CÓMO USAR EL PROGRAMA CHEQ 4
Felipe Le Vot Granado Tercer curso de grado en física. Diciembre 2012.
ÍNDICE Aspectos introductorios ¿Qué es el H4? ______________________________ 3ª diapositiva Generalidades______________________________ 8ª diapositiva
Uso de CheQ 4 1. Punto de partida: Selección de la localidad_______ 9ª diapositiva 2. Selección del tipo de instalación______________ 10ª diapositiva 3. Estimación de la demanda __________________ 12ª diapositiva 4. Información sobre los elementos de los circuitos__13ª diapositiva 5. Otros parámetros _________________________ 15ª diapositiva 6. Análisis de resultados ______________________ 16ª diapositiva
Ejemplos: Diapositivas de la 17ª a la 25ª y de la 26ª a la 32ª.
ÍNDICE Aspectos introductorios ¿Qué es el H4? ______________________________ 3ª diapositiva Generalidades______________________________ 8ª diapositiva
Uso de CheQ 4 1. Punto de partida: Selección de la localidad_______ 9ª diapositiva 2. Selección del tipo de instalación______________ 10ª diapositiva 3. Estimación de la demanda __________________ 12ª diapositiva 4. Información sobre los elementos de los circuitos__13ª diapositiva 5. Otros parámetros _________________________ 15ª diapositiva 6. Análisis de resultados ______________________ 16ª diapositiva
Ejemplos: Diapositivas de la 17ª a la 25ª y de la 26ª a la 32ª.
¿QUÉ ES EL H4? Se trata de una sección del Código Técnico de la Edificación (CTE) que obliga a las nuevas construcciones y a los edificios rehabilitados que requieren una instalación de agua sanitaria y/o climatización de una piscina a hacer uso, en un determinado porcentaje, de la energía solar térmica . El porcentaje de energía solar exigido, a nivel general, depende de la cantidad de energía solar que le llega al lugar donde se encuentre situado el edificio y de la cantidad de agua caliente sanitaria que está previsto que se va a consumir . Por otro lado, también influye el tipo de fuente energética que va a tomarse como apoyo de la energía solar .
GENERAL: Combustión de derivados del petróleo (gasóleo, propano...) o gas natural Fuente de apoyo de energía eléctrica basada en el efecto Joule .
Clasificación de los municipios españoles según la irradiación solar recibida Para estimar la cantidad de radiación solar que llega a un lugar de España, facilitando así la regulación del CTE, se ha dividido al país en cinco zonas en función de la irradiación que le llega a cada parte del mapa. El hecho de que la localidad donde se pretende realizar la construcción esté en una zona u otra, significará una distinta exigencia de mínima contribución para el agua caliente sanitaria mediante energía solar.
Tablas de contribución solar mínima Las tablas determinan con total exactitud la contribución mínima de energía solar que se obliga a consumir en los distintos casos. Se toma una temperatura de referencia del agua de 60ºC. El porcentaje exigido para cada caso particular se situará entre el 30% y 70% de la energía demandada.
Para hacernos una idea, el H4 estima que cada día una vivienda unifamiliar requiere unos 30 litros de agua caliente sanitaria (ACS) por persona, un hospital necesita unos 55 litros de ACS por cama y un hotel (en función de la calidad del hotel y de la habitación) demandará entre 40 y 70 litros de ACS.
BIENVENIDOS A CHEQ 4
GENERALIDADES Determina perfectamente la validez de un proyecto de instalación de ACS en el Estado español exclusivamente desde el punto de vista energético . El programa incluye (internamente) una serie de tabla con los datos de irradiación mensuales para cada localidad, con los cuales trabajará el programa. Los cálculos se realizan sin tener en cuenta las pérdidas por sombras , dado que para ello se requeriría la entrada de datos de irradiancia que permitiesen conocer sin ambigüedad qué partes del lugar exacto están sombreadas. Permite crear, guardar y abrir proyectos en los que puede incluirse los datos (hacer click en Datos del proyecto ) de nombre del proyecto, del lugar donde se lleva a cabo y de la empresa creadora.
