 3,46 FR'*UL Gn kWh/m2.día 6,03 5,72 6,20 6,00 4,83 4,67 4,83 5,71 6,59 6,78 6,91 7,24 Ta °C 18,1 17,2 18,0 16,6 13,6 12,7 12,6 14,6 16,8 17,7 17,1 18,5 DEMANDA Ndías kWh/mes 500 31 500 28 500 31 500 30 500 31 500 30 500 31 500 31 500 30 500 31 500 30 500 31 Y X 0,708 0,606 0,728 0,682 0,567 0,531 0,566 0,670 0,749 0,796 0,785 0,850 0,973 0,889 0,975 0,960 1,027 1,005 1,039 1,015 0,957 0,979 0,954 0,968 f 55,1% 48,2% 56,6% 53,4% 44,4% 41,7% 44,3% 52,2% 58,2% 61,3% 60,7% 65,0% 32 Area colector Número colectores μo a1 mes ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE Gn kWh/m2.día 6,03 5,72 6,20 6,00 4,83 4,67 4,83 5,71 6,59 6,78 6,91 7,24 2,38 m2 2 0,82 FR'*alfa*tau 3,46 FR'*UL Ta °C 18,1 17,2 18,0 16,6 13,6 12,7 12,6 14,6 16,8 17,7 17,1 18,5 DEMANDA Ndías kWh/mes 500 31 500 28 500 31 500 30 500 31 500 30 500 31 500 31 500 30 500 31 500 30 500 31 Y X 1,415 1,212 1,456 1,364 1,135 1,062 1,133 1,341 1,497 1,593 1,569 1,700 1,946 1,778 1,949 1,919 2,053 2,009 2,077 2,029 1,913 1,957 1,907 1,936 f 90,7% 81,6% 92,5% 88,4% 75,8% 71,9% 75,5% 86,6% 94,6% 98,4% 97,7% 102,8% 33 AJUSTES A LA CORRELACION PARA LOS SISTEMAS CON ALMACENAMIENTO เดฅ ๐ ๐๐ ๐ช๐๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐ญ′๐น ๐จ๐๐ผ๐ณ ๐ป๐๐๐ − ๐ป ๐ฟ= ๐ณ๐๐๐๐๐ ๐๐ ๐จ๐ −๐,๐๐ Se aplica para almacenamientos entre 37,5 litros/m2 – 300 litros/m2 34 Area colector Número colectores μo a1 Capacidad actual alm Rango mes ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE 2,38 1 0,82 3,46 300 126,1 m2 FR'*alfa*tau FR'*UL litros litros/m2 Gn kWh/m2.día 6,03 5,72 6,20 6,00 4,83 4,67 4,83 5,71 6,59 6,78 6,91 7,24 Ta °C f sin ajuste 18,1 17,2 18,0 16,6 13,6 12,7 12,6 14,6 16,8 17,7 17,1 18,5 55,1% 48,2% 56,6% 53,4% 44,4% 41,7% 44,3% 52,2% 58,2% 61,3% 60,7% 65,0% f con ajuste 55,9% 48,9% 57,3% 54,1% 45,2% 42,5% 45,0% 53,0% 58,9% 62,0% 61,4% 65,7% 35 Area colector Número colectores μo a1 Capacidad actual alm Rango mes ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE 2,38 m2 1 0,82 FR'*alfa*tau 3,46 FR'*UL 700 litros 294,1 litros/m2 Gn Ta °C f sin ajuste f con ajuste kWh/m2.día 6,03 18,1 55,1% 56,9% 5,72 17,2 48,2% 49,8% 6,20 18,0 56,6% 58,3% 6,00 16,6 53,4% 55,1% 4,83 13,6 44,4% 46,2% 4,67 12,7 41,7% 43,5% 4,83 12,6 44,3% 46,1% 5,71 14,6 52,2% 54,0% 6,59 16,8 58,2% 59,9% 6,78 17,7 61,3% 63,1% 6,91 17,1 60,7% 62,4% 7,24 18,5 65,0% 66,7% 36 AJUSTES A LA CORRELACION PARA LOS SISTEMAS DE CALEFACCION DE EDIFICIOS CON AGUA CALIENTE El tamaño del intercambiador de calor que caliente un edificio está relacionado con el término: ๐๐ ๐ฆแถ ๐ ๐๐ฉ ๐๐๐ฅ๐๐๐ขó๐ง = ๐๐ ๐๐๐ข๐ ๐๐ = ๐๐๐๐๐ญ๐ข๐ฏ๐ข๐๐๐ ๐๐๐ฅ ๐ข๐ง๐ญ๐๐ซ๐๐๐ฆ๐๐ข๐๐๐จ๐ซ ๐ฌ๐๐๐ฎ๐ง๐๐๐ซ๐ข๐จ ๐ฆแถ ๐ = ๐๐ฅ๐ฎ๐ฃ๐จ ๐๐ ๐๐ ๐ฎ๐ ๐ฉ๐จ๐ซ ๐๐ฅ ๐ข๐ง๐ญ๐๐ซ๐๐๐ฆ๐๐ข๐๐๐จ๐ซ ๐๐ง ๐ค๐ /๐ฌ ๐๐ฉ = ๐๐๐ฉ๐๐๐ข๐๐๐ ๐ญé๐ซ๐ฆ๐ข๐๐ ๐๐๐ฅ ๐๐ฅ๐ฎ๐ข๐๐จ ๐๐ง J/kg.K ๐๐ ๐๐๐ข๐ = ๐é๐ซ๐๐ข๐๐๐ฌ ๐ญ๐จ๐ญ๐๐ฅ๐๐ฌ ๐๐ ๐๐๐ฅ๐จ๐ซ ๐๐๐ฅ ๐๐๐ข๐๐ข๐๐ข๐จ เดฅ๐ ๐,๐ ๐๐í๐๐ฌ ๐ ๐′ ๐ ๐ฉ ๐๐๐ ๐= [๐, ๐๐ + ๐, ๐๐ ๐ ๐๐ญ๐จ๐ญ๐๐ฅ ๐๐ −๐,๐๐๐ ๐ ๐ฆแถ ๐๐๐ข๐ ๐ ๐ ๐๐ฉ ] ๐๐ ๐ฆแถ ๐ ๐๐ฉ ๐, ๐ < < ๐๐ ๐๐ ๐๐๐ข๐ 37 PROGRAMAS GRATUITOS QUE PREDICEN EL COMPORTAMIENTO DE UN SISTEMA SOLAR TERMICO 38 SOFTWARE PARA SIMULACIONES BASADAS EN F-CHART www.konstruir.com 39 40 SOFTWARE PARA SIMULACIONES BASADAS EN F-CHART www.polysunonline.com 41 42 SOFTWARE PARA SIMULACIONES BASADAS EN F-CHART https://valentin-software.com/en/products/tsol/ CARACTERISTICAS GENERALES: UTILIZAN LA MISMA CORRELACION f-CHART. DONDE SE DIFERENCIAN: EN COMO ORGANIZAN LA DEMANDA. LA OFERTA ESTÁ DETERMINADA POR LA RADIACIÓN SOLAR Y LA TEMPERATURA MEDIA AMBIENTE 43
