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 ]