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Cáculo de la superficie colectora y del acumulador

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  • 1. 1. CÁLCULO MES A MES DEL CONSUMO ENERGÉTICO MENSUAL Qa = Ce · m · (tac - tr) · n · ρ J/mesCe Calor específico del agua 4.187 (J/kg ºC) 4,187.00 J/kgºCρ densisdad del agua 4.187 (J/kg ºC) 1.00 kg/ltac Temperatura de acumulación (ºC) 45.00 ºC La temperatura de acumulación, Según CTE - HE - 4,tr Temperatura de la red (ºC) ºC La temperatura mínima media mes a mes por localidades, Tabla 4 del PCT - 2009n número de días al mes (días)m Cantida de agua consumida al día (l/dia) Para ello calculamos la demanda de agua que necesitamos según la tabla del CTE - HE - 4, (3.1.1. Cálculo de la demanda)Criterio de demanda Vivienda unifamiliarDemanda de referencia a 60º 30.00Para una Tª de acumulación distinta a 60ºC, tenemos que usar la siguientefómula:
  • 2. En viviendas y uso residencial el cálculo del número de personas por vivienda deberá dehacerse utilizando como valores mínimos lo expresado en la siguiente tabla procedente dela CTE - HE - 4 apartado 3.1.1Nº de personas 6.00
  • 3. enero febrero marzoDías/mes 31.00 28.00 31.00Tr (ºC) 8.00 9.00 11.00Demanda a 45ºC 42.16 42.50 43.24m=Demanda total dia (l/dia) 252.97 255.00 259.41 Qa (J/mes) 1,214,899,920.00 1,076,226,480.00 1,144,809,540.00
  • 4. abril mayo junio julio agosto 30.00 31.00 30.00 31.00 31.00 13.00 14.00 15.00 16.00 15.00 44.06 44.52 45.00 45.52 45.00 264.38 267.10 270.00 273.10 270.001,062,660,600.00 1,074,719,160.00 1,017,441,000.00 1,027,992,240.00 1,051,355,700.00
  • 5. septiembre octubre noviembre diciembre 30.00 31.00 30.00 31.00 14.00 13.00 11.00 8.00 44.52 44.06 43.24 42.16 267.10 264.38 259.41 252.971,040,050,800.00 1,098,082,620.00 1,107,880,200.00 1,214,899,920.00
  • 6. 2. CÁLCULO DE LA ENERGÍA INCIDENTE SOBRE LA SUPERFICIE DEL CAPTADOR E = 0,94 · k · H MJ/m2·diak Constante según latitud e inclinación Inclinación 25 Inclinación 30 ÁREA 3.94 m2 Inclinación 40 Inclinación 50H Energía media diaria sobre superficie horizontal por m2
  • 7. DEL CAPTADOR enero febrero marzo abril mayo junio H (MJ/m2dia) 7.60 11.30 16.00 19.50 24.10 25.60 E (MJ/m2 dia) 9.00 12.75 17.00 19.25 22.65 23.58 E (MJ/m2 dia) 9.22 12.96 17.00 19.06 22.20 22.86 E (MJ/m2 dia) 9.50 13.17 16.84 18.33 20.62 21.18 E (MJ/m2 dia) 9.57 12.96 16.24 17.05 18.58 18.77 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 enero febrero marzo abril mayo junio julio agosto septi valor de k para latitud 37º Inlcinación enero febrero marzo abril mayo junio 0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
  • 8. 5 1.07 1.05 1.04 1.02 1.01 1.0110 1.13 1.10 1.07 1.04 1.02 1.0115 1.18 1.14 1.10 1.05 1.02 1.0120 1.22 1.18 1.12 1.06 1.01 0.9925 1.26 1.20 1.13 1.05 1.00 0.9830 1.29 1.22 1.13 1.04 0.98 0.9535 1.32 1.23 1.13 1.02 0.95 0.9240 1.33 1.24 1.12 1.00 0.91 0.8845 1.34 1.23 1.10 0.97 0.87 0.8450 1.34 1.22 1.08 0.93 0.82 0.7855 1.33 1.20 1.05 0.89 0.77 0.7360 1.31 1.17 1.01 0.84 0.71 0.6765 1.29 1.14 0.96 0.78 0.65 0.6070 1.25 1.10 0.91 0.72 0.59 0.5375 1.21 1.05 0.85 0.66 0.52 0.4680 1.16 1.00 0.79 0.59 0.44 0.3985 1.11 0.94 0.73 0.52 0.37 0.3190 1.05 0.87 0.65 0.44 0.29 0.23
