Tema: Que tª max puede alcanzar el fluido dentro de un colector ?

Me ha surgido esa duda al seleccionar el aislante para las tuberias y es q según RITE el espesor depende la tª del fluido que vaya por su interior.

Se me escapa algún detalle que me imposibilita calcular es tª max que alcanzaría el fluido dentro de un captador solar térmico si este se quedase estancado (independiente mente de q saltases las vávulas de seguridad etc,,).

Al ser una instalación para ACS ( 45ºC) la tª de acumulaciñon no debería ir mas alla de los 60ºC pero en verano puede darse el caso de el fluido alcanze un tª mayor .

Para realizar este cálculo aplico la fórmula Q=m Ce (Tf-Tred),donde:
m= masa del fluido ( en este caso agua) que contiene el colector,en este caso 2,2 Kg de agua.
Ce = el del agua 4,18Kj/KgºC
Tf = es la incógnita a calcular.
Tred = es la tª del agua de red en el mes mas "desfavorable " para éste caso ,Julio=14ºC ( caso para Asturias)
En cuanto Q no se que valor usar ,en ppo uso el valor de la tabla 2 de Censolar q da para Asturias y en Julio 16,8 Mj/m2,si multiplco este valor por la superficie del colector ,en este caso , 2,5 m2 y aplico la formula me sale un Tf que es una burrada....¿donde esta el fallo ?¿ que detalle se me escapa?
¿Debo aplicar el concepto HSP?

si te sirve de algo, en la zona de Montaña der Palencia los colectores en verano, cuando el deposito ya está a temperatura, nos han dado lecturas de entre los 110 y los 140 º C.

Tenlo en cuenta que si instalas un aislante convencional de calefaccion se va a deshacer seguro.

Gracias gardania ,

Si que he tenido precaución al escoger el aislante que sea para uso "solar" ,pero tengo mucha curiosidad en darle solución al problema propuesto.
A ver si alguien me echa un cable y lo resuelve.

Saludos,

La Tº. de estancamiento viene indicada en todos los ensayos de colectores (INTA, CENER, SPF,etc...).
Pero si la quieres calcular no se que pinta la Tº. de red en esa formula

Hola enerxia-solar ,
Esa tª de estancamiento es la que aparece en el catálogo como "tª de inactividad máxima"? se supone que es con fluido dentro del colector o sin el ?
¿Como se calcularía dicha tª de estancamiento?
Independientemente de si es ,como resolvería el problema que plantee?es decir la tª maz q alcazaría una masa de agua que recibe una cierta cantidad de energía ,se que tiene q ser aplicando Q=mCe(T2-T1).

Saludos,

Alguna propuesta?
Saludos

nadie tiene respuesta? pero si debe ser muy sencillo ,seguro q es aplicar la formula Q=mCe (t2-T1) mis dudas son la Q a meter y la tª inicil ,q yo supongo la tª del agua de red dnd este la instalación.

A ver si alguien se anima...

Apreciado forero 126:

-Tras leer con atención la pregunta que formulas asi como tu argumentación complementaria ,debo decirte que el calculo cientifico de la máxima temperatura a obtener con un sistema de captación solar (Circulación hidráulica cortada) ,asi como el resto de parámetros imprescindibles para su correcto dimensionado ;solo pueden obtenerse aplicando una conocida colección de formulas astronómicas que se alimentan de la siguiente información especifica :

(a).-Mes del año (Calculos relativos al dia astronómicamente medio)
(b).-Latitud geografica del lugar
( c).-Parametros tabulados de medicion meteorologica local (Energia solar media
horizontal diaria por m2,Temperatura media horas sol,Factor de reflexion local)

-Dado que las citadas fórmulas son de manejo individual algo tedioso,conviene la preparación individual de un programa aglutinador que permita el tratamiento rapido y seguro de cada problema particular . En mi condición de ingeniero especializado he optado por la hoja de calculo ,en base a la cual preparé en su dia el programa base que vengo utilizando con la máxima rapidez eficiencia y seguridad .

- En prueba de lo manifestado me brindo desinteresadamente a calcular la temperatura
que buscas (Te enviaria pdf programa) si me facilitas la siguiente información:
-Lugar de instalacion y provincia
-Naturaleza del suelo y entorno (Ej.- Arenoso escasa vegetación,Llanura despejada )
-Meses del año referencia calculo

