manual avanzado de transol 3 - aiguasol · las variables son las condiciones de contorno...
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MANUAL TRANSOL 3.0
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1 INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................................... 3
1.1 ¿QUÉ ES TRANSOL 3.0?.......................................................................................................................... 4
1.2 ¿QUÉ ES UNA SIMULACIÓN DINÁMICA? ........................................................................................................ 7
1.3 ¿POR QUÉ MÉTODOS DINÁMICOS EN LUGAR DE MÉTODOS ESTÁTICOS? ............................................................... 9
2 ¿CÓMO UTILIZAR TRANSOL 3.0? .......................................................................................................... 11
2.1 APLICACIÓN DE NORMATIVA VIGENTE .............................................................................................. 12
2.2 TRANSOL3.0 COMO HERRAMIENTA DE CRITERIO.............................................................................. 12
2.3 TRANSOL 3.0. BALANCE ENERGÉTICO ................................................................................................ 12
3 PROCESO DE DISEÑO PASO A PASO ..................................................................................................... 14
3.1 NUEVO PROYECTO: SELECCIÓN DEL ESQUEMA ................................................................................. 15
3.2 CONFIGURACIÓN DEL ESQUEMA: SELECCIÓN DE PARÁMETROS ....................................................... 16
3.2.1 EL ASISTENTE PASO A PASO .......................................................................................................... 17 3.2.1.1 Ventana SIMULACIÓN: ........................................................................................................................ 20 3.2.1.2 Ventana CONSUMO ACS – PERFIL: ...................................................................................................... 25 3.2.1.3 Ventana DEMANDA DE PROCESOS INDUSTRIALES .............................................................................. 37 3.2.1.4 Ventana CAMPO SOLAR:...................................................................................................................... 39 3.2.1.5 Ventana ACUMULADOR SOLAR: .......................................................................................................... 44 3.2.1.6 Ventana SISTEMAS AUXILIARES HIDRÁULICOS: ................................................................................... 46 3.2.1.7 Ventana REGULACIÓN DEL CIRCUITO SOLAR: ..................................................................................... 49 3.2.1.8 Ventan INTERCAMBIADOR: ................................................................................................................. 52 3.2.1.9 Ventana PROGRAMADOR DIARIO: ...................................................................................................... 54 3.2.1.10 Ventana BOMBAS: ............................................................................................................................... 55 3.2.1.11 Ventana TUBERÍAS: .............................................................................................................................. 57 3.2.1.12 Ventana PARÁMETROS DE LA PISCINA ................................................................................................ 63 3.2.1.13 Ventana TORRE DE REGRIGERACIÓN ................................................................................................... 65 3.2.1.14 Ventana REFRIGERADORA TÉRMICA ................................................................................................... 66 3.2.1.15 Ventana ANÁLISIS ECONÓMICO .......................................................................................................... 68 3.2.1.16 TERMINAR ........................................................................................................................................... 69
3.2.2 EL ESQUEMA INTERACTIVO ........................................................................................................... 70 3.2.2.1 Ventana PARÁMETROS DEL EDIFICIO .................................................................................................. 70
3.2.3 MENÚ PARÁMETROS .................................................................................................................... 78
3.3 EJECUCIÓN DE LA SIMULACIÓN ......................................................................................................... 78
3.4 VISUALIZACIÓN DE RESULTADOS ....................................................................................................... 86
3.4.1 Balance de las bombas del sistema ............................................................................................... 87
3.4.2 Balance de los sistemas auxiliares ................................................................................................ 88
3.4.3 Balance energético del sistema ..................................................................................................... 89
3.4.4 Balance medioambiental .............................................................................................................. 91
3.4.5 Control de Temperaturas .............................................................................................................. 92
3.5 EDICIÓN DE INFORMES ...................................................................................................................... 94
3.5.1 El impacto medioambiental .......................................................................................................... 97
4 ANÁLISIS PARAMÉTRICOS .................................................................................................................... 98
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1 INTRODUCCIÓN
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1.1 ¿QUÉ ES TRANSOL 3.0?
TRANSOL 3.0 es una herramienta específica para el diseño de sistemas (instalaciones) solares
térmicos basada en cálculos dinámicos.
Los sistemas que abarca TRANSOL 3.0 son:
Por tipo de usuario:
Vivienda unifamiliar
Vivienda multifamiliar
Colectivo (terciario):
Hostales y hoteles
Campings
Hospitales
Escuelas
Oficinas
Restaurantes
Residencias
Procesos industriales con demandas de calor
Por tipo de servicio:
Generación de ACS
Climatización (calefacción y aire acondicionado)
Climatización de piscinas
Procesos industriales con demanda de agua caliente: pudiendo comprender cuatro niveles
diferentes de temperatura demandada.
TRANSOL 3.0 es una herramienta de cálculos dinámicos que utiliza TRNSYS 16 para realizar las
simulaciones.
TRNSYS 16 es un programa avanzado de simulación dinámica especialmente enfocado a transitorios
de fenómenos térmicos.
El uso de TRNSYS 16 requiere de una formación específica y avanzada tanto del uso del propio
programa como de los sistemas que se pretenden estudiar con él.
TRANSOL 3.0 presenta un entorno amigable, incluye la opción de un asistente “paso a paso” para la
configuración del sistema a estudiar así como un esquema interactivo de dicho sistema desde el
que se pueden modificar numerosos parámetros. Esto permite que el usuario no tenga que
programar directamente en TRNSYS 16 si no configurar su instalación de forma fácil desde un
sencillo esquema de principio: la modificación de parámetros o variables del sistema es inmediata y
casi intuitiva.
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TRANSOL 3.0 confiere al usuario una gran libertad de diseño, la posibilidad de realizar de estudios
de sensibilidad, la posibilidad de comparar diversas opciones de configuración,…
Esta libertad de diseño requiere por parte del usuario un conocimiento básico- medio de los
sistemas solares térmicos tanto para optimizar el tiempo de uso de TRANSOL 3.0 como para extraer
su máximo potencial.
Figura 1. - Ejemplo de esquema interactivo de TRANSOL 3.0: ACS multivivienda
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Figura 2. - Ejemplo de esquema interactivo de TRANSOL 3.0: Climatización solar (calefacción y aire acondicionado)
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1.2 ¿QUÉ ES UNA SIMULACIÓN DINÁMICA?
Los elementos (componentes) de una instalación (sistema) se comportan de forma diferente en
función de:
El condiciones de operación (condiciones instantáneas): porcentaje de carga, caudales,
temperaturas,…
Condiciones de contorno no controlables (ambiente y demandas): temperatura ambiente, fracción
de radiación solar directa, demanda de calor o frío, temperatura del agua de suministro (cuando
exista cesión de energía a circuitos abiertos),….
Condiciones de contorno controlables (diseño de la instalación): rango de temperaturas de trabajo,
rango de caudales, orientación e inclinación (en caso de paneles solares), caudal fijo o variable,
conexión en serie o paralelo (en caso de generadores de frío o calor, como por ejemplo, placas
solares), capacidad de transferencia de los intercambiadores térmicos,…
Desde el punto de vista de la Ingeniería, una instalación es un sistema donde cada uno de los
componentes interacciona con su entorno (el ambiente y el resto de componentes de dicho
sistema). Esto implica, por lo explicado en el párrafo anterior, que el comportamiento de cada uno
de estos componentes está –en mayor o menor grado- ligado al comportamiento del resto.
Todas estas interacciones aumentan rápidamente la complejidad del estudio de la instalación
objeto del ingeniero/instalador y hacen difícil determinar cuál es la opción óptima para cualquiera
que sea el criterio de diseño escogido: financiero, técnico, energético,….
La forma típica de abordar este tipo de problemas es mediante cálculos estáticos. Esto es, fijar
condiciones de diseño, que suelen depender del buen criterio del ingeniero/instalador y se reduce a
considerar las condiciones más exigentes para el trabajo de los principales elementos, más
frecuentes a lo largo de la vida de la instalación,... Y suponer que la variación de dichas condiciones
no va a afectar notablemente a la eficiencia o rentabilidad total del sistema en cómputo global
anual.
Esta estrategia de diseño puede dar buenos resultados aunque tiene varios puntos débiles:
Suele contener un grado importante de subjetividad a la hora de establecer dichas condiciones de
diseño que puede ser afectar en mayor o menor medida a los resultados del diseño.
No tiene en cuenta las diferentes formas de variar el comportamiento de los diferentes
componentes de la instalación ante las mismas condiciones globales (demandas, ambiente,…),
ocultando una información sobre el sistema que puede llevar a desviaciones notables de los
resultados del diseño y desembocar en balances insatisfactorios a final de año (tanto económicos
como energéticos).
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Permite con extrema facilidad la omisión para el ingeniero/instalador de interacciones sutiles entre
elementos que pueden generar errores de diseño importantes e incluso hacer que una instalación
no sólo no funcione de forma óptima si no que no funcione correctamente.
Otra forma de abordar “problemas de sistema” es mediante cálculos dinámicos. Esto es, identificar
cada uno de los componentes de dicho sistema mediante un conjunto de ecuaciones matemáticas
definidas por un número determinado de parámetros que reciben cierta cantidad de variables para
realizar los cálculos necesarios y devolver una determinada cantidad de resultados.
Los parámetros son, típicamente, valores nominales facilitados por los fabricantes de dicho
componente o coeficientes teóricos –genéricos-.
Las variables son las condiciones de contorno (controlables e incontrolables) antes explicadas. Una
de las variables típicas para este tipo de problemas es el tiempo, con el fin de simular el
comportamiento de los sistemas reproduciendo la propia realidad, de ahí el nombre de “cálculos
dinámicos”.
Los resultados devueltos por el conjunto de ecuaciones (componente) informan sobre el
comportamiento de dicho componente -definido por los parámetros- bajo las condiciones definidas
por las variables.
La fiabilidad de los resultados obtenidos depende de la fiabilidad de las ecuaciones para reproducir
el comportamiento real del componente.
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1.3 ¿POR QUÉ MÉTODOS DINÁMICOS EN LUGAR DE MÉTODOS
ESTÁTICOS?
Estos métodos de cálculo presentan varias virtudes con respecto a los métodos estáticos:
Permiten “construir la instalación”, haciendo que los resultados de salida de un componente sean
las variables de entrada de otro componente que iría acoplado al primero en la instalación real.
Esto hace posible resolver los problemas de los cálculos estáticos descritos anteriormente,
poniendo a disposición del ingeniero/instalador mucha más información sobre el comportamiento
del sistema (como conjunto de elementos en interacción) y permitiendo, por tanto, una mayor
comprensión del mismo con la consecuente mayor autoridad para el diseño y optimización bajo
cualquier criterio. En sistemas solares térmicos, la variable tiempo toma valores a lo largo de todo
un año, permitiendo reproducir el comportamiento de la instalación durante todo un este período
en cuestión de algunos minutos. El ingeniero/instalador puede obtener información, como caudales
y temperaturas, en puntos críticos de la instalación en cualquier momento dentro del período
temporal simulado.
Figura 3. - Proceso de cálculo de TRANSOL 3.0, simulación anual (8760 horas) con datos de METEONORM. Se observa la evolución de diferentes temperaturas de una instalación solar entre las horas 1.685 y 1.805 del año.
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Permiten la rápida sustitución de determinados componentes o parámetros para comprobar la
sensibilidad del comportamiento global del sistema bajo dicha variación. Este estudio de
sensibilidad permite al ingeniero/instalador complementar o corregir sus criterios de diseño de
forma sólida y argumentada.
Permiten ensayar - por el propio fabricante - un determinado elemento bajo diferentes condiciones
a fin de poder realizar las correcciones de diseño necesarias para obtener los comportamientos
deseados.
La implementación de estos métodos de cálculo, una vez superada la fase de adiestramiento por
parte del usuario, implican una reducción importante de costes (para fabricantes) así como una
mejora notable de criterios generales y diseños particulares (para ingenieros e instaladores) ya que
se pueden considerar laboratorios de ensayo virtuales con todas las ventajas de los laboratorios de
ensayo reales y con mucho menor coste asociado, mucha mayor facilidad de operación y una
reducción drástica de tiempos de ensayo.
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2 ¿CÓMO UTILIZAR TRANSOL 3.0?
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2.1 APLICACIÓN DE NORMATIVA VIGENTE
Los sistemas solares térmicos están sujetos a diferentes normas en función de la localidad donde se
ejecute el proyecto.
TRANSOL 3.0 es una herramienta de cálculo y diseño de este tipo de sistemas de alcance
internacional. Por tanto, sus esquemas y posibilidades van más allá de la normativa nacional o local
correspondiente.
TRANSOL 3.0 propone diferentes esquemas de principio como diferentes soluciones aceptadas,
cada una con sus virtudes y defectos desde el punto de vista técnico.
Es responsabilidad del usuario (ingeniero/instalador) escoger el sistema correspondiente según la
normativa aplicable al proyecto y configurarlo en base a las restricciones legales pertinentes.
2.2 TRANSOL3.0 COMO HERRAMIENTA DE CRITERIO
TRANSOL 3.0 es una herramienta de simulación dinámica de sistemas solares térmicos.
