Introduccion a TRANSOL

Diseo y optimizacin de sistemas solares trmicos conTRANSOL 3.1

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Contexto Mtodos de clculo actuales

Paramtricos Simulacin Dinmica Comparativa y anlisis

TRANSOL3.1 Integracin en certificacin energtica

contexto

Evolucin del mercado de los sistemas solares trmicos:

Gran crecimiento de la implantacin de los sistemas solares, promocionado por la obligatoriedad de la implantacin de los mismos. Desde que en 1999 apareci la primera versin de la OSM de Barcelona, hasta la aparicin el ao

2006 del nuevo CTE

Gran diversidad de tipologas de sistemas implantados.

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Gran diversidad de tipologas de sistemas implantados. Dependiendo de diversos factores, como la aplicacin del edificio, situacin geogrfica, entre otros

se hace ms conveniente un diseo de sistema u otro, con grandes diferencias en sus comportamientos

Cierto vaco legal en el clculo de los sistemas solares trmicos. Pese a la obligatoriedad de las normativas de alcanzar una cierta produccin solar, no existe una

definicin clara del procedimiento de clculo a seguir

contexto

Objetivos del clculo: Disear el sistema Cumplimiento normativas prestacionales Certificacin energtica?

Dado que se trata de un mercado eminentemente obligatorio, el planteamiento del diseador se orienta hacia el cumplimiento normativo al menor coste posible

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posible.

A falta de un mtodo de clculo reconocido u oficial (a efectos normativos, no de diseo) conduce a la eleccin del mtodo menos exigente, por ser el que permite las ofertas ms competitivas

Es importante diferenciar mtodos o programas de clculo cuyo objetivo sea el cumplimiento normativo de los aptos para disear

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Mtodos de clculo actuales. Estado del arte

Dos grandes grupos de sistemas de clculo para solartrmica dominan el mercado actual:

1. Mtodos basados en correlaciones : F-Chart, FSC,..

2. Pros: simplicidad de uso, rapidez de clculo3. Contras: aplicable solo a dos configuraciones de sistemas, no

vlido para fracciones solares elevadas, escasez de informacin

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vlido para fracciones solares elevadas, escasez de informacinpara el proyectista.

Mtodos basados en simulacin dinmica: TRANSOL,T-Sol, Polysun...

Pros: ms informacin para el proyectista, mayor nmero desistemas disponibles, materiales incorporados a la aplicacin...Contras: motor de clculo desconocido (excepto TRANSOL,Escosol y AcSol), tiempo de clculo elevado, utilizacin mscompleja

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El mtodo CALCULASIT Integracin en certificacin energtica

Mtodos basados en correlaciones. F-CHART

F-CHART o Mtodo de las Curvas-f

1974

Creado por los padres de un programa de simulacin dinmica para sistemas solares trmicos (TRNSYS)

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MOTIVACIN:

Falta de potencia de clculo de los ordenadores

Simulacin de SISTEMAS SOLARES DE ACS SISTEMAS SOLARES DE AIRE CONFIGURACIONES DETERMINADAS LIMITACIN DE CONFIGURACIONES

Referencia:PROYECTO DE SISTEMAS TERMICO-SOLARES por el mtodo de las curvas-f, ATECYR,

Editorial Index, 1982, ISBN:84-7087-222-2

CARACTERSTICAS PRINCIPALES: Clculo en base MENSUAL Basado en PARAMETROS ADIMENSIONALES del sistema El resultado es el RENDIMIENTO MEDIO del sistema


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El resultado es el RENDIMIENTO MEDIO del sistema Proporciona CORRELACIONES entre estos parmetros del sistema y el rendimiento

medio: CURVAS-F Las correlaciones se han encontrado realizando la SIMULACIN DINMICA

DETALLADA de los sistemas (TRNSYS) Tambin se han comparado con datos experimentales 300 simulaciones para una nica zona climtica

