DISEÑO DE INSTALACIÓN SOLAR PARA ACS Y CALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE CON REFRIGERACIÓN MEDIANTE SISTEMA TODO AIRE EN VIVIENDA UNIFAMILIAR

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Nieves Acuña Muñoz
hace 8 años
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1 MÁSTER EN EFICIENCIA ENERGÉTICA Y SOSTENIBILIDAD DISEÑO DE INSTALACIÓN SOLAR PARA ACS Y CALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE CON REFRIGERACIÓN MEDIANTE SISTEMA TODO AIRE EN VIVIENDA UNIFAMILIAR SIH034 PROYECTO FINAL DE MÁSTER RESUMEN 1 de noviembre de 2013

2 Diseño de instalación solar para ACS y Calefacción por Suelo Radiante con Refrigeración mediante sistema todo aire en vivienda unifamiliar 2

3 Proyecto Final de Máster En el presente proyecto se describe una instalación de ACS y calefacción por suelo radiante con aporte de energía solar térmica incluyendo, además, el diseño de la instalación de conductos necesaria para proporcionar la ventilación requerida en normativa y una refrigeración adecuada en las épocas calurosas. La instalación se sitúa en una vivienda unifamiliar de nueva construcción entre medianeras situada en la localidad castellonense de Cabanes. La zona queda definida en el CTE como zona climática B2 oscilando la temperatura media anual entre unos 29ºC en verano y 4ºC de mínima en verano. Es decir, se trata de una zona con unas temperaturas suaves en invierno y relativamente altas en verano. La instalación proyectada pretende suponer un considerable ahorro energético para los propietarios de la vivienda al mismo tiempo que les proporciona un buen confort térmico y una alta calidad ambiental, cumpliendo, al menos, el mínimo exigido en normativa. Se dispondrán de un circuito primario único para abastecer al agua caliente sanitaria y a la calefacción de la vivienda. La instalación solar térmica está compuesta principalmente por los siguientes elementos: El sistema de captación solar formado por captadores que transforman la radiación solar incidente en energía térmica de forma que se calienta el fluido de trabajo que aquellos contienen. El sistema de captación será compartido por ambas instalaciones. De los 12 captadores proyectados, 1 será la menor superficie de captación empleada para el ACS y 11 supondrán el soporte mínimo para calefacción. El sistema de acumulación, que estará constituido por dos depósitos (uno para cada instalación) que almacenarán el agua caliente hasta que se precise su uso. El sistema de intercambio, que realiza la transferencia de energía térmica captada desde el circuito de colectores, o circuito primario, al agua caliente que se consume. En nuestro sistema, los intercambiadores irán dentro de los acumuladores. El circuito hidráulico constituido por tuberías, bombas, válvulas, etc., que se encarga de conducir el movimiento del fluido caliente desde el sistema de captación hasta el sistema de acumulación y desde éste a la red de consumo. 3

La instalación se sitúa en una vivienda unifamiliar de nueva construcción entre medianeras situada en la localidad castellonense de Cabanes.

4 Diseño de instalación solar para ACS y Calefacción por Suelo Radiante con Refrigeración mediante sistema todo aire en vivienda unifamiliar El sistema de regulación y control que fundamentalmente se encarga de asegurar el correcto funcionamiento del equipo, para proporcionar un adecuado servicio de agua caliente y aprovechar la máxima energía solar térmica posible. Por otro lado, se incorporarán distintos elementos de protección de la instalación frente a la acción de múltiples factores como sobrecalentamientos del sistema, riesgo de congelaciones, etc. El sistema de energía auxiliar. Los sistemas solares nunca se deben diseñar para cubrir el 100% del consumo, puesto que esto supondría instalar un sistema capaz de atender la demanda en épocas más exigentes, permaneciendo este exceso de captadores sin uso en las menos exigentes. Por ello, al no poder diseñarse para el total de la demanda, requieren un sistema de apoyo convencional para aportar la energía necesaria cuando no podamos contar con energía suficiente por parte del sol. Este sistema convencional calentará el ACS y el agua de calefacción a los niveles de confort demandados por el usuario. En nuestro caso emplearemos un calentador instantáneo alimentado con gas natural para la instalación de ACS y una bomba de calor (que tiene una muy buena eficiencia a las temperaturas de trabajo diseñadas) para la climatización. El objetivo es que ambas instalaciones permanezcan independientes para que, en caso de avería, ésta no anule ambas instalaciones. Es recomendable que las instalaciones solares vayan asociadas a tecnologías de calefacción que funcionen con temperaturas bajas. Dentro de los sistemas de calefacción que se pueden utilizar para la climatización de la vivienda existe varios tipos en función de los elementos terminales que se empleen, destacando: radiadores, suelo radiante o fan-coils. A modo orientativo, la temperatura aproximada de funcionamiento de estos diferentes sistemas de calefacción suele ser entre 60 y 70ºC en radiadores; fan coils entre 40 y 50ºC y suelo radiante entre 30 y 45ºC. Por otro lado, la calefacción por suelo radiante es el sistema que proporciona un mayor nivel de confort dentro de una vivienda. Consiste en una red de tuberías enterradas en el suelo por las que circula agua a baja temperatura. Por estos motivos se opta por el suelo radiante para la calefacción de la vivienda. Sin embargo, no emplearemos el mismo sistema para la refrigeración ya que, para que un suelo radiante funcione correctamente en refrigeración, tiene que estar muy bien 4

Por otro lado, se incorporarán distintos elementos de protección de la instalación frente a la acción de múltiples factores como sobrecalentamientos del sistema, riesgo de congelaciones, etc.

5 Proyecto Final de Máster diseñado y ejecutado y, aun así, se pueden producir condensaciones en determinados puntos si se alcanza la temperatura de rocío del aire. Como sería necesaria una deshumectación en las zonas a refrigerar, además de que para el aporte del aire necesario de ventilación se requiere una red de conductos, se opta directamente por el diseño de la refrigeración a través de un sistema todo aire por conductos empleando la misma bomba de calor y dos unidades de tratamiento de aire. En este proyecto se desarrolla también un programa de mantenimiento de las distintas instalaciones diseñadas que, además de alargar la vida útil de dichas instalaciones, pretende elevar la eficiencia de los distintos componentes. Esto se lleva a cabo desde la perspectiva de la vigilancia y de los mantenimientos preventivo y correctivo. En definitiva, se realiza un seguimiento continuo de la instalación, con distintas formas de actuar según proceda. Todo el proyecto se complementará con la elaboración de una evaluación de riesgos del proceso de montaje de las instalaciones. 5

de la refrigeración a través de un sistema todo aire por conductos empleando la misma bomba de calor y dos unidades de tratamiento de aire.

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