Ingeniera Conceptual

Preliminares

A fin de conocer la cantidad de paneles solares trmicos a instalar, se necesita conocer el consumo

de ACS del hospital mensual.

1. Estimacin del Consumo Volumtrico diario de ACS.

Se consideran 81 camas en el sector de hospitalizacin Medicina. Por ende, el problema queda

delimitado a ese sector. Para uso de duchas.

2. Estimacin de Demanda Energtica

a. Estimar la temperatura de agua de red.

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

14,8 13,8 13,8 12,8 11,8 11,3 10,8 11,3 11,8 12,3 13,3 13,8

La temperatura promedio mnima es 10,8 C, por lo cual ser la Temperatura de Agua de Red

seleccionada.

b. Determinar Demanda Energtica

Se necesita conocer la diferencia de temperatura a satisfacer, para ello es necesario conocer la

temperatura de acumulacin, la cual para efectos de clculos se considerada en 65 C pues segn

estudios la Legionela no sobrevive a temperaturas mayores a los 60 C.

Realizando la diferencia con la temperatura de agua de red mnima determinada anteriormente,

obtenemos:

=

= 65 10,8 = 54,2

c. Calculo de la energa necesaria para cubrir el salto trmico.

Condiciones de diseo a temperatura ambiente:

Densidad Agua: 1.000 kg/m3.

Calor Especfico: 4,186 kJ/kg* C.

= ( ) = 1.470,19 /

3. Determinacin de la irradiacin.

a. Radiacin solar en la zona de estudio.

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

8,06 7,00 5,67 3,91 2,50 1,83 2,11 2,95 4,66 6,01 7,53 8,01

Fuente: Ministerio de Energa, 2014.

La tabla muestra la radiacin solar en Talcahuano (en kWh/m2/da). La menor radiacin es en el

mes de Junio, con 1,83 kWh/m2/da.

b. Evaluacin de prdidas por inclinacin y orientacin.

Se considerar, segn estudios previamente hechos (Manrquez, 2014), las siguientes condiciones:

Azimut: 0

Inclinacin: 45.

c. Estimacin de la radiacin solar global efectiva sobre la superficie inclinada.

Fuente: Manriquez, 2014.

En la tabla anterior, se muestra la radiacin solar promedio con una inclinacin de 45, se observa

que el mes con menor radiacin es Junio, con 3,48 kWh/m2/da.

d. Determinacin de horas tiles del sol en un da medio de cada mes.

En la siguiente tabla se muestran las horas solares diarias promedio para cada mes.

Fuente: Manriquez, 2014.

e. Calculo de la irradiancia en un da medio.

=

=

3820

8= 477,5 /2

La intensidad til para el mes ms desfavorable es de 477,5 W/m2

4. Dimensionamiento de colectores.

a. Seleccin del tipo de colector solar.

Se selecciona el Colector de tubos de Vacio Heat-Pipe, por su eficiencia frente a otro tipo de

colector. El modelo seleccionado es NSCE-58-30, tiene una acumulacin de 166 litros, y

dimensiones de 2 m por 2,375 m, es decir, un rea de 4,75 m2.

b. Calculo del rendimiento del panel.

= ( )/ = (65 10,8)/(477,5) = 0,114 2/

2 = 0,228 ( 2/)2

Condiciones de diseo:

1 = 1,45

2

2 = 0,029 (

2) ^2

0 = 0,7

= 0,53

Es decir, en el mes ms crtico, el rendimiento instantneo de los tubos de vaco es de un 53%.

c. Aporte solar por los colectores de tubo.

= = 3,82 0,53 = 2,02

2 = 7,27

2

d. Determinacin de la superficie unitaria de captacin.

= (1 0,25) = 7,27 0,75 = 5,45

2 = 1.990,2

2

=

0,57 =536.619,414

1.990,2 0,57 = 153,69 2.

e. Numero de colectores

=

=153,69

4,75= 32 .

5. Costos.

Item Precio Unitaria Neto [USD]

Cantidad Precio Total [USD]

Colector Solar NSCE-58-30 (Incluye Manifold, Kit de Montaje techo)

1.545 32 49.440

Valvula Termoelectrica 3 vas de

26,04 1 26,04

Bomba Recirculadora A 80/180 XM Anwo.

468 1 468

Valvula ante retorno 15 1 15

Total 49949,04

Es decir, el costo aproximado es de $ 30.369.016.