Ahorro de Energia y de Agua Vivienda Unifamiliar

PROYECTO DE FINAL DE CARRERA

TTULO:

AUTOR: CARLOS ROJO GALLARDO

TITULACIN: INGENIERA TCNICA INDUSTRIAL ESPECIALIDAD ELECTRNICA INSUTRIAL

DIRECTOR: IGNASI PERAT BENAVIDES

DEPARTAMENTO: DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELCTRICA

FECHA: 26/06/2009

PROYECTO DE INSTALACIONES PARA EL AHORRO DE ENERGA Y AGUA EN UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR SITUADA EN SANT GREGORI (GIRONA)

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TTULO:

APELLIDOS: ROJO GALLARDO NOMBRE: CARLOS

TITULACIN: INGENIERA TCNICA INDUSTRIAL

ESPECIALIDAD: ELECTRNICA INDUSTRIAL PLAN: 95

DIRECTOR: IGNASI PERAT BENAVIDES

DEPARTAMENTO: DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELCTRICA

CALIFICACIN DEL PFC

TRIBUNAL

PRESIDENTE SECRETARIO VOCAL

JAUME MIRET TOMAS PAU MARTI COLOM PEDRO ANDRADA GASCON

FECHA DE LECTURA: 8 de Julio de 2009


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Este Proyecto tiene en cuenta aspectos medioambientales: X S No

PROYECTO FINAL DE CARRERA

RESUMEN (mximo 50 lneas)

El presente proyecto presenta el diseo y clculo de las instalaciones de una vivienda unifamiliar con el fin de lograr un ahorro de energa y de agua. Para hacerlo se han adoptado cinco medidas: - La primera es instalar un sistema de captacin de energa solar trmica; se han analizado las necesidades

energticas de ACS y calefaccin, y una vez realizado estos anlisis se ha procedido a hacer el diseo de la instalacin.

- La segunda medida es instalar un sistema de energa solar fotovoltaico con conexin a la Red Elctrica.

Esto nos permitir la venta del KWh a la Red Elctrica, que segn el Real Decreto 809/2006, es del 575% de la Tarifa Media de Referencia (TMR).

- La tercera medida que se ha tomado ha sido la de instalar un sistema domtico para el ahorro de luz y

agua, mediante sensores y balastros electrnicos. - La cuarta medida tomada ha sido instalar un sistema de reciclaje de aguas grises, donde se ha evaluado la

cantidad de agua de la cual disponemos y se ha diseado el sistema de captacin y suministro. El agua ser aprovechada para el suministro a los inodoros, el riego del csped, la limpieza exterior de la casa y los vehculos familiares.

- La quinta y ltima medida ha sido instalar un sistema de aprovechamiento de aguas pluviales, donde se ha

realizado un estudio del agua de la que se dispone, y se ha diseado el sistema de captacin y suministro. El agua pluvial se utilizar para el riego del huerto y para la lavadora.

Con el uso de estas instalaciones conseguiremos nuestro objetivo; un ahorro de energa y de agua. Como consecuencia de esto, se tiene que tener en cuenta el impacto ambiental que suponen estas cinco instalaciones; la reduccin de emisiones de CO2 en la atmsfera y el ahorro de agua. El agua es un recurso natural que debemos proteger para garantizar el funcionamiento de los ecosistemas y la supervivencia de los seres vivos que lo forman. El clculo de las instalaciones se llevar a cabo teniendo en cuenta las normativas y legislaciones vigentes. Finalmente se calcular detalladamente el capital utilizado en todo el proyecto y el tiempo de amortizacin de ste. Tambin se buscarn las ayudas y subvenciones que se reciben por llevar a cabo estas instalaciones. El gran objetivo del proyecto es la construccin de una vivienda sostenible, ecolgica y rentable.

Palabras clave (mximo 10)

CALEFACCION AHORRO DOMOTICA FOTOVOLTAICA

ACS AGUAS PLUVIALES AGUAS GRISES RADIACION

TERMICA CO2

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CARLOS ROJO GALLARDO INGENIERA TCNICA INDUSTRIAL ESPECIALIDAD ELECTRNICA INDUSTRIAL PROYECTO FINAL DE CARRERA

SUMARIO

Volumen 1: Memoria. Volumen 2: Anexos.

ANEXO A: NORMATIVA Y REGLAMENTOS.

o DOCUMENTO BSICO HE AHORRO DE ENERGA

CTE DB HE AHORRO DE ENERGA

o DOCUMENTO BSICO HE SALUBRIDAD

CTE DB HE SALUBRIDAD

o REGLAMENTO DE INSTALACIONES TRMICAS EN LOS EDIFICIOS (RITE)

Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, donde se aprueba el RITE. Correccin Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, donde se aprueba el RITE.

o NBE CONDICIONES TRMICAS EN LOS EDIFICIOS (NBE CT 79)

Norma Bsica en la Edificacin: Condiciones Trmicas en los Edificios

o PREVENCIN DE LA LEGIONELOSIS

Real Decreto 865/2003, de 4 de julio, por el que se establecen los criterios higinico-

sanitarios para la prevencin y control de la legionelosis.

o REGLAMENTO ELECTROTCNICO DE BAJA TENSIN

REBT 2002

o DOMTICA.

ITC-BT-51: Instalaciones de sistemas de automatizacin, gestin tcnica de la energa y seguridad para viviendas y edificios.

Normativa KNX. Estado en AENOR de la Normativa KNX. Certificacin del cable bus TP de ZENNIO.

o ORDENANA TIPUS SOBRE LESTALVI DAIGUA

Publicacin de la Xarxa de ciutats i pobles cap a la sostenibilitat

o REGLAMENTO DE APARATOS A PRESIN (RAP)

Real Decreto 1244/1979, de 4 de Abril de 1979, por el que se aprueba el Reglamento de Aparatos a Presin. BOE nm. 128, de 29 de mayo de 1979.

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o SERVICIOS DE PREVENCIN / SEGURIDAD Y SALUD

Real Decreto 39/1997, de 17 de enero, por el que se aprueba el Reglamento de los servicios de prevencin

Real Decreto 604/2006, de 19 de mayo, por el que se modifican el Real Decreto 39/1997, de 17 de enero, por el que se aprueba el Reglamento de los servicios de prevencin, y el Real Decreto 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen las disposiciones mnimas de seguridad y salud en las obras de construccin.

ANEXO B: PLIEGO DE CONDICIONES TCNICAS

ANEXO C: PRESUPUESTO

ANEXO D: PLANOS

o PFC 01: EMPLAZAMIENTO o PFC 02: PLANTA BAJA o PFC 03: PLANTA PRIMERA o PFC 04: PLANTA BAJO CUBIERTA o PFC 05: PLANTA CUBIERTA Y SECCIN o PFC 06: ESQUEMA DE ENERGA SOLAR TRMICA o PFC 07: INSTALACIN SOLAR TRMICA Y SUELO RADIANTE o PFC 08: SUMINISTRO DE AGUA FRIA Y ACS o PFC 09: ESQUEMA INSTALACION FOTOVOLTAICA o PFC 10: SISTEMA DE CAPTACIN DE AGUAS GRISES o PFC 11: SISTEMA DE SUMINISTRO DE AGUAS GRISES o PFC 12: SISTEMA DE CAPTACIN DE AGUAS PLUVIALES o PFC 13: SISTEMA DE SUMINISTRO DE AGUAS PLUVIALES o PFC 14: ALUMBRADO

ANEXO E: DOCUMENTOS DE SUBVENCIONES Y FINANCIAMIENTOS

o HOJA DE TRANSFERENCIA BANCARIA o LINEA DE FINANCIAMIENTO DE PROYECTOS

ANEXO F: CATLOGOS Y HOJAS TCNICAS

o ENERGA SOLAR TRMICA.

BASICBATH Anticongelante DUNPHY - Captador Solar Wasko 2.0 DUNPHY - Catlogo FERROLI - Sistema de apoyo (Caldera) GRUNDFOS - UPS 25-30 180 IBERSOLAR Acumulador IBERSOLAR Aerotermo IBERSOLAR - Regulador Trmico TDC 3 Salvador Escoda - Catlogo 2009 Suelo Radiante - Catlogo Barbi Suelo Radiante - Catlogo Uponor

o ENERGA SOLAR FOTOVOLTAICA

IBERSOLAR - Inversor Monofsico IBERSOLAR - Mdulo Fotovoltaico

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IBERSOLAR - Tarifa de precios

o ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS

AQUATECNIC WAVIN - Vlvulas de Ventilacin ISOVER - Lana de Roca para Cubierta ISOVER - Lana de Roca para Fachada ISOVER - Presupuesto de Instalacin Presupuesto de Instalacin Ventanas Aluminio Doble Cristal

o DOMTICA.