Atentamente

Galzagorri

Hola Galzagorri,
Perdona que no haya respondido antes pero no he estado “operativo” el fin de semana.
Para resolver el problema que propongo de forma “practica” creo que con resolver la eq Q=mCeΔT es suficiente ,el problema es que hay algún dato que se me escapa o no introduzco bien ,pues con los datos que yo manejo me salen unas tª que son una barbaridad.
Si tenemos en cuenta que en los catálogos los datos de rendimiento de los colectores están referidos a una intensidad de 100W/m2 y dan como dato una tª de estancamiento que es la tª max que puede aguantar un colector sin estropearse en caso de que el fluido quede atrapado en el ,debido por ejemplo a que la bomba se estropee o haya un corte de energía eléctrica, sin embargo yo lo que quiero calcular es ¿qué tª max podría alcanzar un determinado volumen de agua sobre el que incide una determinada cantidad de energía? Que puede estar relacionado con la tª de estancamiento pero no es ésta,es mas éste cálculo (bien hecho claro está) nos permitiría comprobar fácilmente si un colector al quedarse en estancamiento aguantaría sin estropearse para una determinada localidad en función de la radiación del lugar.
Desde mi punto de vista ha de ser posible resolver éste problema aplicando la eq anteriormente descrita ( siempre considerando valores promedio en la energía incidente).
Los datos que yo he usado son los siguientes:
Ubicación : Asturias (43.4º de latitud)
m= cantidad de agua retenida en el colector ,por catálogo para éste caso 2.2kg.
Ce= 4.18 Kj/kgºC el del agua ( supongo agua en vez de fluido para simplificar el cálculo).
ΔT= diferencia de tª entre la que alcanzará el fluido Tf y la tª original del agua ,en éste caso el agua de red en el mes considerado ,en éste caso el mes mas “desfavorable” para éste cálculo es Julio al haber mas radiación solar ( vamos que el Sol casca mas). Para éste caso Tred =14ºC ( Asturias en Julio). Por tanto la incógnita es la Tf.
Q= aquí en donde tengo el lio. Parto de la tabla de radiación solar donde obtengo un valor de , para Asturias en el mes de Julio de 16.8 Mj/m2 por dia medio del mes,por tanto Q=16.8Mj/m2 de colector, por tanto como mi colector es de 2,5m2 en total tengo 2.5*16.8=42 MJ /día es decir que inciden durante todo el día,es decir que el agua atrapada en el colector recibe en todo el día 42 MJ de energía =10031.53Kcal =41931.8 Kj( 1Kwh=3.6Mj y 1Kcal=1.16 10-3 Kwh y 1Kcal=4.18Kj) .
Creo que no necesito mas datos Galzagorri.
Con todos éstos datos me voy a la fórmula quedando así:
41931.8 Kj= 2.2Kg *4.18Kj/KgºC (Tf-14)ºC operando obtengo :
Tf=42060.53/9.196 = 4573.78 ºC AQUÍ ESTA LA BURRADA A LA QUE ME REFERÍA.
¿Entonces donde cometo el error?
A ver si alguien consigue abrirme los ojos y ver donde está el error.


Saludos,
PD : Perdón por el tochazo.

Apreciado Forero126:

-En beneficio sobre todo de la claridad ,vista la personalidad que refleja tu peculiar argumentacion creo que lo mejor en este caso es la formulación directa : Tu quieres que te ayude ó no ? dimelo con claridad ,sabiendo que si es positiva la recibiras y en caso contario tan amigos.

Razones para no entrar en discusion tecnica contigo :

-La formula basica que pretendes aplicar solo sirve para el calculo de la cantidad de calor acumulada por una masa fluida (Q) arbitraria (Masa*calor esp.*salto termico=Energia calorifica) ;por tanto sin relacion alguna con el problema de la temperatura que puede llegar a obtenerse por efecto de la radiacón solar en determinado clima y sobre determinados captadores debidamente orientados
en las que hay que aplicar con absoluta certeza las formulas y procedimientos desarrollados por la ciencia que son basicamente los que te indique ( No tiene pues sentido debatir sobre su validez ó proponer alternativas)
mencioné

-La razon expuesta es clara para cualquier tecnico teorico minimamente formado en la especialidad.

-Pese a lo anteriormente indicado y su corolario,el interes que muestras en el tema y la tenacidad con que defiendes tu postura hablan de tu predisposicion a aprender lo que te falta ,empeño en el que te aconsejo que perseveres ,aunque si me lo permites con una variante adiccional :No se trata solo de aprender el como (Reglamentos disposiciones legales,formulas) sino tambien y fundamentalmente el porque (Teoria y su logica)

Nada mas por el momento,quedo a tu disposición manteniendo mi ofrecimiento


Galzagorri

Galzagorri ,claro que estoy de acuerdo que resuelvas el problema.

Para evitar malosentendidos no estoy "despreciando" tu forma de resolver el problema simplemente creía que era posible calcularlo ( de forma simple ,es decir aproximada si fuese posible )según la fórmula que propongo ,pero si estás en la certeza de que la única forma de resolver esl problema es tu opción ,,,,adelante ,abreme los ojos ,porque estoy intrigado con éste problema no sabes como .


Saludos y gracias por tu interés.

