Sistema solar térmico para producción de ACS,

calentamiento de piscina y apoyo a calefacción por

suelo radiante en vivienda unifamiliar

María Abella Merino

María Díez Maroto

Tutor: Vicente Gallardo

Índice

1. Objetivo y alcance del proyecto

2. Dimensionado de la instalación Sistema de captación

Sistema de intercambio y acumulación

Circuito hidráulico

Sistema de regulación y control

Equipo de apoyo

3. Descripción de la instalación

4. Análisis económico

Objetivos

Mejorar la certificación energética de la vivienda

Preocupación por el medio ambiente

Ahorro de combustible

Instalación solar térmica

Producción de ACS

Calentamiento de piscina exterior

Apoyo a calefacción con suelo radiante

Objetivos y alcance del proyecto

Objetivos y alcance del proyecto Situación y emplazamiento

Ponferrada (León)

Latitud 42,58 N

Longitud 6,35 O

Zona Climática II

Descripción de la vivienda

Número de plantas 3

Ocupación habitual 4

Habitaciones con ACS 8

Superficie a calefactar 203 m2

Volumen piscina 40 m3

Cálculo de captadores ACS

Datos a introducir

Temperatura de uso 45 ºC

Litros a 60ºC 30 l/persona

Número de personas 4

Inclinación de captadores 25º

Orientación de captadores sur

Área de un panel 2,25 m2

1 Captador

60,4%

Cálculo de captadores Piscina Datos a introducir

Volumen de la piscina 40 m3

Superficie de la piscina 32 m2

Tipo de piscina Exterior

Tiempo con manta 10 h

Inclinación de captadores 25º

Pérdidas por sombras 14,51 %

Área de un panel 2,25 m2

7 Captadores

Cálculo de captadores Suelo Radiante

Datos a introducir

Superficie a calefactar 203 m2

Temperatura interior 21ºC

Temperatura de utilización 45ºC

Inclinación de captadores 25º

Área de un panel 2,25 m2

7 Captadores

26,5%

Sistema de acumulación ACS

Nº captadores 1

Área cap. m2 2,25

V. Demanda litros 211,2

V. Acum. litros 192

Se utilizarán intercambiadores internos ya que el área de captación es menor a

50 m2.

18.0arg

captadoresac

nacumulació

M

VCUMPLE

22 /180/50 mlA

Vml

captadores

nacumulació

• Volumen de acumulación 192 l

• Área de un captador 2,25 m2

• V/A = 85 l/m2

• V/M = 0,9

Sistema del intercambiador de la Piscina

Primario Secundario

Te Ts Te

Piscinas 50 28 24

AP 500

Área de captación 18 m2

kWP 000.9

Propilenglicol 35 %

Sistema de acumulación Suelo Radiante

Nº captadores 7

Área cap. m2 15,75

Inclinación º 25

V. Acum. litros 400

22 /50/25 mlA

Vml

captadores

nacumulació

Se utilizarán intercambiadores internos ya que el área de captación es

menor a 50 m2.

• Volumen de acumulación 400 l

• Área de captación 15,75 m2

• V/A = 25,4 l/m2

CUMPLE

Circuito hidráulico

Retorno invertido

Diámetros de tuberías en el C.Primario

Tramo Caudal

(l/h)

DN

tramo (mm)

Pdc

(mmca/ml)

Velocidad

(m/s)

AB 900 28 13,8 0,47

BC 900 28 13,8 0,47

CD 900 28 13,8 0,47

DE 900 28 13,8 0,47

EF 900 28 13,8 0,47

FG 900 28 13,8 0,47

GH 450 22 14,3 0,40

HL 450 22 14,3 0,40

LM 450 22 14,3 0,40

MN 450 22 14,3 0,40

NO 450 22 14,3 0,40

OP 450 22 14,3 0,40

PR 900 28 13,8 0,47

•Velocidad en las tuberías < 1,5 m/s

•Caudal aproximado de 50 l/h por m2 de captador

•10 mmca < PdC < 40 mmca

Pérdidas de carga en el C.Primario

captadoresresercambiadotuberíastotalesPdcPdcPdcPdc

int

Pdc (mca) circuito

ACS

Pdc (mca) circuito

SR

Pdc (mca) circuito

Piscina

Tuberías 1 1 1

Intercambiador 0 0 0,82

Captadores 0,24 0,24 0,24

Total 1,24 1,24 2,06

Tramo Caudal

(l/h)

DN

tramo (mm)

Pdc

(mmca/ml)

Velocidad

(m/s)

ACS 1.080 28 19 0,57

PISCINA 1.944 35 17 0,63

SUELO RADIANTE 1080 28 19 0,57

La pérdida de carga en los acumuladores es despreciable

Pdc (mca) circuito

ACS

Pdc (mca) circuito

SR

Pdc (mca) circuito

Piscina

Tuberías 0,11 0,11 0,45

Acum/Interc - - 2,95

Total 0,11 0,11 3,40

resercambiadotuberíasPdcPdcPdc

int

Diámetros de tubería y Pdc en el C.Secundario

Aislamiento

RITE: tuberías, accesorios y depósitos en contacto con fluidos a más de 40ºC deben ir aislados

Espesores mínimos en el interior de edificios con fluidos calientes

Espesores mínimos en el exterior de edificios con fluidos calientes

Espesores mínimos en el interior de edificios con fluidos fríos

Espesores mínimos en el exterior de edificios con fluidos fríos

Grupo de bombeo

Termómetros integrados

Válvula de seguridad y manómetro

Antirretorno tanto en impulsión como en retorno para evitar

la circulación por termosifón

Bombas de circulación

Limitador de caudal con llave de cierre

Comunica energía a los fluidos. Formado por:

Bombas

Punto de funcionamiento de la bomba del

circuito primario:

•Q= 900 l/h= 0,25 l/s

•H=2,06 mca

Punto de funcionamiento de la bomba

del circuito de la piscina:

•Q= 1.944 l/h= 0,54 l/s

•H=3,40 mca

Vaso de expansión

Necesario para absorber las dilataciones del fluido caloportador

if

f

vasoPP

PVV

V=55,32 m3

ε=0,08

Pf=6,5 kg/cm2

Pi=2,6 kg/cm2

Vvaso= 7,37 litros

Sistema de regulación y control

Optimizar instalación y evitar condiciones extremas

Condiciones generales:

• Bomba ON: Radiación > 100 W/m2

• Bomba ON: ΔT > 7°C

• Bomba OFF: ΔT < 2°C

• Puntos consumo: T < 45°C

• T fluido caloportador 3°C superior a su punto de congelación

Esquema de la instalación

Presupuesto

38%

16%

29%

7% 10%

Distribución de costes

Sistema de captación

Sistema de intercambio y acumulación

Circuito hidráulico

Sistema de control

Gastos complementarios

Presupuesto total

15.084 €

Análisis económico

Aporte solar

ACS 1.989 kWh

Suelo radiante 6.594 kWh

Total 8.583 kWh

Precio gasóleo Ahorro anual

10 c€/kWh 918 €

Conclusiones Periodo de retorno: 16 años y medio

Beneficios:

Fomento renovables

Apoyo al medio ambiente

Generación distribuida

Calentamiento de la piscina

Certificación energética

Presupuesto total

15.084 €

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Gracias por vuestra atención