Nombres: Nicole Altamirano

Karen Ormeño

Profesor: Oscar Francisco Farías

Fecha: 07 de Julio de 2014

*Se realizara el mejoramiento de la calefacción de

casa ubicada en Concepción.

*Se mejorará el consumo energético haciendo un

cambio en el tipo de energía utilizada, esto será a

través de la recolección de energía solar .

* Con este tipo de energía se obtendrá lo necesario

para hacer funcionar y satisfacer la calefacción en

el hogar.

*Finalmente se tendrá la calefacción a la

temperatura deseada en el época de invierno.

*El sistema utilizado en la “Calefacción Solar por

Radiadores”.

*Diseñar y calcular una red de calefacción para casa

ubicada en la ciudad de Concepción utilizar la energía

solar como el medio de esta red de calefacción a

través de radiadores.

Dimensionar requerimientos de calefacción del edificio.

Trazar sistema de cañerías, incluyendo

fiting, radiadores y

otros.

Seleccionar equipos (termo

eléctrico, sistema solar, bombas, etc.)

Obtener costos para hacer funcionar el proyecto.

Permite un ahorro en el consumo de gas para calefacción de hasta el 80%.

Los radiadores ofrecen un mejor desempeño con una temperatura del

agua elevada (entre 60° y 80° C).

Hay presencia colectores solares Buderus, o de tubo de vacío

tipo Heat-pipe para cubrir la demanda de agua caliente de calefacción

Se requiere la instalación de un tanque de acumulación aislado, que permita almacenar el agua calentada

durante el día por los colectores solares para emplearla en el sistema

de calefacción durante la noche.

La instalación se puedediseñar para proporcionar

agua caliente para usoexclusivo de la calefacción, o

bien para suministrar además

agua caliente para el uso

normal de la casa.

1) Identificación del espacio físico donde se instalarán

calefactores o radiadores en el edificio.

Pieza tipo A: estas piezas son de un tamaño aproximado de

3.00 x 3.00 m ( dormitorios )

Piezas tipo B: estas piezas son de un tamaño aproximado de 4,00

x 5.00m( cocina ,living comedor)

2)Materiales necesarios para la instalación del sistema

de calefacción

Bomba

Cañería de

cobre

3) Selección de materiales

* Para esto se instalará el panel solar sobre el techo de la casa, estos paneles solares

transforman la luz solar en energía térmica transfiriendo la energía al tanque para

calentar el agua ya que este podrá entregar la temperatura que será regulada por la

bomba que consiste para una estación de control de un sistema de cerrado.

4) Cálculo de la energía necesaria para el sistema de calefacción

* Se estimo 14 horas diarias de uso de la calefacción

* Se contó con un calefactor por pieza, los que actualmente debe cubrir una energía

calórica ( si consideramos que se necesitan 64 calorías por metro cuadrado ) en una

pieza 3x3 m se necesitan 384 calorías y para una pieza de 4x5m 1280 calorías.

*Se utilizó la ecuación de Bernoulli entre la salida de la

última bomba(1) y el último radiador( 2):

*Al comenzar el circuito se tienen cañerías de 22 mm de

diámetro, las perdidas de carga singulares seran:

*15 Codos de 90° : 0.95

*Valvula Abierta :6,9

*Válvula 50% abierta: 2,7

*

*Por lo tanto las pérdidas de carga singulares seran:

.

*V=1,6 m/s (calculada con un Q=7,07*10^-4 m^3/s

Para el interior tenemos 25 codos

Calculando el número de Reynold y la rugosidad específica la

pérdida de carga regulares en la cañería es de un f=0,026,

𝐻𝑆 = 15𝐻𝑆 = 15𝑘(1,6)2

2𝑔= 3,1 𝑚

𝐻𝑅 = 0,026 ∗50

0,018

(1,6)2

2𝑔= 9,4𝑚

*Reemplazando todas las perdidas de

cargas

Kg/m^3

𝑃1𝜌𝑔+𝑉12

2𝑔+ 𝑧1 =

𝑃2𝜌𝑔+𝑉22

2𝑔+ 𝑧2 + 𝐻𝑆 +𝐻𝑅 − 𝐻𝐵

Despreciando las diferencias de alturas y velocidades es decir,

𝑉12 − 𝑣2

2

2𝑔= 0 𝑧1 − 𝑧2 = 1𝑚

𝐻𝐵 = 13,5 𝑚

𝐻𝐵 =𝑝2 − 𝑝1

𝜌𝑔+ (𝑧2 − 𝑧1) + 𝐻𝑆 + 𝐻𝑅 …… . . (1)

Equipo Precio($) Cantidad Precio total($)

Paneles solares 226.160 1 226.160

Tanque 250.000 1 250.000

Cañerías 9.184 100 918.400

Bombas 298.000 1 298.000

Radiadores 29.890 6 179.340

Codos 13.356 25 339.900

Instalación 300000 1 300000

Total 2.511.800

A pesar de que la inversión inicial de la calefacción solar es mayor a la

calefacción por gas natural se tiene que a largo plazo como no posee

valor de consumo mensual se recupera la inversión inicial. Sin embargo,

hay que considerar que cada cierto periodo hay que considerar un pago

por mantención del sistema por paneles solares.

Sistema de calefacción Inversión inicial

Calefacción solar 2.511.800

Calefacción a gas natural 1.500.000

Mantención mensual Precio

Calefacción solar 0

Calefacción a gas natural $168.000

Si utilizamos paneles solares se mejorará el consumo

energético haciendo un cambio en el tipo de energía

utilizada, esto será a través de la recolección de energía

solar y además permite un ahorro en el consumo de gas

para calefacción de hasta el 80%.

A través de la ecuación de Bernoulli se pudo determinar

las perdidas de carga que se tendrían mediante el

transcurso del proceso.

Se concluye mediante un análisis de costos que al utilizar

paneles solares el costo de instalación es mayor que una

instalación a gas pero en el transcurso del tiempo se

recupera debido a que consumo mensual no tiene precio.