Diseo de una instalacin solar para la produccin

Diseño de una instalación solar para la producción de Agua Caliente Sanitaria en un hotel. Trabajo Fin de Grado en Ingeniería mecánica Tutor TGF: Emilio Navarro Perís. Alumno: Aarón Cuenca Alós

Índice: q. Introducción q. Factores a tener en cuenta q. Tipos de instalación q. Demanda diaria q. Dimensionado q. Estudio económico q. Conclusiones q. Bibliografía

Introducción. Objetivo: - Diseño de una instalación solar térmica para abastecer de agua caliente sanitaria un hotel de tres estrellas - Partiendo del Documento Básico HE de Ahorro de Energía HE 4 del CTE. Tipos de instalaciones de energías renovables: § Procesos de cogeneración § Bomba de calor con rendimiento superior a 2, 5. § Caldera de Biomasa § Energía Solar Térmica Elección del tipo de instalación: + Alto rendimiento + Facilidad instalación + Sencillo montaje

Factores a tener en cuenta. Técnicos: • Dimensionado de la instalación. Ambientales: • Fuente de energía renovable. • Mínimo impacto visual. Económicos: • Rentabilidad de la instalación. Legales: • Cumplimiento de las especificaciones y normativa vigente.

Tipo de instalación. Instalación centralizada en captación, acumulación y apoyo. §Pros: + Reducción del volumen del acumulador destinado al consumo y de la potencia de la caldera de apoyo. §Contras: + Incremento de la inversión inicial (10%) + Aumento de las pérdidas (10%) + Disminución del rendimiento (15%) Instalación simple. Legionela: + Tratamiento térmico. + Desinfección química.

Fuentes de energía disponibles para el funcionamiento de la instalación. - Red eléctrica/electricidad - Biomasa - Combustibles fósiles Gasóleo Gas natural Elección de la fuente de energía: + Elevado poder calorífico + Facilidad de transpote + No requiere de un almacenamiento + Limpieza espacio de

Dimensionado de la instalación.

Tabla 4. 1 Demanda de referencia a 60ºC, del Documento Básico HE de Ahorro de Energía, Sección HE 4 del Código Técnico de la Edificación litros Acs/dia Cantidad Total litros/dia Hotel*** 41 por persona 150 6150 Restaurante 8 por comida 45 360 Cafeteria 1 por usuario 150 Aseos 3 por usuario 150 450 Gimnasio 0 por usuario 150 0 Total 7. 200 litros 7110 145. 704, 35 KW·h/año.

Captadores: Volúmenes y áreas de captación. ▪ Datos de partida: + Volumen Acumulación: 7. 500 litros Superficie de captación: 100 m^2 + Volumen de captación: 75 l/m^2 ▪ Selección: + 43 captadores de la marca Vaillant modelo VFK-145 H. CHEQ-4 + Rendimiento: 70% Nº Captadores: 51 Area Captación: 119, 85 m^2

Colocación de los captadores: ▪ Orientación y distribución de los captadores: • Orientados hacia el sur, inclinados 45º • Distribuidos en 3 baterías constituidas por 3 filas de captadores cada una. Las filas de una batería estarán compuestas por 5 captadores y las otras por 6 captadores. ▪ Distancia mínima entre captadores: d = d 1+d 2 = 2, 567 m dfinal = d x 1, 25 = 3, 209 m ▪ Cálculo de sombras.

Fluido de trabajo. ▪ Mezcla de agua + propilenglicol (30%) ▪ Temperatura de congelación = - 14 ºC ▪ Temperatura mínima histórica (Valencia): 7. 2ºC ▪ Temperatura mínima de congelación: Temperatura mínima histórica - 5ºC = 12. 2ºC

▪ Sistema de acumulación: + Volumen de acumulación = 7. 500 l. + 2 Depósitos de acumulación de 4000 l. + Volumen acumulador de apoyo = 0, 7 x Volumen de acumulación = 5. 250 l + 2 Interacumuladores de 3000 l. ▪ Intercambiador de calor: + 2 Intercambiadores de placas. + Potencia mínima de 80 KW (2/3 de la superficie de captación) + Temperatura a la entrada y salida del intercambiador del circuito primario y secundario. + Intercambiador de placas swep modelo B 25 T.

▪ Vaso de expansión: + Volumen 382, 06 l 500 l + Vt = (V x Ce + Vvap) x Cprer + Iberica del calor modelo 500 SMR ▪ Sistema de circulación: + Bombas y tuberías

▪ Sistema de apoyo: + Potencia mínima de la Caldera de apoyo = 165, 11 k. W. + 2 Calderas de 200 k. W. + Bombas de circulación. ▪ Sistema de regulación y control: + 2 Reguladores. + Sondas de temperatura.

Estudio económico. ▪ Costes de la instalación: 139. 625, 49€ ▪ Coste de la instalación solar: 98. 937, 99€ ▪ Ahorro anual: 5. 461, 74€ ▪ Rendimiento: 73% ▪ Retorno de la inversión: 18, 12 años ▪ Vida útil: 25 -30 años

Conclusiones. ▪ Vida útil: 25 -30 años. ▪ Retorno de la inversión: 18, 12 años. ▪ Instalación viable desde el punto de vista económico. ▪ Retorno de la inversión superior a 3 años. ▪ Instalación no viable desde el punto de vista empresarial. ▪ Cumplir con la legislación vigente (Finalidad de la instalación).

Bibliografía. Libros § Cañada Ribera, L. J. (2. 008). Manual de energía solar térmica. Diseño y cálculo de instalaciones. Valencia: Universidad Politécnica de Valencia. § Romero Tous, M. (2. 009). Energía solar térmica de baja temperatura. Barcelona: Ediciones CEAC. § Brusola Simón, F. (1. 999). Oficina técnica y proyectos. Valencia: Universidad Politécnica de Valencia. Paginas WEB § Instituto Nacional de Estadística (s. f. ). Recuperado de: http: //www. ine. es § Código Técnico de la Edificación (s. f). Recuperado de: http: //www. codigotecnico. org § Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía (s. f. ). Recuperado de: http: //www. idae. es § Agencia Estatal Boletín Oficial del Estado (s. f. ). Recuperado de: http: //www. boe. es § Distribuidor de productos de energía solar térmica (s. f. ). Recuperado de: http: //www. salvadorescoda. com