Programa de selección de componentes para una instalación solar térmica
Resumen
El proyecto presenta la elaboración de una aplicación informática sencilla para facilitar
la labor de selección de componentes de una instalación solar térmica para producción
de ACS (Agua caliente sanitaria) de cara a un hipotético usuario con conocimientos
básicos en este tipo de instalaciones.
La aplicación presentada en el proyecto consiste en un programa realizado en el entorno
de Microsoft Excel 2003 que muestra al usuario los parámetros relevantes que inciden
en las características de la instalación particularizados para el caso concreto que el
usuario plantee, previa introducción de ciertos datos iniciales, y que permiten al usuario
seleccionar diferentes componentes obteniendo para cada solución escogida resultados
comparables a los establecidos en el CTE (Código Técnico de la Edificación) con el fin
de valorar su posible implantación.
El programa implementado contiene ocultas una serie de tablas con los valores de
latitud geográfica, temperatura ambiente media diaria, temperatura media diaria del
agua de red y radiación promedio para cada provincia española y para cada mes del año,
con lo que, una vez que el usuario seleccione la provincia donde se ubicará la
instalación el programa muestra los valores mensuales correspondientes, así como la
zona climática en la que se encuentra.
Estos valores mensuales se emplean para calcular la producción energética de la
instalación solar empleando el método de cálculo de las curvas f-Chart, muy extendido
en instalaciones de este tipo y aceptado por la normativa vigente. El método consiste en
un proceso iterativo en el que se calculan los valores mensuales de aportación
energética solar para un determinado grupo de captadores seleccionado por el usuario a
partir de los datos mensuales climatológicos y de consumo, con lo que se calcula la
contribución solar media anual que ha de compararse con la exigida. Cada iteración
consiste en la selección por parte del usuario de un modelo de colector así como la
cantidad que formarán la superficie total de captación. El cálculo de la contribución es inmediato de manera que el usuario puede realizar en poco tiempo varias iteraciones
con distintos modelos de colector.
De cara al usuario, el programa contiene hojas de bases de datos donde se encuentran
almacenados las características técnicas de los principales componentes de la instalación
diferenciando entre varios fabricantes y modelos existentes en el mercado. Esos
componentes son colectores, acumuladores, intercambiadores de calor y grupos de
bombeo.
El programa ha sido desarrollado de tal manera que resulte sencilla su utilización, por
ello la selección de los componentes y la obtención de la mayoría de los resultados se
presentan en una única hoja de cálculo. Además, para cada parámetro de la instalación o
de los componentes de la instalación que deba ser comprobado con la normativa
aplicable, el programa muestra la restricción o los límites impuestos por el CTE para
dicho parámetro.
Asimismo el programa permite valorar económicamente diferentes opciones de
selección de componentes por medio de la presentación de una hoja de presupuesto con
los precios unitarios de los componentes que se incluyen en la base de datos y con
precios fijos del resto de componentes y accesorios de la instalación.
Con el desarrollo de este programa se pretende conseguir una herramienta de fácil
manejo para el usuario, con lo que se pueden nombrar las distintas ventajas de dicha
aplicación:
• Cómodo acceso a los valores de las tablas de datos provinciales de latitud,
temperatura, radiación y demás datos relevantes para el cálculo de una
instalación solar térmica.
• Simplicidad y fácil manejo de la aplicación.
• Permanente comprobación de los resultados obtenidos con el cumplimiento de la
normativa aplicable en cada caso según el CTE para asegurar la validez de la
instalación.
• Base de datos de características técnicas y precios orientativos de los principales
componentes de la instalación, ampliable y modificable en todo momento por el
usuario.
• Presentación de una hoja que puede servir como base para la realización de un
presupuesto de la instalación. The project presents the development of a simple software application in order to
facilitate the task of component selection for a thermal solar system for the production
of DHW (Domestic Hot Water) facing a hypothetical user with basic knowledge in this
type of facilities.
The application presented in the project consists of a program made with Microsoft
Excel 2003 that shows the user the important parameters that affect the characteristics
of the installation for the particular case that the user raises, previous introduction of
certain initial data, and that allows the user to select different components obtaining for
each chosen solution comparable results with the established ones in the CTE
(Technical Code of the Construction) with the purpose of considering bis possible
achievement.
The implemented program contains hidden several tables with the values of geographic
latitude, daily average temperature of the environment, daily average temperature of the
network water and radiation average for each Spanish province and every month of the
year, in a way that, once the user selects the province where the installation will be
located the program shows the corresponding monthly values, as well as the climatic
zone.
These monthly values are used to calculate the energy production of the thermal solar
system via the method f-Chart, very extended between this type of installations and
accepted by the current regulations. The method consists of an iterative process in
which the monthly values of solar energy production are calculated for a specific group
of collectors selected by the user and so the annual solar fraction is calculated to be
compared with the demanded one. Each iteration involves the selection of a collector
model as well as the amount that will form the total surface. The calculation of the
annual solar fraction is immediate, therefore the user can make in a short period of time
several iterations with different collector models.
With a view to the user, the program contains database sheets where technical
parameters of the main components of the installation are stored distinguishing between
severa! manufacturers and models that exist in the market. Those components are
collectors, storage tanks, heat exchangers and pump stations.
The program has been developed in such a way that is simple its use, for that reason the
selection of the components and the obtaining of the results appear in just one spreadsheet. In addition, for each parameter of the installation or each component that
must comply with the current regulations, the program shows the restrictions or the
limits imposed by the CTE.
Furthermore the program allows valuating different options of components selection by
means of the presentation of a budget sheet with the unitary prices of the components
that are include in the database and fixed price of the rest of components.
The purpose of the development of this program is to obtain a too] of easy handling for
the user, in that terms advantages ofthis application can be named:
• Effortless access to the values of the tables of provincial data as latitude,
excellent temperature, radiation and other necessary data for the design of a
thermal solar installation.
• Simplicity and easy handling of the application.
• Permanent verification of the results obtained with the fulfillment of applicable
regulations in each case according to the CTE, in order to guarantee the legality
of the installation.
• Database of technical characteristics and prices of main components of the
installation, that can be enlarged and updated at ali time by the user.
• Presentation of an estimated budget sheet.