La virtud de cualquier simulación dinámica respecto a un “cálculo estático” (más allá de lo
comentado anteriormente) es la perspectiva que el usuario obtiene del sistema en sí y de su
comportamiento. Los resultados de una simulación son más precisos que las estimaciones estáticas
que se puedan hacer, pero siempre dependen de los datos de entrada y del nivel de realismo de los
modelso matemáticos. Esto implica una desviación inherente de estos resultados respecto al
comportamiento real que el sistema pueda registrar una vez en operación.
No obstante esto, el usuario puede obtener información de la sensibildiad de los parámetros del
sistema (ver apartado ANÁLISIS PARAMÉTRICO) así como datos mucho más próximos al
comportamiento real de la instalación y –lo más importante- ver cómo varían éstos en el tiempo.
Por tanto, la forma ideal de sacar el máximo rendimiento de un cáclculo dinámico es realizar
diferentes ensayos (análisis de sensibilidad) para un sistema bajo diferentes hipótesis de trabajo,
diferentes parámetros de configuración,…, para obtener la mejor perspectiva posible del sistema
particular estudiado y poder tomar decisiones adecuadas y bien fundadas.
2.3 TRANSOL 3.0. BALANCE ENERGÉTICO
TRANSOL 3.0 es una herramienta de balance energético. Su objetivo es evaluar los sistemas
propuestos desde un punto de vista putramente energético (eficiencia, producción, consumo
parásitos, demandas,…). Con este propósito, se realizan estimaciones de consumos parásitos y
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pérdidas de carga de las instalaciones hidráulicas propuestas según las dimensiones de las mismas.
Estas estimaciones no tienen implicación ninguna en diseños ejecutivos y deben ser revisadas por el
usuario para cálculos más concretos en proyectos definidos.
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3 PROCESO DE DISEÑO PASO A PASO
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3.1 NUEVO PROYECTO: SELECCIÓN DEL ESQUEMA
Vamos a iniciar un nuevo proyecto con TRANSOL 3.0. Para ello, pulsar en el menú Fichero\Nuevo.
Para escoger el esquema de entre los 35 propuestos, especificar el tipo de sistema (unifamiliar,
multivivenda, colectivo, procesos industriales o climatización) y seleccionar el esquema deseado en
el menú de la derecha. Activar las casillas de calefacción y/o piscina en el caso que el sistema solar
que el usuario pretenda diseñar deba cubrir estas demandas, además de la de agua caliente
sanitaria (ACS). En el caso de sistemas colectivos, especificar también el tipo de uso (hotel, centros
deportivos, etc.).
Los esquemas básicos para sistemas solares se pueden agrupar en varias categorías, que son:
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Sistemas unifamiliares: para viviendas aisladas, unifamiliares.
Número de configuraciones: 9
Configuraciones para ACS (Agua Caliente Sanitaria): 4
Configuraciones para ACS y piscina: 1
Configuraciones para ACS, calefacción y piscina: 2
Configuraciones para ACS y calefacción: 2
Sistemas multivivienda: para edificio de viviendas y consumos de ACS.
Número de configuraciones: 9
Sistemas colectivos: para servicio a grandes consumos colectivos (hoteles, centros
deportivos, etc.).
Número de configuraciones: 15
Configuraciones para ACS: 9
Configuraciones para ACS y piscina: 2, una para piscina cubierta y otra para piscina descubierta
Configuraciones para ACS, calefacción y piscina: 2
Configuraciones para ACS y calefacción: 1
Sistemas para procesos industriales: para servicio a procesos industriales.
Número de configuraciones: 1
Sistemas para climatización: para servicio simultáneo a consumos de ACS,
calefacción y refrigeración.
Número de configuraciones: 1
3.2 CONFIGURACIÓN DEL ESQUEMA: SELECCIÓN DE PARÁMETROS
Una vez seleccionado el esquema a estudiar hay que configurarlo con los parámetros específicos
del proyecto: orientaciones, volumen de demanda, espacio disponible para el campo de captación,
configuración del campo, tipo y potencia del sistema auxiliar de energía,…
TRANSOL 3.0 ofrece tres formas de acceder a los parámetros del sistema:
- El asistente paso a paso
- Desde el esquema interactivo
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- Mediante el menú Parámetros
3.2.1 EL ASISTENTE PASO A PASO
Para utilizar el asistente paso a paso, habiendo escogido ya el esquema a estudiar, activar la casilla
Utilizar el asistente paso a paso en la parte inferior izquierda antes de apretar el OK.
Si ha activado dicha opción, TRANSOL le irá ofreciendo la posibilidad de configurar cada uno de los
parámetros definitorios del sistema a través de ventanas como las indicadas en la figura siguiente.
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Las ventanas se irán sucediendo secuencialmente. La secuencia de ventanas de configuración
puede ser anulada en cualquier momento mediante el botón Anular.
Las ventanas mostradas dependen del sistema escogido.
Mediante estas ventanas, el usuario podrá configurar parámetros de la propia instalación solar,
parámetros para un pre estudio económico y los parámetros para la configuración de la propia
simulación (período a simular y paso de cálculo).
El usuario puede observar que los campos libres ya tienen valores por defecto. TRANSOL 3.0 utiliza
CORRELACIONES para proponer predimensionados de la instalación según el esquema seleccionado
y las demandas introducidas.
Estos parámetros propuestos se interrelacionan entre ellos de modo que si el usuario edita
(modifica) alguno el resto de actualizan en consecuencia.
IMPORTANTE: Estos parámetros se actualizarán siempre y cuando no hayan
sido previamente modificados por el usuario, en cuyo caso quedarán fijados
en modo manual y por tanto, al modificar un segundo parámetro
correlacionado, el primero no se actualizará.
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Por ejemplo:
Para un caso determinado, TRANSOL propone 27 captadores, siendo el caudal de la bomba
del circuito primario solar de 4.722’30 kg/h. El usuario modifica manualmente el número de
captadores: 35. En este caso, TRANSOL actualiza el caudal de la bomba de primario a
6.121’50 kg/h.
Pero si el usuario, antes de modificar el número de captadores, modifica el caudal de la
bomba - por ejemplo, 5.000 kg/h-, al modificar el número de captadores a 35 el caudal de la
bomba de primario ya no se actualizará como en el caso anterior; quedará fijado a 5.000
kg/h hasta que vuelva a ser editado manualmente.
Las ventanas de configuración disponen de un botón de Ayuda que orienta al usuario en su
utilización.
Algunas de las ventanas de configuración más comunes son:
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3.2.1.1 VENTANA SIMULACIÓN:
En esta ventana se seleccionan los parámetros que definen el proceso de simulación (período y
paso) así como la temperatura del agua de red y los datos meteorológicos.
Si se selecciona la casilla Trazar las curvas de simulación en una gráfica, aparecerán en pantalla las
gráficas con los datos que el proceso de simulación generará. En estas curvas se podrán ver
temperaturas, caudales y potencias parásitas consumidas por el sistema en cada instante dentro
del período de simulación especificado.
Mediante el botón Definir un entorno se accede a la ventana de definición de horizontes.
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La consideración del entorno (el horizonte y los edificios colindantes a la instalación) permite
determinar la radiación solar que realmente incide en los captadores solares. La integración del
entorno en los cálculos permite conocer el descenso de rendimiento del sistema solar debido al
sombreamiento que estos obstáculos remotos provocan.
La influencia del sombreamiento provocado por obstáculos alejados se calcula en función de los
ángulos de sombreamiento que se pueden calcular con la ayuda de ábacos solares o reglas de
cálculo. Estos ángulos evalúan la cantidad de radiación solar que recibiría una superficie soleada en
un día claro en cualquier época del año.
La figura representa un diagrama solar y un entorno. La superposición de los dos permite calcular el
factor de soleamiento en cualquier instante del año.
El factor de soleamiento permite conocer cuando la superficie de captación queda sombreada. En
el caso de que ningún obstáculo produzca un sombreamiento significativo sobre los captadores, el
factor de soleamiento es igual a la unidad.
La figura representa el factor de soleamiento en el caso en que los obstáculos situados en frente de
los captadores tuvieran una altura constante sobre el horizonte.
El usuario tiene dos formas diferentes de generar el entorno:
- Utilizar la base de datos
- Crear su propio entorno
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En efecto, el usuario puede, o bien utilizar entornos ya creados, o bien crear el entorno específico
de su instalación solar. En este último caso, sólo es preciso generar una curva formada por las
coordenadas de cada punto: el azimut (en grados) y la altura angular del entorno (también en
grados)
Un editor de gráficos permite definir y visualizar el entorno a medida que se elabora.
Los modelos físico-matemáticos utilizados por el motor de cálculo TRNSYS calculan tanto el
sombreamiento de la radiación solar directa como de la radiación solar difusa por efectos del
entorno del campo de captadores. En el caso de la radiación solar directa, el método proporciona
un valor de sombreamiento tomar como punto de referencia para la definición del entorno un
punto situado en la mitad del campo de captadores (tanto en posición como en altura).
El método se considera suficientemente preciso para campos de captadores solares pequeños (<
10m²) en todos los casos
El método puede ser impreciso en el caso de campos de captadores de gran tamaño y con un
entorno muy cercano al mismo, con ángulos de altura del entorno elevados.
La descripción del entorno se ha de hacer de forma simétrica y regular, es decir, los puntos que
definen el entorno han de ser simétricos (el mismo valor absoluto con cambio de signo) entorno al
0 y equidistantes entre ellos. De lo contrario TRANSOL 3.0 dará un mensaje de error al iniciar la
simulación.
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Además, el máximo número de puntos a utilizar es de 20. A partir de esta cantidad de puntos de
entorno, el programa puede dar error o no hacer una lectura completa del fichero.
Ejemplo:
3.2.1.1.1 Datos Meteorológicos:
Los datos meteorolçogicos que TRANSOL 3.0 utiliza para realizar las simulaciones, son eextraídos de
los ficheros correspondientes en la base de datos que se instala junto con el propio programa.
Los formatos susceotibles de ser leídos por TRANSOL3.0 son:
Typical Meteorological Year (TMY) formato (.TMY)
Typical Meteorological Year Version 2 (TMY2) formato (.TM2)
International Weather for Energy Calculations (.IWEC)
Canadian Weather for Energy Calculations (.CWEC)
Energy+ (.EPW)
Meteonorm files for TRNSYS (.TM2)
Puntos definidos simétrica y
regularmente.
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Para introducir nuevos ficheros meteorológicos, estos deben copiarse en la ruta:
C:\Archivos de programa\Transol PRO 3.0\Interface\data\Weather
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3.2.1.2 VENTANA CONSUMO ACS – PERFIL:
En esta ventana se configuran los perfiles de demanda de energía. Existen varias formas y opciones.
La temperatura de utilización del agua caliente en los aparatos sanitarios es normalmente menor
que la temperatura del agua acumulada en el acumulador solar o en el acumulador auxiliar si
existe, y se consigue mediante la mezcla con agua fría de la red. Para limitar el desarrollo de las
bacterias, la temperatura del agua caliente distribuida debe ser como mínimo de 60 °C a la salida de
los acumuladores, y cuando la instalación disponga de un circuito de recirculación, la temperatura
del agua debe ser como mínimo de 50 °C en el punto más alejado de la red de distribución.
Las condiciones de utilización del agua caliente (temperatura y consumo) dependen de los hábitos y
preferencias personales del usuario. No obstante, los usuarios deben estar protegidos contra los
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riesgos de quemaduras en los puntos de consumo, donde la temperatura del agua no debe
sobrepasar los 50 °C o 45 ºC.
TRANSOL considera ambas mezclas, la mezcla del agua caliente sanitaria en los mismos puntos de
consumo (el aparato sanitario en cuestión) y la mezcla realizada por válvulas termostáticas aguas
arriba de los acumuladores, ya sean solares o auxiliares, para mantener la temperatura de
distribución, en caso de que exista, del agua caliente 10ºC por encima de la temperatura de
utilización del agua caliente sanitaria.
La definición de la demanda de agua caliente sanitaria reviste una gran importancia para una buen
diseño y dimensionado de una instalación solar. Esta es la razón por la que se ha efectuado un
esfuerzo particularmente importante sobre esta parte de la interfaz en esta nueva versión del
programa. La demanda de ACS se puede definir mediante distintos tipos de perfiles.
La demanda neta de ACS se define como la energía que llega a los aparatos sanitarios y puede
calcularse en base a tres parámetros: los perfiles de consumo, la temperatura del agua de red y la
temperatura del agua sanitaria en el punto de consumo. La demanda bruta es la suma de la
demanda neta más las pérdidas asociadas al sistema de distribución final de esa energía. Es la
energía que requiere la instalación para poder ofrecer la demanda neta al usuario en los puntos
finales de consumo.
La temperatura del agua sanitaria en los puntos de consumo (Temperatura del agua) se define de
forma unitaria para todos los tipos de perfiles. Las temperaturas de consigna del acumulador de
agua caliente, o de las calderas o calentadores en el caso en que éstas estén en serie entre el
acumulador y el punto de consumo deben ser superiores a la temperatura del agua sanitaria para
poder alcanzar la demanda neta solicitada.