1. PUNTO DE PARTIDA: SELECCIÓN DE LA LOCALIDAD El programa, una vez que seleccionas la localidad donde se realizará el proyecto que requiere instalación de ACS, automáticamente te indica:
Zona a la que pertenece en función de la radiación solar recibida. Datos mensuales de irradiancia, temperatura del agua de red y temperatura media ambiental. Latitud y altura del municipio. Te pregunta la altura de la instalación.
2. SELECCIÓN DEL TIPO DE INSTALACIÓN El programa permite la selección de uno de ocho diseños para la instalación de ACS y/o piscina climatizada.
2.1 Instalaciones de consumo único. CONSUMO ÚNICO: Una única salida de ACS. Sistema prefabricado
Incluye una válvula termostática. No es necesario acumulador. Permite conectar un sistema de apoyo eléctrico mediante el cual una resistencia aporta calor a un acumulador conectado en serie con la misma.
Con acumulador interno
Incluye acumulador e intercambiador de calor internos, válvula termostática y un sistema de apoyo energético.
Con acumulador externo
Incluye acumulador e intercambiador de calor externos, válvula termostática y un sistema de apoyo energético.
Intercambiador independiente
Requiere dos intercambiadores de calor externos (uno para ACS y otro para la piscina), acumulador y válvula termostática. Los sistemas de apoyo pueden ser mediante intercambiador interno o
2.2 Instalaciones de consumo múltiple. CONSUMO MÚLTIPLE: Varias salidas de ACS. Todo centralizado Acumulador centralizado con apoyo distribuido
Acumulador y sistemas de apoyo centralizados en conexión directa con el circuito externo. Intercambiador de calor externo. Intercambiador de calor externo. Sistemas de apoyo con válvulas termostáticas conectados en serie. Válido también para sistemas en circuito abierto.
Acumulación distribuida
Se requiere para cada salida un acumulador individual, así como un intercambiador de calor interno. Los sistemas de apoyo deben ser de tipo termoeléctricos y conectarse en serie. Llevan una válvula termostática.
Intercambio distribuido
Acumulador centralizado. Un intercambiador de calor externo más otros de intercambio distribuido. Permite sistemas de apoyo termoeléctricos en serie.
3. ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA En este apartado, se calcula la demanda que se tiene de ACS en función del tipo de edificio y del número de personas que residirán en él. Para ello, se estiman los gastos según las indicaciones recogidas en el H4. Depende de si, cuando se seleccionó la configuración del tipo de instalación, elegimos consumo único o múltiple . En consumo único, basta indicar si se trata de una vivienda unifamiliar, hotel, cámping... y el número de residentes. En consumo múltiple, es necesario conocer la calificación energética de la vivienda. El IDAE nos proporcionó un programa llamado Calener “similar” a Cheq4 que nos permitía determinar el nivel de eficiencia energética del hogar (de la A a la G).
4. INFORMACIÓN SOBRE LOS ELEMENTOS DE LOS CIRCUITOS En esta cuarta etapa, debemos informar acerca del captador, las tuberías y el sistema de apoyo. Indicamos el número y modelo de los captadores empleados, así como la manera en la que se asocian (serie, paralelo...) , la inclinación y orientación de los mismos. Es importante indicar de qué tipo se trata dado que la energía obtenida depende del área útil del captador, de la transmisividad del cristal protector y de la absortividad del absorbedor. El IDAE nos aconseja que, para solar térmica, la inclinación de los captadores sea: La latitud del lugar si el funcionamiento es anual. La latitud del lugar + 10º si el funcionamiento es invernal. La latitud del lugar -10º si el funcionamiento tiene lugar en verano.
Una vez seleccionado el tipo de captador, el programa completa una tabla inicialmente vacía ( datos de ensayo), con las propiedades del mismo medidas en un laboratorio.
También te pide información acerca de los circuitos primario (captadores y tuberías que los unen al resto de la instalación) y secundario (intermediario entre los circuito primario y de consumo). El programa requiere datos del caudal que circula por la tubería y aislamiento (espesor y material del aislante). Es importante reducir las pérdidas por absorción. El programa detecta si algún dato está fuera los límites legales. Por último, se indica el tipo de sistema auxiliar de energía (caldera convencional, de condensación, de baja temperatura, de biomasa o sistema termoeléctrico) y el combustible empleado. En el H4, se exigen porcentajes mínimos de energía solar distintos en función del carácter renovable de la fuente auxiliar.
5. OTROS PARÁMETROS En este apartado, el usuario debe escribir los datos sobre: Volumen del acumulador Longitud y aislamiento de las tuberías del circuito. Temperatura de impulsión. Datos de la piscina cubierta, en el caso de que se proyectase. En el caso de la instalación de piscina climatizada importa: Altura Superficie Tiempo de apertura de la piscina al día Porcentaje de renovación de agua al día Temperatura del ambiente Temperatura del agua Humedad relativa Número de personas que la ocupan por unidad de superficie.
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS En esta última y definitiva fase, Cheq 4 primeramente comprueba si el proyecto cumple las normativas de diseño que impone H4; por ejemplo, verifica que la relación entre el volumen del acumulador y la superficie del captador sea la correcta. Una vez que todo está correcto, el programa muestra: La resolución, es decir, si el proyecto verifica o no el aporte de energía solar requerido. En caso afirmativo, permite hacer click en el botón “ Certificado” donde se obtiene un justificante de carácter oficial en el que se resumen los datos pedidos en el programa y determina la validez del proyecto. Una tabla y una gráfica que muestran el porqué de la resolución.
I. EJEMPLO
Análisis de resultados Como muestra el programa, el proyecto cumple los requisitos energéticos que impone el CTE. ¿POR QUÉ?
La tabla de resultados muestra que la contribución de energía solar neta anual es del 78%, y si nos vamos a la tabla de exigencia mínima que impone el H4, vemos que para la zona 5 (en la cual se encuentra Badajoz), ésta es del 70% para ACS cualquiera que sea la fuente de apoyo (general o efecto Joule).
El número de captadores solares colocados es tal que permite calentar una gran cantidad de agua en el acumulador. Éstos tienen orientación sur y la inclinación recomendada por el IDAE para su uso anual. El H4 favorece el uso de energías renovables. Pese a que en la tabla de resultados aparece un 0% en reducción de emisiones, se empleó como sistema de apoyo la caldera de biomasa , y las viviendas tienen una etiqueta energética de clase A o B.
La fracción solar supera en casi todo momento a la fracción del sistema de apoyo, incluso en los meses en los que se recibe menos insolación. Esto significa que, en el peor de los meses, la contribución solar es del 50%. Así pues, el sistema de apoyo queda meramente relegado a su función, favoreciendo el consumo de fuentes de energía renovables. En los períodos estivales , en los cuales la demanda bruta es más baja y la energía solar aprovechable es máxima, se puede conseguir tanta energía como se demanda, minimizando o anulando así el consumo auxiliar .
II. EJEMPLO
Análisis de resultados Existen diversas razones por las cuales este proyecto no verifica las condiciones energéticas de H4: El porcentaje de energía solar es enormemente insuficiente (solo de un 3%) mientras que H4 exige un 70% para piscinas cubiertas en la zona 5. La gráfica muestra perfectamente que el mayor peso del calentamiento de la piscina lo lleva la caldera eléctrica. Existen limitaciones del diseño en cuanto al número de captadores solares, que es muy bajo, dado que a orientación e inclinación correctas, la demanda energética (en bruto) es mucho mayor que la producción. Otra salida es reducir las dimensiones de la piscina. Existe una diferencia significativa entre las temperaturas de impulsión y de la piscina, lo que puede entenderse como que, en el circuito, existen ciertas pérdidas de calor.
