Publication: Instalaciones de agua caliente sanitaria y calefacción con uso significativo de energías renovables
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Publication date
2012-06-28
Defense date
2012-06-28
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Abstract
En el presente proyecto se va a calcular y diseñar una instalación solar térmica en una vivienda en Madrid para abastecer agua caliente sanitaria y calefacción. Primero se va a estudiar el emplazamiento de la vivienda para poder tener en cuenta las características de la zona climática y poder realizar un mejor estudio de sus necesidades, además de estudiar la vivienda en sí, sus planos, superficies actuales y su ocupación. Después se va a calcular la demanda de agua caliente sanitaria y la carga térmica, es decir, las pérdidas y ganancias del edificio para saber qué necesidades se van a tener que cubrir con la instalación. Se va a fijar la superficie de captación en unos 30 m2. El siguiente paso será calcular las pérdidas que tiene la propia instalación. Es decir, las pérdidas térmicas en los captadores, en los conductos tanto exteriores como interiores y en el tanque de acumulación. Estos cálculos van ligados a los cálculos de la instalación. Para ellos, se va a hacer un balance de energía en los elementos de la instalación y se resolverán unas ecuaciones con el programa MATHCAD con las que se obtendrán las temperaturas del circuito y la fracción solar aportada por la instalación. Se comprobará que existe un calor excedente en los meses de verano, que se disipará a la piscina de la vivienda. A continuación se realizará un estudio de impacto ambiental de la instalación para calcular el ahorro de las emisiones de CO2 a la atmósfera. Después se realizará un estudio económico de la instalación, calculando tanto el coste inicial de la instalación (material), como el ahorro que supone el combustible, y el periodo de amortización. Por último, se concluirá acerca de si es viable y rentable o no la implantación de la instalación en la vivienda a modo de análisis final de los objetivos planteados a lo largo del proyecto. Se recogerán también una serie de posibles mejoras y futuros proyectos. ________________________________________________________________________________________________________________________________
This project deals with a thermal solar installation design and calculation for a house in Madrid, in order to ensure an adequate central heating and hot water supply. In a first step, the house location will be analyzed, so as to better assess specific climate zone characteristics affecting general requirements; this analyze shall include other elements such as drawings, actual surfaces and occupation. Then, in order to assess energy needs to be covered by the installation, thermal load and hot water requirements will be calculated including building´s energy gains and losses. Collecting area is set up at 30 sq. Meters. The next step is to calculate installation thermal losses including all components, i.e. internal and external ducts, collectors and accumulator as part of the installation calculation itself. This calculation includes an energy balance for all installation elements, solving some equations using MATHCAD and obtaining as a result circuit temperatures and solar fraction. Excess heat in summer months will be dissipated in the swimming pool. An environmental impact analysis shall also be performed, in order to calculate the reduction of CO2 emissions to the atmosphere. An installation economic analysis including initial investments (material), labour costs, fuel savings and payback period will follow. All previous analyses, assessments and studies will indicate whether or not the implementation of such installation is profitable, thus fulfilling the Project objectives. Conclusions shall also include potential improvements and future developments.
This project deals with a thermal solar installation design and calculation for a house in Madrid, in order to ensure an adequate central heating and hot water supply. In a first step, the house location will be analyzed, so as to better assess specific climate zone characteristics affecting general requirements; this analyze shall include other elements such as drawings, actual surfaces and occupation. Then, in order to assess energy needs to be covered by the installation, thermal load and hot water requirements will be calculated including building´s energy gains and losses. Collecting area is set up at 30 sq. Meters. The next step is to calculate installation thermal losses including all components, i.e. internal and external ducts, collectors and accumulator as part of the installation calculation itself. This calculation includes an energy balance for all installation elements, solving some equations using MATHCAD and obtaining as a result circuit temperatures and solar fraction. Excess heat in summer months will be dissipated in the swimming pool. An environmental impact analysis shall also be performed, in order to calculate the reduction of CO2 emissions to the atmosphere. An installation economic analysis including initial investments (material), labour costs, fuel savings and payback period will follow. All previous analyses, assessments and studies will indicate whether or not the implementation of such installation is profitable, thus fulfilling the Project objectives. Conclusions shall also include potential improvements and future developments.
Description
Keywords
Energías renovables, Energía solar, Tecnología de la climatización, Calefacción, Agua caliente sanitaria, Edificios de viviendas