La temperatura del agua de red puede determinarla el usuario o el programa de forma automática.
(La temperatura del agua de red se introduce en el diálogo de datos meteorológicos –ventana
SIMULACIÓN-, dado que es un dato que depende de la localización).
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Para determinar correctamente los perfiles conviene tener en consideración que las simulaciones
se realizan en horario real (no solar). El cambio horario verano invierno se tiene en consideración
según se indique.
4 opciones para definir la
temperatura de agua de red
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Existen tres niveles de definición de los perfiles de consumo, entre los cuales el usuario debe
escoger uno. Los tres niveles son:
- Perfil de demanda simplificado
- Perfil de demanda detallado
- Perfil horario. Importación de ficheros
1) Perfil de demanda simplificado
En TRANSOL se debe definir la demanda de ACS diaria media sobre el año, es decir los litros a
consumir en un día como media del consumo anual de ACS. La definición de la demanda diaria
media puede calcularse de varias maneras y depende normalmente del tipo de uso de la
Activación del cambio horario
invierno-verano
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instalación. Por ello, mediante el botón Calcular se accede a un cuadro de diálogo que permite
calcular la demanda diaria media de ACS.
Para la definición de una forma simplificada de la demanda de ACS, puede utilizarse un método que
permite definir la demanda diaria media del año, en litros por día, conjuntamente con unos perfiles
de distribución diarios y anuales. La demanda diaria media se obtiene de valores estadísticos,
estudios generales y/o datos provenientes de mediciones. En cualquier caso, e
independientemente del uso de la instalación, la demanda de ACS suele obtenerse al multiplicar un
valor específico de la demanda (por ejemplo,litros por persona en consumo residencial) por el
elemento que multiplica ese valor especifico (el número total de personas que usan la instalación,
siguiendo con el ejemplo). Existen tres tipos de diálogos diferenciados en función de si se trata de
viviendas unifamiliares, edificios multivivienda o instalaciones colectivas.
En el caso de viviendas unifamiliares, la demanda de ACS diaria media se define en función del
número de personas que ocupan la vivienda. Por defecto, el valor específico que se utiliza para
definir la demanda es de 45 litros/día por persona.
En el caso de edificios multivivienda, la demanda de ACS diaria media se define en función del
número de personas que ocupan cada vivienda, y el número de viviendas de diferentes tipos
existentes en el edificio. Se pueden definir cuatro tipos de tipologías de viviendas o pisos diferentes
que se diferencian por el número de personas que los ocupan. El valor específico que se utiliza para
definir la demanda es la demanda diaria media por persona, que es común a todas las cuatro
tipologías de viviendas que se pueden definir. Es imprescindible editar todas las subestaciones,
aunque en el edificio a simular todos los pisos sean idénticos. Por ejemplo, si tenemos un sistema
con 12 pisos de 4 personas cada uno, debemos incluir 3 subestaciones tipo A, 3 tipo B, etc. y
especificar 4 personas por cada subestación.
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En el caso de instalaciones para uso colectivo, la demanda de ACS diaria media se define
multiplicando un número de elementos que define ese uso (por ejemplo, las camas en el caso de un
hotel) y la demanda específica en litros/día para ese elemento. Por defecto, mediante un menú
desplegable se pueden escoger los diferentes tipos de uso con unos valores específicos de
demanda por defecto. En el título de la aplicación, se define cual es el elemento cuya cantidad
caracteriza el tamaño de la instalación para producción de ACS.
Adicionalmente deben definirse los perfiles diario y anual del consumo:
a) Definición del perfil diario de demanda de ACS
El usuario debe precisar el perfil diario para la demanda de ACS que se almacena en un
fichero ASCII (*.dat). Existen disponibles varios perfiles predefinidos, los cuales se
diferencian entre ellos por una diferente distribución a lo largo del día. Entre estos perfiles
figura uno de los perfiles de consumo de referencia extraído del "Documento Técnico de
Instalaciones para la Edificación DTIE 1.01", que se utiliza por defecto. El total sobre 24
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horas de los coeficientes por hora debe ser igual 24. El usuario tiene la posibilidad de
definir nuevos perfiles diarios mediante el editor de perfiles. Para ello, basta con
seleccionar la casilla 'Edición', definir los coeficientes por hora y finalmente, pulsar sobre el
botón "Ajustar" para garantizar que la suma de los coeficientes por hora es exactamente
igual a 24. Un editor de histogramas permite definir, guardar e imprimir los perfiles de
demanda.
b) Definición del perfil anual
Una vez las necesidades medias diarias han sido definidas (volumen demandado y perfil
diario), el usuario debe definir la distribución de las necesidades de ACS durante los
diferentes meses del año. Se proporcionan en el programa varios perfiles tipo predefinidos
en función de distintos sectores de actividad:
Hostelería
Hotel "4 temporadas"
Hotel "vacaciones de verano"
Hotel "vacaciones de invierno"
Alojamientos colectivos
Hospitales
Camping
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Residencial
DTIE 1.01
Estos perfiles se pueden almacenar en ficheros ASCII (*.dat). Cada uno de estos ficheros
contiene una lista de 12 coeficientes multiplicadores, uno para cada mes del año. La suma
anual de los coeficientes multiplicadores debe ser igual a 12. Para conocer las necesidades
diarias medias de ACS en un mes determinado, es necesario multiplicar la necesidad diaria
media sobre el año (definido en la primera etapa) por el coeficiente multiplicador.
2) Perfil de demanda detallado
Si el usuario escoge la opción de Perfil de demanda detallado puede definir la demanda energética
de ACS bien por semanas o bien por meses.
a) Gestión semanal de la demanda de ACS
Para cada día de la semana, el usuario debe definir, con la ayuda de un editor de perfiles, la
demanda de ACS (en litros/día), así como el perfil diario. De esta manera, también se crea
una semana tipo de demanda que se puede guardar para ser utilizada en otra ocasión.
33 | P á g i n a
Para definir la demanda anual, para cada una de las 52 semanas del año, debe definirse que
semana tipo de demanda la representa. Las opciones de "Copiar - Pegar" de los menús
superiores permiten facilitar el completar la tabla.
34 | P á g i n a
b) Gestión mensual de la demanda de ACS
En este caso, tal y como se muestra en la figura, para cada mes del año, el usuario debe
definir la demanda diaria media de ACS (en litros/día) y un perfil de demanda diario a
utilizar todos los días del mes. Es un sistema que permite definir con menor detalles la
demanda de ACS que el sistema de gestión semanal, pero que por otro lado tienen la
ventaja de que es más rápido.
35 | P á g i n a
3) Perfil horario. Importación de ficheros
Con el fin de mantener una gran flexibilidad en la utilización de TRANSOL, existe también la
posibilidad de importar ficheros propios de demanda energética a condición que los datos que se
proporcionen sean para un paso de tiempo de una hora (o sea 8760 líneas de datos, una línea para
cada hora del año) y que la demanda esté expresada en litros o kilos de agua. El fichero debe tener
el siguiente formato de datos: día, hora y consumo. Los decimales deben ser indicados con un
punto y no con coma.
Se adjunta un formato ejemplo:
dia hora consumo
(d) (hr) (kg)
1 1 3.577
1 2 1.022
1 3 0.511
1 4 0.511
1 5 1.022
1 6 10.221
1 7 81.765
36 | P á g i n a
1 8 166.086
1 9 91.986
37 | P á g i n a
3.2.1.3 VENTANA DEMANDA DE PROCESOS INDUSTRIALES
La mayoría de procesos industriales con demanda de calor en forma de agua caliente se
caracterizan por unas pautas de consumo muy regular, es decir, un prfil constante los días de
actividad laboral y un salto térmico (del proceso consumidor) también constante.
TRANSOL3.0 considera los procesos industriales de operación diurna y los caracteriza mediante los
siguientes parámetros:
- Días de operación semanal
38 | P á g i n a
- Número de horas de operación diaria (centra este rango horario en el mediodía solar).
- Temperaturas de ida y retorno del proceso considerado
Además hay que definir los meses de operación del sistema.
TRANSOL3.0 puede simular un sistema industrial caracterizado por hasta 4 demandas definibles de
esta manera.
El sistema solar aporta energía a cada proceso industrial cuando el depósito (más concretamente,
el nodo desde el cual se hace la toma) alcanza una temperatura igual o superior a la consignada
como TEMPERATURA DE IMPULSIÓN del proceso.
Para anular un proceso en una simulación existen 2 opciones:
1- Lo más correcto (estable respecto al motor de cálculo, menor probabilidad de error en la
simulación) es imponer a ese proceso una temperatura de impulsión muy superior a la que
puede ofrecer el sistema solar. Por ejemplo: en un sistema de placas planas, imponer
temperaturas de 2000ºC.
2- Ampiar el período de vacaciones de ese proceso a todo el año.
Es importante no introducir en estos campos el período 1-8760 horas, ya que en este caso
la simulación dará ERROR. Este error se evita con un período de vacacioens de 2-8759 horas
(que en cómputo anual implica una desviación despreciable a todos los efectos).
39 | P á g i n a
3.2.1.4 VENTANA CAMPO SOLAR:
Tipología de captadores
En las aplicaciones más usuales de energía solar térmica normalmente se requiere energía dentro
de un rango de temperaturas que va desde 60ºC hasta 170ºC. Para ello se utilizan colectores
solares que se pueden agrupar en las siguientes categorías:
- colectores solares planos
- colectores de tubo de vacío
- colectores concentradores fijos (CPC)
40 | P á g i n a
- colectores concentradores
Parámetros de los captadores
Algunos de los parámetros que aparecen en la interfaz merecen especial atención:
Superficie unitaria, referida únicamente a la superficie del absorbedor o de apertura.
Rendimiento óptico, coeficiente de pérdidas de primer y segundo orden, principales parámetros
que determinan el rendimiento del captador. Merecen especial atención comprobar por un lado,
que estos parámetros estan referidos a la superfície unitaria introducida (es decir si se introduce el
área de absorbedor como superficie unitaria, que los parámetros de rendimiento y pérdidas esten
referidos a este área, no al área de apertura) y por otro, conviene verificar las unidades en que se
introducen los parámetros.
Modificador del ángulo de incidencia (IAM), transmitancia de la cubierta vidriada para un ángulo de
incidencia de la radiación, respecto la normal, de 50º. En caso de tener un IAM longitudinal y uno
diferente transversal puede realizarse bien el promedio o utilizar tan solo el perpendicular a la
orientación del captador.
Caudal de diseño o test, corresponde al caudal, por metro cuadrado de superfície unitaria, para el
que se ha obtenido los parámetros de rendimiento de captador en el ensayo.
La altura de captador es equivalente a su dimensió longitudinal (o transversal en función de la
instalación del mismo), no la proyección de su longitud en el eje vertical. Se utiliza para el cálculo de
sombras entre filas de captadores.
El número de captadores propuesto por TRANSOL 3.0 inicialemtne, es una primera estimación con
el objetivo de cubrir el 50% de la demanda introducida con el captador plano genérico. Si se varía el
modelo o tipo de captador el número propuesto dicho número valor no se actualizará. Por tanto, la
estimación dejará de tener sentido y requerirá una revisión por parte del usuario.
Parámetros del campo de captadores
Algunos de los parámetros que aparecen en la interfaz merecen especial atención:
Número de captadores, número de unidades de captador que se preveen proyectar para la
instalación solar térmica. TRANSOL3.0 propone una cantidad de captadores necesaria para cubrir
aproximadamente la mitad de la demanda introducida previamente, pero es tarea del diseñador el
determinar cuantas unidades són las estrictamente necesarias.
Superficie del campo de captadores, producto del número de captadores por el superficie unitaria.
Se realiza de forma automática.
41 | P á g i n a
Inclinación del suelo respecto de la horizontal, la inclinación del terreno sobre el que se va a instalar
el campo de captadores. Se utiliza para el cálculo de las sombras entre filas de captadores.
Inclinación del campo de captadores respecto de la horizontal, la inclinación del captador, no
respecto el suelo sino respecto la horizontal (el terreno puede ser una cubierta inclinada).
Orientación del campo de captadores respecto el eje norte sur. Este negativo, oeste positivo
Número de captadores en serie, equivale al número total de captadores en serie por los que tiene
que atravesar el fluido caloportador, ya sea en la misma o diferentes baterias. Este parámetro tiene
una gran importancia en la optimización del sistema solar térmico, con él se determina el régimen
de trabajo del campo de captadores, el caudal de campo, bien "low-flow" bien "high-flow". En
tanto que el caudal de campo depende directamente del caudal del primario, o viceversa, la
elección del número de captadores en serie comportará que el programa, en base a la premisa de
conservar el caudal de diseño del captador, proponga un determinado caudal para la bomba del
primario. Para más detalles conviene leer el apartado de Ayudas a la selección del régimen de
trabajo del campo de captadores.
Distancia bruta entre filas de captadores, desde un punto de una fila hasta el mismo punto de la fila
anterior. Por ejemplo, respecto el anclaje anterior de la fila anterior hasta el anclaje anterior de la
fila posterior. Se utiliza para el cálculo de sombras entre filas de captadores.