Actuador Lingg & Janke Dimmer 2 Canales Actuador Lingg & Janke Dimmer 4 Canales Actuador Zennio Actin Box Clasic Actuador Zennio Actin Box Max 6 Catlogo ZENNIO 2009 Detector de presencia Gira Entrada Gira 2 Canales Entrada Gira 4 Canales Fuente de alimentacin Zennio Pantalla Zennio Z38 Catlogo Serie Simon 88 Riego Automtico Gardena

o RECICLAJE DE AGUAS GRISES

SIMOP Planta Depuradora GRISIMOP-D1-SR-0,75

o APROVECHAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES

GRAF - Catlogo CARAT GRAF - Sistema Modular CARAT

ANEXO G: TEORIA SOBRE LAS INSTALACIONES

o ENERGA SOLAR TRMICA

o ENERGA SOLAR FOTOVOLTAICA

o DOMTICA

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VOLUMEN 1: MEMORIA

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NDICE

Sumario e ndice.................................................................................... 6

1. Introduccin....................................................................................... 16

2. Descripcin del proyecto .................................................................. 16

2.1. Objeto del proyecto....................................................................................... 16

2.2. Emplazamiento .............................................................................................. 17

2.2.1. Localizacin .................................................................................................................. 17

2.3. Descripcin de la vivienda ........................................................................... 17

2.4. Elementos constructivos.............................................................................. 18

2.4.1. Aislamiento ................................................................................................................... 18

2.4.1.1. Ventanas ............................................................................................................ 19

2.4.1.2. Fachada y tejado ............................................................................................... 19

2.4.2. Ventilacin de las redes................................................................................................ 21

2.4.2.1. Introduccin ...................................................................................................... 21

2.4.2.2. Aplicacin en el proyecto .................................................................................. 22

2.4.2.3. Vlvulas de aireacin utilizadas ....................................................................... 22

2.5. Instalaciones.................................................................................................. 23

2.5.1. Energa Solar Trmica................................................................................................. 23

2.5.1.1. Consideraciones previas ................................................................................... 23

2.5.1.2. Estudio de la demanda de energa solar trmica .............................................. 24

2.5.1.3. Demanda energtica de ACS............................................................................. 24

2.5.1.3.1. Datos de partida .............................................................................................24 2.5.1.3.2. Determinacin de consumos energticos.......................................................25

2.5.1.4. Demanda energtica de Calefaccin................................................................. 28

2.5.1.4.1. Demanda energtica de calefaccin ideal......................................................28 2.5.1.4.2. Demanda energtica de calefaccin considerando prdidas .........................31

2.5.1.5. Demanda energtica de ACS + Calefaccin..................................................... 38

2.5.1.6. Determinacin de la energa solar disponible .................................................. 39

2.5.1.7. Clculo de la energa aprovechada por el equipo solar. .................................. 40

2.5.1.8. Diseo de la instalacin de energa solar trmica............................................ 42

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2.5.1.8.1. Sistema de captacin .....................................................................................42

2.5.1.8.1.1. Radiacin que aprovecha el captador........................................................42

2.5.1.8.1.2. Radiacin que aprovecha el sistema ..........................................................44

2.5.1.8.1.3. Eleccin del nmero de captadores a montar .............................................46

2.5.1.8.1.4. Caractersticas del captador solar trmico ..................................................48

2.5.1.8.1.5. Tipo de conexin utilizada ..........................................................................49

2.5.1.8.2. Circuito primario .............................................................................................50

2.5.1.8.2.1. Fluido termforo .........................................................................................50

2.5.1.8.2.2. Tubera.......................................................................................................52

2.5.1.8.2.3. Vaso de expansin .....................................................................................54

2.5.1.8.2.4. Bomba........................................................................................................55

2.5.1.8.2.5. Intercambiador de calor ..............................................................................56

2.5.1.8.2.6. Aerotermo o disipador ................................................................................56

2.5.1.8.3. Circuito secundario.........................................................................................57

2.5.1.8.3.1. Acumulador ................................................................................................58

2.5.1.8.4. Sistema de apoyo...........................................................................................58

2.5.1.8.5. Sistema de regulacin ...................................................................................59

2.5.1.9. Instalacin de calefaccin................................................................................. 59

2.5.1.9.1. Introduccin....................................................................................................59

2.5.1.9.2. Principales sistemas de emisin de calor para calefaccin............................60

2.5.1.9.2.1. Por radiadores ............................................................................................60

2.5.1.9.2.2. Por suelo radiante.......................................................................................61

2.5.1.9.2.2.1. Principio de funcionamiento .................................................61

2.5.1.9.2.2.2. Caractersticas.....................................................................61

2.5.1.9.2.2.3. Sistema de calefaccin por suelo radiante tradicional ..........63

2.5.1.9.2.2.3.1. Elementos principales de la instalacin .....63

2.5.1.9.2.2.3.2. Instalacin y requisitos bsicos .................64

2.5.1.9.3. Eleccin del sistema de calefaccin ms adecuado.......................................67

2.5.1.9.4. Dimensionado suelo radiante .........................................................................69

2.5.1.9.4.1. Localizacin de los colectores ....................................................................69

2.5.1.9.4.2. Diseo de circuitos .....................................................................................69

2.5.1.9.5. El sistema de colectores.................................................................................70

2.5.1.9.5.1. Colectores de ida y retorno.........................................................................70

2.5.1.9.5.2. Cajas para colectores .................................................................................71

2.5.1.9.5.3. Soportes para colectores ............................................................................71

2.5.1.9.5.4. Vlvulas termostatilizables con cabezales electrotrmicos..........................71

2.5.1.9.5.5. Medidores de caudal ..................................................................................71

12


2.5.1.9.5.6. Detentores..................................................................................................71

2.5.1.9.5.7. Vlvulas de esfera con racor mvil .............................................................71

2.5.1.9.5.8. Grupos de purgado y vaciado.....................................................................72

2.5.1.9.5.9. Adaptadores para tubo de polietileno reticulado .........................................72

2.5.1.9.6. Tuberas emisoras de calor ............................................................................72

2.5.1.9.6.1. Caractersticas principales..........................................................................72

2.5.1.9.6.2. Instalacin de circuitos emisores ................................................................73

2.5.1.9.7. Sistema de regulacin ....................................................................................74

2.5.1.9.8. Puesta en marcha de la instalacin................................................................74

2.5.1.9.9. Descripcin y esquema general de la instalacin de suelo radiante ..............75

2.5.1.10. Esquema de la instalacin............................................................................... 76

2.5.2. Energa Solar Fotovoltaica .......................................................................................... 76

2.5.2.1. Componentes de la instalacin fotovoltaica...................................................... 76

2.5.2.1.1. La clula solar ................................................................................................76

2.5.2.1.1.1. El silicio cristalino .......................................................................................76

2.5.2.1.1.2. Otros materiales .........................................................................................78

2.5.2.1.2. Los mdulos fotovoltaicos ..............................................................................79

2.5.2.1.2.1. Cubierta exterior .........................................................................................80

2.5.2.1.2.2. Capas encapsulantes .................................................................................81

2.5.2.1.2.3. Proteccin posterior....................................................................................81

2.5.2.1.2.4. Marco de apoyo..........................................................................................81

2.5.2.1.2.5. Parmetros de un mdulo fotovoltaico........................................................82

2.5.2.1.2.5.1. Curva de intensidad .............................................................82

2.5.2.1.2.5.2. Intensidad de cortocircuito (Isc)............................................83

2.5.2.1.2.5.3. Tensin de circuito abierto (Voc)..........................................83

2.5.2.1.2.5.4. Intensidad de mxima potencia (Imax).................................83

2.5.2.1.3. Las conexiones de los mdulos solares.........................................................85

2.5.2.1.3.1. Conexin en serie.......................................................................................85

2.5.2.1.3.2. Conexin en paralelo..................................................................................85

2.5.2.1.3.3. Conexin mixta...........................................................................................86

2.5.2.1.3.4. Elegir la configuracin correcta...................................................................86

2.5.2.1.4. Las estructuras de apoyo y elementos para fijar mdulos fotovoltaicos.........87

2.5.2.1.4.1. Estudio de esfuerzos de los soportes para mdulos solares fotovoltaicos ..89

2.5.2.1.4.2. Soluciones simples para las instalaciones pequeas..................................89

2.5.2.1.5. El convertidor de energa elctrica (DC/AC)...................................................90

2.5.2.2. Dimensionado de la instalacin ........................................................................ 92

2.5.2.2.1. Necesidades a cubrir......................................................................................93

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2.5.2.2.2. Energa necesaria ..........................................................................................94

2.5.2.2.3. Radiacin incidente ........................................................................................94 2.5.2.2.4. Nmero de mdulos necesarios.....................................................................95

2.5.2.2.5. Conexin de los mdulos fotovoltaicos ..........................................................96

2.5.2.2.6. Eleccin del soporte para los mdulos fotovoltaicos ......................................97 2.5.2.2.7. Clculo de la seccin del cable de los mdulos fotovoltaicos al inversor .......97

2.5.2.2.8. Eleccin del inversor ......................................................................................98 2.5.2.2.9. Clculo de la seccin del cable del inversor a la red......................................99 2.5.2.2.10. Protecciones.................................................................................................100 2.5.2.2.11. Conexin a red .............................................................................................100

2.5.2.3. Esquema de la instalacin................................................................................. 100

2.5.3. Sistema domtico.......................................................................................................... 101

2.5.3.1. Ahorro de luz ..................................................................................................... 101

2.5.3.1.1. Alumbrado de la vivienda unifamiliar..............................................................101

2.5.3.1.2. Control de luces .............................................................................................102

2.5.3.1.2.1. Luces ON-OFF ...........................................................................................102

2.5.3.1.2.2. Luces regulables ........................................................................................102

2.5.3.1.2.3. Relacin de salidas.....................................................................................102

2.5.3.1.2.4. Relacin de entradas con pulsadores .........................................................103

2.5.3.1.2.5. Material utilizado.........................................................................................104

