Cáculo de la superficie colectora y del acumulador

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1. CÁLCULO MES A MES DEL CONSUMO ENERGÉTICO J/mes Ce Calor específico del agua 4.187 (J/kg ºC) 4,187.00 ρ densisdad del agua 4.187 (J/kg ºC) 1.00 tac Temperatura de acumulación (ºC) 45.00 La temperatura de acumulación, Según CTE - HE - 4, tr Temperatura de la red (ºC) n número de días al mes (días) m Cantida de agua consumida al día (l/dia) Criterio de demanda Vivienda unifami Demanda de referencia a 60º 30.00 Q a = C e · m · (t ac - t r ) · n · ρ La temperatura mínima media mes a mes por localidades, Tabla 4 del PCT - 2009 Para ello calculamos la demanda de agua que necesitamos según la tabla del CTE - HE - 4, (3.1.1. Cálculo de la demanda) la siguiente fómula:

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1. CÁLCULO MES A MES DEL CONSUMO ENERGÉTICO MENSUAL

J/mes

Ce Calor específico del agua 4.187 (J/kg ºC) 4,187.00 J/kgºC

ρ densisdad del agua 4.187 (J/kg ºC) 1.00 kg/l

tac Temperatura de acumulación (ºC) 45.00 ºC

La temperatura de acumulación, Según CTE - HE - 4,

tr Temperatura de la red (ºC) ºC

n número de días al mes (días)

m Cantida de agua consumida al día (l/dia)

Criterio de demanda Vivienda unifamiliarDemanda de referencia a 60º 30.00

Qa = Ce · m · (tac - tr) · n · ρ

La temperatura mínima media mes a mes por localidades, Tabla 4 del PCT - 2009

Para ello calculamos la demanda de agua que necesitamos según la tabla del CTE - HE - 4, (3.1.1. Cálculo de la demanda)

Para una Tª de acumulación distinta a 60ºC, tenemos que usar la siguiente fómula:

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Nº de personas 6.00

En viviendas y uso residencial el cálculo del número de personas por vivienda deberá de hacerse utilizando como valores mínimos lo expresado en la siguiente tabla procedente de la CTE - HE - 4 apartado 3.1.1

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enero febrero marzo

Días/mes 31.00 28.00 31.00

Tr (ºC) 8.00 9.00 11.00 Demanda a 45ºC 42.16 42.50 43.24 m=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

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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

264.38 267.10 270.00 273.10 270.00 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

Page 6: Cáculo de la superficie colectora y del acumulador

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

267.10 264.38 259.41 252.97 1,040,050,800.00 1,098,082,620.00 1,107,880,200.00 1,214,899,920.00

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2. CÁLCULO DE LA ENERGÍA INCIDENTE SOBRE LA SUPERFICIE DEL CAPTADOR

MJ/m2·dia

k Constante según latitud e inclinación Inclinación 25Inclinación 30

ÁREA 3.94 m2 Inclinación 40Inclinación 50

H Energía media diaria sobre superficie horizontal por m2

E = 0,94 · k · H

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2. CÁLCULO DE LA ENERGÍA INCIDENTE SOBRE LA SUPERFICIE DEL CAPTADOR

enero febrero marzo abril mayoH (MJ/m2dia) 7.60 11.30 16.00 19.50 24.10E (MJ/m2 dia) 9.00 12.75 17.00 19.25 22.65E (MJ/m2 dia) 9.22 12.96 17.00 19.06 22.20E (MJ/m2 dia) 9.50 13.17 16.84 18.33 20.62E (MJ/m2 dia) 9.57 12.96 16.24 17.05 18.58

valor de k para latitud 37º Inlcinación enero febrero marzo abril mayo

0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

enero febrero marzo abril mayo junio julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

