Programa de selección de componentes para una instalación solar térmica

Abstract

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.