Caudal de ensayo. Es el caudal con el que se han determiando los coeficientes n0, a1 y a2 del
captador en un ensayo normalizado. Estos coeficientes varían al variar el caudal de trabajo. Es
importante especificar el caudal correspondiente a los coeficientes introducidos para que TRANSOL
3.0 haga las correcciones necesarias si se varía ese caudal (modificando el caudal de campo desde
la bomba de primario).
Interfaz gráfica
Una base de datos de captadores que contiene las características más importantes para el diseño
de sistemas solares se facilita con el programa. Por defecto, se encuentra en la carpeta
../Interface/data/Materials/spanish/Capteurs.dat, a partir del directorio de instalación de
TRANSOL. Entrando en este fichero se pueden añadir nuevos captadores. Siempre respetando el
orden y tabulaciones de las características introducidas. En caso de no disponer de una de
lascaracterísticas que el fichero especifica, introducir un dato estimado, ya que un espacio en
blanco o una violación del orden de disposición de los datos puede conllevar errores de lectura.
Orientación
La orientación de un captador se determina por el angulo que forma la normal al plano del
captador respecto a la dirección que apunta al ecuador. En el hemisferio norte, los captadores se
orientarán al sur (acimut=0º), y en el Sur, hacia el norte (acimut= 0°). Pese a que la orientación
42 | P á g i n a
óptima es normalmente la que apunta al ecuador (acimut=0), debe tenerse en consideración el
perfil diario de consumo para la elección del la orientación óptima, por ejemplo, un consumo más
concentrado en las primeras horas del días comportará que la orientación óptima esté al sur-
sureste, si es el caso que estamos en el hemisferio norte. Las desviaciones respecto el eje norte-sur
se determinan con valores positivos hacia el oeste y negativos hacia el este.
Inclinación
La elección de la inclinación depende esencialmente de dos parámetros:
- la latitud del emplazamiento
- la estacionalidad de las necesidades.
En la práctica, se utiliza generalmente un reducido número de inclinaciones normales (30°, 45°, 60°)
por razones prácticas. Esto facilita la definición de los apoyos y una variación de algunos grados en
torno al valor óptimo tiene una escasa influencia sobre los resultados.
En consecuencia, se pueden aplicar las siguientes normas de predimensionado:
Si el consumo es constante o casi constante sobre el año, el ángulo de inclinación sobre la
horizontal será próximo a la latitud para que al equinoccio, la incidencia de la radiación solar sea
normal al mediodía.
Si el consumo es más bien invernal, se aumentará la inclinación en 15° con el fin de tener una
incidencia más próxima a la normal en invierno.
Si el consumo es claramente estival, se disminuirá la inclinación den 15° con el fin de tener una
incidencia más próxima a normal en verano.
La elección de una inclinación a 45° penaliza muy poco (de un 1% a un 3%), incluso con consumos
estacionales.
Para un cálculo correcto de las sombras y la radiación reflejada por el suelo, debe especificarse, la
inclinación del suelo (o cubierta) sobre el que se instala el campo de captadores.
Otros parámetros que deben especificarse, son la distancia entre filas, el número de filas, la
longitud de las filas, la cantidad de captadores en serie y la capacidad térmica del fluido circulante
por el campo de captadores (puede escogerse entre agua, una mezcla de agua con anticongelante
especificando el % el mismo u especificar el valor del calor específico para otro tipo de fluido
calorportador).
Caudal de campo, que pese a no aparecer en la interfaz conviene definirlo, es el caudal de la bomba
del primario dividido por la superficie total de captadores (se define en el cuadro de diálogo de la
bomba de circulación del circuito primario). Este parámetro tiene una influencia fundamental en la
elección del régimen de trabajo del circuito primario. Un caudal de 20 kg/h*m2 equivale a un
régimen de "low-flow" mientras que un caudal de 50 kg/h*m2 equivale a un régimen de "high-
flow". En la medida que se desee trabajar en regímenes de "low-flow" seran necesarios más
43 | P á g i n a
captadores en serie, mientras que si desea trabajar en "high-flow" el número de captadores en
serie deberá ser menor.
La distancia entre captadores se corregirá con las dimensiones del modelo propuesto y la
inclinación de lso mismos. La inclinación del suelo no influirá en dicha distancia, por tanto, se
recomienda una revisión del dato propuesto por TRANSOL 3.0 en proyectos de instalaciones sobre
cubiertas no horizontales.
44 | P á g i n a
3.2.1.5 VENTANA ACUMULADOR SOLAR:
Dimensionado
El dimensionado del acumulador solar es menos determinante que el de los captadores pero
tampoco debe descuidarse. El impacto en los resultados sólo es sensible si se bajan en exceso las
dimensiones del acumulador solar. Para perfiles de consumo normales el acumulador solar se
calculará de modo que su volumen equivalga a 50-75 litros por m² de los captación solar (para
perfiles de consumo simultáneos a la producción solar este volumen puede ser incluso menor o
inexistente).
IMPORTANTE: Puede ocurrir que para sistemas en los que la potencia del equipo auxiliar sea
excesivamente grande en relación al tamaño del acumulador, se produzca un error en la simulación.
En este caso, se recomienda revisar la caldera y/o el acumulador seleccionados y tomar como
referencia orientativa los valores que se proponen por defecto, los cuales son función del tipo de
instalación, la demanda de ACS y el tamaño del campo de captadores solares.
45 | P á g i n a
Interfaz
El programa sólo considera un único acumulador solar. El acumulador solar equivalente se
obtendrá considerando que el conjunto de los acumuladores solares necesarios (que se supondrán
de tamaños idénticos) está en serie.
La opción CONSIDERAR LA ESTRATIFICACIÓN indica la existencia en el acumulador de al´gun tipo de
dispositivo que favorezca la estratifiación del tanque, como por ejemplo, lanzas estratificadoras. La
utilización de estos dispositivos puede favorecer la aportación solar al consumo en función de la
relación entre el volumen de acumulación y la magnitud de consumo y las condiciones de
operación del campo solar (caudal y salto térmico).
La opción ACUMULADOR EN EXTERIOR tiene en cuenta la temperatura en el entorno del
acumulador (para estimar sus pérdidas). Si el acumulador se sitúa en el exterior, la temperatura
tomada es la ambiente (fichero meteorológico); si es interior, se toma una media entre la
temperatura ambiente y 20ºC, por considerar ésta una buena aproximación a la temperatura de las
zonas no calefactadas del edifico.
La localización de los puntos de conexión se efectúa con relación a la altura del acumulador,
representando el valor de 1 la parte superior del tanque acumulador y 0 la base inferior del mismo.
Por ejemplo, si suponemos que el acumulador tiene una altura de 2 m y si la entrada del circuito
solar es a los 80 cm, entonces el usuario debe indicar que el punto de conexión está a una altura
relativa de 0.4.
Observaciones
Además de las posiciones de las conexiones de los tanques, se puede especificar que el acumulador
solar disponga de elementos que faciliten la estratificación del tanque y si el tanque está ubicado al
exterior (por defecto, se considera que el acumulador se situa en la sala de máquinas de la
instalación).
46 | P á g i n a
3.2.1.6 VENTANA SISTEMAS AUXILIARES HIDRÁULICOS:
Principios básicos
La energía de apoyo convencional puede ser aportada por una caldera o calentador (de gas, gasoil,
o carbón) conectada al acumulador auxiliar por un circuito hidráulico, vía un intercambiador de
calor, que puede ser interno o externo al acumulador.
En el caso de que el sólo exista un acumulador (una configuración recomendada únicamente para
instalaciones pequeñas de menos de 20 m²), el intercambiador de calor se coloca en la mitad o en
el tercio superior del acumulador, dependiendo de los modelos. Generalmente, el volumen
representa un 50% del consumo diario de la instalación.
47 | P á g i n a
En el caso de que los acumuladores solar y auxiliar sean distintos, el intercambiador hidráulico se
coloca en la parte baja del acumulador auxiliar. En el caso de que exista circuito de recirculación, se
debe asegurar el apoyo energético necesario para compensar las pérdidas térmicas del circuito.
Recomendaciones de dimensionado
El dimensionado de los elementos de apoyo auxiliar debe asegurar:
El servicio de ACS en cualquier circunstancia.
La máxima aportación posible de energía solar
La temperatura de consigna debe ser regulada a una temperatura superior a la de servicio.
Habitualmente, algunos sistemas de tipo caldera de fuel-oil se paran en el periodo de verano. En
estos casos, sólo el sistema solar genera la energía para la producción de ACS y puede darse el caso
de que se obtengan temperaturas del agua inferiores a la de servicio. En consecuencia, para
asegurar el suministro de ACS a la temperatura de servicio, el funcionamiento del equipo auxiliar
debe ser mantenido todo el año.
IMPORTANTE: Puede ocurrir que para sistemas en los que la potencia del equipo auxiliar sea
excesivamente grande en relación al tamaño del acumulador, se produzca un error en la simulación.
En este caso, se recomienda revisar la caldera y/o el acumulador seleccionados y tomar como
referencia orientativa los valores que se proponen por defecto, los cuales son función del tipo de
instalación y de la demanda de ACS.
Interfaz gráfica
El dimensionado de potencia de caldera y volumen de acumulación del sistema auxiliar propuesto
por TRANSOL 3.0 es uan función únicamente de la demanda introducida. Por tanto, modificaciones
en el sistema solar no cmportarán modificaciones en el dimensionado del sistema auxiliar.
48 | P á g i n a
No obstante, como siempre, el usuario puede editar los valores que definen a este sistema auxiliar:
potencia, volumen, nivel de aislamiento,…
La localización de la posición de la conexión del sistema generador auxiliar se efectúa con relación a
la altura del acumulador, siendo 0 la parte baja del tanque, 1 la altura máxima del acumulador, 0.5
la mitad, etc.
En el cuadro de diálogo de los parámetros de simulación, es posible especificar los meses en los que
se puede desactivar el sistema auxiliar eléctrico.
Una base de datos contiene las características de ciertas calderas comerciales que pueden ser
escogidas en la interfaz gráfica mediante un menú desplegable.
Para la configuración del sistema auxiliar se necesitan varios datos de entrada:
- Potencia nominal: máxima potencia entregable.
- Potencia mínima de modulación: mínima potencia entregable, fin de la rampa de
modulación.
- Consumo en standby: potencia eléctrica consumida por la caldera en estado de reposo.
- Potencia eléctrica de los sistemas auxiliares: potencia eléctrica consumida por la
caldera en operación.
- Temperatura de consigna del sistema auxiliar: temperatura POR DEBAJO DE LA CUAL la
caldera se activa.
- Diferencial estático: amplitud del rango de temperatura del depósito para la operación
de la caldera (histéresis de control). La caldera se apagará cuando el depósito llegue a
la temperatura de consigna más el diferencial estático.
49 | P á g i n a
3.2.1.7 VENTANA REGULACIÓN DEL CIRCUITO SOLAR:
Principios básicos
El objetivo de la regulación de una instalación solar de ACS es simple: optimizar la eficiencia de la
transferencia de energía térmica de los captadores hasta los puntos de consumo teniendo en
consideración lo referente a temas de seguridad, tanto de la instalación, como a las personas.
Sistemas de regulación pueden existir tantos como configuraciones de sistemas solares térmicos
hay, pero por cuestiones de practicidad normalmente se trabaja en base a controladores de
radiación y/o controladores diferenciales de temperatura.
Regulación del circuito solar
Para la regulación del circuito solar normalmente se sitúa una sonda en los captadores solares, otra
en la parte baja del acumulador de agua caliente solar. En cuanto el captador se calienta más que la
sonda del acumulador en algunos grados, la bomba de circulación se pone en servicio; en cuanto las
temperaturas se equilibran, la bomba se detiene. Un simple regulador diferencial basta para
50 | P á g i n a
controlar estas operaciones. El papel del dispositivo de regulación es posibilitar la transferencia de
la energía captada, solamente si la temperatura del fluido termoportador en los captadores es
superior a la del agua contenida en el tanque de almacenamiento.
Interfaz gráfica
En comparación con la versión anterior de TRANSOL, las opciones de regulación del sistema solar
son variadas, permitiendo una selección adecuada del sistema de regulación y comparar los
resultados de aplicar uno u otro sistema.
Distinguiremos entre dos grupos de sistemas para proceder a la explicación de la regulación del
circuito solar:
Sistemas con intercambiador, quedando definidos un circuito primario, entre el campo de
captadores y el intercambiador, y un circuito secundario, entre el intercambiador y el sistema de
acumulación.
Sistemas sin intercambiador exterior con un sólo circuito de circulación que conecta el campo de
captadores con un intercambiador de tipo serpentín en el interior del acumulador.
Las opciones de regulación del sistema solar son:
Control simultáneo de las bombas de circulación del circuito primario y del circuito secundario.
Está opción, sólo se muestra disponible en el caso de que exista intercambiador externo y, por
tanto, dos circuitos. En el caso de que exista la posibilidad, si la opción permanece desactivada,
deberán especificarse los parámetros para regular el funcionamiento de la bomba del secundario
de forma independiente a la del primario.