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5 1.07 1.05 1.04 1.02 1.0110 1.13 1.10 1.07 1.04 1.0215 1.18 1.14 1.10 1.05 1.0220 1.22 1.18 1.12 1.06 1.0125 1.26 1.20 1.13 1.05 1.0030 1.29 1.22 1.13 1.04 0.9835 1.32 1.23 1.13 1.02 0.9540 1.33 1.24 1.12 1.00 0.9145 1.34 1.23 1.10 0.97 0.8750 1.34 1.22 1.08 0.93 0.8255 1.33 1.20 1.05 0.89 0.7760 1.31 1.17 1.01 0.84 0.7165 1.29 1.14 0.96 0.78 0.6570 1.25 1.10 0.91 0.72 0.5975 1.21 1.05 0.85 0.66 0.5280 1.16 1.00 0.79 0.59 0.4485 1.11 0.94 0.73 0.52 0.3790 1.05 0.87 0.65 0.44 0.29

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junio julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre25.60 28.70 25.60 21.20 14.50 9.20 7.5023.58 26.98 25.51 23.12 17.17 11.50 9.3122.86 26.44 25.27 23.12 17.58 11.85 9.5921.18 24.55 24.30 23.12 17.99 12.37 9.9418.77 22.12 22.62 22.32 17.86 12.54 10.15

junio julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

enero febrero marzo abril mayo junio julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

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1.01 1.01 1.03 1.05 1.07 1.08 1.081.01 1.02 1.05 1.08 1.13 1.15 1.151.01 1.02 1.06 1.12 1.18 1.22 1.210.99 1.01 1.06 1.14 1.22 1.28 1.270.98 1.00 1.06 1.16 1.26 1.33 1.320.95 0.98 1.05 1.16 1.29 1.37 1.360.92 0.95 1.03 1.16 1.31 1.40 1.390.88 0.91 1.01 1.16 1.32 1.43 1.410.84 0.87 0.98 1.14 1.32 1.44 1.430.78 0.82 0.94 1.12 1.31 1.45 1.440.73 0.77 0.90 1.08 1.30 1.44 1.430.67 0.71 0.84 1.05 1.27 1.43 1.420.60 0.65 0.79 1.00 1.24 1.41 1.400.53 0.58 0.73 0.95 1.20 1.37 1.370.46 0.51 0.66 0.89 1.15 1.33 1.330.39 0.44 0.59 0.82 1.09 1.28 1.290.31 0.36 0.51 0.75 1.03 1.23 1.230.23 0.28 0.44 0.68 0.96 1.16 1.17

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3. CÁLCULO DE LA INTENSIDAD INCIDENTE SOBRE LA SUPERFICIE DEL CAPTADOR

I = E / h J/s·m2·dia

E 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)

H9
Manuel Alfaro: Perteneza a la tabla de horas útiles media al mes del hemisferio norte.
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3. CÁLCULO DE LA INTENSIDAD INCIDENTE SOBRE LA SUPERFICIE DEL CAPTADOR

enero febrero marzo abril mayo junio9.00 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

enero

febrer

omarz

oab

rilmay

ojunio

julioag

osto

septiem

bre

octubre

noviembre

diciembre

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

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julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre26.98 25.51 23.12 17.17 11.50 9.31

26,978,000.00 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

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4. CALCULAR EL RENDIMIENTO MENSUAL DEL COLECTOR

ELECCIÓN DEL COLECTOR SOLAR

MARCA DISOLMODELO MAGNUM 25LSUPERFICIE APERTURA 2.36 m2

η0 Rendimiento del colector 0.757 (-)

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 3.388 0.00 a2 Coeficiente de pérdidas tipo 2 0.016 0.00

tm temperatura a la que queremos acumular 45 ºCtm temperatura a la que queremos acumular 318.15 K

ta Temperatura ambiente media por horas de sol ºC

I Irradiancia (ya calculada en pto 3) W/m2

T* Incremento de temperatura/Irradiancia (tm-ta)/I ºC·m2/W

η = FR · (τ·α)N - ( FR · UL [(tm - ta)/2] )

η = η0 -- a1 · ((tm - ta)/I) -- a2 · I · ((tm - ta)/I)2

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enero febrero marzo abril mayota (ºC) 13.00 14.00 16.00 20.00 21.00ta (K) 286.15 287.15 289.15 293.15 294.15

