Convención Comercial. El calor es nuestro DISEÑO EFICIENTE DE SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS

Transcripción

1 Convención Comercial DISEÑO EFICIENTE DE SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS Cristian M. León, 5 de Marzo 2014

2 Convención Mapa de radiación Comercial horizontal

3 Convención Mapa de radiación Comercial horizontal PÉRDIDAS DEBIDAS A LA INCLINACIÓN Y ORIENTACIÓN

4 Convención Mapa de radiación Comercial horizontal ORIENTACIÓN SUR INCLINACIÓN 40º

5 Convención Mapa de radiación Comercial horizontal ORIENTACIÓN 50º OESTE INCLINACIÓN 70º

6 Convención Selección del Comercial SISTEMA SELECCIÓN DEL SISTEMA

7 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar Captador solar idóneo al tipo de instalación. Acumulación acorde a nuestras necesidades. Sistema hidráulico eficiente.

8 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar El rendimiento del captador solar es la relación entre la potencia térmica generada por unidad de área y la irradiancia solar incidente. η0 = rendimiento óptico del captador cuando Tm Ta = 0 Las pérdidas térmicas del captador se describen por medio de los dos coeficientes: m1 = factor de pérdidas lineal m2 = factor de pérdidas cuadrático I = Irradiancia W/m2

9 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar

10 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar n

11 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar Inicialmente Te = Tr = T agua de red Tm = (Te + Ts)/2 Ts Te Tm Ts Ti Tm Tm n Te n Te Ti Tmacu = (Ti+Tr)/2 Tr Agua de red

12 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar No favorecemos la estratificación en acumulador Descarga depósito no siempre a la mayor Tª disponible Parte baja depósito no está a la menor Tª posible Tª retorno elevada Rendimiento captador bajo

13 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar Inicialmente Te Tr T agua de red Tm = (Te + Ts)/2 Ts Te Tm Ts Ti Tm Tm n Te n Te Ti Tm Tmacu Tmacu Tmacu = (Ti+Tr)/2 Agua de red Tr

14 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar Favorecemos la estratificación en acumulador Descarga depósito siempre a la mayor Tª disponible Parte baja depósito siempre a la menor Tª posible Tª retorno baja Rendimiento captador alto MEJOR OPCIÓN

15 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar n Tm n

16 Convención Selección del Comercial CAPTADOR SELECCIÓN DEL CAPTADOR

17 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar Captador solar plano Captador solar tubo de vacío El interior de cada tubo que forma el captador se ha eliminado el aire, formando así el vacío, con lo que las pérdidas son menores debido a que éstas carecen de un medio de transmisión.

18 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar n

19 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar Instalación solar térmica en Madrid ENERO. Producción de agua caliente sanitaria a 60 ºC Tm Tacum = 60ºC Te Tred Datos meteorológicos Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Med Radiación MJ/m² 6,8 9,6 13,6 17,4 21,4 23,9 25,9 23,1 17,2 11,8 7,7 6 15,4 Temp. red ºC ,0 Temp. ambiente ºC 6,2 7,4 9,9 12, ,7 24,4 23,9 20,5 14,7 9,4 6,4 14,3 Tm-Ta = 60ºC - 6,2ºC = 53,8ºC Tm= ( Te + Ts ) /2 Ts = ( Tm x 2 ) 8 Ts = 112 ºC

20 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar n

21 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar Instalación solar térmica en Madrid ABRIL. Producción de agua caliente sanitaria a 60 ºC Tm Tacum = 60ºC Te Tred Datos meteorológicos Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Med Radiación MJ/m² 6,8 9,6 13,6 17,4 21,4 23,9 25,9 23,1 17,2 11,8 7,7 6 15,4 Temp. red ºC ,0 Temp. ambiente ºC 6,2 7,4 9,9 12, ,7 24,4 23,9 20,5 14,7 9,4 6,4 14,3 Tm-Ta = 60ºC - 12,2ºC = 47,8ºC Tm= ( Te + Ts ) /2 Ts = ( Tm x 2 ) 12 Ts = 108 ºC