2.5.3.1.2.6. Otros elementos a utilizar ...........................................................................106

2.5.3.1.2.6.1. Pulsadores...........................................................................106

2.5.3.1.2.6.2. Fuente de alimentacin........................................................107

2.5.3.1.2.6.3. Cable bus.............................................................................108

2.5.3.1.2.6.4. Pantalla tctil .......................................................................108

2.5.3.1.2.6.5. Detector de presencia ..........................................................108

2.5.3.1.2.7. Programacin en ETS 3..............................................................................109

2.5.3.1.2.8. Instalaciones complementarias...................................................................112

2.5.3.1.2.8.1. Instalacin elctrica..............................................................112

2.5.3.1.2.8.2. Cajas de empalme y derivacin ...........................................112

2.5.3.2. Ahorro de agua.................................................................................................. 112

2.5.3.2.1. Grifos automticos..........................................................................................112

2.5.3.2.2. Mecanismos de doble descarga.....................................................................113

2.5.3.2.3. Regulador termosttico ..................................................................................113

2.5.3.2.4. Riego automtico............................................................................................114

2.5.3.2.4.1. Diseo y componentes del sistema de riego automtico.............................114

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2.5.3.2.4.2. Programacin de la automatizacin y control del riego automtico .............115

2.5.3.2.4.3. Eleccin del material utilizado en la instalacin...........................................115

2.5.4. Reciclaje de aguas grises.............................................................................................. 116


2.5.4.2. Estudio del volumen del agua recogida ............................................................ 117

2.5.4.3. Demanda de agua.............................................................................................. 117

2.5.4.4. Dimensionado de la instalacin de captacin................................................... 117

2.5.4.5. Dimensionado de la instalacin de suministro.................................................. 119

2.5.4.6. Estacin depuradora ......................................................................................... 121

2.5.5. Aprovechamiento de aguas pluviales.......................................................................... 121


2.5.5.2. Estudio del volumen del agua captado.............................................................. 122

2.5.5.3. Demanda de agua.............................................................................................. 122

2.5.5.4. Dimensionado de la instalacin de captacin................................................... 123

2.5.5.5. Dimensionado de la instalacin de suministro.................................................. 125

2.5.5.6. Estacin de filtrado ........................................................................................... 127

3. Ahorro energtico y de CO2 .............................................................. 128

3.1. Instalacin de energa solar trmica............................................................ 129

3.1.1. Clculo del ahorro energtico de la instalacin......................................................... 129

3.1.2. Clculo de las emisiones de CO2 ................................................................................. 130

3.2. Instalacin de energa solar fotovoltaica .................................................... 131

3.2.1. Clculo de la energa generada por la instalacin..................................................... 131

3.2.2. Tarifa de venta de la energa generada ...................................................................... 131

3.2.3. Clculo del tiempo de amortizacin............................................................................ 132


3.3. Instalacin de un sistema domtico............................................................ 133

3.3.1. Clculo del ahorro de agua de la instalacin ............................................................. 133

3.3.2. Clculo del ahorro energtico de la instalacin......................................................... 133


3.4. Instalacin de reciclaje de aguas grises ..................................................... 134


3.4.2. Clculo del ahorro de CO2........................................................................................... 134

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3.5. Instalacin de aprovechamiento de aguas pluviales ................................. 135


3.5.2. Clculo del ahorro de CO2........................................................................................... 135

4. Subvenciones disponibles................................................................ 136

4.1. Energa solar trmica .................................................................................... 136

4.1.1. Subvencin estatal ........................................................................................................ 136

4.1.2. Subvencin autonmica ............................................................................................... 136

4.1.3. Subvencin municipal .................................................................................................. 138

4.2. Energa solar fotovoltaica............................................................................. 138

4.3. Reciclaje de aguas ........................................................................................ 138

5. Condiciones medioambientales ....................................................... 138

5.1. Gestin de residuos ...................................................................................... 138

5.2. Huella ecolgica ............................................................................................ 140

5.2.1. Plan de energas renovables 2005-2010 ...................................................................... 140

5.2.2. Objetivos energticos ................................................................................................... 142

5.2.3. Medidas para el cumplimiento.................................................................................... 143

5.2.4. Efectos positivos ........................................................................................................... 144

6. Bibliografa......................................................................................... 145

6.1. Recursos electrnicos .................................................................................. 145

6.2. Recursos papel.............................................................................................. 147

6.3. Aplicaciones informticas ............................................................................ 147

7. Agradecimientos................................................................................ 148

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1. Introduccin En los ltimos tiempos las diferentes crisis econmicas de energa y los problemas de contaminacin ambiental provocaron el crecimiento de toma de conciencia entre los ciudadanos del mundo, de no utilizar las energas tradicionales provenientes de los combustibles fsiles y tratar de generar energas de fuentes alternativas. Ahorrar energa es el camino ms eficaz para reducir las emisiones contaminantes de CO2 (dixido de carbono) a la atmsfera, y por tanto detener el calentamiento global del planeta y el cambio climtico. Es tambin el camino ms sencillo y rpido para lograrlo. Por cada kilovatio-hora de electricidad que ahorremos, evitaremos la emisin de aproximadamente un kilogramo de CO2 en la central trmica donde se quema carbn o petrleo para producir esa electricidad. Estos motivos son los que dan origen a este proyecto. Lo que pretendemos es conseguir la construccin de una vivienda ms sostenible y ecolgica. En el caso de la energa solar trmica, se podr observar un estudio general sobre la energa solar trmica aplicada a viviendas y edificios. Se dispone de un anexo (Anexo G) en el que se podr consultar todo tipo de informacin sobre dicha instalacin. Por otra parte, en la energa solar fotovoltaica se realizar un estudio general de sta, sobretodo en la utilizacin en viviendas unifamiliares. Se dispone de un anexo (Anexo G) en el que se podr consultar todo tipo de informacin sobre dicha instalacin. Referente a la domtica, se puede observar un estudio general sobre ella haciendo un nfasis especial en el sistema que vamos a utilizar: el sistema domtico EIB-KNX. Todo ello lo encontraremos en el Anexo G. Sobre el reciclaje de aguas grises y aprovechamiento de aguas pluviales se proceder a hacer el clculo sin anexo alguno, ya que no creo oportuno una explicacin previa. Como autor de este proyecto, espero que la forma de plantearlo haya sido la correcta ya que para entender y asimilar este proyecto es necesario tener nocin de muchos conceptos previos que espero se adquieran. 2. Descripcin del proyecto 2.1. Objeto del proyecto

Los objetivos materiales de este proyecto se basan en la instalacin de sistemas que aprovechen las energas renovables en una vivienda unifamiliar. El primer objetivo es el diseo y dimensionado de una instalacin de agua caliente sanitaria (ACS) y calefaccin, para una vivienda unifamiliar ocupada por cuatro personas, durante todo el ao, mediante la utilizacin de un sistema de energa solar trmica. Otro objetivo a llevar a cabo es el diseo de una cubierta solar fotovoltaica conectada a la red elctrica en una vivienda unifamiliar. El fin perseguido es disear una cubierta solar fotovoltaica que genere el mximo de energa elctrica posible con objeto de volcarla a la Red Elctrica y obtener el consecuente beneficio econmico por su venta tal y como establece el RD 436/2007, en el que se definen las condiciones de explotacin de plantas de generacin de energa elctrica mediante placas fotovoltaicas. Adems claro est, del correspondiente beneficio ambiental y social que supone el ahorro de emisiones contaminantes y la mejora en la imagen del edificio que la implantacin del sistema solar fotovoltaico supone.

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Tambin instalaremos un sistema domtico como otra alternativa al ahorro energtico. Este sistema nos proporcionar, adems, un ahorro de agua. Por ltimo, instalaremos un sistema de reciclaje de aguas grises y un sistema de aprovechamiento de aguas pluviales. Estos dos sistemas tendrn la finalidad de proporcionar un ahorro de agua. Calcularemos el tiempo de amortizacin de las instalaciones debido al ahorro obtenido. Otros objetivos al margen del proyecto, sern la reduccin del impacto ecolgico del consumo normal de una familia e intentar fomentar a toda la comunidad del pueblo la instalacin de estos sistemas i as promover una cultura de sostenibilidad. 2.2. Emplazamiento 2.2.1. Localizacin La vivienda unifamiliar objeto de estudio, est situada en la Plaa Miquel Mart i Pol, n3-17195 de Sant Gregori, provincia de Girona. Sus coordenadas geogrficas son 41 59 16.05 N 2 45 36.53 E, y est 99 metros por encima del mar.

Figura 01. Emplazamiento de la vivienda unifamiliar vista satlite.

2.3. Descripcin de la vivienda

La vivienda como ya se ha dicho, est situada en el trmino municipal de Sant Gregori, provincia de Girona, est a una altura respecto al mar de 99 metros, y con respecto a su orientacin, tomando como referencia la entrada a la vivienda, est orientada hacia el norte. La entrada a la vivienda se efecta a travs de la C/ Plaa Miquel Mart i Pol. La orientacin de las cubiertas est tanto al norte como al sur. Podemos encontrar en el Anexo D un plano de situacin (PFC 01: Emplazamiento).

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Dicha vivienda se distribuye en tres plantas. La planta baja es por donde se accede a la vivienda. Mediante una escalera interior se accede a la primera planta. Tambin dispone de una planta bajo-cubierta, la cual se accede mediante unas escaleras de la planta primera. En esta planta es donde se encuentra la maquinaria de las instalaciones. Para acceder a la cubierta, donde se instalarn las placas solares, se accede mediante una escalera porttil situada en la planta bajo-cubierta. En la parte exterior de la vivienda, encontramos un pequeo jardn antes de entrar a la vivienda y por la parte de atrs hay un pequeo huerto. La planta baja la podemos ver en el plano PFC02, la primera planta en el plano PFC03, la planta bajo-cubierta en el plano PFC04. La planta cubierta la podemos ver en el plano PFC05. La superficie de cada una de las estancias o recintos se describe en la Tabla 01.

