NUEVAS TECNOLOGIAS EN ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
René Arenas O´Ryan Diseñador Industrial UCV Dipl. Gestión de Negocios UAI Dipl. Eficiencia Energética y Calidad Ambiental UACh Director-Gerente Passivhaus
www.passivhaus.cl
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INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS SOLARES DE AIRE PARA CALEFACCIÓN, VENTILACIÓN Y ACS
Absorvedores sin cubierta
ÍNDICE 1. NECESIDAD DE ENERGÍA 2. CLASIFICACIÓN DE SISTEMAS DE ENERGÍA SOLAR 3. ESTUDIO ENERGÉTICO COLECTOR DE PLACA PLANA 4. MÉTODOS DE CÁLCULO (F-CHART) 5. EJEMPLOS DE MONTAJE
Necesidad de Confort Equilibrio entre la ganancias y pérdidas térmicas del cuerpo con el medio ambiente. Ganancias: Metabolismo, Radiación del entorno, convección del aire, conducción.
Pérdidas: Radiación al entorno, convección, respiración, trabajo, sudoración y conducción.
Zona de Confort: 50 W/m2 de superficie corporal lo que ocurre entre 17 y 24ºC
Calefacción Ideal
Convectores
Suelo radiante
Calefacción por techo
Radiadores
Calefacción por pared
Confort Térmico y Calidad del Aire Interior 100
Molesto húmedo
Humedad relativa en %
90
TEMPERATURA DE CONFORT: INVIERNO 21ºC
80
VERANO 24ºC
70
DEPENDE DE:
60 muy confortable
50
HUMEDAD Y DE LA VELOCIDAD DEL AIRE EN MOVIMIENTO:
40 30
confortable
20 10
Frío
0 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Temperatura del aire en ºC
CALIDAD AIRE INTERIOR CONDENSACION INTERSTICIAL
Confort Térmico y Calidad del Aire Interior
21ºC
70%HR 15,5ºC Punto de Rocío
Confort Térmico y Calidad del Aire Interior
21ºC
50%HR 10,5ºC Punto de Rocío
Confort Térmico y Calidad del Aire Interior
17ºC
50%HR 6,8ºC Punto de Rocío
Confort Térmico y Calidad del Aire Interior El cuerpo humano, la actividad y los materiales de construcción son las fuentes de la contaminación intradomiciliaria MATERIALES DE CONSTRUCCION Y PINTURAS: QUIMICOS ORGANICOS VOLATILES TABACO Y PRODUCTOS COMBUSTIBLES: CO CO2 HUMIDIFICADORES Y PURIFICADORES DE AIRE: POLVO EN SUSPENSION MADERA EN DESCOMPOSICION: BACTERIAS CONTAMINACION DE DUCTOS: POLVO RADON CADMIO PRODUCTOS DE CONSUMO DIARIO: FORMALDEHIDO TOLUENO
Confort Térmico y Calidad del Aire Interior Ventilación requerida por persona ¿Porqué una persona requiere 25 m3/h de aire exterior? -Para mantener el nivel de CO2 en un estandar de 1.000 ppm, se debe remover el aire contaminado: - Condición: Densidad permisible interior de CO2 = 1.000 ppm = 0.001 ㎥/㎥ Densidad CO2 suministrada del aire exterior = 300 ppm = 0.0003 ㎥/㎥ Cantidad CO2 generada por 1 adulto = 17 l/hr= 0.017 ㎥/hr - Fórmula de ventilación que reduce la densidad del aire contaminado: Q = M / (Ci - Co) Q : Caudal de aire (㎥/hr) M : Cantidad de CO2 generada por una persona (㎥/hr) Ci : Densidad permisible aire interior (㎥/㎥) Co : Densidad aire fresco exterior (㎥/㎥) - 0.017 / (0.001 - 0.0003) = 0.017 / 0.0007 = 24,28 (㎥/hr por persona ) =>
25 ㎥/hr
Confort Térmico y Calidad del Aire Interior SI LA PRODUCTIVIDAD AUMENTA: 1% SE PAGA EL GASTO COMPLETO DE ENERGÍA 15% SE PAGA EL COSTO COMPLETO DE LAS INSTALACIONES
20% SE PAGA EL COSTO DEL EDIFICIO EN 5 AÑOS
NINGUN OTRO INSTRUMENTO DE INVERSIÓN RINDE TANTO Y SIN RIESGO; INCLUSO 10 AÑOS SERIAN MUY BUENOS COMO RETORNO SOBRE INVERSIÓN Fuente: Presentación CDT
Ahorrar energía y recursos
Energía
Confort
Recursos
ESTRATEGIAS DE AHORRO: Estudio de rentabilidad
ESTRATEGIAS DE AHORRO: Eficiencia Energética: PRESTAR EL MEJOR SERVICIO CON LA MINIMA INVERSIÓN, CONSIDERANDO LOS COSTOS DIRECTOS E INDIRECTOS, LOS CONSUMOS GLOBALES DE RECURSOS Y EL CICLO COMPLETO DE VIDA ÚTIL
3.900 kgs.
390 HP
6.200 c.c.
Soluciones ecológicas, sin chimenea, sin ruidos molestos, segura, sin manejo de combustibles fósiles peligrosos y contaminantes. Utilización de fuentes de energía naturales y renovables para obtener bienestar térmico con el menor consumo de energía posible.
OTORGA VALOR A LA EDIFICACIÓN E INDEPENDENCIA ECONÓMICA
COEFICIENTE ENERGÉTICO 300
kWh/(m2_a)
250
WSchVO : Decreto alemán de protección Térmica SBN: Decreto sueco equivalente
200 150 100 50 0
Edificios Antiguos
WSchVo 1984
SBN 1980
WSchVo 1995
Casa de baja Casa Pasiva Energía
Casa de cero energía de calefacción
Casa de cero energía
Energía Domiciliaria Ventilación Agua Caliente Calefacción Casa 470 mts2 23 kW consumo= 124 kWh/m2_a (Cumplimiento Reglamentación Térmica) Casa 470 mts2
14 kW consumo= 76 kWh/m2_a (Optimizada)
Reglamentación Térmica y Certificación energética de edificios NCh 3184. c2009 (en consulta pública) Eficiencia energética – Colectores Solares – Métodos de ensayo
Software especializado: Demanda Energética: Ecotect, Tas, CCTE 2.0 Consumo de Energía: Tas Systems, TRNSYS
ESTRATEGIAS DE AHORRO: AIRE SOLAR Antecedentes arquitectónicos, la arquitectura solar (griegos, aztecas, chinos…) Antecedentes tecnológicos, el vidrio (heliocaminus Romano, invernaderos medievales, Gloria de Castilla, captador de E. Morse 1881) Antecedentes tecnológicos, la ventilación(pirámides egipcias, palacios chinos, minas medievales, ventiladores eléctricos…) Bioconstrucción del siglo XXI por las crisis energéticas (arquitectos en USA y norte de Europa, muro Trombe, viviendas pasivas)
ESTRATEGIAS DE AHORRO: DISEÑO SOLAR PASIVO Simplicidad, bajo costo, confiabilidad, durabilidad, oportunidad para la creatividad.
Optimizar recursos disponibles del lugar: Aislación Orientación
Ventanas al norte con aleros para protección solar Arboles de hoja caduca Techo color claro Muro Trombe y colectores ACS Termosifón. Control eficaz del consumo de energía eléctrica e iluminación. Limitación de puentes térmicos e infiltraciones.
DIMENSIONAMIENTO GENERAL DE ELEMENTOS PASIVOS (área de elemento / área de planta)%
GRADOS -DIAS DEL MES
VENTANA NORTE
MURO TROMBE
INVERNADERO ADOSADO
>400
20-30
40-100
50-120
300-400
15-25
30-50
40-70
100-300
10-20
20-35
30-50
FUENTE : PROF. PEDRO SARMIENTO
ESTRATEGIAS DE AHORRO: Aislamiento Térmico ______ Vidrio Simple
______ Termopanel ______ Aislación Térmica
______ Ganancias
Balance de Pérdidas y Ganancias
ESTRATEGIAS DE AHORRO: Control de Calidad Térmica El humedecimiento de los materiales de soluciones constructivas provoca disminución del aislamiento térmico: El control de la humedad cumple un papel clave en el confort y en los costos de calefacción.
Fuente: Publicación Revista Bit
HERMETICIDAD
Interior
Aplicación de aislamiento hermético
Exterior
Aplicación de aislamiento abierto a la Difusión de vapor de agua. (sellada contra el impacto de lluvias)
VERIFICACION DE HERMETICIDAD
Hermeticidad n50
< 0,60 1/h
ESTRATEGIAS DE AHORRO: VENTILACION CON RECUPERACION DE CALOR
ESTRATEGIAS DE AHORRO: VENTILACION CON RECUPERACION DE CALOR
417,5 m2 Potencia Bomba de Calor Aire-Agua: 21 kW Energía anual: 15.591 kWh $ 791.555.37,34 kWh/m2_a
HOTEL EN LAGO GENERAL CARRERA
AIRE SOLAR
TERMOGRAFIAS Parámetro del Objeto
Valores
Max
21.3°C
R1:Temp. Promedio
20.5°C
R1:Temp Max
20.6°C
R1:Temp Min
19.5°C
Parámetro del Objeto
Valores
Max
26.2°C
Parametro del Objeto
Valores
Max
24.9°C
R1:Temp. Promedio
22.2°C
R1:Temp Max
22.7°C
R1:Temp Min
21.2°C
R2:Temp. Promedio
23.1°C
R2:Temp Max
23.3°C
R2:Temp Min
22.0°C
Parámetro del Objeto
Valores
Max
32.7°C
Parametro del Objeto
Valores
Max
27.2°C
R1:Temp. Promedio
20.6°C
R1:Temp Max
23.7°C
R1:Temp Min
17.7°C
Parámetro del Objeto
Valores
Max
38.9°C
Consecuencias de una deficiente calidad térmica: •
Deterioro premáturo del edificio
•
Gran consumo de combustible costo de calefacción y aumento de la dependencia de abastecimiento de combustibles.
•
Contaminación del medio ambiente y del recinto.
•
Problema de salud de los habitantes.
ESTRATEGIAS DE AHORRO: VALVULAS AIREADORAS LIMITADORAS DE FLUJO
Análisis económico: ¿Será rentable? • Tiempo de retorno simple: en cuanto tiempo se reembolsa la inversión. (TIR) • Método del Valor Actual Neto: Determina si,después de un cierto período de tiempo, es más rentable invertir en Energía Solar, aislamiento térmico o en otro proyecto que entrega un cierto interés anual. (VAN) • Tiempo de Retorno Energético
Estudio de rentabilidad • •
•
•
•
•
Conceptos económicos utilizados: Período de retorno del capital o período de amortización: es el tiempo que se tarda en recuperar la inversión con el ahorro que genera la instalación. Tasa de Rentabilidad Interna: es el tipo de interés que tendría que existir para que la inversión realizada en la instalación, llegado el final de su vida útil (lo normal son 20 años) hubiese producido el mismo beneficio que un depósito bancario con dicho tipo de interés. La Tasa de Rentabilidad Interna es el parámetro más indicativo de la verdadera rentabilidad de la instalación, ya que tiene en cuenta el ahorro de energía, y también la vida útil prevista de la instalación. Para que el análisis económico sea lo más real posible, y poder comparar las cantidades que intervienen en el estudio, se tendrá en cuenta que dichas cantidades variarán como consecuencia de la inflación. Nos será útil tomar como unidad comparativa el valor del dinero al realizar la inversión, y traducirlo al valor equivalente de cada año de estudio.
Estudio de rentabilidad •
Fórmula general:
1 c 1 i A M C 1 e 1 e t
t
Dónde: –A: ahorro anual generado –M: coste anual del mantenimiento (se supone un 3% del coste de la instalación) –C: inversión diferencial (elementos necesarios para la instalación de energía solar) –c : incremento previsible de los precios de la energía convencional utilizada. –e : interés bancario –i : inflación prevista
–t : año (1,2,...20)
Fuente: Prof. Rolf Thiele
Clasificación de sistemas de Energía Solar
MURO TROMBE
CALEFACCION
VENTILACION
EN INVIERNO
EN VERANO
INFLUENCIA DEL AREA DE TRONERAS EN MURO TROMBE
FUENTE : PROF. PEDRO SARMIENTO
ENERGIA DE APORTE DE MURO TROMBE PARA 1 Y 2 VIDRIOS
FUENTE : PROF. PEDRO SARMIENTO
RENDIMIENTO DE MURO TROMBE PARA 1 Y 2 VIDRIOS
FUENTE : PROF. PEDRO SARMIENTO
TEMPERATURAS CARACTERÍSTICAS
FUENTE : PROF. PEDRO SARMIENTO
TEMPERATURAS CARACTERÍSTICAS SEGÚN ESPESOR DE MURO
FUENTE : PROF. PEDRO SARMIENTO
FOTOVOLTAICA :
tipos de instalaciones
Huertos solares
Cubiertas edificios
Tejados viviendas
Fachadas
Diferencia entre tecnologías Sol
Térmica
Fotovoltaica
(Calor)
(Corriente eléctrica)
th
el
Colector solar plano de fachada
Sistemas termosifón
150 - 300 litros contenido del acumulador (hasta 6 personas) Circuito solar cerrado calentamiento indirecto Circulación por principio de gravedad sin energía auxiliar Absorbedor de cobre integral con recubrimiento altamente selectivo soldadura ultrasónica Ángulo de montaje con la horizontal 40º
Colectores sin cubierta
Colectores sin cubierta
Colectores sin cubierta MURO SOLAR
1 m2 de Colector:
1 a 3 GJ/año Fuente: Retscreen, Canadá
Colector de concentración
Colector de vacío de flujo directo
Fuente: Viessmann
Colector de vacío Heat Pipe
Fuente: Viessmann
Intercambiador de calor
COLECTORES GEOTÉRMICOS El flujo de calor geotérmico, de 0,1W/m², puede ser desestimado
Se aprovecha el flujo de calor proveniente desde arriba (lluvia y sol - hasta ¡1000W/m²)
¡Nunca se debe construir encima de los colectores ni instalarlos bajo una superficie sellada!
Dependiendo de las características del suelo y ubicación: 10-40 W/m²
Tuberias PEX-A
GEO
Tubo colector geotérmico de polietileno reticulado (PE-Xa)
• el reticulado convierte al tubo en extremadamente robusto e insensible a entallas y estrías
• indispensable para el tendido bajo cubiertas de suelo y temperaturas de hasta -15°C
• grandes reservas de seguridad gracias a la temperatura de servicio de -40°C a 95°C
• no requiere cama de arena
Dimensionamiento de colectores geotérmicos horizontales según norma VDI 4640 Profundidad
: mínima de 0,6 a 1,2m (protegido contra heladas) máxima 1,5m (deshielo deseado en la primavera) Capacidad térmica : 4,2 MJ/Km³ Calor latente : 270MJ/m³ Distancia de tendido: 0,3 - 0,8m Para que los radios de hielo no se unan, los siguientes rendimientos específicos de extracción anuales no deben sobrepasarse:
TABLA CAPACIDADES DE EXTRACCION ESPECIFICAS PARA SONDAS GEOTERMICAS EN INSTALACIONES CON UNA POTENCIA TERMICA < 20 kW Subsuelo
Capacidad de extracción específica
Valores de referencia generales: Mal subsuelo (λ <1,5 W/mK) Roca sólida normal y sedimento saturado de agua (λ =1,5-3,0 W/mK) Roca sólida con λ > 3,0 W/mK
20 W/m 50 W/m 70 W/m
Rocas específicas1: Grava, arena seca Grava, arena acuífero Arcilla, limo húmedo Caliza (maciza) Arenisca Magmatitas ácidas (p. ej. granita) Magmatitas alcalinas (p. ej. basalto) Gneis Fuerte flujo de aguas subterráneas en arena y grava para instalaciones individuales
<20 W/m 55 – 65 W/m 30 – 40 W/m 45 – 60 W/m 55 – 65 W/m 55 – 70 W/m 35 – 55 W/m 60 – 70 W/m
80 – 100 W/m
La capacidad de evaporación resulta como sigue:
Ejemplo: Capacidad de calentamiento: 12 kW Coeficiente de potencia. 4
Capacidad de evaporación 9 kW Horas de servicio: 1800 h/a Suelo: cohesivo, húmedo De esto resulta: Capacid. de extracción: 25 W/m²
Área del serpentín enterrado = 360 m²
La elección de las dimensiones de tubos depende de la posible capacidad de extracción que se desea obtener de la tierra: Mientras mayor sea la capacidad de extracción, mayor será el caudal requerido y mayor será la dimensión requerida del tubo.
La distancia entre tubos, recomendada por VDI 4640 es de 50-80 cm. Con una distancia elegida de 75 cm (0,75 m) y la relación:
La capacidad y el trabajo de extracción no deben sobrepasarse, porque de lo contrario, aumentaría mucho el congelamiento de la zona de tuberías y crecerían los radios de hielo. Durante los deshielos en primavera, la infiltración de las aguas lluvia y deshielo, que aportan notablemente al calentamiento del suelo, estarían considerablemente obstaculizados.
Nomograma para el dimensionamiento según VDI 4640 Rendimiento evaporador en kW
Rendimiento de calefacción en kW
Área en m2
[1] Suelo con muy alta
conductibilidad térmica [2] Suelo con conductibilidad térmica normal y muy buena ubicación Largo tubo en m
[3] Suelo con conductibilidad térmica normal y ubicación nor-mal [4] Suelo seco con mala conductibilidad térmica
TENDIDO EN FORMA
TENDIDO EN FORMA DE DECARACOL CARACOL
SISTEMA DE SISTEMA DETENDIDO TENDIDO SEGÚN SEGÚNTICHELMANN TICHELMAN
TENDIDO EN FORMA DE
TENDIDO EN FORMA DE MEANDRO DOBLE MEANDRO DOBLE
Edificio Ewos, Colaco. 17 kW
870 ml
Casa Carvajal, Llanquihue. 10 kW
1.500 ml
AIRESOLAR
SELECCIÓN DE TECNOLOGIAS DISPONIBLES
Tubo evacuado
Colector Plano Requisitos básicos del Proyecto de Energía Solar para ACS: Funcionamiento a temperaturas extremas en invierno (-30ºC, nieve, granizo, hielo) y altas en verano por estancamiento. Consumo variable de ACS. Compleja logística para mantenimiento y utilización con personal no capacitado. Durabilidad mínima de 25 años.
Aire solar
Consideraciones Básicas La ventaja del tubo colector al vacío por una mayor captación de energía solar en términos de costo / rendimiento, en comparación con un colector plano no es tan obvia, los riesgos técnicos, económicos y la posibilidad de integrar estos sistemas con otros sistemas no dan una clara respuesta.
El principio de funcionamiento del tubo colector es la misma que la de los colectores de placa plana. El mejor aislamiento, que ha sido posible por la forma del tubo que elimina el aire (vacío), reduce la dispersión del calor producido por el receptor (pérdidas térmicas). Las pérdidas de calor también dependen de la diferencia entre la temperatura del colector y el medio ambiente. A través de un mejor aislamiento, los tubos colectores pueden alcanzar altas temperaturas (hasta más de 300 ° C).