22 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar n

23 Convención Rendimiento Comercial de un captador solar En España, el empleo de tubos de vacío se justifica en aplicaciones de alta temperatura. Con T pequeños incluso captadores sin cubierta tienen mejor η instantáneo Irradiancia 800 W/m² Con T medios los captadores planos selectivos y los tubos de vacío tienen un η semejante Con T grandes los tubos de vacío tienen el mejor η Factor de eficiencia óptica en % Captador sin cubierta Tubo de vacío Captador solar plano Diferencia de temperatura (T captador - T ambiente ) en K T= (Tcap-Tam)

24 Convención Bajo CaudalComercial BENEFICIOS DEL BAJO CAUDAL

25 Convención Bajo CaudalComercial P = Q x T ENERO Te= 8ºC Ts = 112 ºC ABRIL Te =12ºC Ts = 108 ºC SALTOS TÉRMICOS ALTOS BAJO CAUDAL

26 Convención Bajo CaudalComercial Parte baja depósito alta Tª Tª retorno MUY elevados Rendimiento captador muy bajo NO VÁLIDA A BAJO CAUDAL

27 Convención Bajo CaudalComercial Favorecemos la estratificación en acumulador a altas temperaturas Descarga depósito siempre a la mayor Tª disponible Parte baja depósito siempre a la menor Tª posible Tª retorno baja Rendimiento captador alto MEJOR OPCIÓN A BAJO CAUDAL

28 Convención Bajo CaudalComercial Los diámetros de tubería dependen del caudal del circuito primario y este a su vez del número de captadores de la instalación: Diámetro nominal (mm) Espesor de pared (mm) Diámetro interior (mm) Caudal (litros/h) 18 1,0 16 Hasta ,0 20 Hasta ,0 26 Hasta ,0 33 Hasta ,0 40 Hasta ,0 51,6 Hasta Q Q Captador S Captador n

29 Convención Bajo CaudalComercial Diámetros de tuberías más pequeños, menos aislamiento. Bombas de circulación más pequeñas. Intercambiadores de calor más pequeños. Valvulería más pequeña. Vasos de expansión más pequeños. Menor volumen de fluido caloportador Aumento de eficiencia: más estratificación en el acumulador REDUCCIÓN COSTES DE INSTALACIÓN

30 Convención Comercial CONCLUSIONES

31 Convención Comercial DISEÑO EFICIENTE DE LA INSTALACIÓN Captadores capaces de trabajar a caudales bajos Para aplicaciones acs, piscinas trabajar con captadores planos herméticos BUDERUS SKS 4.0

32 Convención Comercial SKS 4.0 Absorbedor de cobre/ doble serpentín Captador solar de máximo rendimiento, con una cámara herméticamente cerrada de material composite llenada con gas argón. Alto rendimiento a bajos caudales. Hasta 10 captadores por fila. Soldadura al serpentín por ultrasonidos

33 Convención Comercial Sistema de captación Tipologia de captadores Condensación por obstrucción del orificio de ventilación Condensación interna

34 Convención Comercial Sistema de captación Tipologia de captadores Condensación por obstrucción del orificio de ventilación Colector ventilado Orificio de ventilación Vidrio Absorbedor Condensación interna Aislamiento

35 Convención Comercial Sistema de captación Tipologia de captadores Colector hermético Colector ventilado Unión con el marco Vidrio Gas inerte Absorbedor Orificio de ventilación Vidrio Absorbedor Aislamiento Aislamiento

36 Convención Comercial Sistema de captación Tipologia de captadores Captador Solar Plano: Aberturas orificios de ventilación Gas inerte Separador de Vidrio(Argón) acero inoxidable Absorbedor Absorbedor Control de la ventilación mediante pequeños orificios y bajas pérdidas Evita condensados. No se acumula humedad en el interior del captador Reducción de las pérdidas por el vidrio (análogo a un doble vidrio), no hay condensaciones interiores, herméticamente Cerrado Resistente a atmósferas marinas y aire con mucha polución

37 Convención Comercial DISEÑO EFICIENTE DE LA INSTALACIÓN Sobredimensionar acumulador solar para evitar problemas de sobretemperatura Acumular a 90 ºC para evitar problemas de sobretemperatura Caudal ideal: El agua del tanque pasa sólo una vez al día por los captadores

38 Convención Comercial DISEÑO EFICIENTE DE LA INSTALACIÓN Captador eficiente y seguro Caudales bajos Menor campo solar Menores problemas de sobretemperaturas Menor diámetro de tuberías, valvulería, bombas etc Instalación solar más económica

39 Convención Comercial MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN