Parámetros de cálculo de. Jorge Pérez-Hickman

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1 Parámetros de cálculo de instalaciones solares térmicas Jorge Pérez-Hickman

2 Vaillant de un vistazo Vaillant es una compañía internacional tiene su central en Remscheid, Alemania Vaillant desarrolla y fabrica productos hechos a medida, sistemas y servicios para calefacción, refrigeración y agua caliente. El grupo cuenta con alrededor de empleados, 14 plantas de producción en 7 países europeos Desde su fundación en 1874, Vaillant es una empresa familiar. 1

3 Nuestros productos renovables y de alta eficiencia Energía solar térmica Calderas murales de condensación Geotermia Aerotermia Calderas pie de condensación Acumuladores multi-energía Pellets Microcogeneración 2

4 Introducción Evolución del mercado de los programas de cálculo solares térmicos Gran crecimiento de los sistemas de cálculo de las instalaciones solares, promocionado por la obligatoriedad de la implantación de las mismas. Gran diversidad de tipologías de sistemas implantados Cierto vacío legal para el cálculo de los sistemas solares térmicos. 3

5 Introducción 4

6 Métodos de cálculo cu actuales. 5

7 Métodos basados en correlaciones. o es F- Chart. 6

8 Métodos basados en correlaciones. o es F- Chart. 7

9 Métodos basados en correlaciones. o es F- Chart. 8

10 Métodos basados en correlaciones. o es F- Chart. 9

11 Métodos basados en correlaciones. o es F- Chart. 10

12 Simulación dinámica. Simular es reproducir artificialmente un fenómeno. Simular es fingir, es llegar a la esencia de algo prescindiendo de la realidad. La Simulación dinámica es un método por el que se pretende encontrar la manera de comportarse, en espacios cortos de tiempo, en cada momento un sistema gracias a la introducción de datos a un modelo matemático los condicionantes o formulas físicas que rigen el sistema. Utilizan potentes motores de cáculo de gran capacidad iterativa y con soporte importante de software (y hadware). Ejemplo: El TRNSYS de la Universidad de Winsconsin. Se realiza una modelación con variables de entrada, se estudia físicamente el sistema y se ralaciona momento a momento su comportamiento. Se funcionaliza. Se observan las sensibilidades de cada variable. Se establece el rango de funcionamiento. 11

13 Simulación dinámica. 12

14 Utilización de los métodos de cálculo. cu 13

15 Comparativa simulación dinámica vs f-chart. 14

16 Comparativa simulación dinámica vs f-chart. 15

17 Sistema centralizado 16

18 Sistema descentralizado 17

19 Sistema semicentralizado 18

20 Comparativa simulación dinámica vs f-chart. Descentralitzat Semicentralitzat Centralitzat F-Chart Demanda neta kwh Demanda bruta kwh Producció camp kwh Aportació Solar kwh Aportació Auxiliar kwh Consum Auxiliar kwh Fracció Solar % 62,8 67,9 65,0 85,6 -> 73, ,0 90,00 80,0 70,0 Valor f-chart x 0,86 f-chart f-chart corregit 60,0 50,0 40,0 Descentralitzat Semicentralitzat Centralitzat 19

21 Conclusiones o sobre métodos existentes tes LOS MÉTODOS CORRELACIONALES TIPO F-CHART BASADOS EN SISTEMAS DE SIMULACIÓN DINAMICA ENGLOBAN LAS VENTAJAS DE AMBOS MÉTODOS: Rapidez Simplicidad de cálculo Exactitud dentro de rango de diseño 20

22 Objetivos del proyecto DESARROLLAR UN MODÉLO DE CÁLCULO PARAMÉTRICO PARA EL CÁLCULO DE INSTALACIONES S DE ACS Y CALEFACCIÓN SOLAR BASADO EN MODELOS DE SIMULACIÓN DINÁMICA 21

23 Herramienta e de simulación seleccionada. ecc Máxima precisión y resolución: TRANSOL3.1 22

24 Desarrollo o de metamodelo. o Conceptos de trabajo METAMODELO: Modelo de 12 parámetros - 6 números adimensionales lny1 = lnf lna Ncol/Usuaris SIT_A C2b VolPA X X X4 + residus Baterías de simulaciones: Rangos de validez Tratamiento estadístico: Curvas de regresión 23

25 Aplicación práctica. ca Selección ecc de esquemas. Información de partida Definición de esquemas de principio: Depósito multienergía 2 depósitos 24

26 Desarrollo o de metamodelo. o Información de partida Variables sensibles y rangos de validez del método: Orientación captadores: Sur +/- 15º Número de captadores: unidades Tipo de captadores: plano selectivo Inclinación captadores: 45-60ºC Volumen de acumulación: relativo. Número de captadores en serie (caudal de campo) Características del circuito primario (longitudes, aislamientos,...) (...) 25

27 Desarrollo o de metamodelo. o Información de partida Caracterización de la demanda: Número de usuarios Superficie a calefactar: m2 Nivel de aislamiento: bajo (CTE-20%) medio (CTE) alto (CTE+20%) Tipo de emisores: Suelo radiante: Timpulsión = 35ºC Radiadores: Timpulsión = 75ºC (...) 26

28 Desarrollo o de metamodelo. o Fase 1: Descripción de los modelos TRNSYS. Adecuación de los esquemas de Aiguasol a las especificaciones particulares de los elementos Vaillant: 27

29 Desarrollo o de metamodelo. o Fase 2: Generación de perfiles horarios de demandas. Según normas UNE. Demandas de ACS: Según perfil DTIE modificado d Demandas de calefacción: Simuladas en TRNBUILT (TRNSYS) Normalización según valores CALENER 28

30 Desarrollo o de metamodelo. o Fase 3: Definición de parámetros. Caracterización paramétrica de los diferentes escenarios estudiados. Análisis de sensibilidad. 29

31 Desarrollo o de metamodelo. o Fase 4: Baterías de simulaciones. Simulación dinámica anual en base de fracción horaria de todos los casos posibles definidos resultado de la combinación de: Nivel de demanda de Calefacción Nivel de demanda de ACS Tipo de acumulación Tipo de emisor de calefacción Zonas climáticas según normativa 30

32 Desarrollo o de metamodelo. o Fase 5: Tratamiento estadístico. Regresión de los resultados hasta una función analítica sensible a las variables escogidas. Fase 6: Análisis de ajuste. Determinación del error del ajuste respecto a los resultados de las simulaciones. 31

33 Desarrollo o de metamodelo. o Fase 7: Implementación informática. Formato: Excel por integración y versatilidad Variables editables Invertibilidad: Fracción solar Superficie de captación Integración con herramientas internas relacionadas Integración con herramientas de certificación CALENER Informe de resultados (contenido, formato, ) 32

34 Ejemplo práctico. co 33

35 Ejemplo práctico. 34

36 Ejemplo práctico. 35

37 Ejemplo práctico. 36

38 Ejemplo práctico. 37

39 Ejemplo práctico. 38

40 Ejemplo práctico. 39

41 Ejemplo práctico. Informe. 40

42 Ejemplo práctico. Informe. 41

43 Ejemplo práctico. 42

44 Ejemplo práctico. 43

45 Ejemplo práctico. 44

46 MUCHAS GRACIAS!!! Jorge Pérez-Hickman Telf:

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