TUBO COLECTOR
COLECTOR PLANO
Refuerzo de los tubos en caso de daños
Resistencia al granizo. La rotura de vidrio en los tubos puede ser debido a una excesiva carga de nieve y hielo, un defecto del propio tubo o la alta carga de calor. La rotura del vidrio sólo se produce rara vez, con los colectores de placa plana la oportunidad de romper el vidrio es aún más reducida debido a que las tensiones son menos fuertes.
Algunos tipos de tubos se pueden montar en techos planos o fachadas no aptos. Torcedura en el tubo absorbedor no es posible para garantizar la máxima funcionalidad.
Esto se aplica sólo a unos pocos tipos de tubos. Esta variante se asocia a menudo con los problemas de ventilación. El fluido solar se expone a altas temperaturas, junto con la inactividad, se traduce en el deterioro prematuro de la transferencia de calor.
Alto rendimiento
Se puede asegurar un alto rendimiento con aplicaciones que requieren altas temperaturas y en condiciones de baja radiación. El alto rendimiento no está garantizado para las instalaciones para calentar el agua. El rango de operación para estas aplicaciones es de entre 20 y 40 K (la temperatura media del colector - la temperatura ambiente). Los gráficos muestran las diferencias con la instalación y ejecución de un tubo colector y el sistema de colectores con cubeta incorporada (con la radiación G * = 1.000, 800 y 600 W / m²). En superávit solares máximos del 10%, generado durante el año por el tubo colector, no justifica el alto precio, a veces incluso el 50% más que en el colector planos. Es aconsejable instalar un colector de tubos si hay una piscina.
Menos espacio necesario
Esto significa que de una manera menos extensa, se puede garantizar el mismo nivel de rendimiento. Como se mencionó anteriormente, esta ventaja es relativa si se tiene en cuenta la relación precio / rendimiento.
Las temperaturas de estancamiento son más altos en el tubo colector
El óptimo rendimiento y alto contenido tecnológico, la innovación de los productos no sólo son beneficios sino también sus debilidades! Las altas temperaturas de detención (hasta 300 ° C) en las que participan, o de alta carga de calor del sistema y sus componentes, en particular los que están en la salida del colector, generan oxidación del tubo de cobre en el interior del colector o aumento de la producción de vapor, dando lugar a la infiltración de vapor / líquido caliente en la tubería, que puede dañar los componentes sensibles, caros de reemplazar.
Fallas de estanqueidad La unión de la componente intermedia, vidrio-metal es la principal debilidad de los sistemas de tubos. Aunque en los últimos tiempos se han modificado para mejorar, a menudo este término no garantiza la estanqueidad de las tuberías. De hecho penetra el aire (pérdida condición de vacío) y el rendimiento del colector disminuye significativamente. Este problema es aún peor en los locales donde las altas temperaturas, causan dilatación térmica. El ennegrecimiento de metales reactivos, tales como bario (el llamado" getter ") en un tubo colector indica la oxidación del metal en contacto con el aire y, por consiguiente, la falla del tubo. Peligro de explosión
Bajo ciertas condiciones (dilatación térmica debido a las altas temperaturas) y con el uso de tubos de cristal Schott, estos pueden explotar con la consiguiente propagación de metralla. La probabilidad de ocurrencia de una explosión es relativamente baja. Sin embargo, Vaillant y Viessmann han decidido retirar del mercado todos los colectores de tubos de este tipo y la sustitución de los equipos ya adquiridos por los clientes. Mientras tanto, la empresa Schott ha interrumpido la producción de estos tubos.
Enfriamiento nocturno
El alto grado de aislamiento no permite la eliminación del exceso de calor durante la noche.
Sombras provocadas por la nieve o el hielo
El superávit anual de un colector de tubos, lo que equivale a alrededor del 10% (en Europa central), sólo puede lograrse si las superficies de los colectores estan libres de nieve y hielo durante la temporada de invierno en el que la radiación es mucho menor . Debido a su estructura, la nieve y el hielo en el tubo colector será más difícil de separar que en los colectores de placa plana. Entre las tuberías se suma a esto también una posible forma de incrustaciones de nieve. Los bancos de nieve en colectores planos, pueden ser disueltas por una función especial, descongelación manual con accionamiento del circuito de la bomba solar, con el fin de liberar rápidamente la superficie de la nieve. Esta operación es bastante compleja con el tubo colector, dado su alto aislamiento térmico.
Vidrios rotos causados por la nieve o el hielo
La elevada carga en las tuberías debido a la nieve y el hielo a veces conduce a la rotura del tubo o el sellado.
AIRESOLAR: ventajas térmicas Calentamiento rápido, incluso con bajas radiaciones Calentamiento directo del medio caloportador
AIRESOLAR:
ventajas como fluido
No se congela ni ebulle
Conducciones no sufren corrosión Posibles fugas no son dañinas cubierta de cristal 4 mm ESG Glasabdeckung
Flanschrahmen marco Dämmung aislamiento ( 60 mm )
Alu-Rippenabsorber absorbedores de aluminio
Stahlblechwanne chapa (verzinkt)de acero galvanizado
Sistema solar de aire caliente (10 m²) proyecto Dotzler Rendimiento y temperaturas en régimen de agua caliente con SolarBox 100
6000
Temperatura Agua Temperatura Aire Potencia Sistema
90
5000
70
4000
60 50
3000
40 2000
30 20
1000 10 0
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
Medición día 25-09-2002
Resultados en ACS
- Calienta durante todo el verano 100% del agua - En días con irradiación media en otoño, el agua llega a 50°C en el depósito
- Reducción máxima en el uso de energía convencional : se utiliza la energía solar sólo para agua caliente en el caso en que la calefacción no sea necesaria.
ReR
Temperatur [C°]
80
SOLAR BOX
Regulación
Ventilador:
220V 185W 740 m3/h
200 Pa
Datos Técnicos Colectores Solares de Aire Proyecto: 4 filas x 20m c/u Collector length max thermal rise middle thermal rise middle efficiency temperature of incoming air Air flow max thermal rise middle thermal rise middle efficiency Irradiation max thermal rise middle efficiency middle specific power middle power
20,0 m 54 K 20 K 69% 20 °C 660 m³/h 1160 m³/h 1700 m³/h 2300 m³/h 54 K 35 K 25 K 20 K 33 K 21 K 15 K 12 K 61% 69% 73% 75% 1000 W/m² 800 W/m² 600 W/m² 400 W/m² 200 W/m² 33 K 27 K 21 K 14 K 7K 68% 68% 69% 70% 71% 678 W/m² 548 W/m² 416 W/m² 281 W/m² 143 W/m² 14 kW 11 kW 8 kW 6 kW 3 kW
Simulación T-Sol para 36 Colectores Planos (78m2)
21 de Marzo 2009 Medio día.