PLANTA BAJA ESTANCIA SUPERFCIE (m2)

Saln-comedor 23.4 Distribucin 4.2 Cocina 11.2 Circulacin distribucin y escaleras 17.6 Almacn 2.5 Aseo 2.4 Garaje 22.9

Estudio 30.7

PLANTA PRIMERA Terraza 19 Habitacin doble 1 16.3 Vestidor 8 Bao 1 7.8 Bao 2 6.5 Habitacin doble 2 16 Habitacin simple 9.7

Circulacin distribucin y escaleras 19.7

PLANTA BAJO CUBIERTA Instalaciones 13 Trastero 26

Escaleras 5.3

PLANTA CUBIERTA Cubierta 133

Tabla 01. Distribucin de superficies de la vivienda unifamiliar.

2.4. Elementos constructivos

2.4.1. Aislamiento La necesidad de aislar trmicamente un edificio est justificada por cuatro razones fundamentales:

a) Economizar energa, al reducir las prdidas trmicas por las paredes. b) Mejorar el confort trmico, al reducir la diferencia de temperatura de las superficies interiores de las paredes y ambiente interior.

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c) Suprimir los fenmenos de condensacin y con ello evitar humedades en los cerramientos d) Mejorar el entorno medioambiental, al reducir la emisin de contaminantes asociada a la generacin de energa.

2.4.1.1. Ventanas Las ventanas de la vivienda objeto de este proyecto sern de aluminio con cristal de doble aislamiento. Tambin las diferentes puertas correderas de la casa sern con cristal de doble aislamiento. El cristal simple tiene un aislamiento termo acstico bajo, con el doble cristal se logra un alto aislamiento, mejorando el confort del ambiente. La unidad consta de dos cristales separados a lo largo de su permetro por un espaciador, creando una cmara con propiedades aislantes trmicas y acsticas. El perfil espaciador contiene un desecante para evitar la condensacin de la humedad del aire dentro de la cmara. El sellador en el permetro evita el ingreso de la misma a la cmara. La cmara del doble cristal asla el ambiente interior de los cambios de temperatura del ambiente exterior. El cristal en contacto con el ambiente interior tiene una temperatura similar a la de ste. Con estos cristales su habitacin es fresca en verano y clida en invierno. Si se cuenta con un equipo de aire acondicionado, se puede reducir el consumo de energa elctrica en un alto porcentaje. En la Figura 02 se puede observar la seccin de una ventana con doble cristal.

Figura 02. Seccin ventana doble cristal.

La empresa Persianas Sabadell se encargar de la instalacin de este tipo de ventanas en toda la vivienda. En el Anexo F podemos encontrar el presupuesto de dicha instalacin. 2.4.1.2. Fachada y tejado

Para el aislamiento de fachada y tejado se ha elegido la lana de roca, por sus grandes caractersticas. La lana mineral denominada lana de roca, est elaborada a partir de rocas baslticas, obtenindose un producto de propiedades complementarias a la lana de vidrio. Es un producto especialmente indicado para los aislamientos trmicos.

Tal y como se muestra en la Figura 03, la lana de roca es de fcil y rpida colocacin.

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Figura 03. Pasos en la colocacin de lana de roca.

Las caractersticas principales de la lana de roca son las siguientes:

a) Aislamiento acstico:

Estos productos tienen excelente comportamiento acstico. Gracias a su estructura consiguen conciliar masa volmica y absorcin acstica, siendo indispensables en soluciones de aislamiento y correccin acstica. b) Aislamiento trmico:

La lana de roca tiene muy buenas caractersticas aislantes trmicas. Las temperaturas de utilizacin en servicio van desde -200C hasta + 800C c) Comportamiento frente al fuego:

La lana de roca es incombustible. La inclusin de este producto permite evitar la formacin y transmisin del fuego por el aislante, y proteger las reas aisladas frente a la accin del fuego. d) Resistencia al agua:

La lana de roca tiene capilaridad nula. No es hidrfila, es decir, el agua no es atrada hacia el interior de la masa del producto. e) Qumicamente neutra:

La lana de roca tiene una composicin qumica que es semejante a la resultante de las rocas que la constituyen (basalto y calcreo). Tiene PH neutro. Su estructura es estable y es inatacable por los agentes qumicos. f) Protege el ambiente:

Estos productos son fabricados de acuerdo con todos los cuidados de conservacin del medioambiente, no resultando substancias agresivas ni contaminantes.

Para la vivienda unifamiliar objeto de este estudio, se utilizarn paneles de lana de roca. Es el aislamiento ideal para que una vivienda ofrezca un rendimiento acorde con su vida til y la elevada inversin que representa. Protege tanto la economa del usuario como al medioambiente. Para la fachada y el tejado utilizaremos paneles de lana de roca de la marca ISOVER. En la Figura 04 podemos ver los dos tipos de paneles de lana de roca.

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Figura 04. Tipos de paneles de lana de roca.

Algunas de sus caractersticas necesarias a la hora de hacer el dimensionado de la instalacin solar trmica para calefaccin son las siguientes: - Panel para fachada (Panel ACH Fachada)

Conductividad trmica = 0.038 W/ mK Diferentes espesores = 40 50 60 80 100 120 150 200 mm (Elegimos 120 mm) Precio m2 = 54.42

- Panel para cubierta (Panel ACH Cubierta)

Conductividad trmica = 0.038 W/ mK Diferentes espesores = 40 50 60 80 100 120 150 200 mm (Elegimos 120 mm) Precio m2 = 54.77

En el Anexo F, podemos encontrar dos fichas tcnicas de paneles de lana de roca para fachada y tejado de la empresa ISOVER. Por defecto no aparece la referencia de espesor de 120mm, pero tambin lo fabrican. Nos han facilitado el precio por m2 de lana de roca para fachada y para tejado. Ellos mismos se encargarn de la instalacin de la lana de roca en la vivienda unifamiliar. En el Anexo F podemos encontrar el presupuesto de dicha instalacin. 2.4.2. Ventilacin de las redes En este apartado se buscarn soluciones para asegurar la correcta ventilacin en las redes de evacuacin de aguas pluviales y residuales. 2.4.2.1. Introduccin Las aguas en su descenso por las bajantes, van precedidas por una sobrepresin en la bajante seguidas de una depresin tras su paso. Este hecho puede afectar a los cierres hidrulicos de la siguiente manera:

- Las sobrepresiones mueven los cierres hidrulicos, impulsndolos hacia el interior e introducen, como consecuencia de tal desplazamiento, o mediante burbujas, gases mefticos en los aparatos. - Las depresiones succionan el agua de los cierres hidrulicos, destruyndolos.

Para conjurar tales indeseados efectos se dispone de una serie de comunicaciones con el aire exterior que pasamos a describir.

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- Ventilacin primaria. Todo bajante y/o desage de inodoro debe prolongarse hasta la azotea, tanto para facilitar el buen descenso del lquido como para evitar tras su paso, succiones sobre los cierres hidrulicos de los aparatos que encuentre en su paso. - Ventilacin secundaria. Los bajantes van acompaados, normalmente, de un tubo paralelo con el que comunican, al menos, por su parte inferior y por su parte superior formando circuito; tal tubo se denomina ventilacin secundaria. - Ventilacin terciaria. Las ventilaciones terciarias se interponen entre los pistones hidrulicos y los cierres hidrulicos, liberando a estos ltimos de las consiguientes sobrepresiones y depresiones. Tales ventilaciones acometen a la ventilacin secundaria formndose en toda la altura del edificio minicircuitos disipadores de las presiones ocasionadas por las diversas descargas que descienden por los bajantes.

2.4.2.2. Aplicacin en el proyecto En el CTE DB HS5 se indica que para edificios con menos de siete plantas se considera suficiente la ventilacin primaria. En la vivienda unifamiliar objeto de estudio se tendr en cuenta slo la ventilacin primaria. Se utilizar como sistema de ventilacin una vlvula de aireacin. En el CTE DB HS5 nos indican que hay que instalar una nica vlvula de aireacin en edificios de cinco plantas o menos. Para la vivienda unifamiliar objeto de estudio, instalaremos una vlvula de aireacin para la bajante de aguas grises situada en la planta bajo cubierta. 2.4.2.3. Vlvulas de aireacin utilizadas El diseo especial de las vlvulas de aireacin STUDOR facilita la ventilacin de la red de evacuacin, evitando el desifonado de los aparatos sanitarios sin necesidad de costosas soluciones como atravesar la cubierta o tubos paralelos de ventilacin. Las vlvulas Maxi-Vent y Mini-Vent han sido diseadas para resolver la ventilacin primaria (de la bajante), secundaria (de los desages) y terciaria (por aparato sanitario); sin necesidad de atravesar cubiertas, ni espacio adicional para tuberas de ventilacin. Las vlvulas de aireacin STUDOR tienen las siguientes caractersticas:

- Sustituyen a las tuberas de ventilacin, ahorrando costes en material y colocacin. - Reduce la necesidad de cortafuegos. Previene el efecto chimenea de las tuberas, minimiza el riesgo de propagacin de fuego hacia las plantas superiores. - Evitan la entrada de insectos y roedores en la instalacin, objetos extraos y otras partculas gracias a la proteccin que incorporan las vlvulas. - Eliminan el riesgo de las filtraciones a travs del techo o cubierta. - Evitan el escape de malos olores de la instalacin hacia el edificio y los alrededores. - Facilitan la labor de diseo a arquitectos, ingenieros y decoradores. - Son resistentes a las condiciones atmosfricas adversas. - No necesitan mantenimiento, porque las vlvulas estn diseadas para resistir las temperaturas extremas y el deterioro. Adems, el uso continuado no afecta al mecanismo de apertura y cierre. Tienen una vida til equivalente al sistema de evacuacin en el que se colocan. - Evitan sacar a la cubierta las molestas chimeneas de ventilacin.

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Las vlvulas Maxi-Vent y Mini-Vent tienen que colocarse en posicin vertical en un lugar ventilado, para facilitar la entrada de aire en las mismas. Por ejemplo: bajo un lavabo, en un altillo, buhardilla o bajo-cubierta, en la cmara de las instalaciones, en el falso techo, detrs de una rejilla empotrada. En la vivienda unifamiliar objeto de estudio, la vlvula de aireacin se colocar en la planta bajo cubierta, en el cuarto de instalaciones. La vlvula utilizada ha sido la Maxi-Vent, enfocada a la ventilacin de bajantes (ventilacin primaria). En la Figura 05 se puede observar informacin sobre dicha vlvula de aireacin.

Figura 05. Informacin sobre la vlvula de aireacin Maxi-Vent.

Se puede encontrar el catlogo de vlvulas de aireacin STUDOR de la marca AQUATECNIC en el Anexo F. 2.5. Instalaciones

2.5.1. Energa Solar Trmica

2.5.1.1. Consideraciones previas. El aumento de la demanda de energa en las viviendas obliga a una constante bsqueda de nuevos recursos energticos que puedan satisfacer esta demanda. Existen muchas alternativas energticas pero las ms empleadas todava continan siendo los combustibles fsiles, como el petrleo y sus derivados (gasolina, gasleo, queroseno, etc.), el gas natural y el carbn. El nuevo CTE (Cdigo Tcnico de la Edificacin) limita dicha demanda, y obliga a las nuevas construcciones a aportar un mnimo de energa solar trmica para el calentamiento de agua caliente sanitaria (ACS) y climatizacin de piscinas cubiertas, con la finalidad de reducir el impacto ambiental que provocan los combustibles fsiles. La energa solar trmica consiste en el aprovechamiento de la energa del sol para producir calor. De forma esquemtica la instalacin consta de un sistema de captacin, encargado de recibir los rayos solares absorbiendo as, la energa en forma de calor; un circuito primario, encargado de transportar el calor; y un circuito secundario, donde se almacena y se distribuye el calor. En nuestro caso aprovecharemos este calor para producir ACS y para climatizar la vivienda. Para ms informacin se puede consultar el Anexo G, donde encontraremos los fundamentos de las instalaciones con energa solar trmica.

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2.5.1.2. Estudio de la demanda de energa solar trmica. El primer paso para dimensionar el sistema de energa solar trmica es el de conocer las necesidades energticas de ACS y calefaccin en la vivienda unifamiliar. Despus se tiene que analizar la radiacin solar disponible en Gerona y aplicar los rendimientos correspondientes. Para determinar la demanda energtica del ACS basaremos los clculos en El documento bsico de ahorro de energa HE4: Contribucin solar mnima de agua caliente sanitaria que encontramos en el Anexo A y Energia Solar Trmica. El quadern prctic per a linstalador editado por el Institut Catal dEnergia (ICAEN). Para determinar la demanda energtica de la calefaccin basaremos los clculos en el Documento Bsico de Ahorro de Energa HE1: Limitacin de la demanda energtica y en la Norma Bsica de la Edificacin: Condiciones Trmicas de los Edificios, que encontramos en el Anexo A. 2.5.1.3. Demanda energtica de ACS. 2.5.1.3.1. DATOS DE PARTIDA Los datos de partida son de gran importancia en el desarrollo de un proyecto, ya que de ellos dependen los clculos realizados, y por lo tanto los resultados del proyecto. De manera que estos datos sern definidos, con la mayor exactitud posible para obtener unos resultados satisfactorios en el desarrollo del proyecto. Siendo estos datos los siguientes:

Datos referidos a la familia ocupante de la vivienda

- La familia est formada por cuatro miembros; dos adultos y dos nios. Segn el documento HE-4 (Contribucin solar mnima de ACS), el clculo del nmero de personas por vivienda deber hacerse utilizando como valores mnimos los que se relacionan a continuacin:

Tabla 02. Clculo del nmero de personas por vivienda. Documento Bsico HE-4.

- Los hbitos de consumo de agua caliente sanitaria de esta familia son los habituales, por lo que se utilizar como consumo diario 30 litros por persona y da a una temperatura de 60 C. - El grado de ocupacin de la vivienda ser del 100 % durante todo el ao.

Datos geogrficos

La vivienda unifamiliar objeto de estudio, est situada en la Plaa Miquel Mart i Pol, n3-17195 de Sant Gregori, provincia de Girona. - Las coordenadas geogrficas son 41 59 16.05 N 2 45 36.53 E - Se encuentra a 99 metros por encima del mar.

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- Segn el documento HE-4 (Contribucin solar mnima de ACS), la vivienda unifamiliar se encuentra en la Zona Climtica III. Podemos ver a continuacin en la Figura 06, un plano extrado de este documento, en el que se sita a Girona en la Zona Climtica III.

Figura 06. Zonas Climticas. Documento Bsico HE Ahorro de Energa. 2.5.1.3.2. DETERMINACIN DE CONSUMOS ENERGTICOS El primer clculo lgico en cualquier instalacin es evaluar el consumo necesario. En el caso de agua caliente sanitaria, hay que conocer los litros de agua que cada da consumen los usuarios de las viviendas. Para valorar las demandas se tomarn los valores unitarios que aparecen en la Tabla 03.

Tabla 03. Demanda de referencia a 60 C. Documento Bsico HE - Ahorro de Energa.

Esta tabla se usar siempre y cuando supongamos que la temperatura final en el acumulador es de 60 C. Segn la Tabla 03, en la vivienda unifamiliar objeto de estudio, estableceremos que el consumo de agua es de 30 l/persona, por lo tanto tendremos que el consumo diario es:

V = npersonas Vusuario

Donde:

V = Volumen total de ACS en la vivienda (l) npersonas = Nmero de personas en la vivienda Vusuario = Volumen diario de ACS por usuario (l)

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V = npersonas Vusuario = 30 l/persona 4 personas = 120 l Una vez se ha establecido el volumen de agua que consumirn los usuarios de la instalacin, hay que encontrar la energa que se tiene que aportar para conseguir aumentar la temperatura del agua de red hasta los 60 C de servicio. Para hacer este clculo, primero calcularemos el salto trmico entre el agua de red y el agua de servicio mediante la siguiente expresin:

t = tservicio - tred

Donde:

t = Salto trmico (C) tservicio = Temperatura del agua de consumo. Habitualmente usaremos los 60 C tred = Temperatura a la que llega el agua fra de consumo de la red de distribucin. Este valor lo puede suministrar la compaa local y, si no se dispone de ningn dato local, se utiliza la siguiente tabla de temperaturas medias mensuales provinciales.

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MED

BARCELONA 8 9 11 13 14 15 16 15 14 13 11 8 12

GIRONA 6 7 9 11 12 13 14 13 12 11 9 6 10

LLEIDA 5 6 8 10 11 12 13 12 11 10 8 5 8

TARRAGONA 6 7 9 11 12 13 14 13 12 11 9 6 10

Tabla 04. Temperatura media mensual del agua fra de la red en las provincias de Catalua (C).

Variacin de temperatura necesaria Temperatura de consumo: 60C

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MED

BARCELONA 52 51 49 47 46 45 44 45 46 47 49 52 48

GIRONA 54 53 51 49 48 47 46 47 48 49 51 54 50

LLEIDA 55 54 52 50 49 48 47 48 49 50 52 55 52

TARRAGONA 54 53 51 49 48 47 46 47 48 49 51 54 50

Tabla 05. Salto trmico t (C).

Una vez conocemos el volumen diario de agua a calentar y el salto trmico necesario, calcularemos la energa necesaria mediante la siguiente expresin:

Q = V Ce t Donde:

Q = Cantidad de calor necesaria (Kcal) V = Volumen total de ACS en la vivienda (l) = Densidad del agua (kg/l) Ce = Calor especfica del agua (kcal/kg C) t = Salto trmico (C)

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La cantidad de calor necesaria es muy importante en el clculo, ya que se trata del dato de partida, es decir, del resultado que queremos obtener en la instalacin. Clculo de la energa necesaria (Kcal) Densidad del agua: 1 Kg/l Calor especfico del agua: 1 Kcal / Kg C Volumen diario de consumo: 120 l As, a partir de estas frmulas y datos obtenemos los siguientes valores.

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC MED

BARCELONA 6240 6120 5880 5640 5520 5400 5280 5400 5520 5640 5880 6240 5760

GIRONA 6480 6360 6120 5880 5760 5640 5520 5640 5760 5880 6120 6480 6000

LLEIDA 6600 6480 6240 6000 5880 5760 5640 5760 5880 6000 6240 6600 6240

TARRAGONA 6480 6360 6120 5880 5760 5640 5520 5640 5760 5880 6120 6480 6000

Tabla 06. Energa necesaria Q (Kcal /da). ENERGIA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MED Kcal/da 6480 6360 6120 5880 5760 5640 5520 5640 5760 5880 6120 6480 6000 MJ/da 27.13 26.63 25.62 24.62 24.12 23.61 23.11 23.61 24.12 24.62 25.62 27.13 25.12 kWh/da 7.54 7.40 7.12 6.84 6.70 6.56 6.42 6.56 6.7 6.84 7.12 7.54 6.98

Tabla 07. Energa necesaria en MJ/da y kWh/da.

MES Q (MJ/dia) Q (MJ/mes)

ENERO 27.13 841.03 FEBRERO 26.63 745.64 MARZO 25.62 794.22 ABRIL 24.62 738.6 MAYO 24.12 747.72 JUNIO 23.61 708.3 JULIO 23.11 716.41

AGOSTO 23.61 731.91 SEPTIEMBRE 24.12 723.6 OCTUBRE 24.62 763.22

NOVIEMBRE 25.62 768.6 DICIEMBRE 27.13 841.03 PROMEDIO 25.12 760

TOTAL 9120 MJ Tabla 08. Demanda energtica de ACS mensual.

En la Figura 07 se ha representado la demanda energtica en MJ/mes en funcin del mes, as como la media anual.

28


600,00

650,00

700,00

750,00

800,00

850,00

900,00

ENER

O

FEBR

ERO

MARZ

OAB

RILMA

YOJU

NIOJU

LIO

AGOS

TO

SEPT

IEMBR

E

OCTU

BRE

NOVIE

MBRE

DICIEM

BRE

ANUA

L

Q (M

J/m

es

)

Figura 07. Demanda energtica de ACS mensual en MJ.

2.5.1.4. Demanda energtica de calefaccin. 2.5.1.4.1. DEMANDA ENERGTICA DE CALEFACCIN IDEAL Para definir la demanda energtica para la calefaccin de la vivienda unifamiliar, lo haremos en base a la recomendacin y tablas aportadas por Los grados-da de calefaccin y refrigeracin de Catalua entidad perteneciente al Instituto Cataln de la Energa. Para saber la cantidad de energa que se necesita para calentar y mantener caliente la vivienda, lo primero que se debe de conocer es la cantidad de aire que se tiene que calentar. Para obtener este dato utilizaremos la siguiente frmula:

TR

PMVPm

=

Donde:

m = masa de aire a calentar (kg) P = presin atmosfrica (1 atm) V = volumen de aire a calentar (m3) PM = peso molecular del aire (28,96 kg/Kmol) R = constante universal de los gases (0,0820562 atmm3/Kkmol) T = temperatura a la que se encuentra el aire a calentar (K)

Como temperatura cogeremos la media mensual de varios aos. El Servei Meteorolgic de Catalunya gestiona una estacin meteorolgica en el trmino municipal de Girona. Esta estacin pertenece a la Xarxa dEstacions Meteorolgiques Automtiques (XEMA), integrada en la Xarxa dEquipaments Meteorolgics de la Generalitat de Catalunya (Xemec). Se encuentra en las coordenadas (X-UTM: 484094m) y (Y-UTM: 4645571 m) y forma parte de una red de 165 EMAs (Estacions Meteorolgiques Automtiques) que transmiten la informacin al SMC (Servei Meteorolgic de Catalumya) a travs de radio digital, tecnologa GSM o satlite.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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En Tabla 09 podemos ver la temperatura ambiente en Girona para todos los meses del ao en C y en K. Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic.

T (C)

8.1 8.7 11.7 14.3 17.7 23.3 24.7 24.7 20.1 16.2 11.6 8.0

T (K)

281.1 281.7 284.7 287.3 290.7 296.3 297.7 297.7 293.1 289.2 284.6 281.0

Tabla 09. Temperatura ambiente en Girona en C y K (Fuente: Servei Metereolgic de Catalunya). En la Tabla 10 se detallan las superficies a calentar.

PLANTA BAJA TIPO DE HABITACIN SUPERFCIE (m2)

Saln - Comedor 23.4 Distribucin 4.2

Cocina 11.2 Circulacin distribucin y escaleras 17.6

Aseo 2.4 Estudio 30.7

PRIMERA PLANTA TIPO DE HABITACIN SUPERFCIE (m2)

Habitacin doble 1 16.3 Vestidor 8 Bao 1 7.8 Bao 2 6.5

Habitacin doble 2 16 Habitacin simple 9.7

Circulacin distribucin y escaleras 19.7

Tabla 10. Superficies a calentar ordenadas por pisos. Teniendo en cuenta que la altura de las habitaciones es de 2.7 metros podremos calcular con una simple multiplicacin el volumen de aire a calentar. La superficie total a calentar la sabramos haciendo una suma de las superficies de la tabla anterior. El valor de la superficie total es de 173.5 m2. As, el volumen total a calentar es:

V = Superficie (m2) x Altura (m) = 173.5 m2 x 2.7 m = 468.45 m3 V = 468.45 m3 A continuacin se muestra la tabla con el clculo de la masa de aire a calentar distribuido por meses.

P (atm)

V (m3)

PM (Kg/Kmol)

R (atm m3 / k Kmol)

T (K)

m (kg)

ENERO 1 468.45 28.96 0.0820562 281.1 588.15

FEBRERO 1 468.45 28.96 0.0820562 281.7 586.90

MARZO 1 468.45 28.96 0.0820562 284.7 580.71

ABRIL 1 468.45 28.96 0.0820562 287.3 575.46

MAYO 1 468.45 28.96 0.0820562 290.7 568.73

JUNIO 1 468.45 28.96 0.0820562 296.3 557.98

JULIO 1 468.45 28.96 0.0820562 297.7 555.36

AGOSTO 1 468.45 28.96 0.0820562 297.7 555.36

SEPTIEMBRE 1 468.45 28.96 0.0820562 293.1 564.07

30


OCTUBRE 1 468.45 28.96 0.0820562 289.2 571.68

NOVIEMBRE 1 468.45 28.96 0.0820562 284.6 580.92

DICIEMBRE 1 468.45 28.96 0.0820562 281 588.36

Tabla 11. Clculo de la masa de aire a calentar. Debido a que entre infiltraciones e interferencias del sistema el aire se renueva un 50% cada da, el resultado lo dividiremos entre dos. En la Tabla 12 se puede observar dicho clculo. Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic.

m (Kg)

588.15 586.90 580.71 575.46 568.73 557.98 555.36 555.36 564.07 571.68 580.92 588.36

m 50 % (Kg)

294 293 290 288 284 279 278 278 282 286 290 294

Tabla 12. Clculo de la masa de aire a calentar renovado.

Una vez conocemos la masa de aire que debemos calentar, necesitamos saber cuanta energa necesitamos para ello. Para calcular la energa necesaria para calentar esta masa de aire utilizaremos la siguiente expresin:

Q = m Ce t Donde:

Q = Cantidad de calor necesaria (kcal) m = Masa total de aire a calentar (kg) Ce = Calor especfica del aire (0.24 kcal/kg K) t = Salto trmico (K)

Para hallar el salto trmico, debemos empezar fijando la temperatura del ambiente interior de la vivienda unifamiliar. Segn el Artculo 9 del NBE-CT-79, debemos fijar esta temperatura segn la Tabla 13.

Tabla 13. Temperaturas del ambiente interior (Artculo 9 del NBE-CT-79).

Segn la Tabla 13, deberamos fijar 18 C. Debido a que existen elementos que generan aportaciones de calor como es la iluminacin, la captacin solar por parte de la vivienda e incluso las propias personas ocupantes de sta, para el clculo del salto trmico escogeremos una temperatura de 15C y no de 18C. Todos estos elementos hacen aumentar la temperatura interior, por ello nuestra temperatura base de clculo ser de 15 C. Si pasamos este valor a K nos queda como valor 288 K. En la Tabla 14 se puede observar el clculo de la energa necesaria para calentar la masa de aire.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

31


Q m Kg

Ce Kcal/KgK

T media K

T clculo K

t K Kcal da MJ da MJ mes

Enero 294 0.24 281.1 288 6.9 486.864 2.03 63.09 Febrero 293 0.24 281.7 288 6.3 443.016 1.85 51.85 Marzo 290 0.24 284.7 288 3.3 229.68 0.96 29.76 Abril 288 0.24 287.3 288 0.7 48.384 0.20 6.07 Mayo 284 0.24 290.7 288 -2.7 -184.032 -0.77 -23.85 Junio 279 0.24 296.3 288 -8.3 -555.768 -2.32 -69.70 Julio 278 0.24 297.7 288 -9.7 -647.184 -2.70 -83.86 Agosto 278 0.24 297.7 288 -9.7 -647.184 -2.70 -83.86

Septiembre 282 0.24 293.1 288 -5.1 -345.168 -1.44 -43.28 Octubre 286 0.24 289.2 288 -1.2 -82.368 -0.34 -10.67

Noviembre 290 0.24 284.6 288 3.4 236.64 0.99 29.67 Diciembre 294 0.24 281 288 7 493.92 2.06 64.00

TOTAL 271 MJ Tabla 14. Clculo de la energa necesaria para calentar la masa de aire.

Los meses marcados con letra roja son aquellos en los que hay una demanda energtica negativa y concuerda precisamente con los meses de verano y prximos a ste. Estos meses los podemos sustituir por cero porque son los meses en los que el sistema no debe aportar energa. En la Figura 08 se puede observar la demanda energtica de calefaccin en los diferentes meses del ao.