  • 9. julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre 28.70 25.60 21.20 14.50 9.20 7.50 26.98 25.51 23.12 17.17 11.50 9.31 26.44 25.27 23.12 17.58 11.85 9.59 24.55 24.30 23.12 17.99 12.37 9.94 22.12 22.62 22.32 17.86 12.54 10.15 Row 7 Row 8 Row 9 Row 10julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
  • 10. 1.01 1.03 1.05 1.07 1.08 1.081.02 1.05 1.08 1.13 1.15 1.151.02 1.06 1.12 1.18 1.22 1.211.01 1.06 1.14 1.22 1.28 1.271.00 1.06 1.16 1.26 1.33 1.320.98 1.05 1.16 1.29 1.37 1.360.95 1.03 1.16 1.31 1.40 1.390.91 1.01 1.16 1.32 1.43 1.410.87 0.98 1.14 1.32 1.44 1.430.82 0.94 1.12 1.31 1.45 1.440.77 0.90 1.08 1.30 1.44 1.430.71 0.84 1.05 1.27 1.43 1.420.65 0.79 1.00 1.24 1.41 1.400.58 0.73 0.95 1.20 1.37 1.370.51 0.66 0.89 1.15 1.33 1.330.44 0.59 0.82 1.09 1.28 1.290.36 0.51 0.75 1.03 1.23 1.230.28 0.44 0.68 0.96 1.16 1.17
  • 11. 3. CÁLCULO DE LA INTENSIDAD INCIDENTE SOBRE LA SUPERFICIE DEL CAPTAD I=E/h J/s·m2·diaE Energía incidente en Juliosh horas útiles en segundos E (MJ/m2·dia) E (J/m2·dia) h útiles h (s) I (J/s·m2·dia)
  • 12. SUPERFICIE DEL CAPTADOR enero febrero marzo abril mayo junio 9.00 12.75 17.00 19.25 22.65 23.58 9,001,440.00 12,746,400.00 16,995,200.00 19,246,500.00 22,654,000.00 23,582,720.00 8.00 9.00 9.00 9.50 9.50 9.50 28,800.00 32,400.00 32,400.00 34,200.00 34,200.00 34,200.00 312.55 393.41 524.54 562.76 662.40 689.55 800.00 700.00 600.00 500.00 400.00 300.00 Row 11 200.00 100.00 0.00 e e zo o lio o br br ay er ar ju m em en m m ie vi pt no se
  • 13. julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre 26.98 25.51 23.12 17.17 11.50 9.3126,978,000.00 25,507,840.00 23,116,480.00 17,173,800.00 11,501,840.00 9,306,000.00 9.50 9.50 9.00 9.00 8.00 7.50 34,200.00 34,200.00 32,400.00 32,400.00 28,800.00 27,000.00 788.83 745.84 713.47 530.06 399.37 344.67
  • 14. 4. CALCULAR EL RENDIMIENTO MENSUAL DEL COLECTOR η = FR · (τ·α)N - ( FR · UL [(tm - ta)/2] ) η = η0 -- a1 · ((tm - ta)/I) -- a2 · I · ((tm - ta)/I)2ELECCIÓN DEL COLECTOR SOLARMARCA DISOLMODELO MAGNUM 25LSUPERFICIE APERTURA 2.36 m2η0 Rendimiento del colector 0.76 (-)Puede ser que estén calculados los datos en ºK, para convertirlos hay que saberque 1ºC=273,15 K en kelvin en ºCa1 Coeficiente de pérdidas tipo 1 3.39 0.00a2 Coeficiente de pérdidas tipo 2 0.02 0.00tm temperatura a la que queremos acumular 45 ºCtm temperatura a la que queremos acumular 318.15 Kta Temperatura ambiente media por horas de sol ºCI Irradiancia (ya calculada en pto 3) W/m2T* Incremento de temperatura/Irradiancia (tm-ta)/I ºC·m2/W
  • 15. enero febrero marzo abril mayo junio ta (ºC) 13.00 14.00 16.00 20.00 21.00 24.00 ta (K) 286.15 287.15 289.15 293.15 294.15 297.15 I (W/m2) 312.55 393.41 524.54 562.76 662.40 689.55T* (ºC·m2/W) 0.102 0.079 0.055 0.044 0.036 0.030T* (K·m2/W) 0.102 0.079 0.055 0.044 0.036 0.030 η (ºC) n/a n/a n/a n/a n/a n/a η (K) 0.358 0.451 0.544 0.589 0.620 0.644 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 Row 15 0.200 0.100 0.000 e e lio o zo o br br ay er ar ju m em en m m ie vi pt no se