AISLACION TERMICA TUBERIAS DISTRIBUCION
Geometría Solar
GEOMETRÍA BÁSICA
Variación anual de la altura solar
Inclinación de colectores Inclinación óptima: - Será la que dé una mejor relación aportación/consumo - Aproximadamente : latitud + 10º para maximizar aporte en calefacción y latitud –10º para maximizar aporte en agua caliente.
Desviación colectores
Distancia entre filas
L
d
•Se busca que no se proyecten sombras sobre los colectores •Distancia entre colectores: d = L · sinb / tana dónde: L = longitud lado inclinado colector a = altura solar mínima anual (solsticio de invierno) b = inclinación colectores
Estudio energético de un colector de placa plana
Espectro solar • •
• •
La radiación es mayor fuera de la atmósfera que dentro Constante solar: energía incidente sobre una superficie situada fuera d la atmósfera terrestre y perpendicular a la radiación procedente del Sol. Toma un valor de 1367Wm2 La constante solar tiene el mismo valor durante todo el año La radiación medida dentro de la atmósfera varía según la época del año y el lugar dónde se encuentre el observador. Oscila entre 1000Wm2 o más en días claros, y menos de 100Wm2 en días muy cubiertos.
LA OFERTA ENERGÉTICA DEL SOL S = 1360 W
m2
Radiación global: Radiación difusa en la superficie + directa= max. 1.045 W/m² cerca del ecuador
IRRADIANCIA SOLAR EN VARIOS ESTADOS DEL TIEMPO
IRRADIANCIA SOLAR es la potencia de la radiación solar por unidad de superficie. Se expresa en W/m2. IRRADIACION SOLAR es la energía de la radiación solar en un intervalo de tiempo
determinado. Se expresa en kWh/m2.
Potencia de la radiación solar Sol
Constante solar Atmósfera
Pérdidas por absorción 300W/m2
1360 W/m2 Perihelio Afelio
1.395 W/m2 1.308 W/m2
Pérdidas por reflexión 100 W/m2 Radiación difusa
Cubierta del colector
Albedo: reflexión del suelo Pérdidas del colector 200- 400 W/m2
Energía aprovechada por el colector 600- 1000 W/m2
Los procesos caloríficos de un panel solar
Los procesos caloríficos de un panel solar
Radiación emitida Grado de emisión 5%
Radiación solar
Grado de transmisión 92%
100%
Reflexión cubierta transparente Libre de hierro 8%
Calor térmico útil
Portador térmico
65%
Grado de absorción 95%
Pérdidas térmicas: Conducción térmica, convección 15%
PLACA ABSORBEDORA Laca solar negra
Cromo negro
12%
86%
CALOR
CALOR
Coberturas altamente selectivas
5%
CALOR
¿Qué pasa a una superficie que recibe radiación solar? Balance energético de un cuerpo en general 1
. S
. . . . S=RTA
Radiación solar
. R
. A
. T
¿Qué pasa a una superficie que recibe radiación solar? Balance energético de un cuerpo en general 2
. . . Q = A E
. E
Radiación de calor
. A
.
Q Flujo de calor útil (convección, conducción térmica)
RENDIMIENTO El sistema de energía solar aprovechará como energía útil la diferencia entre la energía absorbida y la perdida por los captadores. Energía absorbida por los captadores:
Qa = Sc · I · t · Energía perdida por los captadores:
Qp = UL · (tm – ta) La ecuación de balance será:
Q = Qa – Qp = Sc · I · t · - UL · (tm – ta) Energía útil = Energía absorbida – Energía perdida
Q = Qa – Qp = Sc · I · t · - UL · (tm – ta) Siendo:
Q=
Energía útil.
Sc =
Superficie de captación (m2).
I=
Irradiancia incidente total (W/m2).
t=
Transmitancia del cristal.
=
Absortancia de la placa.
UL =
Coeficiente global de pérdidas (W/m2 · ºC).
tm =
Temperatura media placa absorbente (ºC).
ta =
Temperatura ambiente (ºC).
Se define el factor óptico como el producto: t · . Se define el factor de eficiencia FR, como la relación entre la energía captada y la máxima posible, que se dará cuando tm = te.
FR =
Sc · [I · (t)n – UL · (tm –ta) Sc · [I · (t)n – UL · (te –ta)
Despejando el numerador, que es Q:
Q = SC · [FR · (t)n · I – FR · UL ·(te – ta)] Por lo que el rendimiento del captador será:
=
Q SC ·I
=
SC · [FR · (t)n · I – FR · UL ·(te – ta)] SC ·I
=> = FR · (t)n – FR · UL te – ta I Llamando:
a0 = FR · (t)n
a1 = FR · UL
Se tiene la ecuación de una recta, donde a0 es la ordenada en el origen y a1 es la pendiente.
= a0 – a1R (te – ta) I
=>
También se puede dar la recta en función de la temperatura media:
= [FR · (t)n] – [FR · UL] · RECTA DE RENDIMIENTO
(tm – ta) I
EL PARAMETRO
FR · t =
Representa la eficiencia optica del colector Ordenada en el origen de la curva característ.
EL PARAMETRO calor
FR · UL =
Representa la eficiencia de perdidas de Pendiente de la curva característica, coeficiente global de pérdidas
VALORES ENTREGADOS POR LOS FABRICANTES SEGÚN PRUEBAS REALIZADAS EN LABORATORIOS EN CONDICIONES DE RADIACION CONSTANTE
Y FR · t
RENDIMIENTO OPTICO, MAXIMO CUANDO LA TEMP. MEDIA ES IGUAL A LA TEMP. AMBIENTE
UL
PUNTO ESTANCAMIENTO
RENDIMIENTO = 0
X
FR
Factor de eficacia de intercambio entre placa y el fluido Factor menor a 1 (100%)
Salida
Tm = Temperatura Media (difícil de medir)
Entrada
FUTURO La eficiencia energética total, depende de como uniformemente el calor es transferido al fluido a través de los canales y de como su perdida de carga, influencia la demanda de energía de la bomba circuladora. En la naturaleza se pueden encontrar redes de canales de flujo que entregan una eficiente transferencia energética como los sistemas de venas y canales de savia de plantas. Esta natural construcción no es "paralela o serial" como los colectores existentes, estas estructuras pueden ser descritas matemáticamente como "fractales"
Estructura hidráulica fractal para colectores solares
Fuente: Fraunhofer Institut ISE
Un algoritmo desarrollado y patentado por el Fraunhofer Institut de Alemania, determina el diseño de las estructuras de alta transferencia de calor y de significativa baja perdida de carga.
