Cálculo A.C.S.

Realizando los cálculos abajo mencionados, se estima que cada persona utiliza unos 2KWh de ACS al día.

Sobre ACS, si mantener el termo todo el día o apagarlo, y las dimensiones del termo:

http://ahorrarcadadiaconloselectrodomest.blogspot.com.es/2013/01/ahorrar-en-el-termo-electrico-siempre.html

http://ahorrarcadadiaconloselectrodomest.blogspot.com.es/2014/04/comprar-un-termo-de-cuantos-litros-de.html

Según el IDAE, el consumo de A.C.S. para una Temperatura de preparación de 45ºC en una vivienda unifamiliar es de 40 l/Persona y día. Otros calculan 28l a 60ºc.

Captura de pantalla 2015-08-30 a las 6.06.02

La demanda energética de A.C.S.. ( E ) vendrá dada por la siguiente ecuación:

E= D x ( Tm – Tf ) x Ce x δ

E: Demanda energética (kcal)
D: Volumen demandado (litros)
Tm: Temperatura de uso (oC) = 45oC
Tf: Temperatura de entrada de agua de red (oC)
δ: Densidad del agua ( 1kg/L como valor de referencia)          Ce: Calor específico del agua.(1kcal/kgoC)

Captura de pantalla 2015-08-30 a las 5.51.50

1MJ = 0,27 kWh 1MJ = 240 kcal         1KWh = 860Kcal

Es muy importante conocer la distribución de demanda de A.C.S. a lo largo del año para evaluar mensualmente el aporte solar porcentual.    TABLA 12 MESES

Tf por extrapolación a Sitios fríos tipo Teruel:

Ene 4 Feb 5 Mar 7 Abr 9 May 10 Jun 11 Jul 12 Ago 11 Sep 10 Oct 8 Nov 7 Dic 4

Con todos estos valores y la aplicación de la fórmula correspondiente, antes vista, se desarrolla la Tabla 18 que muestra la demanda mensual y total de A.C.S.

TABLA 12 MESES

MES

Consumo ACS

Salto termico

Demanda Kcal/mes    y     KJ/mes

Radiación Solar Media ( H ) es la cantidad de energía por unidad de superficie horizontal.

 Captura de pantalla 2015-08-30 a las 5.34.39

14 Gráfico:Irradiación solar global media en Cataluña-Atlas de radiación solar a Cataluña:ICAEN2001

Según ese Atlas, en La Cerdanya unos H=4,4 KW/m2 y día. (Hay una tabla mensual)

La utilización de un factor de corrección (K) en la radiación solar es función de la calidad del aire.

La calidad del aire se evalúa mediante datos aportados por el Instituto Nacional de Meteorología.

0,95<K<1,05

Multiplicaremos por 0,95 si el aire donde vamos a disponer el captador está compuesto de mucha polución, o si por el contrario es un aire limpio la corrección de nuestra radiación la haremos multiplicando por 1,05.

Es cierto que nuestros captadores no estarán completamente en horizontal, los dispondremos con una inclinación igual a la latitud de la zona ( Barcelona ) más 10º por ser una instalación que no tan sólo la utilizaremos todo el año, sino que la optimizaremos para los meses de invierno, donde las horas de irradiación solar son menores y las temperaturas son más bajas. Por ello su inclinación será de 50º, lo cual significa que la polución del aire nos influirá (NO en La Cerdanya).

Si se optimizara para Verano, la inclinación sería de Latitud-10º.

Así, la RADIACIÓN SOLAR EFECTIVA , también conocida como Energía Útil ( Eu ), esta energía es la que verdaderamente llega al captador, teniendo en cuenta la inclinación de éste sin tener en cuenta su rendimiento.

Se debe aplicar una reducción del 6%, este término 0,94 permite hablar de radiación efectiva debido a que a primera hora de la mañana y a última hora de la tarde la intensidad de radiación es menor que al mediodía solar y en ocasiones se compensaría la intensidad por las pérdidas generadas.

Eu = 0.94 x K (Tabla IDAE) x HCORREGIDA(H*1,05)

6%: Reducción radiación global 0.94
K: Factor correctivo de la latitud del lugar donde se ubica la instalación y de la inclinación del captador (adimensional). (anexo quadern práctic.pdf)
HCORREGIDA: Vista en el apartado anterior( kJ/m2 )   En las Tablas ICAEN (H mensualmente).

Captura de pantalla 2015-08-30 a las 5.36.43

35. Tabla: “K” para una latitud de 40º y una inclinación de 50º (IDAE)

Y tendremos una Tabla por meses con: Energía útil, partiendo de H corregido (H*1,05 en Cerdanya), K (Tabla IDAE 0,8<K<1,5), 0,94

Captura de pantalla 2015-08-30 a las 5.39.12

Aporte de energía solar de los Captadores. (Ep)

Ep = 0.9 x η x Eu

Ep: Aporte energía solar (kWh/m2.día)
η : Rendimiento del captador.( ver apart. 5.4.3.1 )(adimensional)

Eu: Energía útil ( ver apartado anterior ).(kwh/m2 día)

Rendimiento de un Captador

El parámetro que define al captador es la ecuación de rendimiento que aporta el fabricante cuyos términos vienen definidos en función del material con el que está construido y su comportamiento frente a la radiación solar incidente.

Captura de pantalla 2015-08-30 a las 5.23.27

U : Factores de pérdidas debidas a la superficie del captador y de la diferencia de temperaturas creadas entre la temperatura ambiente y la temperatura media del captador. Representa el ángulo de inclinación en la gráfica del rendimiento. (Dato dado por el fabricante).

U0 : Factor de conversión η0 (%)
U1 : Coeficiente de pérdida k1 (W/m2 x K )
U2 : Coeficiente de pérdida k2 (W/m2 x K )
Tm : Temperatura media del fluido caloportador ( oC ) Ta : Temperatura ambiente ( oC )
I: Intensidad Radiante ( W/m2 )

La intensidad radiante ( I ) es la cantidad de energía útil captada por unidad de tiempo y por unidad de superficie.

La superficie tomada corresponde a 1 m2 y el tiempo al número de horas de sol útiles en el supuesto de inexistencia de sombras proyectadas sobre el captador.

El rendimiento del captador, aparte de depender de los elementos de constructivos del propio captador, depende también de la intensidad radiante como veremos en siguientes apartados.

Esta Intensidad Radiante se obtiene:

I= Eútil / Horas

Eútil : Energía útil (ver apartado 5.4.2 )(kwh/m2 día) Horas: Número de horas de sol útiles. (horas)

Captura de pantalla 2015-08-30 a las 5.42.24

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