0

10

20

30

40

50

60

70

Enero

Febrer

oMa

rzo Abril

Mayo Jun

io Julio

Agosto

Septiem

breOct

ubre

Noviem

bre

Diciem

bre

Figura 08. Demanda energtica de calefaccin mensual ideal en MJ.

2.5.1.4.2. DEMANDA ENERGTICA DE CALEFACCIN CONSIDERANDO PRDIDAS Esta grfica correspondera si la vivienda unifamiliar fuera ideal, es decir, si no tuviesen prdida alguna de energa, pero sabemos que dependiendo del material empleado en la construccin se experimenta una prdida de energa.

32


Para calcular esta prdida lo haremos segn las indicaciones del CTE DB HE que se basa en el mtodo de Grados-da. Con este mtodo calcularemos la envolvente trmica que circula a travs de la superficie de nuestros cerramientos que nos delimitan con el exterior. La demanda energtica de los edificios se limita en funcin del clima de la localidad en la que se ubican y segn la zonificacin climtica establecida. En el NBE CT 79 se encuentra un mapa de zonificacin por grados-da ao. En la Figura 09 se puede observar.

Figura 09. Mapa de zonificacin por grados-da ao (Fuente: NBE-CT-79)

En el Apndice D del CTE DB HE se ha encontrado una tabla con las diferentes Zonas Climticas segn Provincia. En la Tabla 15 se puede observar.

Tabla 15. Zonas climticas (Fuente: CTE_DB-HE Apndice D)

Como se puede observar, Girona se encuentra en la Zona Climtica C2. Se tomar este valor ya que el municipio de Sant Gregori se encuentra en Girona. Para esta zona climtica C2 estn tabuladas las transmitancias trmicas lmites de las Tabla 16.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

33


Tabla 16. Zonas climticas (Fuente: CTE_DB-HE)

Tabla 17. Transmitancia trmica mxima de cerramientos en W/m2 K (Fuente: CTE_DB-HE)

Una vez conocidos estos datos para poder calcular la transmitancia trmica que existe entre los cerramientos de nuestra vivienda unifamiliar son tambin necesarios los coeficientes globales de prdidas trmicas. En la Tabla 18 podemos ver estos coeficientes:

CONDUCTIVIDAD TRMICA () AIRE 0.022 W/mK

CEMENTO 0.78 W/mK FIBRA DE VIDRIO 0.043 W/mK

HORMIGN 0.31 W/mK LADRILLO 0.33 W/mK

TELA ASFLTICA 0.4 W/mK YESO 0.38 W/mK VIDRIO 0.6 W/mK

LANA MINERAL (LANA DE ROCA) 0.038 W/mK

Tabla 18. Coeficientes globales de prdidas trmicas (Fuente: Prontuario de tcnica mecnica) Para el clculo de los coeficientes del espacio habitable en contacto en el exterior nos basaremos en el Documento Bsico de Ahorro de Energa HE1 (Apndice E) donde estn tabuladas en tablas las resistencias trmicas superficiales de los cerramientos dependiendo del sentido del flujo de calor. Se pueden observar en la Tabla 19.

34


Tabla 19. Resistencias trmicas superficiales de cerramientos en contacto con el aire exterior en m2K/W

(Fuente CTE_DB-HE: HE1 Apndice E) Los cerramientos corresponderan al primer caso, con lo cual la resistencia Rse ser de 0.04 m2 K/ W y Rsi = 0.13 m2 K/ W para los cerramientos en contacto con el aire exterior. Una vez conocidas las resistencias se procede al clculo de los coeficientes de prdidas del espacio habitable, tanto del exterior como del interior, con las siguientes expresiones:

Donde:

Rse: Resistencia trmica superficial correspondiente al aire exterior (0.04 m2 K/W) Ue: Coeficiente de conduccin trmica para el aire exterior (W/ m2 K ) Rsi: Resistencia trmica superficial correspondiente al aire interior (0.13 m2 K/W) Ui: Coeficiente de conduccin trmica para el aire interior (W/ m2 K )

Como resultado obtenemos:

Ue = 25.00 W/ m2 K

Ui = 7.692 W/ m2 K

No obstante, para conocer el coeficiente global de transmisin U de cada cerramiento se debe emplear la siguiente expresin:

Donde:

e: espesor del cerramiento (m) : Conductividad trmica del material del cerramiento (W/m K) Ue: Coeficiente de conduccin trmica para el aire exterior (W/m2K)

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

35


Ui: Coeficiente de conduccin trmica para el aire interior (W/m2K) En la Tabla 20 se resumen las dimensiones a tener en cuenta para cada tipo de cerramiento, as como los coeficientes globales de cada transmisin U de cada cerramiento. Se tiene en cuenta en esta tabla que las ventanas sern de doble vidrio, ya que son ventanas con aislamiento. El coeficiente global del suelo lo sacamos de la Tabla 17, mirando la zona climtica correspondiente (ZONA C).

COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSMISIN (U) eCEMENTO 0.14 m eLADRILLO 0.14 m

eFIBRA DE VIDRIO 0.08 m eLANA DE ROCA 0.12 m

Ue 25.00 W/m2K Ui 7.692 W/m2K

MUROS UMUROS

UMUROS 0.173 W/m2K

eVIDRIO (x2) 0.004 m eAIRE 0.006 m Ue 25.00 W/m2K Ui 7.692 W/m2K

VENTANAS UVENTANAS

UVENTANAS 2.193 W/m2K

eHORMIGN 0.4 m eTELA ASFLTICA 0.02 m

eLADRILLO 0.04 m eFIBRA DE VIDRE 0.05 m eLANA DE ROCA 0.12 m

Ue 25.00 W/m2K Ui 7.692 W/m2K

TECHO UTECHO

UTECHO 0.168 W/m2K

SUELO USUELO USUELO 0.65 W/m2K

Tabla 20. Clculo de coeficientes globales de transmisin. Una vez obtenido los coeficientes globales de transmisin de los cerramientos, se procede a calcular la UA. Para ello se necesita calcular la superficie de muros, ventanas, techos y suelos. En la Tabla 21 se calculan dichas superficies.

PLANTA BAJA ESTANCIA AMUROS AVENTANA ATECHO ASUELO

Saln-Comedor-Distribucin 41.59 m2 22.94 m2 27.6 m2 27.6 m2 Cocina 26.46 m2 2.16 m2 11.2 m2 11.2 m2

Circulacin-Distribucin y Escaleras 26.325 m2 - 17.6 m2 17.6 m2 Aseo 15.8 m2 - 2.4 m2 2.4 m2 Estudio 55.755 m2 14.715 m2 30.7 m2 30.7 m2

PLANTA PRIMERA ESTANCIA AMUROS AVENTANA ATECHO ASUELO

Habitacin Doble 1 y Vestidor 49.44 m2 3.2 m2 24.3 m2 24.3 m2 Bao 1 27.48 m2 0.6 m2 7.8 m2 7.8 m2 Bao 2 27.05 m2 0.6 m2 6.5 m2 6.5 m2

Habitacin Doble 2 34.16 m2 1.26 m2 16 m2 16 m2 Habitacin Simple 30.92 m2 1.26 m2 9.7 m2 9.7 m2

Circulacin-Distribucin y Escaleras 38.72 m2 8.77 m2 19.7 m2 19.7 m2

TOTAL 373.7 m2 55.5 m2 173.5 m2 173.5 m2

Tabla 21. Clculo de las diferentes superficies de la vivienda unifamiliar.

36


En la Tabla 22, se puede observar el clculo de la UA.

U (Coeficiente Global de Transmisin) * A (Superficie) [W/K] AMUROS 373.7 m

2 UMUROS 0.173 W/m

2K MUROS UMUROS * AMUROS 64.65 W/K

AVENTANAS 55.5 m2

UVENTANAS 2.193 W/m2K VENTANAS

UVENTANAS * AVENTANAS 121.71 W/K ATECHO 173.5 m

2 UTECHO 0.168 W/m

2K TECHO UTECHO * ATECHO 29.15 W/K

ASUELO 173.5 m2

USUELO 0.65 W/m2K SUELO

USUELO * ASUELO 112.77 W/K TOTAL 328.3 W/K

Tabla 22. Clculo de coeficientes globales de transmisin y las diferentes reas. Una vez obtenido los coeficientes globales de los cerramientos de transmisin de las diferentes particiones de la vivienda unifamiliar ya podemos calcular el flujo de calor mediante la expresin siguiente para cada mes:

Q = 86400 UA GDM

Donde:

Q = flujo de calor (J) UA = Coeficiente de transmisin de calor multiplicado por el rea (W/K) GDM = Grados-da mensuales (K)

Los grados-da con temperatura base 15/15 de la provincia de Girona se pueden observar en la Tabla 23 facilitada por ISOVER en su manual de aislamiento en la edificacin.

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

GIRONA 238.7 176.4 133.3 66.0 0 0 0 0 0 0 111.0 213.9

Tabla 23. Grados da con temperaturas base 15/15 segn la norma UNE 24026. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 24.

