Ejercicios Practicos

1) Calcular la estimacion de la demanda de ACS a 60°c segun CTE para una instalacion ubicada en Toledo sobre un EDF de 5 alturas con 4 viviendas por planta de las cuales 2 viviendas son de 3 dormitorios con 5 personas y 2 viviendas son de 2 dormitorios con 4 personas.

Parámetros:

• Ubicación: Toledo, España 4,6 a 5 Kw/m2
• Se estima no menos de 60% de apoyo energetico solar.
• Tipo de Edificio: Edificio de 5 alturas con 4 viviendas por planta
• Distribución de Viviendas:
  • 2 viviendas de 3 dormitorios con 5 personas por vivienda
  • 2 viviendas de 2 dormitorios con 4 personas por vivienda

• Temperatura Inicial 5°C
• Temperatura del ACS: 60°C
• AT = 55°C
• Calor Especifico del agua 4,18Kj/C°Kg
• ce  0,001162Kwh
• Consumo ACS x persona 40L
• Coeficiente de simultaneidad según CTE (Csim): 0.3 (para edificios residenciales de menos de 100 viviendas.

Formula

Q = m * c *ce *ΔT

Estimacion de Consumo:

[(5 personas x 2) + (4 Personas x 2)] x 5 plantas = 90 Personas

90 x 40L = 3600L

Calculo de la cantidad necesaria de energia necesaria al dia.

Q (Kwh)= M (L) x l (Kg/L) x Ce (Kwh/ Kg°C) x AT(°C)

Q = 3600L x 1L * 0,001162Kwh/Kg°C * 55°C

Q = 230,076 Kwh Aportacion otras energia no Electricas.60% 

Q = 138,045Kwh Aportacion Energia Solar.

Problema

Calcular superficie de captacion minima para un rendimiento de la instalacion (P) del 70% en las condiciones mas desfavorables.

Superficie en Inv

Formula

    S(Inv)=  (Fsmin x Q) / (n x Qu) = (m2)

Datos

Fs(min) = 0,30

Q = 138,045Kwh Energia total Necesaria

Qu(Toledo) = 4,60 Kwh Valor medio de Irradiacion

n = 70%, 0.7 Rendimiento energetico Panel

Solucion.

S(inv) = (0,30 x 138) / (0,7 x 4,60) = 

S(Inv) = ( 41,4) / ( 3,22) =

S(inv) = 12,85 m2

Solucion 2 Problema 

2) Calcular la estimacion de la demanda de ACS a 60°c segun CTE para una instalacion ubicada en Toledo sobre un EDF de 5 alturas con 4 viviendas por planta de las cuales 2 viviendas son de 3 dormitorios con 5 personas y 2 viviendas son de 2 dormitorios con 4 personas.

Demanda diaria de ACS (kWh/día) = N * V * CD * Csim * (60 °C - 5 °C) / 1000

• N: Número de viviendas del edificio
• V: Volumen medio diario de ACS por vivienda (en litros/día)
• CD: Coeficiente de simultaneidad según CTE (Csim): 0.35 para edificios residenciales de menos de 100 viviendas
• 60 °C: Temperatura de ACS deseada
• 5 °C: Temperatura media del agua fría de entrada (Determinada en clases)
• 1000: Factor de conversión para pasar de litros a kWh

Edificio residencial de 5 alturas con 4 viviendas por planta:

• 2 viviendas de 3 dormitorios con 5 personas cada una
• 2 viviendas de 2 dormitorios con 4 personas cada una
• x5 = 90 personas

Consumo diario de ACS por vivienda:

• Vivienda de 3 dormitorios: 5 personas * 40 litros/persona/día = 200litros/día
• Vivienda de 2 dormitorios: 4 personas * 40 litros/persona/día = 160litros/día
• Total Viviendas 20 = 3600Litros /dia 
• Promedio litros 90personas/20apt = 4.5p / 40L/persona = 180L/dia

Demanda diaria de ACS (kWh/día) = 20 viviendas * 180litros/día/vivienda * 0.35 * (60 °C - 5 °C) / 1000 =  69.3kWh/día

                   

Calcular superficie de captacion minima para un rendimiento de la instalacion (P) del 70% en las condiciones mas favorables (verano).

Superficie en Ver

Formula

    Fs(Ver)=  (Fsmax x Q) / (n x Qu) = (m2)

Datos

Fs(max) = 0,80

Q =  69,3Kwh

Qu(Toledo) = 4,60 Kwh

n = 70%, 0.7

Solucion.

FS(max) = (0,80 x 69.3) / (0,7 x 4,60) = 

FS(max) = ( 55.44) / ( 3,22) =

FS(max) = 7.21 m2

3) Energia solar media diaria invierno 2,70Kwh/m2 Energia solar Media diaria en verano 6,50 Khh/m2 Temperatura de entrada de agua en invierno 6,5°C Temperatura de entrade de agua en verano 13,2°C Temperatura prevista para el agua Caliente 45 a 50°C orientacion de los paneles Prefente Sur, Fraccion solar 0,35 - 0,8 . Rendimiento Energetico de 0,5, para 100L de agua.

Calculo Energetico

Datos

                                                        Q = m * p *ce *ΔT

    m = 100 L Cantidad de litros

    c = 0,001162 Calor Especifico del Agua

    p = 1 Densidad del agua.

    N = 0,5

    t1(inv) = 6,5°C

    t2(Inv) = 45°C

    At(Inv) = 38,5°C

    T1(ver) = 13,2°C

    t2(ver) = 50°C

    At(ver) = 36,5°C

                                    Q(inv)= 100L x 1 x 0,001162 x 38.5 = 4,4737 Kwh

                                    Q(ver)= 100L x 1 x 0.001162 x 36.5 = 4,2413 Kwh

Superficie en Invierno

Formula

                                    S(Inv)=  (Fsmin x Q) / (n x Qu) = (m2)

                                    S(inv)=  (0,35 x 4,4737) / (0,5 x 2,70) =

                                    S(inv)= (1,5657) / (1,37) = 1,14m2

Superficie en Verano

Formula

                                    S(Ver)=  (Fsmax x Q) / (n x Qu) = (m2)

                                    S(Ver)= (0,8 x 4,2413) / (0,5 x 6,50) =

                                    S(Ver)= (3,39) / (3,25)= 1,021m2

Conclusiones del Ejercicio 3 es que tenemos una potencia de Q en invierno requerida de 4,4737 Kwh y una potencia de Q en verano requerida de 4,2413 Kwh y que necesitamos una superficie de 1,14 m2 para captar esa cantidad de potencia en invierno y 1,021m2 para captar esa cantidad en verano. Yonnathan Pereira.