SIMULACIONES HIDRAULICAS Y TERMICAS
a)Volumen del flujo b)Presión c)Eficiencia del colector d)Temperatura del fluido
0 Según normativa europea EN 12975 0: factor de conversión
70
a1: coeficiente lineal de la transmisión térmica
60
a2: coeficiente cuadrático de la transmisión térmica
= 0
-
I
Pérdidas térmicas
50 40 30
Rendimiento: a1 · (Tm – Ta)
Pérdidas ópticas causado por la cubierta transparente, capa de absorbedor y la construcción
80
-
a2 (Tm-Ta)2
determinado experimentalmente con > 700 W/m2
20
I
10
Tm: temperatura media del fluido en el colector Ta: temperatura del aire ambiente I: Irradiación solar global en W/m2
0
20
40 60
80 100 120 140 160 180
temperatura media del panel - temperatura del medioambiente
temperatura máxima
Las curvas de rendimiento de algunos paneles solares típicos Piscina
A.C.S.
Calefacción
Calor para procesos industriales
Punto de referencia para aplicaciones de A.C.S.
40K K = 0,05 W 2 800 W 2 m m Diferencia de las temperaturas absorbedor - medioambiente [K] 0 ,05
Por cada unidad de radiación, el colector eleva la temperatura con respecto a la temperatura ambiente en 0,05 K
Curva característica de rendimiento de Colectores Solares de Aire Conectables (Según Protocolo EN 12975-2)
Colector tipo F: Absorbedor selectivo de canales de aire.
Superficie Colectora: 1,854 m2
Fuente: Fraunhofer Institut ISE Con autorización de Grammer Solar, Alemania
Flujo de masa: 120 kg/h
El aire como fluido caloportador El fenómeno más importante de estudio, es el paso de flujo laminar a turbulento, aunque para el intercambio de calor son desventajosos los flujos laminares, la pérdida de presión que implica un flujo turbulento es tan importante que se evita en todos los casos limitando las velocidades de circulación de los fluidos.
La velocidad operativa de los sistemas de airesolar, considera la densidad del aire constante. Suponiendo que la densidad del aire es constante y el flujo es laminar, las pérdidas de presión en conductos rectilíneos y de sección constante, dependen unicamente de la velocidad de circulación; relación cuadrática descrita por Bernoulli, aplicables para aire y agua
p = ½ rv
2
Pa/m
Relación entre pérdida de presión y caudal de aire
Comparativa de datos dinámicos de Aire y Agua Aire Densidad específica
r [Kg/m3]
Viscosidad dinámica
m
Velocidad típica
[N · s/m2] V [m/s]
1,185
Agua -6
998,20
Factor -4
842
17,4 x 10
9,8 x 10
51
5
0,3
0,06
Las pérdidas por rozamiento son mucho menores en el caso del aire que en el agua, ya que el coeficiente de viscocidad dinámica es 50 veces inferior, por eso las velocidades de circulación pueden ser mucho mayores. Las cualidades del aire exigen construcciones especiales con diámetros mayores.
Comparativa de datos caloríficos de Aire y Agua Calor específico volumétrico
Aire
Agua
Factor
C [Wh/m3K]
0,33
1.158
3.488
^ [W/mk]
0,026
0,599
23
Conductividad calórica
El bajo calor específico volumétrico del aire hace que se caliente más rápido que el agua, alcanzando la temperatura de funcionamiento deseada incluso con irradiación baja. Ej.: 1 m3 + 1 kW
Agua
+1ºK
Aire
+3.488ºK
Con poco aporte energético, obtenemos un salto térmico muchísimo mayor, pero para transportar una cantidad de energía relevante, necesitamos caudales altos, aumentando diámetros de ductos y velocidad de circulación. La baja conductividad calórica del aire influye en la construcción del colector: el aire en reposo es un buen aislante (después del vacío), pero cuando esta en movimiento, mejora su conducción.
TIPOLOGIA DE COLECTORES CON CUBIERTA
Ventajas
Desventajas
Flujo del aire superior del absorbedor A
Cristal Canal de aire Absorbedor Aislamiento
Construcción simple
Mal intercambio, perdidas por cristal, paso irregular
Construcción simple
Mal intercambio, paso irregular
Mejor intercambio
Paso irregular
Construcción simple Mejor intercambio
Perdidas superiores, paso irregular
Flujo del aire al interior del absorbedor B
C
Cristal Absorbedor Canal de aire Aislamiento Cristal Absorbedor con aletas Caudal en sentido de aletas
Aislamiento D
Cristal Absorbedor ondulado Canal en sentido de ondas
Aislamiento
E
F
Cristal Absorbedor Canales de aire Chapas de aluminio Aislamiento
Cristal Absorbedor Canales de aire Aislamiento
Paso regular
Intercambio reducido
Pocas perdidas por el cristal, intercambio máximo
Flujo del aire interior del absorbedor G
Cristal Absorbedor Aislamiento
H
Superficie de intercambio mejorada
Perdidas por cristal, paso irregular
Buen intercambio
Paso irregular, perdidas de presión
Cristal Absorbedor poroso Aislamiento
IEA Task 19 project Solar Air Systems UTFSM
COLECTORES SOLARES DE AIRE CONECTABLES
Temperaturas de Aire
Incremento de Temp. A través de los colectores
Entrada Entre 1º y 2º colector Entre 2º y 3º colector Salida
Fuente: Danish Technological Institute
COLECTOR TIPO H: Absorbedor poroso
Principio de conexiones entre colectores solares de aire conectables Fuente: Danish Technological Institute
COLECTOR TIPO H: H Absorbedor poroso
Absorbedor perforado Entrada de Aire
Sensor de Temperatura
Vista Interior
Entrada de Aire
COLECTOR TIPO F: Canales de aire
COLECTOR TIPO F: Canales de aire
Cierre rápido
Absorbedor de aluminio Goma de Tetón de centrado estanqueidad
La eficiencia de los colectores solares de aire fue calculada de la siguiente forma:
= Energía Transferida al aire (W) = Radiación solar útil (W/m2) corregida por perdidas de reflexión en las cubiertas de los colectores solares de aire = Area transparente de los colectores solares de aire
Eficiencia en Colectores F y H
Colectores conect. Colector sencillo Fieltro perforado Aluminio perforado Canales de Aluminio
Fuente: Dannish Tecnological Institute
Posibilidades y limitaciones Calentamiento directo sin intercambiadores de calor
Técnica sencilla, prácticamente sin mantenimiento
El aire se calienta mucho más rápido que el agua
con muy poca temperatura se alcanza un nivel útil
El aire no puede congelarse ni entrar en ebullición
Se hacen innecesarios sistemas de seguridad como: anticongelantes, válvulas de seguridad, vasos de expansión.