86400 UA TOTAL (W/K)

GDM (K)

Q (MJ/mes)

ENERO 86400 328.3 238.7 6770.7

FEBRERO 86400 328.3 176.4 5003.6

MARZO 86400 328.3 133.3 3781.1

ABRIL 86400 328.3 66.0 1872.1

MAYO 86400 328.3 0 0

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

37


JUNIO 86400 328.3 0 0

JULIO 86400 328.3 0 0

AGOSTO 86400 328.3 0 0

SEPTIEMBRE 86400 328.3 0 0

OCTUBRE 86400 328.3 0 0

NOVIEMBRE 86400 328.3 111.0 3148.5

DICIEMBRE 86400 328.3 213.9 6067.3

TOTAL 26643.3 MJ

Tabla 24. Prdidas energticas mensuales y total de la vivienda unifamiliar. Una vez se han obtenido las prdidas energticas mensuales, si las sumamos a la demanda energtica para calefaccin mensual se obtiene la demanda energtica por calefaccin mensual total. Es decir, la demanda total es la suma de las dos demandas: la energtica y la de prdidas. En la Tabla 25 se procede al clculo de la demanda total de calefaccin.

Q Calefaccin

Q Prdidas

Q TOTAL

ENERO 63.09 6770.7 6833.79

FEBRERO 51.85 5003.6 5055.45

MARZO 29.76 3781.1 3810.86

ABRIL 6.07 1872.1 1878.17

MAYO 0 0 0

JUNIO 0 0 0

JULIO 0 0 0

AGOSTO 0 0 0

SEPTIEMBRE 0 0 0

OCTUBRE 0 0 0

NOVIEMBRE 29.67 3148.5 3178.17

DICIEMBRE 64.00 6067.3 6131.3

TOTAL 26888 MJ Tabla 25. Clculo demanda energtica total para calefaccin en MJ.

Podemos ver en la Figura 10 la demanda energtica total de calefaccin mensual en MJ.

38


0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Enero

Febrer

oMar

zo Abril

Mayo

Junio Julio Ago

sto

Septiem

breOct

ubre

Noviem

bre

Diciem

bre

Figura 10. Demanda energtica de calefaccin considerando prdidas en MJ.

2.5.1.5. Demanda energtica de ACS + Calefaccin. La demanda energtica de toda la instalacin solar ser la suma de la demanda energtica de ACS y la demanda energtica de calefaccin. Ambas demandas estn ya calculadas. Se procede al clculo de la demanda energtica total en la Tabla 26.

QACS MJ/mes

QCALEFACCIN MJ/mes

QTOTAL MJ/mes

ENERO 841.03 6833.79 7674.82

FEBRERO 745.64 5055.45 5801.09

MARZO 794.22 3810.86 4605.08

ABRIL 738.6 1878.17 2616.77

MAYO 747.72 0 747.72

JUNIO 708.3 0 708.3

JULIO 716.41 0 716.41

AGOSTO 731.91 0 731.91

SEPTIEMBRE 723.6 0 723.6

OCTUBRE 763.22 0 763.22

NOVIEMBRE 768.6 3178.17 3946.77

DICIEMBRE 841.03 6131.3 6972.33

TOTAL 36008 MJ Tabla 26. Clculo demanda energtica total en MJ.

Se pude observar la demanda energtica de energa solar trmica separada en demanda de ACS y demanda de CALEFACCIN en la Figura 11.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

39


010002000300040005000600070008000

Ener

o

Febre

ro

Marz

oAb

rilMa

yoJu

nio Julio

Agos

to

Septi

embre

Octub

re

Novie

mbre

Diciem

bre

ACS CALEFACCIN Figura 11. Demanda energtica total de ACS (color azul) y de calefaccin (color naranja) en MJ.

2.5.1.6. Determinacin de la energa solar disponible Una vez evaluada la necesidad energtica es necesario conocer la cantidad de energa solar que nos aportar el Sol, para poder conocer la cobertura solar generada frente a nuestra demanda. La energa que hay disponible en un lugar determinado, se puede evaluar de diferentes maneras: tomando medidas en el emplazamiento de la instalacin, evaluando la radiacin a partir de otras instalaciones prximas, haciendo estimaciones de la poblacin local, etc. Los datos que utilizaremos en los clculos sern los que corresponden a las tablas de radiacin solar emitidas par los departamentos competentes de la administracin: ICAEN en Catalua y el Instituto Nacional de Meteorologa para el resto del Estado.

Tabla 27. Radiacin solar en Girona para Azimut 0 [MJ/m2dia] (Fuente: Atlas de Radiaci a Catalunya).

40


A parte del ngulo Azimut (Desviacin del Sur), se observan dos datos que hay que tener en cuenta a la hora de escoger el valor de radiacin correcto. Estos son la inclinacin de los captadores y el mes del ao.

Inclinacin de los captadores Seguiremos los siguientes criterios en funcin de la estacin del ao, en la cual se utilice ms la instalacin: VERANO: (Latitud del lugar 10). Para Catalua esto supone 30-35 INVIERNO: (Latitud del lugar + 10). Para Catalua esto supone 50-55 USO CONTINUADO: La inclinacin del montaje ser igual que la del invierno, porque es la poca ms desfavorable. La latitud de la vivienda objeto de estudio es de 42, y como la instalacin ser de uso continuado se sumar 10. Por lo tanto:

INCLINACIN CAPTADORES = 42 + 10 50

El mes del ao En las tablas aparecen datos de radiacin del da medio de cada uno de los 12 meses del ao. Por lo tanto, la mejor opcin es hacer un clculo de necesidades y de superficie de captadores para cada uno de los meses y despus elegir la superficie ms interesante a efectos tcnicos y econmicos.

Correccin de la radiacin solar media La utilizacin de un factor de correccin (K) en la radiacin solar es en funcin de la calidad del aire. La calidad del aire se evala mediante datos aportados por el Instituto Nacional de Meteorologa.

0,95

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

41


Este efecto hace que la radiacin solar de primeras y ltimas horas del da sea reflejada casi totalmente. La mayora de los procesos de clculo han establecido en un 6% el valor medio de radiacin no aprovechable por los captadores solares a causa de este efecto. Hay una parte de radiacin solar que pertenece a las franjas horarias de comienzo y final del da en que la intensidad de radiacin es muy baja (inferior a los 200 W/m), de manera que no produce ningn efecto prctico sobre el captador. A partir de los datos de radiacin horaria, se establece que el valor total de la radiacin solar que llega en estas horas (no tiles) es del 6% respecto del total de radiacin diaria. Por lo tanto, a la hora de encontrar la radiacin solar efectiva se hace el siguiente clculo:

RADIACIN EFECTIVA = 0.94 RADIACIN GLOBAL DIARIA

Donde:

0.94: es el factor de conversin para eliminar el 6% residual. La Tabla 28 muestra la radiacin global diaria sobre superficies inclinadas en Girona. Estos datos son extrados de la Tabla 27 del Atlas de Radiaci solar a Catalunya.

Orientacin 0 Inclinacin Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic.

50 13.42 15.30 17.43 18.72 18.98 18.91 18.92 18.76 17.78 15.70 13.62 12.63

Tabla 28. Radiacin global diaria sobre superficies inclinadas de Girona en MJ/m2dia. Una vez se dispone de todos los datos, se procede a calcular la radiacin efectiva o energa solar til. En la Tabla 29 se observa el clculo.

Energa Solar Incidente til Reduccin 6%

Radiacin Global Diaria (MJ/m2dia) (MJ/m

2dia) (kWh/ m2dia)

ENERO 0.940 13.42 12.615 3.510 FEBRERO 0.940 15.30 14.382 4.001 MARZO 0.940 17.43 16.384 4.558 ABRIL 0.940 18.72 17.597 4.896 MAYO 0.940 18.98 17.841 4.964 JUNIO 0.940 18.91 17.775 4.945 JULIO 0.940 18.92 17.785 4.948

AGOSTO 0.940 18.76 17.634 4.906 SETIEMBRE 0.940 17.78 16.713 4.650 OCTUBRE 0.940 15.70 14.758 4.106

NOVIEMBRE 0.940 13.62 12.803 3.562 DICIEMBRE 0.940 12.63 11.872 3.303

Tabla 29. Energa Incidente til.

A continuacin, en la Figura 12, se puede observar un grfico con la radiacin solar aprovechada en los diferentes meses del ao.

42


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Ener

o

Febre

ro

Marz

oAb

rilMa

yoJu

nio Julio

Agos

to

Septie

mbre

Octub

re

Novie

mbre

Diciem

bre

MJ/

m2d

ia

Radiacin Solar Radiacin Efectiva

Figura 12. Radiacin Solar Aprovechada.

2.5.1.8. Diseo de la instalacin de energa solar trmica

2.5.1.8.1. SISTEMA DE CAPTACIN 2.5.1.8.1.1. RADIACIN QUE APROVECHA EL CAPTADOR

Del total de radiacin que llega al captador en intensidad suficiente como para producir un calentamiento efectivo, una parte es rechazada por reflexin en el vidrio, otra es captada y, finalmente, una parte de esta ltima, es reemitida hacia el medio ambiente.

La proporcin de radiacin que aprovecha el captador respecto la radiacin efectiva que llega al captador, la define el rendimiento del captador.

El rendimiento del captador no es un valor fijo, ya que depende de factores que varan durante el funcionamiento del captador (temperatura media del captador, temperatura ambiente, intensidad de radiacin solar). Por lo tanto, se usar una expresin que permite acercarnos al rendimiento medio diario del captador para cada uno de los meses del ao. Los captadores elegidos para captar la energa solar son del modelo WASKO 2.0 del fabricante DUNPHY. Se ha elegido estos captadores ya que son aptos para instalaciones destinadas a calefaccin.

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