Amigo forero126:

-Aclarado el tema ,aunque si me lo permites con dos matizaciones:

-Yo te hago a ti un favor desinteresado y no a mi mismo
(!Espero que aceptes esto y lo manifiestes!)
-No se trata de desprecios ,sino de argumentar con razones y creo
que ya he citado las principales ( Sugiero analices la logica de mi
propuesta sin entrar por el momento en calculos)

-Si estas de acuerdo ,te ruego me facilites sin mas los parametros
del lugar de emplazamiento que te pedí para proceder al estudio
que repito aqui para tu comodidad:

(a).-Meses del año referecia calculo
(b).-Latitud geografica del lugar (Nombre lugar y provincia bastan)
(c).-Parametros tabulados de medicion meteorologica local (Energia solar
mediahorizontal diaria por m2,Temperatura media horas sol,Factor de
reflexion local). Si no los tienes ,los buscare yo
(d).-Naturaleza del suelo y tipologia zona ( Ej.-Suelo arcilloso,Llanura
despejada)

Saludos


Galzagorri

Creo que os estáis enredando demasiado, y la respuesta a tu pregunta, “forero126”, es más sencilla de lo que parece.
Para el cálculo de la temperatura máxima que se puede alcanzar en un captador, la formula a utilizar es la del rendimiento del propio captador. Cuando un captador ya no puede aumentar más la temperatura del fluido que circula por él, su rendimiento será nulo. Por tanto, en la ecuación del rendimiento consideraremos este 0 y despejaremos tºm. El resto de datos ya los tenemos, y sabrás la temperatura máxima que alcanzara el fluido. También llamada temperatura de estancamiento, que si usas los datos del fabricante a la hora de hacer las pruebas coincidirá con la tº de estancamiento que te facilita.

Buenos dias Sr. Chiguaka:

-Es decir que según su razonamiento la temperatura maxima que puede alcanzarse en
cualquier lugar de la tierra (Desde los Polos al Ecuador y desde el Everest al Sahara) solo depende del rendimiento del captador,suponiendo cero el mismo ....!Creo que deberia reflexionar seriamente sobre lo que esta diciendo!

-De cualquier modo y con el simple propósito de debatir constructivamente ,propongo que nos muestres simplemente la formula fisica que aplicas junto con su procedencia y valores aplicados ,para que pueda ser analizada en detalle.


Reciba un cordial saludo

Galzagorri

-

Estimado Galzagorri,

Alguna vez has visto, por casualidad, la ecuacion del rendimiento de un captador?

Esta seria del estilo: n=b - k1(tºm-tºa)/I - k2(tºm-tºa)^2/I

En cuanto a la temperatura maxima teorica que se puede alcanzar en un captador, conociendo la ecuacion del rendimiento del captador, esta se puede calcular sin mas que consideerar que cuando la temperatura alcance un valor tal que las perdidas termicas en el captador sean iguales a la energia solar neta captada, el rendimiento en tales circustancias sera nulo.
Por tanto, basta considerar el rendimiento 0 y despejar de la ecuacion del captador tºm en funcion de la tºa y la radiacion del lugar en concreto y sabremos cual es su temeperatura maxima.

De todas formas creo que aqui no estamos para dar clases de termodinamica.

un saludo.

Amigo Chiguaka:

-No te enfades por favor ,te ruego me disculpes si algo de lo que
he dicho con la intencion de orientarte ha podido molestarte.

-Deberias sin embargo reconocer que eres tu el que has
irrumpido en un debate inconcluso,insinuando que nos
estabamos complicando la vida ,pese a lo cual te he contestado sin
acritud. Aunque tienes todo el derecho a intervenir y eres bien
venido al tema hubiera agradecido algo mas de delicadeza
en tu respuesta.

-Dicho lo cual ,ahi va lo que pienso de tu ultima exposicion:

(a).-No voy a contestar con palabras a tu insinuacion sobre
mi competencia en el tema . Espero hacerlo resolviendo el
problema si mi anterior interlocutor acepta mis condiciones
y facilita la información de partida.

(b).-Conozco por supuesto los parametros caracteristicos de
de los paneles solares y no discuto la ecuacion de rendimiento
de uno en particular. Solo me extraña que tengas dicha informacion
como fundamental cuando es solo complementaria de los parametros
de insolacion del lugar en una determinada epoca del año,que son los
que hay que calcular previamente ,a saber:

-Latitud geografica (Grados)
-Horas de sol efectivas
-Potencia media solar incidente con panel orientado (Kw/m2)
-Altura sola maxima (Grados)




Envio un cordial saludo



Galzagorri

Que no llegue la sangre al rio colegas,,,que aquí estamos para intercambiar opiniones y demás.