Control de la bomba del primario. Puede optarse por una activación del circuito primario por
radiación solar o por temperatura. En el caso de que el control por radiación esté activado, deberán
especificarse los niveles de radiación para el encendido y apagado del circuito. En el caso de
escoger la opción de control por nivel de temperatura, se especificará la temperatura mínima que
activará el sistema de circulación.
El modo de control de caudal permite aplicar opciones de caudal variable (conocidas como "match-
flow") donde el caudal de circulación es variable en función de una temperatura objetivo a lacanzar
a la salida del campo de captadores. También debe especificarse como parámetro el caudal mínimo
que circulará por el circuito respecto al nominal especificado en el cuadro de diálogo de la bomba.
La otra opción és la más habitual de que el caudal de circulación sea constante.
En el caso de que la bomba del circuito secundario (cuando éste exista) se regule de forma
independiente al circuito primario, deberán especificarse como parámetros los valores del ancho
de banda superior e inferior del control diferencial entre la salida del intercambiador y la parte
inferior del acumulador.
51 | P á g i n a
En todos los casos, debe especificarse también los valores máximos de temperatura que, por
seguridad, se permite alcanzar en el campo de captadores y en el acumulador solar. Cuando se
sobrepasen estos valores, el circuito se detendrá.
También deberán definirse los parámetros que permiten proteger el circuito solar y el campo de
captadores ante posibles situaciones de estancamiento. Los parámetros son: temperatura máxima
del circuito y potencia eléctrica y térmica del sistema de protección.
Regulación de los circuitos de distribución
Los circuitos de distribución del agua caliente sanitaria se pueden regular en base a tres
condiciones (que pueden estar disponibles o no en la interfaz en función de la configuración
seleccionada): condición de disponibilidad de distribución (por temperatura de impulsión),
condición de demanda de distribución (por temperatura de retorno) y condición del programador
horario.
Regulación de los sistemas auxiliares
La aportación de los sistemas auxiliares se pueden regular en base a dos condiciones (que pueden
estar disponibles o no en la interfaz en función de la configuración seleccionada): condición de
demanda de aportación (por temperatura consigna) y condición de programador horario (tan solo
en configuraciones domésticas y aportación por efecto joule). La regulación de los mismos se
explica en la sección de sistemas auxiliares.
52 | P á g i n a
3.2.1.8 VENTAN INTERCAMBIADOR:
Principios básicos
La eficacia de un intercambiador no depende sólo de las temperaturas de los fluidos, sino también
de las características geométricas del intercambiador y de los caudales. En la práctica, el valor de la
eficacia de los intercambiadores es entre 0.6 y 0.8.
Es importante destacar que si la eficiencia de un intercambiador no es buena, no sólo la
transferencia de calor será menor, sino que además la temperatura de retorno del fluido al campo
de captadores será elevada, disminuyendo así el rendimiento de los captadores.
Cuando el intercambiador se encuentra inmerso en la acumulación, se posiciona en la parte inferior
del tanque de acumulación. Esta disposición permite, siempre que la superficie de intercambio sea
suficiente, calentar de manera homogénea el volumen de agua en contacto con el intercambiador,
de manera que la temperatura de ésta no alcance más de 3 o 4 grados que la temperatura de la
parte superior del acumulador.
Cuando se produce introducción de agua fría en el acumulador en el momento del consumo, se
evita así enviar a la parte superior del acumulador agua insuficientemente caliente (Estratificación
de las temperaturas). Esta disposición permite además, abastecer los captadores solares con un
fluido cuya temperatura a la salida del intercambiador es lo más baja posible habida cuenta de las
condiciones de consumo y de la estratificación de las temperaturas.
Dimensionado
No es posible describir en este apartado todos los aspectos relativos al dimensionado de los
intercambiadores. La presencia de un intercambiador implica una reducción del rendimiento global
del sistema ya que causa, manteniendo el resto de los elementos sin variar, un aumento de la
53 | P á g i n a
temperatura del agua en los captadores, y en consecuencia un aumento de las pérdidas térmicas de
los captadores. Se velará por que esta reducción de rendimiento no sobrepase un 5%, o sea un
coeficiente de transferencia térmico del intercambiador de 100 W/°C (por m² de captador) mínimo.
En TRANSOL, los intercambiadores de calor se caracterizan definiendo el coeficiente de
transferencia térmica. Este coeficiente puede ser calculado por el programa informático al que se
puede acceder presionando el botón Calcular.
Para no generar ineficiencia en el sistema, el salto térmico entre ambos circuitos debe ser igual al
valor introducido en la casilla DIFERENCIAL DE TEMPERATURA DE ENCENDIDO de la BOMBA DE
SECUNDARIO de al CENTRALITA DE CONTROL.
Si el diferencial de temperatura introducido en la centralita fuera menor que el de diseño del
intercambiador se daría lugar aocasiones en las que se activaría el circuito secundario sin que el
intercambiador tuviera la posibilidad de ceder energía. Con lo que sólo aumentarían las pérdidas en
tuberías y se rompería la estratificación del depósito sin ganancia energética alguna.
54 | P á g i n a
Si el diferencial de temperatura introducido en la centralita fuera mayor que el de diseño del
intercambiador se daría lugar a ocasiones en las que se perdería oportunidad de ceder energía
desde el circuito primario al secundario por la no actuivación de la bomba de éste último.
3.2.1.9 VENTANA PROGRAMADOR DIARIO:
Dependiendo de los esquemas básicos escogidos en función del uso y de aplicación del sistema, es
posible definir el sistema de distribución. Puede determinarse entre:
Servicio directo, sin recirculación.
Distribución con recirculación y válvula mezcladora de 3 vías.
Distribución con recirculación y válvula mezcladora de 4 vías.
En el caso de que se defina un sistema de recirculación, puede ser económicamente interesante,
condicionar el funcionamiento del sistema a unas horas determinadas, con el objetivo de minimizar
las pérdidas energéticas asociadas a un sistema de recirculación. Esto puede realizarse con el uso
de un programador de intermitencia, marcando las horas del día en las cuales la recirculación debe
estar funcionando.
55 | P á g i n a
La programación diaria es fija. No hay posibilidad de modificarla en función del mes, la semana ni
introducir días festivos.
3.2.1.10 VENTANA BOMBAS:
Interfaz gráfica
El número de bombas varía en función del esquema seleccionado. Se pueden definir de 1 a 4
bombas. La ventana que permite definir las características de las bombas de circulación tendrá,
consecuentemente, de 1 a 4 pestañas.
Las opciones son:
Bomba del circuito primario
Bomba del circuito secundario
Bomba de distribución
Bomba de recirculación
Los parámetros que caracterizan las bombas son:
- Caudal nominal (l/h).
- Potencia máxima (W). Potencia del motor de la bomba, que permitirá el cálculo de la
energía eléctrica consumida por la misma. El consumo eléctrico de las bombas o
circuladores integrados en los equipos auxiliares se tienen en consideración en la
modelización de éstos.
Dimensionado
56 | P á g i n a
Las bombas se dimensionan con el objetivo de vencer las pérdidas de carga de los circuitos,
manteniendo la velocidad de circulación por debajo de los valores máximos autorizados en la
instalación de un circuito hidráulico. Los caudales de fluido comúnmente utilizados varían entre los
40 y 70 l/h por m² de captador solar.
La pérdida de carga global depende de la configuración de la instalación. La pérdida de carga media
lineal es típicamente del orden de 10 mm de columna de agua por metro de conducto.
57 | P á g i n a
3.2.1.11 VENTANA TUBERÍAS:
Principios básicos
La selección de los conductos o tuberías y el resto de los elementos que configuran los circuitos
hidráulicos debe efectuarse conforme a las normativa legal vigente y las instrucciones técnicas de
cada país (en España: el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios, RITE, e Instrucciones
Técnicas Complementarias ITE) y la reglamentación sanitaria en vigor.
No obstante, TRANSOL 3.0 propone unos diámetros y unas longitudes por defecto siempre
orientativos y que varían en función del SISTEMA y TIPO DE USO especificados al iniciar el proyecto
según cerrelaciones internas.
Dimensionado
El dimensionado del circuito primario consiste en calcular el diámetro de las tuberías en función de
otros factores que intervienen en el transporte del fluido:
- el caudal de fluido,
- su densidad y su viscosidad.
Los conductos del circuito primario deben ser de un diámetro suficiente para permitir la circulación
del fluido caloportador al caudal recomendado, en general de 20 a 100 l/h por m² de captador, con
una velocidad de circulación inferior o igual a 1,5 m/s.
58 | P á g i n a
Un abanico de diámetros suele cumplir estas condiciones. No obstante, es importante remarcar
que:
Si se disminuye el diámetro de los conductos, las pérdidas de carga aumentan, lo que implica un
aumento de la fuerza motriz (bombas de circulación),
Si se aumenta el diámetro, las pérdidas de carga disminuyen, pero las pérdidas térmicas aumentan
y los costes de instalación pueden subir considerablemente.
Las pérdidas de carga en un circuito que contiene fluido anticongelante, serán mayores que las de
un circuito que contiene agua, tanto más cuanto más alta sea la concentración de líquido
anticongelante.
Interfaz gráfica
En TRANSOL se consideran las pérdidas energéticas en los diversos circuitos de tuberías que
conectan los diferentes elementos del sistema. Se agrupan en tres circuitos:
El circuito solar, que comprende el primario y secundario (cuando éste existe) solar
El circuito de distribución, que comprende todo el circuito de distribución a excepción del circuito
de las subestaciones (cuando éste existe)
El circuito de las subestaciones, que comprende la parte del circuito de distribución desde los
bajantes (distribución vertical) hasta el punto de conexionado a las subestación (vivienda,
habitación hotel, etc.)
Circuito solar
El circuito solar se modeliza por 4 conductos equivalentes:
Ida, interior (entre el intercambiador y el acumulador)
Ida, exterior (entre el captador y el intercambiador)
Retorno, interior (entre el intercambiador y el acumulador)
Retorno, exterior (entre el captador y el intercambiador)
59 | P á g i n a
Las tuberías exteriores están en contacto con el aire exterior. Las tuberías interiores están en
contacto con el aire de la sala de máquinas. La temperatura de la sala de máquinas se toma igual a
la media aritmética de la temperatura exterior y la temperatura de consigna del edificio (19 ºC).
Las características: diámetro interior y exterior del conducto y tipo de conducto son las mismas
para todos los tramos del circuito solar. Sin embargo, el coeficiente de pérdidas lineales (función
del tipo y material de aislamiento) y la longitud de cada uno de los 4 tramos debe especificarse de
forma separada, distinguiendo entre la longitud de los conductos al exterior y la longitud de los
conductos al interior.
Circuito de distribución
El circuito de distribución agrupa todo los conductos situados a partir de la sala de máquinas
(normalmente después del acumulador, si existe) y distribuyen el agua caliente sanitaria hasta los
puntos de consumo.
Se considera que todas las tuberías se encuentran en el interior del edificio a excepción de las del
circuito subestación. Basta especificar el diámetro interior del conducto, el tipo de conducto y el
coeficiente de pérdidas lineales. Debe especificarse la longitud de los conductos y el número de
conductos.
En el caso de sistemas multivivienda, se considera que los circuitos de distribución no se
encuentran en el interior del edificio, sino que están en contacto con aire que se encuentra a una
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temperatura intermedia entre la ambiente y la del edificio, ya que este tipo de conductos se
instalan en patios de instalaciones o en patios de luces.
Circuito subestación
El circuito de subestación agrupa todo los conductos situados entre el ramal de distribución general
del bajante y la vivienda.
Se considera que todas las tuberías se encuentran en el interior del edificio, pero que están en
contacto con aire que se encuentra a una temperatura intermedia entre la ambiente y la del
edificio, ya que este tipo de conductos se instalan normalmente en zonas no calefactadas. Basta
especificar el diámetro interior del conducto, el tipo de conducto y el coeficiente de pérdidas
lineales. Debe especificarse también la longitud de los conductos desde el bajante (distribución
vertical) hasta la subestación (vivienda, para el caso de una vivienda).
61 | P á g i n a
Circuitos de distribución de procesos industriales
En el caso de sistemas solares para procesos industriales, deberán definirse las características de los
circuitos de distribución para cada uno de los procesos: A, B, C y D
Los parámetros a definir son el tipp de conducto, el diámetro interior y exterior del mismo, el
coeficiente de pérdidas lineales y la longitud total de los conductos.
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Coeficiente de pérdidas lineales
El coeficiente de pérdidas por unidad de longitud de conducto es función del tipo de material aislante (en el caso de que exista), el material del conducto y del grosor del aislamiento. Con el botón Calcular se puede acceder al diálogo que permite calcular este coeficiente.
Base de datos de tuberías
El programa dispone de una base de datos que contiene las características de los principales tipos
de conductos de uso común, caracterizados por el material, el diámetro interior y el espesor de la
tubería.
63 | P á g i n a
3.2.1.12 VENTANA PARÁMETROS DE LA PISCINA
TRANSOL3.0 contempla la aportación solar a piscinas (cubiertas y descubiertas). Las demandas de
éstas se cuantifican deiniendo algunso parámetros. Estos son:
- Periodo de apertura
- Hora de apertura y cierre
- Existencia de manta térmica o no
- Volumen
- Superfície
- Temperatura máxima del vaso: el sistema solar aportará energía a la piscina a una
temperatura mayor que la de consigna (encendido de la caldera) para evitar
aportaciones de la instalación térmica convencional. El sistema solar dejará de aportar
energía al vaso de piscina una vez éste revase la temperatura máxima.
