www.aiguasol.coop HERRAMIENTA DE CÁLCULO SIMPLIFICADA PARA CALEFACCIÓN SOLAR Daniel González i Castellví La Rioja, Febrero de 2011
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HERRAMIENTA DE CÁLCULO SIMPLIFICADA PARA
CALEFACCIÓN SOLAR
Daniel González i CastellvíLa Rioja, Febrero de 2011
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aiguasol > presentación
▪ Cooperativa fundada en 1.999 por dos doctores investigadores
de la UPC. Actualmente formada por 17 personas altamente
cualificadas (2 Doctorandos, 8 ingenieros, 3 físicos y 4 en
administración y ventas) dedicados exclusivamente a tareas de
ingeniería energética, con oficinas en Barcelona y Gipuzkoa.
▪ EDIFICACIÓN: tareas de investigación, desarrollo, estudios y
proyectos relacionados con los aspectos energéticos, pasivos y
activos en edificios o barrios.
▪ INDUSTRIA: optimización y integración de procesos, mejora de
eficiencia de maquinaria, introducción de renovables.
▪ GENERACIÓN: desarrollo y diseño relacionado con sistemas
solares termoeléctricos, aspectos avanzados de sistemas
fotovoltaicos y diseño y optimización de sistemas energéticos o
medidas de eficiencia para empresas de servicios energéticos
(ESCO)
▪ SOFTWARE: desarrollo y comercialización de software
específico para sistemas energéticos, especialmente sistemas
solares, como TRNSYS, TRANSOL, TRNFLOW...
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Introducción
Motivación
▪ Disponer de una metodología de cálculo simplificada capaz
de determinar de forma precisa la aportación solar a las
demandas de ACS y calefacción para las dimensiones del
sistema solar propuesto por el usuario o determinar la cantidad
de captadores solares para satisfacer una aportación solar
determinada.
Este método de cálculo debe ser:
▪ Preciso
▪ Rápido
▪ Sencillo
▪ Flexible
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Antecedentes
Métodos actuales:
▪ Los métodos basados en simulación dinámica, como
TRNSYS, TRANSOL o T-SOL, acostumbran a ser muy precisos,
pero son costosos y de difícil manejo
▪ Los métodos paramétricos o condensados son de muy fácil
utilización, típicamente gratuitos, pero sus resultados son
únicamente orientativos, cuando no erróneos
Nuevas tendencias:
▪ AIGUASOL ha trabajado los últimos años en el desarrollo de una
metodología que permite condensar la matemática de modelos
de simulación dinámica en modelos paramétricos (meta
modelos) de gran precisión, con limitación de variables y rangos
como CHEQ4, para IDAE.
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Antecedentes
Tratamiento
matemático:
Parámetros
definitorios
(hipótesis)
Baterías de
simulaciones:
Rangos de
validez
Tratamiento
estadístico:
Curvas de
regresión
Máxima simplicidad: F-Chart
Modelo de 6 parámetros - 2 números adimensionales
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Máxima precisión y resolución: TRANSOL3.1
Antecedentes
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Nuevo método para VAILLANT
Información de partida
Definición de esquemas de principio
Opciones de regulación
Consignas de diseño (régimen de caudal,…)
Rango de validez de parámetros
Variables sensibles
Detalle técnico de los elementos a modelizar:
• Captadores (captador plano)
• Acumuladores
• Etc…
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Nuevo método para VAILLANT
Baterías de
simulaciones:
Rangos de
validez
Tratamiento
estadístico:
Curvas de
regresión
Conceptos de trabajo
METAMODELO: Modelo de 12 parámetros - 6 números adimensionales
lnY1 = -0.605 +1.032 lnF1 +0.016 lnA3 -0.733
Ncol/Usuaris
-0.077 SIT_A1 - 3.239 C2b +2.194VolPA
-0.061 X2 -0.068 X3 -0.036 X4 + residus
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Nuevo método para VAILLANT
Información de partida
Definición de esquemas de principio:
Depósito multienergía
2 depósitos
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Nuevo método para VAILLANT
Información de partida
Variables sensibles y rangos de validez del método:
Orientación captadores: Sur +/- 15º
Número de captadores: 10-20 unidades
Tipo de captadores: plano selectivo
Inclinación captadores: 45-60ºC
Volumen de acumulación: relativo.
Número de captadores en serie (caudal de campo)
Características del circuito primario (longitudes, aislamientos, ...)
(...)
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Nuevo método para VAILLANT
Información de partida
Caracterización de la demanda:
Número de usuarios
Superficie a calefactar: 150-250 m2
Nivel de aislamiento:
• bajo (CTE-20%)
• medio (CTE)
• alto (CTE+20%)
Tipo de emisores:
• Suelo radiante: Timpulsión = 35ºC
• Radiadores: Timpulsión = 75ºC
(...)
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Desarrollo del proyecto
▪ Fase 1: Descripción de los modelos TRNSYS.
Adecuación de los esquemas de Aiguasol a las
especificaciones particulares de los elementos Vaillant:
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Desarrollo del proyecto
▪ Fase 2: Generación de perfiles horarios de demandas.
Según normas UNE.
Demandas de ACS:
Según perfil DTIE modificado
Demandas de calefacción:
Simuladas en TRNBUILT (TRNSYS)
Normalización según valores CALENER
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Desarrollo del proyecto
▪ Fase 3: Definición de parámetros.
Caracterización paramétrica de los diferentes escenarios
estudiados. Análisis de sensibilidad.
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Desarrollo del proyecto
▪ Fase 4: Baterías de simulaciones.
Simulación dinámica anual en base de fracción horaria de
todos los casos posibles definidos resultado de la
combinación de:
• Nivel de demanda de Calefacción
• Nivel de demanda de ACS
• Tipo de acumulación
• Tipo de emisor de calefacción
• Zonas climáticas según normativa
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Desarrollo del proyecto
▪ Fase 5: Tratamiento estadístico.
Regresión de los resultados hasta una función analítica
sensible a las variables escogidas.
▪ Fase 6: Análisis de ajuste.
Determinación del error del ajuste respecto a los resultados
de las simulaciones.
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Desarrollo del proyecto
▪ Fase 7: Implementación informática.
•Formato: Excel por integración y versatilidad
•Variables editables
•Invertibilidad:
•Fracción solar
•Superficie de captación
•Integración con herramientas internas relacionadas
•Integración con herramientas de certificación
•CALENER
•Informe de resultados (contenido, formato,…)
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E-mail: [email protected]
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Dirección postal:
AIGUASOL ENGINYERIA
C/ Roger de Llúria 29, 3º 2ª
E-08009 BARCELONA
Tel: + 34 93 342 47 55
Fax: + 34 93 342 47 56
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