I (W/m2) 312.55 393.41 524.54 562.76 662.40T* (ºC·m2/W) 0.102 0.079 0.055 0.044 0.036T* (K·m2/W) 0.102 0.079 0.055 0.044 0.036

η (ºC) n/a n/a n/a n/a n/aη (K) 0.358 0.451 0.544 0.589 0.620

enero

febrer

omarz

oab

rilmay

ojunio

julioag

osto

septiem

bre

octubre

noviembre

diciembre

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

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junio julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre24.00 27.00 27.00 25.00 21.00 17.00 14.00

297.15 300.15 300.15 298.15 294.15 290.15 287.15689.55 788.83 745.84 713.47 530.06 399.37 344.67

0.030 0.023 0.024 0.028 0.045 0.070 0.0900.030 0.023 0.024 0.028 0.045 0.070 0.090

n/a n/a n/a n/a n/a n/a n/a0.644 0.673 0.668 0.653 0.586 0.488 0.408

enero

febrer

omarz

oab

rilmay

ojunio

julioag

osto

septiem

bre

octubre

noviembre

diciembre

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

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enero febrero marzoCONSUMO ENERGÉTICO Qa (J/mes) 1,214,899,920.00 1,076,226,480.00 1,144,809,540.00 CONSUMO ENERGÉTICO Qa (MJ/mes) 1,214.90 1,076.23 1,144.81 ENERGÍA INCIDENTE E (MJ/m2 dia) 9.00 12.75 17.00 INTENSIDAD INCIDENTE I (W/m2·dia) 312.55 393.41 524.54 RENDIMIENTO MENSUAL η 0.3577 0.4509 0.5440 APORTACIÓN / M2 · DIA 3.22 5.75 9.25 CORRECCIÓN APORTACIÓN GENERAL * 0,85 2.74 4.89 7.86 DÍAS POR MES DÍAS/MES 31.00 28.00 31.00 APORTACIÓN / M2 · MES 84.84 136.80 243.63

SUP. NEC. MÍN 3.94 m2SUP. COLECTOR 2.36 m2Nº COLECTORES 2.00 udSUP. INSTALAR 3.94 m2

enero febrero marzoAPORTACIÓN Qu (MJ/MES) 334.28 539.00 959.91

APORTE MENSUAL % 27.52 50.08 83.85

APORTE ANUAL CUMPLE 99.99 HUELVA >=70 %1MES> 110% ?? NO CUMPLE3MES> 100% ?? NO CUMPLE

η · E (MJ/m2·dia)

η · E (MJ/m2·MES)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1,000.00

1,200.00

1,400.00

1,600.00

1,800.00

2,000.00

Page 22: Cáculo de la superficie colectora y del acumulador

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1,000.00

1,200.00

1,400.00

1,600.00

1,800.00

2,000.00

Page 23: Cáculo de la superficie colectora y del acumulador

abril mayo junio julio agosto1,062,660,600.00 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 agosto1,138.41 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 1.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1,000.00

1,200.00

1,400.00

1,600.00

1,800.00

2,000.00

Page 24: Cáculo de la superficie colectora y del acumulador

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1,000.00

1,200.00

1,400.00

1,600.00

1,800.00

2,000.00

Page 25: Cáculo de la superficie colectora y del acumulador

septiembre octubre noviembre diciembre TOTALES1,040,050,800.00 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 TOTALES1,516.73 1,045.19 563.99 393.86 13,130.28

145.83 95.18 50.91 32.42

1.00 1.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1,000.00

1,200.00

1,400.00

1,600.00

1,800.00

2,000.00

Page 26: Cáculo de la superficie colectora y del acumulador

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1,000.00

1,200.00

1,400.00

1,600.00

1,800.00

2,000.00

Page 27: Cáculo de la superficie colectora y del acumulador

NÚMERO MEDIO DE HORAS DIARIAS DE SOL ÚTILESenero febrero marzo abril mayo

DE +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

Page 28: Cáculo de la superficie colectora y del acumulador

junio julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre9.5 9.5 9.5 9 9 8 7.58.5 8.75 9.25 9.5 9.25 8.75 8.57.5 8 9 9 9.5 9.5 9.5