- Temperatura de consgina del vaso
- Ratio de ocupación media
64 | P á g i n a
También se puede determinar si el sistema solar ha de dar preferencia a la aportación a piscina o a
la aportación a ACS.
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3.2.1.13 VENTANA TORRE DE REGRIGERACIÓN
La torre de refrigeración permite evacuar al exterior el calor extraído mediante la máquina de refrigeración. La torre de refrigeración está caracterizada por:
Caudal de aire Constante de transferencia de masa Exponente de transferencia de masa Consumo eléctrico del ventilador Capacidad mínima del ventilador
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3.2.1.14 VENTANA REFRIGERADORA TÉRMICA
Es uno de los elementos principales del sistema de refrigeración solar. Las dos tecnologías más utilizadas son la absorción y la adsorción.
La maquina está caracterizada por:
Potencia nominal de refrigeración COP Nominal Potencia eléctrica de los sistemas auxiliares
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3.2.1.15 VENTANA ANÁLISIS ECONÓMICO
La evaluación de la rentabilidad económica de un sistema solar debe realizarse en comparación con
el sistema de energía convencional que substituye o complementa. Para el cálculo de los principales
parámetros económicos pay-back (periodo de retorno de la inversión) y VAN (valor actual neto),
deben especificarse los costes de la inversión y evaluar los costes anuales, tanto de la instalación
solar proyectada como de la instalación de referencia.
Interfaz gráfica
Los parámetros a introducir para realizar la evaluación económica de la instalación son:
Los costes de la inversión inicial:
El coste de la inversión del sistema solar y del sistema de referencia
La subvención de la instalación, si existe
La reducción del valor de la inversión por reducción de impuestos o tasas.
Para determinar los costes anuales de las instalaciones:
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Los costes de mantenimiento anuales, en Euros
Los costes de energía hidráulica y eléctrica, en €/kWh
La inflación (o la estimación de la misma) que afecta a las tarifas energéticas, en %
Y finalmente,
El periodo de explotación o la vida útil de la instalación, en años
El aumento de los precios (inflación) general, en %
El desplegable situado en la parte superior del cuadro de diálogo, alimenta de forma automática las
tarifas energéticas para el país seleccionado (también se pueden modificar manualemente), así
como la evaluación de parámetros medioambientales (emisiones de CO2) que apareceran en las
pantallas de resultados o informes al finalizar la simulación. Los parámetros de las tarifas
energéticas y los factores utilizados para los cálculos de conversión a energía primaria y reducción
de las emisiones de CO2, se almacenan en el fichero ../TRANSOL PRO
3.0/Interface/data/Application/Esource.txt.
3.2.1.16 TERMINAR
Al finalizar la secuencia de ventanas de configuración del sistema, TRANSOL 3.0 edita una nueva
ventana con un esquema de la instalación escogida y con la configuración determinada por el
usuario.
Esta configuración se puede modificar como se explica a continuación.
70 | P á g i n a
3.2.2 EL ESQUEMA INTERACTIVO
Si no se ha activado la opción de usar el asistente, TRANSOL 3.0 abre un nuevo documento con el
esquema de la instalación correspondiente a la configuración seleccionada.
Clicando sobre cada uno de los componentes se accede a la correspondiente ventana de
parámetros indicada en el apartado anterior.
En el esquema de los sistemas con climatización (calefacción y/o refrigeración) es necesario
introducir las demandas de las zonas a climatizar. Esto no se puede hacer desde el asistente paso a
paso, es necesario terminar la configuración desde el asistenate (como se ha indicado en el
apartado anterior), y una vez configurado el esquema, clickar sobre el edifcio para abrir la ventana
PARÁMETROS DEL EDIFICIO.
3.2.2.1 VENTANA PARÁMETROS DEL EDIFICIO
TRANSOL3.0 incorpora esuqemas de climatizaicón solar:
Algunas de las configuraciones de sistemas solares de la actual versión de TRANSOL son esquemas que permiten cubrir en su totalidad o en parte las demandas de calefacción y/o refrigeración de los edificios. El cálculo de las demandas de calefacción y/o refrigeración de un edificio de forma detallada y mediante simulación dinámica puede realizarse con programas de simulación adecuados para ello, por ejemplo TRNSYS. Con estos programas es posible determinar con detalle las demandas de calefacción para cada una de las zonas térmicas de nuestro edificio, variando los
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parámetros fundamentales de cada una de estas zonas (elementos constructivos, ventanas, uso de las zonas, elementos de generación de ganancias internas, etc). Para realizar los cálculos de los sistemas solares que prestan apoyo a calefacción y/o refrigeración, es necesario disponer de las demandas horarias de climatización del edificio durante todo el año.
Para especificarlas hay que clicar sobre el icono de la casa en el esquema de climatización.
Las demandas de calefacción y/o refrigeración pueden especificarse de dos formas:
Leyendo los datos de un fichero externo, generado por otro programa Realizar un cálculo simplificado de las necesidades de calefacción de forma interna y
completamente integrada en TRANSOL
Independientemente de que el cálculo de las cargas de calefacción se realice de forma interna o mediante un programa externo, hay una serie de parámetros de conexión del circuito de calefacción con el sistema solar que deben especificarse.
Los parámetros comunes de los sistemas de calefacción se especifican en las dos primeras pestañas
de los diálogos correspondientes a la calefacción.
Superficie total de referencia: Es la superficie calefactada útil climatizada total del edificio.
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Los parámetros más significativos que nos permiten definir las curvas de regulación características de la instalación se definen en el cuadro de diálogo de calefacción:
Temperatura de ida: Es la temperatura de impulsión de diseño del circuito de calefacción en referencia a la temperatura de diseño (temperatura ambiente). Esta temperatura es dependiente del tipo de emisores del sistema de calefacción. Por ejemplo, para circuitos con suelo radiante, la temperatura de ida suele ser un valor entre 40 y 45 ºC. Por defecto, 40 ºC.
Temperatura de retorno: Es la temperatura de retorno de diseño del circuito de calefacción en referencia a la temperatura de diseño (temperatura ambiente). Depende del salto de temperatura y, por tanto, será igual a la temperatura de ida menos el incremento de temperatura de diseño. Con un salto de temperatura de 10 ºC, el valor de la temperatura de retorno será de 30 ºC.
Temperatura de diseño: Es la temperatura ambiente para la cuál se especifican las temperaturas de ida y retorno del circuito de calefacción. La temperatura de diseño depende de la localidad donde se proyecta la instalación.
Temperatura límite: Es la temperatura ambiente por encima de la cuál el edificio no necesita calefactarse. Las temperaturas de ida y retorno de los sistemas de calefacción decrecen linealmente con el aumento de la temperatura ambiente.
En la pestaña Circuito de calefacción se deben especificar algunos parámetros de la conexión al acumulador y la definición del tipo de instalación. El circuito de calefacción se conecta de forma directa a un acumulador. Una válvula de tres vías a la entrada del circuito permite ajustar la temperatura de impulsión, según la curva de regulación, siempre que la temperatura en el acumulador sea mayor que la referida temperatura de impulsión. Los parámetros a definir son:
Ida: Indica la "capa" o altura del acumulador a la que se conecta la ida del circuito de calefacción. Usualmente, en la parte superior del tanque, ya que, si el sistema está bien diseñado, la temperatura del agua en la parte superior del acumulador deberá ser mayor que la temperatura de ida al circuito de calefacción.
Retorno: Indica la "capa" del acumulador a la que se conecta el retorno del sistema de calefacción
Sistema individual / Sistema colectivo: Indica el tipo de instalación de calefacción. Únicamente influye en determinar el porcentaje de pérdidas térmicas del sistema de distribución de calefacción. En el caso de sistemas individuales, se considera que las pérdidas son despreciables. Para sistemas colectivos, se considera que las pérdidas son de un 5%.
Caudal nominal de calefacción: Indica el caudal nominal del circuito de calefacción. El caudal puede ser el nominal o variar en función de la estrategia de control seleccionada.
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Estrategia de control: Mediante un menú desplegable, debe indicarse cómo se regula el circuito de calefacción. Las cuatro opciones son:
Se fija el caudal nominal y la temperatura de impulsión del circuito de calefacción, siendo estos valores los mismos para cualquier caso.
El caudal és fijo e igual al nominal, variándose la temperatura de impulsión en función de las condiciones ambientales y según las rectas definidas en la primera de las pestañas.
Las temperaturas de impulsión y retorno se consideran fijadas e iguales a las indicadas para las condiciones de diseño, y el sistema de control varia el caudal que circula por el circuito para cubrir las demandas de calefacción.
Es el mismo caso anterior, pero las temperaturas de impulsión y retorno teóricas se calculan en función de las condiciones ambientales, regulándose la circulación de fluido por el circuito.
Lectura de las demandas de calefacción y/o refrigeración desde un fichero externo
Como se ha comentado en la introducción de este apartado es posible la obtener datos de las necesidades de calefacción calculados con un programa externo. En este caso, en la primera de las pestañas de los cuadros de diálogo del Edificio debe especificarse la opción de lectura de los datos de un fichero externo así como la localización del fichero en nuestro ordenador. El formato del fichero de datos debe ser como el que se muestra, el cuál tiene tres columnas y 8763 filas.
La primera de las filas está reservada para el título de las columnas. o La primera columna son la horas del año de la simulación, en horas. o La segunda columna es la potencia de calefacción horaria, en kW o La tercera columna es la potencia de la refrigeración, también en kW.
La segunda de las filas está reservada para las unidades de las columnas. En principio, horas para la 1ª columna, kW para la 2ª columna y 3ª columna.
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Valores de la tercera fila son los valores para el instante inicial de la simulación (hora 0 y valor 0 en todos los casos)
Valores de la fila 4 a la fila 8763, son los valores para los 8760 intervalos de tiempo de 1 hora que tiene un año
La separación de números decimales debe ser con el símbolo punto (".") y no coma (",").
TIME Calefacción Refrigeración
HOURS kW kW
+0.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00
+1.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00
+2.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00
+3.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00
..........
..........
+8.7550000000000000E+03 +7.2657096496398926E-02 +0.0000000000000000E+00
+8.7560000000000000E+03 +0.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00
+8.7570000000000000E+03 +0.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00
+8.7580000000000000E+03 +0.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00
+8.7590000000000000E+03 +0.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00
+8.7600000000000000E+03 +0.0000000000000000E+00 +0.0000000000000000E+00
Cálculo interno de las demandas de calefacción y/o refriegración en TRANSOL
En el caso de que se opte por el cálculo interno y simplificado de las demandas de calefacción y/o refrigeración para el edificio deben especificarse los parámetros básicos para realizar este cálculo. Las características principales del modelo que se utiliza en TRANSOL son:
Utilización simplificada del modelo Type56 de TRNSYS, gracias a la colaboración de TRANSSOLAR
Modelo unizona. El edificio se simula como un solo espacio térmico
Bases de datos restringidas de cerramientos opacos y ventanas
Consideración del efecto de protecciones solares fijas y móviles
Consideración de las ganancias internas
Control automático de las ganancias internas que son función de los sistemas de iluminación artificial
Control automático de las protecciones solares móviles
Perfiles de ocupación y control (calefacción, iluminación, etc.) fijos y para uso residencial
Propiedades del Edificio
En este apartado se definen las características principales de los edificios, que se considera de planta rectangular.
Número de plantas del edificio Número de plantas del edificio Altura media de las plantas. en metros
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Longitud de la fachada más larga del edificio, en metros. Para este parámetro deben tenerse en consideración las siguientes notas:
o La fachada más larga corresponde a la fachada denominada como sur. o La longitud de esta fachada (L) debe ser siempre un valor igual o mayor a:
donde St, es la superficie total del edificio y np, el número de plantas.
o En el caso de que la fachada más larga en la realidad no corresponda con el sur geográfico, debe utilizarse el parámetro de rotación del edificio.
El tipo de construcción, que permite escoger de una base de datos restringida el tipo de cerramiento opaco de nuestro edificio. Las catorce opciones de esta base de datos se diferencian por el peso de la construcción y el nivel de aislamiento:
o Dos opciones de fachadas ligeras, con valores de U de 0.98 y 0.60 W/m2·K o Tres opciones de fachadas semi-ligeras con valores de U de 0.77, 0.41 y 0.20
W/m2·K o Nueve opciones de construcción maciza con valores de U entre 1.10 y 0.19 W/m2·K
En función del tipo de fachada seleccionada el sistema de generación constructiva del edificio escoge unos cerramientos adecuados para la solera y el techo, en concordancia con el tipo de construcción escogido para los muros exteriores.
