Diseño y estudio en régimen transitorio de instalaciones de agua caliente sanitaria y calefacción con uso significativo de energías renovables

En el presente proyecto se calcula y diseña una instalación solar térmica de baja temperatura para una vivienda en Madrid con objeto de abastecer a la misma de agua caliente sanitaria y calefacción. Este proyecto tiene la particularidad de estudiar la variación de las variables que intervienen a lo largo del tiempo. Primero se estudia el emplazamiento de la vivienda para determinar las características de la zona climática y poder realizar un estudio de sus necesidades. Además se estudia la vivienda en sí, sus planos, superficies actuales, ocupación, sus peculiaridades constructivas y de uso. Se fija una superficie de captación de unos 30 mz. Se calcula la carga térmica del edificio y las pérdidas de la propia instalación. Para ello se realiza un balance de energía en los elementos de la instalación y se resuelve el sistema de ecuaciones al que dé lugar con un programa desarrollado en el entorno del software Matlab. Así se obtienen las temperaturas relevantes del circuito y la fracción solar aportada por la instalación. También se usa el programa Mathcad para realizar simulaciones previas con las condiciones climatológicas del lugar (temperatura ambiente, radiación solar...). El objetivo de estas simulaciones es obtener datos de las variables externas a lo largo del día. En los meses de verano aparecerá un calor excedente, el cual se decide disipar mediante la calefacción de una piscina descubierta. Seguidamente se realiza un estudio del impacto ambiental de la instalación para calcular el ahorro económico, si existiera, y de las emisiones de C02 a la atmósfera. También se realiza un breve estudio económico de la instalación, estimando tanto el coste inicial de la instalación, como el ahorro de combustible que supone, y el periodo de amortización, éste último será determinante para concluir acerca de la viabilidad del proyecto. Finalmente, se propondrán una serie de mejoras, a modo de futuros proyectos, que se estima que serían convenientes para la instalación. _____________________________________________________________________________________________________________This project deals with a thermal solar installation for a house in the Madrid county, in order to supply an adequate central heating and domestic hot water. This project has the particular feature that all the variables that take part in it, will be studied along the time (transient behavior of the installation). In a first step, the house location will be analyzed, so as to assess specific climate zone characteristics affecting general requirements; this analysis shall include other elements such as drawings, actual surfaces, occupation and its constructive peculiarities. Collecting area is set up at 30 sq. meters. The next step is to calculate the thermal load of the building and the thermal losses of the installation. This calculation includes an energy balance for the installation elements, solving the equations system using an algorithm developed in Matlab and obtaining as a result the relevant circuit temperatures and solar fraction. Mathcad software will be used as well in order to execute previous simulations of the external input variables (temperature, solar radiation...). On the summer months an excess of heating will appear and it will be dissipated heating a swimming pool. An environmental impact analysis shall also be performed, in order to estimate the reduction of C02 to the atmosphere. A brief installation economical analysis will follow including initial investment, fuel savings and payback period. The last one will be decisive to conclude about the viability of the project. Finally, some improvement options will be proposed as future developments for the installation.Ingeniería Técnica en Mecánic