El aire no daña la edificación
No hay riesgo por posibles fugas.
Las canalizaciones están menos expuestas a la corrosión
Mayor vida útil de la instalación
Variadas aplicaciones del aire
Calefacción, ventilación y agua caliente sanitaria en un solo sistema
Poca inercia térmica
es un medio de acumulacion limitado
Baja conducción térmica
mayores superficies de intercambio
Grandes diámetros de tubería
mayor espacio para distribución
SELECCIÓN DE EQUIPOS ¿Qué equipo elegir? ¿cuál es la tecnología adecuada y para que proceso?
Identificar estrategias de ahorro Fuente energética disponible ¿Cuál es la demanda energética del edificio?
Distintas soluciones para distintos clientes
MÉTODOS DE CÁLCULO
Métodos de cálculo utilizados Existen diversos métodos de cálculo, comúnmente utilizados: • • •
Método F-chart o de las curvas F: método experimental, desarrollado por Klein, Duffie y Beckman. Método desarrollado por CENSOLAR, válido para pequeños sistemas domésticos. Diversos programas informáticos como LUFTIKUSS, T-SOL, POLYSUN, TRNSYS, TRANSOL etc. Todos los métodos buscan cubrir un porcentaje anual de las necesidades energéticas.
Método de las curvas F • • • • • •
Es un método desarrollado a partir de muchas simulaciones en diferentes puntos A partir de los resultados, se confeccionaron unas gráficas adimensionales, las curvas f (de “fracción”), para sistemas de líquido y de aire. Las curvas son válidas para cualquier lugar del planeta. De uso ampliamente extendido Es válido para estimaciones a largo plazo. Las curvas responden a la siguiente ecuación, según sistema:
AGUA
f=1,029Y-0,065X-0,245Y2+0,0018X2+0,0215Y3
AIRE
f=1,04Y-0,065X-0,159Y2+0,00187X2+0,0095Y3
Dónde: Y es el parámetro solar X es el parámetro de pérdidas
Curvas F para líquido
Curvas F para aire
Parámetro Solar • Y: Expresa la relación entre la energía absorbida por los colectores y la carga de calentamiento total durante un mes. Energía absorbida por el captador
Y=
= Carga calorífica mensual
Sc x F’R (t) x HT x N Q
Sc = Superficie total de colectores en m2 F’R(t) = FR(t)n x ((t)/ (t)n) x (F’R/FR) FR(t)n: factor de eficiencia óptica del colector ((t)/(t)n) : modificador del ángulo de incidencia (0,91 para cubierta de vidrio sencilla) (F’R/FR): factor de corrección del conjunto colector-intercambiador(0,95:0,97) HT = Radiación media mensual en el plano del colector (MJ/m2) N = número de días del mes objeto de estudio Q = carga calorífica mensual (MJ/mes)
Parámetro de Pérdidas • X: Expresa la relación entre las pérdidas de energía de los colectores y la carga de calentamiento total durante un mes.
X=
Energía perdida por el captador Carga calorífica mensual
=
Sc x F’R UL x (100-ta)x Dt x K1 x K2 Q
Sc= Superficie total de colectores en m2 F’RUL = FRUL x (F’R/FR) FRUL : coeficiente global de pérdidas del captador en W/m2*K (F’R/FR): factor de corrección del conjunto colector-intercambiador(0,95:0,97) Ta = media mensual de temperatura ambiente Dt= período de tiempo considerado, en segundos K1= factor de corrección por volumen de almacenamiento K1=(litros de acumulación/(75xSc))-0,25 37,5<(volumen/m2)<300 K2= factor de corrección, solo para ACS K2=(11,6 + 1,18tac + 3,86tr-2,32ta)/(100-ta) tac: temperatura de ACS tr: temperatura red de Agua Fría ta: media mensual de temperatura ambiente
Factor de correción para acumulación
Orden de cálculo 1.
2. 3. 4. 5. 6. 7.
Valoración de las cargas caloríficas: energía mensual necesaria para producción de ACS (y calefacción, en su caso) Cálculo de la radiación en el plano del colector (tablas de radiación) Cálculo del parámetro solar Y. Cálculo del parámetro de pérdidas X. Determinación de la fracción f (mediante la gráfica o la ecuación) Valor numérico de la cobertura mensual f·Q Valor de la cobertura anual F=(Sf·Qmes)/S Qmes
Ejemplo de cálculo ACS Instalación de producción de ACS en Coyhaique • 4 personas • 50 litros/día por persona • Consumo a 45ºC Necesidades mes de Abril: • Temperatura agua de red en Abril: 12,5ºC • Consumo mensual: 4pers.x50 l/díax30 días=6.000 l =6 m3/mes • Q=4,186kJ/(kg ºC ) x 6000 kg/mes x (45-12,5)ºC=816.270 kJ/mes=816,27 MJ/mes Radiación solar incidente: • Los colectores están integrados en el tejado (35º de inclinación) • Según el Registro Solarimetrico de Chile y una inclinación de 35º, la radiación media diaria en el mes de Abril es de 3,11 kWh/m2 (11,22 MJ/m2)
Ejemplo de cálculo ACS
Y=
Energía absorbida por el captador
Sc x F’R (t) x HT x N =
Q
Carga calorífica mensual
Cálculo del parámetro Y: •
Se seleccionan 3 colectores planos (6,6
•
Y=(6,6m2 x
•
Y=1,87
m2)
0,78 x 0,91 x 0,97 x 11,22
Factor de eficiencia optica Modificador ángulo de incidencia
MJ/m2x30 días) / (816,27 MJ/mes)=1,87
Factor corrección colector-intercambiador de calor
Ejemplo de cálculo ACS Sc x F’R UL x (100-ta)x Dt x K1 x K2
Energía perdida por el captador X=
Carga calorífica mensual
=
Q
Cálculo del parámetro X:
2,56W/m2·K
• •