Galzagorri ahi van los datos:

-Lugar de la instalación: Asturias (latitud 43.4º) ,la instalación está a las afueras y podemos considerar atmósfera limpia.
-Mes de cálculo : Julio (mes de máx radiación, según mis tablas)
-Potencia media solar : 16.8 MJ/m2 ,sobre horizontal en un día medio del mes)
-Los colectores llevan una inclinación de 50º.
-Tª ambiente media diurna en Julio : 20ºC
-Tª media del agua de red en Julio: 14ºC
-Horas de sol efectivas en esa zona durante ese mes: según mis datos:9.5h
-Tipo de zona :despejada sin riesgo de ningún tipo.

Como anexo ,según el catálogo del colector su tª de estancmiento son 211ºC.
Los valores de su curva de rendiento son:
-rendimiento ótico:0.83
-K1=3.68
-K2=0.011
-coeficiente global de pérdidas ( el que yo he usado para cálculos)=4.4.

Chiguaka, yo en un principio había pensado en tu planteamiento pero aún lo había simplificado mas al prescindir de la curva d rendimiento y tratar el problema solo desde un punto de vista “termodinámico”,como si el agua estuviese almacenada en una bolsa "transparente" para ver que tª max podría alcanzar solo con la radiación.

Saludos.

Amigo Forero126:

Te adjunto resultados obtenidos con mis programas de calculo en base a los datos facilitados con las limitaciones siguientes:,
-No me has facilitado el factor de reflexion terreno ,si bien su influencia es
minima
-He considerado un captador solar de las siguientes caracteristicas
deliberadamente optimistas:
-Factor de captcion respecto a cuerpo negro.- 0,95
-Coeficiente perdidas convectivas .-1 Kcal/(ºC*m2)
-Orientacion S e inclinacion indicada (53ºC) ,ideal invierno

Resultados basicos
Localidad .-Oviedo (Coincidencia de datos)
Mes.-Julio (Verano punta)
Dia .-17 (medio mensual)
Horas luz dia.-14,9
Potencia media incidente placas solares orientadas.-294,6 w/m2
Temp.media horas sol.-21,5ºC
Altura solar maxima.-67,8ºC
Orientacion paneles.-S
Temp.maxima fluido circulante .- (57-58)ºC (Circ. cortada)

Nota.- Dispongo de los listados completos para el año completo


Atentamente

Galzagorri

Hola de nuevo Galzagorri,

Según tus cálculos la tª

Hola Galzagorri,

Según he visto en tus datos ¿la tª max que alcanzaría el fluido ,con la instalación funcionando,es de 57-58ºC ?
La verdad es que esperaba que fuese bastante mas alta dicha tª.
Según esa tª para el aislante y según la tabla 1.2.4.2.2 del RITE escogeríamos la opción de tª del fluido entre 40 y 60ºC q nos da una espesor de aislante de 35mm.

¿me podrias decir que programas has usado?
¿podrías adjuntar los cálculos?

Saludos,

Amigo Forero126:

-Los resultados son fiables puesto que que se basan en formulas universales perfectamente contrastadas,base de 2 programas informaticos de los que soy autor y usuario desde hace varios años.

-En todo el resultado es en principio por exceso ya que se basa en la orientacion mas favorable de la paneleria solar en verano y no es el caso.

-No procede por tanto ningun afinamiento, si bien tienes que tener en cuenta que hablamos de temperaturas medias maximas y en consecuencia
siempre cabe superarlas en dias puntas de verano.

-De cualquier modo y para evitar quedarnos cortos en la valoracion he supuesto un panel solar de minimas perdidas ,con lo cual el resultado es a mi juicio perfectamente fiable grado mas ó menos.

Saludos

Galzagorri

De acuerdo Galzagorri ,gracias por tu ayuda.

Saludos,

Hola,

no es por malmeter pero:

"Potencia media incidente placas solares orientadas.-294,6 w/m2"

Para saber la temperatura máxima la potencia media no te vale de nada. A las 12 solar deberías tener del orden de 900-1000 W/m2 en Verano.

Mi experiencia en Málaga, es que puede coger 160º perfectamente.

Un saludo.

Interesante aportación JoseF ,
De malmeter nada ,agradezco tu aportación.
Si que es cierto que lo que yo busco saber es la tª máxima que podemos llegar a tener y el resultado que aporta Galzagorri es un "valor medio" , por otras experiencias se que en situaciones puntuales se alcanzan tª altas ,del orden de las que tu dices JoseF, por lo tanto ahora tengo la duda de que el resultado del amigo Galzagorri no sea el resultado que yo busco.
Galzagorri ¿podrías rehacer el calculo considerando esos valores de radiación? es decir buscando obtener las peores condiciones ( máxima radiación que será a medio día del día que mas radiación tengamos ) es decir hacer el cálculo en las peores condiciones para la instalación así se obtendrá la tª máxima que la instalación puede alcanzar.

Saludos,

opiniones a mi nueva duda?

Saludos,