Tipo de ventana, que se obtiene de una de las siete opciones que permite la base de datos. En todos los casos, el % de marco en las ventanas es de 15% bajo la hipótesis de que son de aluminio.
o Vidrio simple, claro o Vidrio doble, claro, con cámara de aire de 8 mm. o Vídrio doble claro, con cámara de aire de 16 mm. o Vidrio doble de control solar, con cámara de aire de 8 mm. o Vídrio doble con tratamiento bajo emisivo, cámara de aire de 8 mm. o Vídrio triple claro con configuración 4/8/4/8/4 o Vídrio triple con tratamiento bajo emisivo y con gas Kripton (4/8/4/8/4
El porcentaje de huecos (ventanas), en %, para cada una las cuatro orientaciones (sur, oeste, norte y este) se puede especificar en la parte superior izquierda del cuadro de diálogo.
En el caso que la fachada sur del edificio no coincida con el sur geográfico el edificio puede rotarse, indicando los grados de rotación. El ángulo de giro es positivo si el sentido de la rotación es de Norte a Este. Por ejemplo, si la fachada más larga está realmente orientada a SE, deberá definirse el edificio como si esta fachada estuviera orientada a sur y especificar un giro en el edificio de -45º.
Infiltración y ventilación:
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Las renovaciones de aire debidas a la infiltración, es decir, a los intercambios de aire que se producen con el aire exterior al edificio deben especificarse en el primero de los apartados de este cuadro de diálogo. Este valor depende de las características y la cantidad de cerramientos. El valor de 0.8 renovaciones por hora es adecuado para nuevas edificaciones con carpinteria buena.
En el caso de existir algún sistema de ventilación mecánica, el cuál internamente está ligado a un perfil de ocupación del edificio, deben especificarse los siguientes aspectos del sistema de ventilación:
o Ratio de ventilación (renovaciones por hora) en el caso de que el edificio esté ocupado
o Ratio de ventilación (renovaciones por hora) en el caso de que el edificio no esté ocupado
o Humedad relativa del aire de impulsión, en % o Temperatura del aire de impulsión, en ºC
Calefacción y climatización
Debe especificarse las características principales del sistema de calefacción, que son: o Porcentaje de la parte radiativa del sistema de emisión (por ejemplo, 99% si el
sistema es puramente radiativo) , en %. El valor por defecto del 60% es el equivalente aproximado para un sistems con suelo radiante
o Temperatura de consigna (termostato ambiente interior) del sistema de calefacción durante el dia, en ºC
o Temperatura de consigna del sistema de calefacción durante la noche, en ºC o Potencia específica máxima de la demanda de calefacción calculada, en W/m2
Si el sistema que se pretende simular deb cubrir las necesidades de refrigeración, deben especificarse las características principales del sistema de refrigeración:
o Temperatura de consigna del sistema de refrigeración, en ºC, que puede ser: Un valor constante Un valor variable, dependiente de la temperatura ambiente exterior,
usando la fórmula T_frio = (T_Ambiente + 49) /3, sin que exceda los 27 ºC y no sea tampoco un valor por debajo de 25 ºC.
o Potencia específica máxima de la demanda de refrigeración calculada, en W/m2
Ganancias e iluminación
En este apartado se definen las ganancias internas en el edificio debido a su ocupación y a la iluminación artificial.
Para definir las ganancias internas genéricas, excluyendo las personas y la iluminación, las cuales son función del perfil de uso del edificio, debe especificarse el valor de la potencia en relación a la superficie útil del edificio, en W/m2. Un valor de 2.5 W/m2 es adecuado para edificios residenciales.
Las ganancias internas debidas a las personas son función del ratio de ocupación, que se debe expresar en ocupantes/m2. El valor por defecto es igual a 0.04 personas por m2, equivalente a 4 personas que ocupan un espacio de 100 m2. La actividad de los ocupantes
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se supone que es la propia de espacios residenciales. En el caso de oficinas, la densidad de ocupación habitual es de una persona por cada 10 m2.
Las ganancias debidas a la iluminación artificial dependen de un simple control de iluminación, definido de forma automática y basado en la radiación solar horizontal. Los parámetros que deben especificarse son:
o La potencia específica de iluminación, en W/m2, que depende de la densidad de puntos de luz y del tipo de iluminacón escogido. El valor por defecto es igual a 10 W/m2.
o El valor de radiación total horizontal por debajo del cual se enciende la iluminación, en W/m2
o El valor de radiación total horizontal por encima del cual se apagan las luces, en W/m2.
Protecciones solares fijas
En este apartado se pueden definir las protecciones solares fijas (voladizos o protecciones laterales) para cada una de las cuatro orientaciones principales del edificio. El usuario debe seleccionar la orientación (norte, este, sur u oeste) para la cual quiere modificar las protecciones. Por defecto, no hay ninguna protección activa en ninguna de las orientaciones. Los parámetros que deben especificarse en el caso de activar el sistema de protecciones (casilla "Activa") para una orientación son:
La activación de la protección superior (voladizo o porche) y/o de las protecciones laterales Las dimensiones de los huecos (altura y ancho) que debe ser un valor medio ya que se
aplicará a todas las aberturas de esa orientación Las dimensiones de la protección fija superior, en el caso de que esté activada Las dimensiones de las protecciones fijas laterales, en el caso en que estén activadas
Se recomienda realizar una comprobación de los parámetros definidos haciendo un barrido por las cuatro orientaciones posibles antes de pasar a otro apartado.
Protecciones solares móviles
En este apartado se pueden definir las protecciones solares móviles (persianas, cortinas, sistemas de lamas, etc) para cada una de las cuatro orientaciones principales del edificio. El usuario debe seleccionar la orientación (norte, este, sur u oeste) para la cual quiere modificar las protecciones. Por defecto, no hay ninguna protección activada en ninguna de las orientaciones. La actuación de estos elementos móviles de protección solar es función de la radiación solar incidente en cada una de las fachadas. Los parámetros que deben especificarse en el caso de activar el sistema de protecciones (casilla "Activa") para una orientación son:
El valor de radiación solar incidente por encima del cual la protección se cierra, en W/m2. El valor de radiación solar incidente por debajo del cual la protección se abre, en W/m2. En el caso que las protecciones solares actúen (es decir, estén cerradas) los valores de los
coeficientes de sombreado tanto interior como exterior, en %. Un valor de 100% indicaría un sombreado total. El programa presupone que siempre que existan protecciones solares móviles hay una exterior y otra interior, que actúan simultáneamente. En el caso, que solo
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tengamos una protección, como por ejemplo una persiana exterior, la forma de desactivar la protección no existente (en este caso, la interior) es especificar para la protección no existente un valor de coeficiente de sombra igual al 0%.
3.2.3 MENÚ PARÁMETROS
Una tercera opción para acceder a los parámetros del sistema es clicar sobre la zona ir a menú
Parámetros.
En este menú, cada opción está marcada con un pequeño indicador que permanece en color rojo
hasta que los parámetros correspondientes a ese elemento hayan sido definidos y validados con el
botón OK de cada cuadro de diálogo.
Una vez los parámetros has sido validados, el pequeño indicador cambia a color verde.
El menú Parámetros \ Todo permite editar todos los parámetros en un solo cuadro de diálogo con
un sistema de pestañas, de tal manera que evita el tener que ir abriendo cada elemento uno a uno.
3.3 EJECUCIÓN DE LA SIMULACIÓN
Para ejecutar una simulación seleccionar en el menú Simulación \ Ejecutar. En el caso de que se
trate de la primera simulación para un proyecto dado, el programa obliga a guardar el proyecto en
el disco. Una vez salvado, se ejecuta la simulación. Aparecen entonces las pantallas de simulación
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del programa TRNSYS, que van mostrando los resultados de la simulación durante el periodo de
simulación definido en el menú Parámetros \ Clima.
Esta ventana presenta varias gráficas de resultados que se cierra automáticamente al final de la
simulación. Para interpretar las variable que se muestran en la pantalla de resultados:
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La primera pestaña, titulada "Temperatures", muestra las temperaturas de variables siguientes:
Nombre Unidades Descripción
TColOu
ºC
Temperatura salida del campo de captadores
THxHotIn Temperatura entrada primario del intercambiador
THxHotOu Temperatura salida primario del intercambiador
THxColdOu Temperatura de salida secundario del intercambiador
TST1Top Temperatura superior del acumulador centralizado solar
TST1Bot Temperatura inferior del acumulador centralizado solar
TAT1Top Temperatura superior del acumulador centralizado auxiliar
TAT1Bot Temperatura inferior del acumulador centralizado auxiliar
THdOu Temperatura salida del sistema auxiliar hidráulico
TTvOu Temperatura salida de la válvula termostática de la distribución
SUB_TOu
ºC
Temperatura de servicio media entre las diferentes
subestaciones (chequeo del cumplimiento del servicio)
TSUBSol_A Temperatura de entrada a la substation A
TSUBSol_B Temperatura de entrada a la substation B
TSUBSol_C Temperatura de entrada a la substation C
TSUBSol_D Temperatura de entrada a la substation D
TSUBOu_A Temperatura de salida de la substation A
TSUBOu_B Temperatura de salida de la substation B
TSUBOu_C Temperatura de salida de la substation C
TSUBOu_D Temperatura de salida de la substation D
TDCW Temperatura del agua (fría) de red
81 | P á g i n a
La segunda pestaña, titulada "Controls", muestra las temperaturas y las señales de control de las variables
siguientes:
Nombre Unidades Descripción
TSHImp
ºC
Temperatura de impulsión del sistema de calefacción
TSHRet Temperatura de retorno del sistema de calefacción
TACImp Temperatura de impulsión del sistema de aire acondicionado
TACRet Temperatura de retorno del sistema de aire acondicionado
LTC_TPool Temperatura del agua de la piscina
TAbsGIn Temperatura de entrada del generador de la máquina
refrigeradora (absorción/adsorción)
TAbsEOu Temperatura de salida del evaporador de la máquina
refrigeradora (absorción/adsorción)
TAbsTIn Temperatura de entrada de la refrigeración de la máquina
refrigeradora (absorción/adsorción)
TAmb Temperatura ambiente
TBui Temperatura en el interior del edificio
Ctrl_MPri
-
Señal de control de la bomba del circuito primario
Ctrl_MSec Señal de control de la bomba del circuito secundario
Ctrl_MRec Señal de control de la bomba de la recirculación
Ctrl_Hd1 Señal de control del sistema auxiliar hidráulico I
Ctrl_Hd2 Señal de control del sistema auxiliar hidráulico II
Ctrl_El1 Señal de control del sistema auxiliar eléctrico I
Ctrl_PuHd Señal de control de la bomba del sistema auxiliar
Ctrl_TCH Señal de control de la refrigeradora térmica
82 | P á g i n a
La tercera pestaña, titulada "Flows", muestra los caudales de las variables siguientes:
Nombre Unidades Descripción
MPri
kg/h
Caudal másico del circuito primario
MSec Caudal másico del circuito secundario
MRecirc Caudal másico del circuito de recirculación
MAux Caudal másico del sistema auxiliar
MCon
Caudal másico del circuito de interconexión con la recirculación
(sistemas sin acumulador auxiliar) o de entrada al acumulador
auxiliar (sistemas con acumulador auxiliar) o de descarga
(sistemas indirectos acumulador solar auxiliar)
MHxDHW Caudal másico de ACS suministrado por el intercambiador de la
distribución
MSHLoad Caudal másico del subsistema de calefacción (servicio de
calefacción)
MACLoad Caudal másico extraído del subsistema solar para el sistema de
aire acondicionado
MPool Caudal másico extraído del subsistema solar para el sistema de
piscina
MLoad Consumo de ACS
MLoadA
kg/h
Consumo de ACS de la subestación A
MLoadB Consumo de ACS de la subestación B
MLoadC Consumo de ACS de la subestación C
MLoadD Consumo de ACS de la subestación D
MAbsG Caudal del generador de la máquina refrigeradora
(absorción/adsorción)
MAbsE Caudal del evaporador de la máquina refrigeradora
(absorción/adsorción)
MAbsT Caudal de refrigeración de la máquina refrigeradora
(absorción/adsorción)
WaterTow Consumo de agua de la torre de refrigeración
83 | P á g i n a
84 | P á g i n a
La quarta pestaña, titulada "Heat transfer", muestra las potencias instantáneas de variables siguientes:
Nombre Unidades Descripción
Gtot
kJ /h
Radiación solar total incidente sobre la superfície del campo de
captadores
GtShMask Radiación solar incidente con pérdidas por sombreamiento
horizonte
GtShRows Radiación solar incidente con pérdidas por sombreamiento
horizonte y entre filas
SSYGtAbsCol Radiacion solar incidente sobre el absorbedor del captador
SSYQuCol Calor producido por el campo de captadores
SSYQOuAero Calor evacuado por el subsistema de antiestancamiento
SSYQLsTb Pérdidas de calor del circuito primario
SSYQLsTk Pérdidas de calor de la acumulación solar centralizada
SSYQAxHd Calor aportado por el sistema auxiliar hidráulico I
SSYQAxEl Calor aportado por el sistema auxiliar eléctrico I
SSYQOu
kJ /h
Calor saliente del subsistema solar
CENQLsTb Pérdidas de calor del circuito de distribución
CENQLsTk Pérdidas de calor de la acumulación auxiliar centralizada
CENQAxHy Calor aportado por el sistema auxiliar hidráulico II
CENQAxEl Calor aportado por el sistema auxiliar eléctrico II
CENQOu Calor saliente del subsistema central
SUB_QLsTb Pérdidas de calor del circuito de las subestaciones
SUB_QLsTk Pérdidas de calor de la acumulación descentralizada
SUB_QAxHd Calor aportado por el sistema auxiliar hidráulico III
SUB_QAxEl Calor aportado por el sistema auxiliar eléctrico III
85 | P á g i n a
La última pestaña, titulada "Heat transfer 2", muestra las potencias instantáneas de variables siguientes:
Nombre Unidades Descripción
SUBQOu
kJ /h
Demanda neta suministrada
SUBAQOu Demanda neta suministrada a la subestación A
SUBBQOu Demanda neta suministrada a la subestación B
SUBCQOu Demanda neta suministrada a la subestación C
SUBDQOu Demanda neta suministrada a la subestación D
HACQOu1 Demanda neta suministrada a la calefacción y al sistema de aire
acondicionado
LTCQOu1 Demanda neta suministrada a la piscina
COOQGen Calor suministrado a la máquina refrigeradora
COOQEvap Calor evacuado por la máquina refrigeradora
COOQTow Calor disipado por la torre de refriferación
QDr_DHW
kJ /h
Demanda requerida de ACS
QDn_DHW Demanda neta de ACS
QDr_SH Demanda requerida del sistema de calefacción
QDn_SH Demanda neta del sistema de calefacción
QDr_PO Demanda requerida de la piscina
QDn_PO Demanda neta de la piscina
QDr_IND Demanda requerida de los procesos industriales
QDn_IND Demanda neta de los procesos industriales
QDr_COOL Demanda requerida del sistema de aire acondicionado
QDn_COOL Demanda neta del sistema de aire acondicionado
Desde el menu de parámetros de simulación puede desactivarse la presentación gráfica de las
variables mediante la activación o descativación de la ventana correspondiente.
