Diseño de Sistemas Principios 2

2 Cuando la radiación solar incide en el colector, la temperatura del agua en su interior aumenta. Cuando el sensor del colector mide una temperatura 8°C mayor que la temperatura del depósito (o de la línea de retorno) el controlador manda arrancar la bomba. (DT on) Cuando el sensor del colector mide una temperatura 3°C mayor que la temperatura del depósito (o de la línea de retorno) el controlador manda parar la bomba. (DT off) Principios de Operación de Sistemas Forzados

3 Hacer un buen plan del proyecto: –requerimientos del cliente. –planos del edificio (espacio disponible). –diseño de sistemas existentes, etc. Conocer datos climáticos. Conocer los reglamentos locales y los diseños de sistemas que cumplen con los requerimientos. Diseño del Campo de Colectores

4 Mejor práctica: Balance Hidráulico / Térmico: – Retorno Invertido. – Equilibrado entre ramales. Grupos de 3-4 colectores en paralelo Caudal recomendado: 80 L/hr/m 2. Caudal aceptable: L/hr/m 2. Ramales pueden ser equilibrados manualmente (evitar en lo posible esta opción). –Instalar una válvula de equilibrado a la entrada de cada ramal menor. –Instalar una vaina para sensor en cada ramal no equilibrado para confirmar la temperatura. Diseño del Campo de Colectores

5 Inclinación de colectores de acuerdo a: –Latitud del lugar [Latitude+10°(?)]. –Meses requeridos de calefacción. –Requerimientos del cliente. –Consideraciones estéticas. –Angulo minimo de salida del aire. Diseño del Campo de Colectores x

6 Agua Calente Sanitaria Agua caliente sanitaria (ducha, cocina, etc): Diseñar para la captación de energía necesaria para el día entero. Demanda basada en los requerimientos del cliente, capacidad económica del cliente, niveles de consumo espacio disponible, otros spec. Temperaura del agua de consumo 45°C. Temperatura de diseño del acumulador 60-65°C. Preferible conexión de colectores en paralelo. Irradiación solar Demanda de agua sanitaria caliente Rendimiento de sistema solar

7 Aplicaciones Industriales Cuando un proyecto requiere altas temperaturas de agua: Se necesita conectar los colectores en serie. En una conexión en serie, instalar más colectores al principio de la serie para alcanzar mayores eficiencias en el campo de colectores. En muchos casos, es útil un diseño de precalentamiento solar. 30C 40C48C52C 90C 70C

8 Diseño del Campo de Colectores Hasta cuatro colectores agrupados en una conexión en paralelo. Hasta tres colectores (o grupos) conectados en serie. Recordar- Un colector de placa plana trabaja al 75% de eficiencia a una temperatura cercana a la ambiente y al 30% de eficiencia a 80°C.

9 Los colectores deben orientarse (azimuth) al sur en el hemisferio norte y al norte en el hemisferio sur. Si los colectores no pueden instalarse con un ángulo óptimo o cuando se proyecta una sombra sobre parte del campo, mayor cantidad de colectores deben ser instalados para compensar la reducción de energía captada. Diseño del Campo de Colectores

10 Sizing Principles Supply =Demand η collector(X=0.03) *A*E = Q(vol)*VOL η (X)= Efficiency at representative working point A=area of collectors aperture (m 2 ) E=Average daily radiation (kW) Q(vol)=required energy per liter(kWh) VOL = amount of liters in the system ( *0.03)*4.3m 2 *4646kcal/d=11,867 kcal/day Design 41 kcal/Liter/day 11867/41 = 290L

11 Gutemala City irradiation data Irradiation [kwh]Month 174Jan 174Feb 184Mar 176Apr 151May 142Jun 157Jul 161Aug 154Sep 159Oct 159Nov 170Dec 1962Year 5.4 [kWh/day]Average day 4646 ]kCal/day]Average day Irradiation of global rad. tilted plane Azimuth 0°, Inclination 20°

12 Campo de 3+3 colectores en serie Del acumulador Al acumulador

13 Campo de 3+3 colectores en paralelo Del acumulador Al acumulador

14 Campo de 10 colectores

15 3x4 en paralelo Del acumulador Al acumulador

16 Instalación en Edificio de Departamentos

17 Calefacción de piscina Filtro Calefactor auxiliar

18 Esquema general del sistema

19 Posicion de colectores en el area

20 Campo de colectores - fontanería

21 Controlador

22 Bombas

23 Precalefaccion

Gracias Eng. Micky Carmel