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CÁLCULO DEL TAMAÑO DE LOS CAPTADORES SOLARES TÉRMICOS DE TUBOS DE VACÍO CON TECNOLOGÍA HEAT PIPE
Para determinar el tamaño de captador que se necesita, se deben considerar dos factores importantes: el nivel de insolación y las necesidades de energía. La energía necesaria por lo general se tendrá en cuenta por el volumen de agua y el aumento de la temperatura requerida. Una vez conocidos estos factores se puede determinar el tamaño de colector necesario. Cuanto mayor sea el tamaño del captador, más temperatura se puede llegar a conseguir, pero se debe tomar una decisión económicamente racional. En general, es aconsejable seleccionar un tamaño que proporcione el 90 % de las necesidades de agua caliente durante los meses de verano.
Aunque pueda parecer extraño utilizar un valor de sólo el 90 % para los meses de verano de contribución solar, es por una buena razón. Es normal utilizar una medida basada en el 100 % de sus necesidades de agua caliente durante el verano, porque esto no producirá excesos y evidentemente cubrirá un buen porcentaje durante el resto del año. Estos cálculos deben estar basados en un consumo racional del agua caliente, pero a menudo, y especialmente en el verano, los patrones de uso de agua pueden ser calculados de forma errónea, pues es normal utilizar agua fría durante la ducha diaria, y con una elevada posibilidad de dejar la casa vacía durante al menos uno o varios días, incluso semanas. Con estas consideraciones, y utilizando un valor objetivo del 90% es probable que en realidad resultan en un sistema que es capaz de abastecer más del 100 % de sus necesidades de agua caliente en el verano, sin producción de calor excesivo, que puede conducir a la pérdida de agua a través de las válvulas de presión y con un considerable desperdicio de energía.
Los siguientes cálculos le pueden ayudar a determinar cuantos tubos de vacío necesita en su instalación según sus requerimientos de energía. Los captadores solares térmicos heat pipe con 15, 20 ó 25 tubos son los más utilizados. Por supuesto se pueden combinar varios colectores para incrementar el tamaño de la instalación. Si el tamaño de captador obtenido difiere de los tamaños señalados anteriormente, se deberán seleccionar un tamaño inferior para prevenir excesos durante los meses de verano.
Dependiendo de su preferencia, puede utilizar el cálculo Métrico o Imperial para introducir los valores necesarios con el fin de calcular el número de tubos necesarios en su instalación.
Debe tener en cuenta que: 1 kWh/m2/día = 317.1 Btu/ft2/día.
(*) Volumen de agua = Este valor representa el volumen de agua caliente usada en todo un día.
Con 300 litros de agua caliente en el acumulador se pueden obtener unos 220 litros de agua caliente (a 60oC/140oF).
(**) Temperature Deseada = temperatura de servicio - temperatura media de agua fría de la red.
La temperatura de servicio de agua caliente usualmente se considera entre 42oC/107oF y 45oC/113oF.
Generalmente la temperatura del agua entre el invierno y el verano fluctúa con una diferencia máxima de unos 10oC/18oF.
Aparte de los tres factores clave que se utilizan en el cálculo anterior, también debe tener en cuenta:
1. Sombras diarias/anuales.
2. Ángulo/Dirección de la instalación (un poco menos del ángulo ideal puede recudir la eficiencia considerablemente).
3. Lugar de la instalación (espacio necesario).
Las estimaciones anteriores son sólo una guía básica y están basadas en un nivel promedio de rendimiento en los meses de verano del 70 %. Como explicamos anteriormente, es mejor no sobredimensionar el sistema. Para obtener más información sobre el rendimiento y la producción de energía térmica por favor pulse aquí.
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