Basado en variables adimensionales del sistema

mensual totalCarga

referenciaTemp.acaptador delPerdidas=X

mensual totalCarga

Captadoresen absorbidaSolarEnergia=Y


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322 021.00018.0245.0065.0029.1 YXYXYf ++=

Resultado: f Fraccin solar: Carga del calentamiento total mensual suministrada por la energa solar

lquido) de captadorescon n calefacci de solares (Sistemas

18 X 0y 3Y0


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Utilizar las correlaciones de mtodos tipo FUtilizar las correlaciones de mtodos tipo F--Chart para otras Chart para otras configuraciones distintas al modelo es equivalente a aplicar configuraciones distintas al modelo es equivalente a aplicar

indiscriminadamente el comportamiento singular de un sistema indiscriminadamente el comportamiento singular de un sistema concreto al resto de sistemas. concreto al resto de sistemas.

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Con la simulacin se intenta reproducir de forma terica el funcionamiento de unsistema, pudindose obtener informacin detallada del comportamiento de cada unode los componentes que conforman el sistema. Los errores de buenos programasde simulacin como TRNSYS respecto al comportamiento real de los sistemaspueden ser menores al 1%.

Simulacin dinmica

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VENTAJAS DE UN MTODO DE SIMULACIN FRENTE A EXPERIMENTACIN

Es varios ordenes de magnitud ms rpida que la experimentacin

Es varios ordenes de magnitud ms econmica que la experimentacin

Es ms adecuada para sistemas que exhiben una dependencia no lineal de los datosclimticos

Permite estudiar de forma adecuada y simple la variacin entre el comportamiento a corto ylargo termino de sistemas

Simulacin dinmica

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Utilizacin de los mtodos de clculo

Como hemos visto, todos los sistemas de clculo tienen una razn de ser, un desarrollo y una forma de aplicacin.

La utilizacin de cualquiera de ellos, tomando conciencia de su alcance y limitaciones es correcta y aceptable, pero no lo es su utilizacin ms all de stas

El mercado espaol, basado en gran parte en los sistemas para bloques de pisos ha optado histrica y mayoritariamente por la utilizacin de F-Chart.

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optado histrica y mayoritariamente por la utilizacin de F-Chart.

Como hemos visto en el desarrollo de la misma, sta no es adecuada para este tipo de sistemas, generando importantes desviaciones en los resultados. Cuantifiquemos esta desviacin.

Comparativa simulacin dinmica vs f-chart

Proponemos el ejemplo de una edificacin de 40 viviendas, la mitad con una ocupacin de 2 personas y la otra mitad con una ocupacin de 3 personas.

El objeto del estudio es contrastar el comportamiento energtico de 3 configuraciones distintas de sistemas solares trmicos :

Sistema Descentralizado. Configuracin descentralizada Sistema Semicentralizado. Configuracin acumulacin solar centralizada y

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Sistema Semicentralizado. Configuracin acumulacin solar centralizada y precalentamiento mediante intercanviadores de calor individuales.

Sistema Centralizado. Configuracin de produccin solar y auxiliar centralizada

Sistema Descentralizado

Sistema Semicentralizado


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Sistema Centralizado

Para llegar a una fraccin solar objetivo de un 60% para la configuracin descentralizada, se propone el siguiente dimensionado equivalente para los tres sistemas:

36 captadores de 2,2 m2, es decir, un total de 79,2 m2 de superficie de absorvedor y una acumulacin descentralizada de 100 l (que equivale a un volumen total de 4000 l.). Para la resta de configuraciones se propone una acumulacin centralizada solar de 4000 l.


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Tomando estos parmetros, vemos que F-Chart no nos pide nada ms.

As pues todos los sistemas a ojos del F-Chart son idnticos !

