DIMENSIONADO DEL SISTEMA DE COLECTORES A REQUERIRSE

Calculando la radiación solar promedio de los meses más fríos del sitio de interés.

Hp=⅀radiacion solarmeses frios

cantidad demese frios[Kwh /m2/dia ]

Meses fríos en [Kwh/m2/dia ]

Octubre=5.41 Noviembre=6.24Diciembre=6.34Enero=6.47Febrero=6.86Marzo=6.93

Hp=5.41+6.24+6.34+6.47+6.86+6.936

=6.3750 [Kwh /m2/dia]

Calculando la masa de agua que deberá ser calentada por día.

M=Np∗ρh20∗Vp

Dónde:

M= masa de agua que deberá ser calentada por dia [Kg/dia].

Np= numero de personas que se bañana al dia = 180 personas/dia. ρh20= densidad del agua = 1000kg/m3.

Vp= volumen de agua caliente que ocupa cada persona = 35L/persona= 0.035 ¿ m3

persona

M=180∗1000∗0.035=6300 kg/dia

Calcular la demanda energética por día para calentar la masa de agua requerida en los meses fríos.

E=M∗Cp∗( tf−ti )[Kj/dia ]

E= demanda energética por día [Kj/día].

M= masa de agua que deberá ser calentada por día = 6300 [Kg/día].

Cp = calor especifico del agua = 4.18 [Kj/Kg°C]

Tf= temperatura final del agua (en el termotanque) = 62°C.

Ti= temperatura inicial del agua (promedio de los meses fríos) = 18.52°C.

E=6300∗4.18∗(62−18.52 )=1145000 [Kj /dia]

Convirtiendo a Kwh se obtiene.

E=11450003600

=318[Kwh /dia]

Calculando el área de captación para cumplir con la demanda energética por cada día.

Acap=E

Hp∗ηg[m2]

Acap=¿ Área para cubrir la demanda energética [m2¿.

ηg=¿¿ Es la eficiencia global del sistema (al inicio se propone = 0.5).

Sustituyendo

Acap=318

6.3750∗0.5=99.78m2

Calculando la radiación solar promedio de los meses más caliente.

Hp 2=⅀radiacion solarmeses calientes

cantidad demesecalientes[Kwh/m2/dia ]

Meses calientes en [Kwh/m2/dia ]

Abril=6.12Mayo=6.13Junio=5.65Julio=5.67Agosto=5.46Septiembre=4.97

Hp 2=6.12+6.13+5.65+5.67+5.46+4.976

=5.6667 [Kwh/m2/dia ]

Calcular la demanda energética por día para calentar la masa de agua requerida en los meses calientes.

E2=M∗Cp∗( tf 2−ti2 )[Kj/dia ]

E2= Demanda energética por día en los meses calientes [Kj/día].

M= Masa de agua que deberá ser calentada por día = 6300 [Kg/día].

Cp = Calor especifico del agua = 4.18 [Kj/Kg°C]

Tf2= Temperatura final del agua (en el termotanque) = 62°C.

Ti2= Temperatura inicial del agua (promedio de los meses calientes) = 23.23°C.

E=6300∗4.18∗(62−23.23 )=1021000[Kj/dia ]

Convirtiendo a Kwh se obtiene.

E2=10210003600

=283.6 [Kwh /dia ]

Calculando el área de captación para cumplir con la demanda energética por cada día.

Acap2=E2

Hp 2∗ηg[m2]

Acap=¿ Área para cubrir la demanda energética [m2¿

ηg=¿¿ Es la eficiencia global del sistema (al inicio se propone = 0.5)

Acap2=283.6

5.6667∗0.5=100m2

Calculando el área promedio de captación

Acap . promedio=Acap+Acap2

2

Sustituyendo datos

Acap . promedio=99.78+100

2=99.94 [m2]

Calculando el número de colectores

Nc=Acap . promedio∗Fs

Acolector

Dónde:

Nc= Número de colectores solares.

Fs = Es el factor de seguridad = 1.2

Acolector=2.2m2.

Sustituyendo datos:

Nc=99.94∗1.22.2

=55COLECTORES

Calculo de la demanda energética por día que se pueda suministrar con NC en los meses más fríos.

E3=Nc∗Hp∗A colectore∗ηg

E3= demanda energética por día que se pueda suministrar con NC en los meses más fríos [Kwh/dia].

Sustituyendo:E3=55∗6.3750∗2.2∗0.5=382.26 [kwh/dia ]