  • 16. julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre 27.00 27.00 25.00 21.00 17.00 14.00 300.15 300.15 298.15 294.15 290.15 287.15 788.83 745.84 713.47 530.06 399.37 344.67 0.023 0.024 0.028 0.045 0.070 0.090 0.023 0.024 0.028 0.045 0.070 0.090 n/a n/a n/a n/a n/a n/a 0.673 0.668 0.653 0.586 0.488 0.408Row 15
  • 17. enero febrero marzoCONSUMO ENERGÉTICO Qa (J/mes) 1,214,899,920.00 1,076,226,480.00 1,144,809,540.00CONSUMO ENERGÉTICO Qa (MJ/mes) 1,214.90 1,076.23 1,144.81ENERGÍA INCIDENTE E (MJ/m2 dia) 9.00 12.75 17.00INTENSIDAD INCIDENTE I (W/m2·dia) 312.55 393.41 524.54RENDIMIENTO MENSUAL η 0.3577 0.4509 0.5440APORTACIÓN / M2 · DIA η · E (MJ/m2·dia) 3.22 5.75 9.25CORRECCIÓN APORTACIÓN GENERAL * 0,85 2.74 4.89 7.86DÍAS POR MES DÍAS/MES 31.00 28.00 31.00APORTACIÓN / M2 · MES η · E (MJ/m2·MES) 84.84 136.80 243.63SUP. NEC. MÍN 3.94 m2SUP. COLECTOR 2.36 m2Nº COLECTORES 2.00 udSUP. INSTALAR 3.94 m2 enero febrero marzoAPORTACIÓN Qu (MJ/MES) 334.28 539.00 959.91APORTE MENSUAL % 27.52 50.08 83.85APORTE ANUAL CUMPLE 99.99 HUELVA >=70 %1MES> 110% ?? NO CUMPLE3MES> 100% ?? NO CUMPLE 2,000.00 1,800.00 1,600.00 1,400.00 1,200.00 1,000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 Column C Column D Column E Colum
  • 18. 200.00 0.00 Column C Column D Column E Colum
  • 19. abril mayo junio julio agosto 1,062,660,600.00 1,074,719,160.00 1,017,441,000.00 1,027,992,240.00 1,051,355,700.00 1,062.66 1,074.72 1,017.44 1,027.99 1,051.36 19.25 22.65 23.58 26.98 25.51 562.76 662.40 689.55 788.83 745.84 0.5887 0.6203 0.6436 0.6731 0.6683 11.33 14.05 15.18 18.16 17.05 9.63 11.95 12.90 15.44 14.49 30.00 31.00 30.00 31.00 31.00 288.94 370.30 387.03 478.50 449.17 abril mayo junio julio agosto 1,138.41 1,458.97 1,524.89 1,885.29 1,769.75 107.13 135.75 149.87 183.40 168.33 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00olumn E Column F Column G Column H Column I Column J Column K
  • 20. olumn E Column F Column G Column H Column I Column J Column K
  • 21. septiembre octubre noviembre diciembre TOTALES 1,040,050,800.00 1,098,082,620.00 1,107,880,200.00 1,214,899,920.00 13,131,018,180.00 1,040.05 1,098.08 1,107.88 1,214.90 13,131.02 23.12 17.17 11.50 9.31 217.81 713.47 530.06 399.37 344.67 6,667.45 0.6531 0.5862 0.4881 0.4077 15.10 10.07 5.61 3.79 128.55 12.83 8.56 4.77 3.22 30.00 31.00 30.00 31.00 384.96 265.28 143.15 99.96 3,332.56 septiembre octubre noviembre diciembre TOTALES 1,516.73 1,045.19 563.99 393.86 13,130.28 145.83 95.18 50.91 32.42 1.00 1.00mn J Column K Column L Column M Column N
  • 22. mn J Column K Column L Column M Column N
  • 23. NÚMERO MEDIO DE HORAS DIARIAS DE SOL ÚTILES enero febrero marzo abril mayoDE +25º a +45º HEMISFERIO NORTE 8 9 9 9.5 9.5DE -25º a +25º ECUADOR 8.75 9.25 9.5 9.25 8.75DE -25º a -45º HEMISFERIO SUR 9.5 9.5 9 9 8
  • 24. junio julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre 9.5 9.5 9.5 9 9 8 7.5 8.5 8.75 9.25 9.5 9.25 8.75 8.5 7.5 8 9 9 9.5 9.5 9.5