Sistema descentralizado


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Sistema semicentralizado


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Sistema centralizado


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Descentralitzat Semicentralitzat Centralitzat F-Chart

Demanda neta kWh 49 059 49 059 49 059 49 059 Demanda bruta kWh 49 059 49 059 64 594 49 059 Producci camp kWh 55 344 50 503 49 824 - Aportaci Solar kWh 30 786 33 322 41 962 42 019 Aportaci Auxiliar kWh 18 273 15 737 22 954 7 045 Consum Auxiliar kWh 26 104 22 481 24 682 - Fracci Solar % 62,8 67,9 65,0 85,6 -> 73,61


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Fracci Solar % 62,8 67,9 65,0 85,6 -> 73,6

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

Descentralitzat Semicentralitzat Centralitzat

f-chart corregit

f-chart Valor f-chart

x 0,86

Dependencia de la FS respecto a la superficie de captacin en funcin del DTLM de los intercambiadores individuales en sistema semicentralizado

90,00

100,00


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40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

0 50 100 150 200 250Superfcie de captaci (m2)

F

r

a

c

c

i

S

o

l

a

r

(

%

)

1020304050

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But What is TRANSOL ?

TRANSOL is a dynamic simulation tool for the design,calculation and optimization of Solar Thermal Systems,based on detailed models programmed with TRNSYS.

What is TRANSOL?

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TRANSOL F8TRNSYS

TRANSOL history.. 2002 Development of internal decks2003 TRANSOL 1.0 5 schemes

TRANSOL history

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2006 TRANSOL 2.0 22 schemes !!

TRANSOL history

2009 (Nov!) TRANSOL 3.0 37 sch!Including S.A.C. & IndustryAlso with !!

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Huge number of systems

TRNSYS developments strategy

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TRANSOL and Solar Air-Conditioning

The first Solar Air Conditioning System included inTRANSOL :

heating, cooling and DHW absorption - adsorption heat driven chillers boiler for heating backup compression chiller for cooling back up

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and all general featuresof TRANSOL

TRANSOL features

General features of TRANSOL 3.0: DHW, heating and cooling demand generation

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Possibility of calculation of heating & cooling loads or user input (external file)

Basic geometrical parameters (4 front ways) Front windows percentage 15 kinds of construction Natural / mechanical ventilation Day / night heating profiles. Set temperature variation Consideration of internal gains and targeted by persons Consideration of artificial illumination internal gains.

Natural light possibility Fixed mobile solar protections (overhangs, etc ...)

TRANSOL features

General features of TRANSOL 3.0: Worldwide meteorological data from Meteonorm 6

TMY2 generated from user data also possible, orintroducing up to 6 different file formats by users

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Extended materials data base: collectors, boilers, heat exchangers, pipes, isolation,

TRANSOL features

General features of TRANSOL 3.0:

Several options for primary loopcontrol: radiation, temperature,matchflow, fancoil dissipater,

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Shadow calculation: horizonand between rows.

Bi-dimensional IAM definition(CPC, ETC)

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Customized reports

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Most significant temperatures monitoring graphs Energy balances (screen charts and graphs) Environmental balances (screen charts and graphs) Bombs operational time details (screen charts and graphs)

Economic analysis

TRANSOL features


Correlations between parameters

Easiest way to introduce the possible great amountof parameters.

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Parametric runs: up to 25 simulations defined andresults compared graphically

Simulation time reduced

More than 150 outputs in hourly and monthly basisfor each simulation

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New features of TRANSOL 3.1:

Multi language Catalan Spanish English French German

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German Italian

Sponsorized manufacturer products in DBAbsorption ChillersSolar kits for MH

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Las actuales herramientas de certificacin energtica no contemplan ms aportacin solar que la de ACS

TRANSOL permitir, a travs de su conexion con CALENER VyP a travs de PostCALENER la certificacin de edificios con:

Certificacin energtica de edificios

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certificacin de edificios con: SST para ACS y Calefaccin SST para refrigeracin

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C/ Roger de Llria 29, 3 2E-08009 BARCELONA

Tel: + 34 93 342 47 55Fax: + 34 93 342 47 56

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