El coeficiente de pérdidas del colector según fabricante: K1=1 (75 lts/m2 colector)
•
Cálculo de K2: – Temperatura ambiente en Abril: 10,5ºC (fuente: Manual Energía Solar CDT) – Temperatura Agua Fría en Abril: 12,5ºC (fuente: Manual Energía Solar CDT) – Temperatura ACS: 45ºC – K2=(11,6 + 1,18tac + 3,86tred - 2,32ta) / (100-ta)= (11,6 + 1,18 x 45 + 3,86 x 12,5 - 2,32 x 10,5) / (100 - 10,5) = K2= 0,99
•
X=(6,6m2 x 2,56W/m2·K x 0,97 x (100-10,5) x 2.592.000seg x 1 x 0,99)/816.270
•
X=4,61
kJ/mes
Factor corrección colectorintercambiador de calor
Ejemplo de cálculo ACS Determinación de la fracción mensual f: Si se usan las curvas de la gráfica: Y=1,87 X=4,61 f0,90
Si se usa la ecuación: f=1,029*Y -0,065*X -0,245*Y2 +0,0018*X2 +0,0215*Y3 f=1,029x1,87 – 0,065x4,61 – 0,245x1,872 + 0,0018x4,612 +0,0215x1,873 f=0,95 Valoración de la cobertura mensual: Carga mensual de ACS: 816,27MJ/mes = 226,74kW·h/mes = 195.023kcal/mes Ahorro de energía generado: 816,27x 0,95=775,46 MJ/mes
Ejemplo de cálculo ACS Valoración de la cobertura anual F: • •
meses Cobertura Necesidades Ahorro
Las necesidades energéticas anuales para producción de ACS son de 10.905MJ Operando igual que en el mes de ejemplo, se obtienen los siguientes resultados: E 122 814,9 814,9
F 119 703,3 703,3
M 105 791,6 791,6
Energía ahorrada :
A 95 816 775
M J J A S O N D 54 64 59 84 104 116 120 124 929 980 1072 1077 1005 971 887 859,1 10905 502 627 632 905 1005 971 887 859,1 9473,5 ahorro gasoil: 222 kg/año
9.473 MJ
= 221,87 Kg.
3,6MJ/Kwh *11,86Kwh/Kg
La cobertura anual será: F=9473MJ / 10905MJ = 0,86 Es decir, cobertura anual del 86%
Ejemplo de cálculo Ventilación Sistema de Ventilación Mecánica Controlada en Coyhaique • • •
Ventilación permanente=201,6 m3/h (1,61 kW) TDIT= 21ºC TDOT= -3ºC
Necesidades mes de Abril: •
Q=1.702,8 MJ/mes
Radiación solar incidente: • Los colectores están integrados en el tejado (35º de inclinación) • Según el Registro Solarimetrico de Chile y una inclinación de 35º, la radiación media diaria en el mes de Abril es de 3,11 kWh/m2 (11,22 MJ/m2)
Ejemplo de cálculo Ventilación
Cálculo del parámetro Y: •
Se seleccionan 5 colectores planos de aire (9,3
•
Y=(9,3m2 x 0,83 x MJ/mes)=1,42
•
Y=1,42
0,96 x 0,97 x 11,22
m2)
MJ/m2x30 días) / (1.702,8
Cálculo del parámetro X:
3,197W/m2·K
•
El coeficiente de pérdidas del colector según fabricante:
•
X=(9,3m2 x 3,197W/m2·K x 0,97 x (100-10,5) x 2.592.000seg )/1702800000 J/mes
•
X=3,93
Ejemplo de cálculo Ventilación Determinación de la fracción mensual f: Si se usan las curvas de la gráfica: Y=1,42 X=3,93 f0,95
Si se usa la ecuación: f=1,04*Y -0,065*X -0,159*Y2 +0,00187*X2 +0,0095*Y3 f=1,04x1,42 – 0,065x3,93 – 0,159x1,422 + 0,00187x3,932 +0,0095x1,423 f=0,96
Casa Canales, Coyhaique
EJEMPLOS DE MONTAJE AIRE SOLAR COLECTORES CONECTABLES
INSTALACION DE APOYO A CALEFACCION
Entrada Aire Solar Entrada Aire Exterior
Calculo de G, potencia de equipo y consumo de energia
Muros tipo 1 Muros tipo 2 Ventanas tipo 1 Ventanas tipo 2 Techo Piso (perimetro) Piso (area) Volumen Infiltraciones G T interior T exterior Potencia equipo Calef.
Porcentaje de pérdidas de calor Area U UA [%] m2 W/m2C W/C 299,42 0,38 114,95 8,37 40,5 0,38 15,37 1,12 170,36 1,51 257,24 18,74 4,58 2,40 10,99 0,80 250,5 0,16 39,12 2,85 649,42 0,90 584,48 42,58 292,77 0,31 89,96 6,55 1241,04 [m3] 0,6 1,11 [W/(m3ºC)], 22 3 26,08 [KW]
Factor de Uso Grados Dia periodo Calef Demanda de Energia
0,8 1641 1,56E+11 J/año 43.251 KW-h/año
Rendimiento del sistema Consumo de energia Costo de la energia Gasto anual en energia
0,95 45.527 55 $/KW 2.504.001 $/año
Polideportivos Piscinas Temperadas Procesos de Secado Industrial
Piscina Pública de Ingoldstadt
Colectores de Aire Inclinación Volumen de aire Potencia Puesta en marcha
350 m² 45 º 30.000 m³/h 250 kWp 1991
Información del Proyecto Calentamiento del aire exterior para calefacción, ventilación y deshumidificación de las instalaciones de las piscinas. El calentamiento del aire en este tipo de instalaciones es un caso ideal para el aprovechamiento de la energía solar. El 70 % de la energía necesaria en una piscina climatizada radica en el calentamiento del aire y deshumidificación. Sobretodo es muy interesante debido a que la temperatura del aire en una piscina tiene que permanecer entorno a los 35 ºC durante todo el año, por lo que se puede utilizar la instalación solar también en verano. Los colectores solares pueden, independientemente de la temperatura del aire exterior, ahorrar energía. Por ejemplo si la temperatura exterior en invierno es de –10ºC y se puede calentar hasta 10 ºC con un sistema solar, el convencional solo se utilizará para el siguiente salto energético (de 10 a 35 ºC) por lo que aún así se consigue un importante ahorro energético.
Perfiles de Aluminio
Pasamuros aislado térmicamente
Muro-fachada
Acumulador integrado en el edificio con paredes de madera Calor de radiación agradable Doble uso de la pared radiante: calentada por airesolar y un sistema convencional