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3.4 VISUALIZACIÓN DE RESULTADOS
Una vez la simulación ha terminado, el menú de resultados ya es accesible.
Los resultados son visibles en forma gráfica y en forma de tablas. En el caso de que el proyecto
sufra alguna modificación posterior, los ficheros de resultados se borran y los menús se presentan
en color gris (y por tanto no pueden seleccionarse) hasta que la simulación es ejecutada de nuevo.
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3.4.1 BALANCE DE LAS BOMBAS DEL SISTEMA
El número de bombas varia en función del esquema escogido. Puede haber de 1 a 4 bombas, las cuales son:
- Bomba del circuito primario - Bomba del circuito secundario - Bomba de recirculación - Bomba de descarga o distribución
Las bombas de los circuitos primario y secundario se reagrupan bajo la denominación de bombas del circuito solar.
El consumo energético de las bombas de un sistema (anual y mensuales), o bien el tiempo de
funcionamiento en referencia al periodo simulado, se presentan tanto en forma gráfica como en
tablas. En el caso de tiempos de simulación inferiores a 1 mes, los datos se presentan por semanas.
No es posible obtener información detallada de los resultados para periodos inferiores a una
semana.
Se puede consultar también el tiempo de funcionamiento y de paro de las diferentes bombas del
sistema en horas o en porcentaje, en valores anuales o mes a mes.
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3.4.2 BALANCE DE LOS SISTEMAS AUXILIARES
La energía auxiliar de un sistema solar puede ser aportada por una resistencia eléctrica inmersa en
el acumulador auxiliar o por una caldera o calentador (de gas, gasoil, carbón, etc) conectada con el
acumulador por un circuito hidráulico y que transfiere el calor al acumulador vía un intercambiador
de calor. También puede ocurrir que no exista ningún elemento de energía auxiliar.
En el caso de un equipo auxiliar de tipo hidráulico, el consumo integra las pérdidas de la o las
calderas y el consumo de los elementos auxiliares de generación. Sin embargo, se desprecian las
pérdidas de los conductos que conectan el equipo generador con el acumulador auxiliar.
El consumo energético de un sistema auxiliar (anual y mensuales, o bien en el periodo de tiempo
simulado) se presenta tanto en forma gráfica como en tablas. En el caso de tiempos de simulación
inferiores a 1 mes, el balance energético se presenta por semanas. No es posible obtener
información detallada de resultados energéticos para periodos inferiores a una semana.
Se puede consultar también el tiempo de funcionamiento y de paro de los elementos generadores
del sistema en valor o en porcentaje, en valores anuales o mes a mes.
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3.4.3 BALANCE ENERGÉTICO DEL SISTEMA
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Los resultados energéticos de un sistema (anual y mensuales, o bien en el período de tiempo
simulado) se presentan tanto en forma gráfica como en tablas. En el caso de tiempos de simulación
inferiores a un mes, los resultados se presentan por semanas. No es posible obtener información
detallada de resultados energéticos para periodos inferiores a una semana.
En esta tabla se presentan los resultados más importantes energéticos del sistema solar. Los resultados se presentan tanto en meses como el global anual, en el caso de que se realice una simulación de un año completo.
Los resultados que se presentan son:
- La demanda energética de ACS
- La producción solar
- La aportación energética del sistema auxiliar
- La fracción solar en %
Nota: La fracción solar en % se refiere a la cobertura solar respecto a la demanda de ACS. En
sistemas con calefacción y/o piscina, esta variable no contempla el porcentaje de producción solar
destinado a cubrir estas demandas. Se recomienda en estos casos, utilizar el informe Excel.
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3.4.4 BALANCE MEDIOAMBIENTAL
Se adjunta un balance mensual de las emisiones de CO2 del sistema convencional sin aportación
solar, del sistema simulado (convencional con aportación solar) y la diferencia: emisiones evitadas.
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3.4.5 CONTROL DE TEMPERATURAS
Una opción de vital importancia para el ingeniero diseñador y el instalador es el Control de
temperaturas, que aporta información de todas las temperaturas del sistema en un periodo y con
un paso seleccionables por el usuario (esto último con la opción de Se visualiza un valor en, este el
número de horas entre cada valor). Esto permite una selección mucho más correcta de materiales
de instalación.
Los datos mostrados en esta ventana se pueden exportar a un fichero EXCEL.
NOTA IMPORTANTE:
Es importante entender que los resultados de una simulación dinámica no son una
“representación del futuro”. Es decir, son únicamente buenas estimaciones cuya finalidad es
dar una idea del comportamiento del sistema (instalación), entendiendo éste como
interrelación de diferentes elementos (captadores, depósitos,…) bajo determinadas
condiciones de contorno (radiación, temperatura ambiente, demanda,…).
Por ejemplo, los perfiles de demanda empleados en transol son perfiles razonables obtenidos
de la experiencia o de estudios estadísticos. Por tanto, no tienen por qué coincidir con el perfil
de demanda de una instalación en particular.
Por otro lado, los datos meteorológicos son el resultado de años de recopilación de lecturas
de cada localización. Por tanto, su validez a nivel de balance anual es correcta, pero pueden
darse condiciones puntuales extremas no reflejadas en dichos perfiles climáticos.
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En conclusión, se recominda no dimensionar sistemas de seguridad o seleccionar materiales
en función de valores puntuales obtenidos de una simulación (como por ejemplo,
temperatura máxima de campo de captadores), ya que esto puede llevar a decisiones
erróneas.
Transol 3.0 es una herramienta de balance energético y cualquier decisión sobre los
sistemas de seguridad o materiales empleados en una instalación son responsabilidad del
proyectista firmante en cada caso.
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3.5 EDICIÓN DE INFORMES
Cuando la simulación ha terminado, el menú de informes también se muestra accesible en
Resultados \ Informe.
Con ésta se genera un informe detallado con un resumen de los parámetros principales de la
instalación y los resultados en forma gráfica y de tablas, que se presente en formato Excel. Para
visualizar este informe correctamente, es necesario que el programa Excel esté instalado en el
ordenador.
Todos los informes están configurados con unos encabezados y en un formato que facilitan la
impresión de los mismos. El logo, así como los datos que se presentan en la portada son
modificables y personalizables en el menú Fichero \ Preferencias. También es posible definir los
apartados que se desea que se generen en el informe detallado Excel, en la sección Apartados.
El informe en formato Excel resume la información más relevante del sistema simulado y sus
resultados energéticos en forma gráfica y mediante datos tabulados.
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Para poder visualizar correctamente el fichero del informe que se genera, es necesario haber
realizado la simulación correctamente y tener instalado el programa Excel. Con la ventana del
proyecto activada y presionando F10 puede visualizarse el informe en Excel de la última simulación
del proyecto.
El informe comprende datos y resultados de la simulación, agrupados en varias pestañas, en
función del tipo de sistema simulado. Las secciones de las que consta el informe son:
Descripción:
Datos generales del proyecto y descripción de la instalación
Demandas:
Demandas energéticas del sistema que pueden ser de ACS, calefacción, refrigeración,
calentamiento de piscinas o demanda de procesos industriales.
Aparece el concepto de CUMPLIMIENTO DE DEMANDA: Energía entregada respecto a energía
demandada. Un cumplimiento de demanda aceptable es superior al 99%. Valores inferiores suelen
deberse a relaciones de volumen de acumulación auxiliar versus potencia de sistema auxiliar
incorrectas.
Balance:
Información del balance energético del sistema con parámetros como la fracción solar o el
consumo de los sistemas auxiliares.
Aparece el concepto de FRACCIÓN SOLAR NETA EXTENDIDA: es la fracción solar neta incluyendo el
consumo de energía primaria correspondiente a los consumos parásitos de la propia instalación
solar.
Eficiencia:
Eficiencia global del sistema.
Pérdidas:
Descripción de las pérdidas energéticas del sistema de forma detallada para cada parte del sistema
(acumulación, conductos, etc.).
Economia:
El análisis económico del sistema con información sobre consumo, inversiones, retorno de la
inversión, etc.
También se da información sobre las emisiones de CO2 evitadas.
Parásitos:
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Detalles de los consumos parásitos del sistema (bombas, sistemas auxiliares, etc.)
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3.5.1 EL IMPACTO MEDIOAMBIENTAL
El uso de energía solar en substitución de las energías convencionales de las instalaciones de producción tiene como consecuencia la reducción de las emisiones a la atmósfera de gases que provocan el efecto invernadero. De éstos, el más importante es la reducción de emisiones de dióxido de carbono (C02).
Por cada kWh economizado, la cantidad de C02 evitada, depende de la fuente energética (tipo de combustible fósil substituido) y los valores utilizados en TRANSOL se definen el fichero ..\TRANSOL PRO 3.0\Interface\data\Application\Esource.txt, en función del tipo de combustible y del país en que se localice la instalación.
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4 ANÁLISIS PARAMÉTRICOS
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Los elementos de una instalación solar térmico (captadores, acumulación de inercia, acumuación
de ACS, intercambiadores,…) se interrelacionan entre si formando un sistema. La respuesta de este
sistema ante variaciones de cada uno de los elementos puede ser poco intuitiva. Por otro lado, el
ingeniero / instalador puede verse frecuentemente ante la elección de variar las dimensiones de un
elemento a costa de reducir las de otro. Por ejemplo: aumentar el número de capadores para poder
reducir el volumen de acumulación por problemas de espacio en el local técnico.
También es frecuente que tenga que evaluar diferentes opciones de diseño como el número de
captadores en serie a instalar antes de llegar a una determianda temepratura máxima en el circuito
secundario (con bombas de caudal constante) para poder seleccionar el material de las tuberías
bajo criterios económicos y siempre con corrección técnica.
Otra situación frecuente es la de evaluar la sensibilidad de la respuesta del sistema ante variaciones
de algún elemento (por ejemplo, tipo o número de captadores) o incluso variaciones de parejas de
elementos (aumentar el número de captadores reduciendo el volumen de acumulación, o
viceversa). Estos análisis de sensibilidad son útiles para evaluar la opción más rentable: menor
coste de instalación y mantenimiento para una determinada fracción solar.
En definitiva, es frecuente tener que realizar un número de simualciones elevado para poder hacer
un estudio adecuado al caso concreto ya sea comparativo o de sensibilidad.
Esto implica realizar varias simulaciones con el mismo esquema y entre las cuales la única variación
es un parámetro. Para resolver esta incomodidad TRANSOL 3.0 INCORPORA la opción LANZAR
SIMULACIONES en el menú SIMULACIÓN > ANÁLISIS PARAMÉTRICO > LANZAR SIMULACIONES.
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Con esta opción se puede seleccionar 1 ó 2 parámetros del sistema a estudiar:
Y TRANSOL 3.0 ejecuta la batería de simulaciones de forma automática guardando los resultados en
la subcarpeta PARAMETRICS dentro de la carpeta del proyecto correspondiente.
Es posible graficar los resultados de la batería de simulaciones del estudio paramétrico.
Para ello acceder desde la barra de herramientas como se indica enla imagen:
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Los resultados susceptibles de graficar son:
- Aportación solar a consumo [kWh]
- Producción sistema auxiliar [kWh]
- Demanda de ACS [kWh]
- Fracción solar [%]
- Ahorro de emisiones de CO2 [kg]
- Producción del campo de captadores [kWh]
Las gráficas se presentan de esta manera:
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