Opciones de Cálculo

Es posible modificar el comportamiento del programa variando alguna de las siguientes opciones:

Fórmula de pérdidas de carga: A escoger entre Prandtl-Colebrook o Hazen-Williams. La primera es más exacta, aunque de resolución más lenta que la segunda.

Criterios para el cálculo de diámetros de tuberías: Es posible seleccionar uno de los dos criterios siguientes:

1. Máxima pérdida de carga (mmca/m): Es la pérdida de carga máxima que se permite por metro lineal de tubería, también llamada pérdida unitaria. En instalaciones solares térmicas se admiten valores máximos de 40 mmca/m.
2. Máxima velocidad en tuberías (m/s): Este campo sirve para limitar la velocidad de circulación del agua por las tuberías. Cuanto menor sea la velocidad permitida, se dimensionará el sistema con tuberías de mayores diámetros pero el sistema de bombeo requerirá una presión menor. Por el contrario, para velocidades mayores las tuberías tendrán diámetros inferiores pero el equipo de bombeo requerirá una presión mayor.

En las instalaciones solares se suele limitar la velocidad del agua en las tuberías a 2 m/s cuando la tubería discurra por locales habitados y a 3 m/s cuando el trazado sea al exterior o por locales no habitados.

Parámetros de simulación: Otros valores de cálculo que se pueden modificar son los parámetros utilizados en la simulación térmica y el cálculo del rendimiento energético del sistema.

Durante el funcionamiento diario de un sistema solar se produce un continuo cambio de las condiciones del sistema, sobre todo de la distribución de temperaturas en cada uno de los nodos y dispositivos, debido sobre todo a dos factores: la radiación solar cambia a lo largo del día y, por otro lado, la temperatura del agua en el acumulador fluctúa debido al consumo que no suele ser constante a lo largo del tiempo.

Sin embargo, una simulación del estado de la instalación en un instante determinado es útil para estudiar el reparto de temperaturas, caudales y rendimientos de los distintos dispositivos. Los siguientes tres parámetros permiten definir las condiciones de partida del sistema para realizar la simulación correspondiente:

• Radiación solar instantánea (w/m²): Es el valor de radiación solar que se tendrá en cuenta para el cálculo de la energía incidente en los paneles solares durante la simulación en estado estacionario del sistema. Con este valor de energía se obtiene la distribución de temperaturas en todos los nodos del sistema así como el tamaño de algunos dispositivos, como por ejemplo, la potencia máxima del sistema de intercambio de calor en instalaciones de tipo indirecto.
• Temperatura entrada campo captadores (ºC): Este parámetro representa la temperatura de entrada al campo de captadores solares. Si el sistema es de tipo acumulador directo o interacumulador, esta temperatura corresponde a la de salida del acumulador. Si el sistema es del tipo intercambiador externo, se trata de la temperatura de salida del intercambiador.
• Esta temperatura podrá variar desde el valor mínimo que corresponde al que tiene el agua de la red de distribución, hasta el máximo valor que puede alcanzar el agua de la parte superior del sistema de acumulación.
• Temperatura ambiente exterior (ºC): Temperatura exterior en el instante de la simulación.

Umbral de radiación solar necesario (W/m²): Hay que tener en cuenta que por debajo de un cierto nivel de intensidad de radiación solar los captadores no son capaces de aprovechar la energía recibida. Este valor medio es el que se conoce como intensidad umbral y suele tener un valor próximo a 200 w/m².

Coeficiente de seguridad elección anticongelante (°C): Este valor sirve para introducir un margen de seguridad en la protección anticongelante. Su utilización es la siguiente: Se le suma a la temperatura mínima histórica para obtener la temperatura con la que se calculará la proporción de anticongelante necesaria para evitar la congelación del fluido térmico en el circuito primario.

Cuando este valor es negativo representa un margen de seguridad, por ejemplo, si la temperatura mínima histórica es de -4°C e imponemos un coeficiente de -5°C, la concentración de anticongelante se calculará para temperaturas mínimas de -9°C. Si el valor es positivo actuará del modo contrario.

Por último se tienen dos parámetros que afectan a los cálculos hidráulicos de las redes de tuberías:

Coeficiente de seguridad pérdidas carga en tuberías (%): Este coeficiente se aplica a todas las pérdidas de carga que se producen en el sistema, tanto a las debidas al rozamiento como las debidas a los elementos singulares (codos, derivaciones, reducciones...). De esta forma es posible aplicar un coeficiente de seguridad que afectará a la selección de la potencia que deben tener los circuladores del sistema.

Relación potencia intercambiador/Superficie  de captación (w/m²): Este parámetro sirve para fijar la potencia mínima de intercambio en el caso de intercambiador independiente. Normalmente se toma un valor igual a 500 w/m², que corresponde a las condiciones de trabajo en las horas centrales del día suponiendo una radiación solar de 1000 W/m² y un rendimiento de la conversión de energía solar a calor del 50 %.  

Tener en cuenta que el medio de transferencia puede evaporarse: Cuando se marca esta opción, el programa tiene en cuenta que el medio de transferencia de calor puede evaporarse bajo condiciones de estancamiento, y realiza un dimensionado especial del volumen de expansión: Además de dimensionarlo como es usual en sistemas de calefacción cerrados (la expansión del medio de transferencia de calor completo), el depósito de expansión se calcula para ser capaz de compensar el volumen del medio de transferencia de calor en todo el grupo de captadores completo incluyendo todas las tuberías de conexión entre captadores más un 10 %. .  

Opciones Generales

En esta página del cuadro de Opciones Generales se configura el modo en que el programa efectúa la generación automática de descripciones y de mediciones, así como la normativa de aplicación y parámetros de funcionamiento del programa.

En cuanto a la generación automática de las descripciones de los dispositivos:

Añadir a la descripción la numeración de nudos: Esta opción sirve para incluir en la descripción de cada entidad una etiqueta del tipo: [ni-nj]

Donde:

• ni es el número de nudo inicial.
• nj es el número del nudo final.

Actúa en todas las entidades del dibujo y no tendrá efecto hasta que no se ejecute el proceso de cálculo de la instalación.

Por ejemplo, si la descripción de una tubería es Montante, comienza en el nudo 32 y finaliza en el 45, su descripción se transformará a: Montante [32-45]

Sólo para entidades de tipo tuberías y válvulas: Esta opción es complementaria de la anterior y sirve para aplicarla sólo a las entidades de tipo tubería que haya en el área de dibujo.

Eliminar antiguas descripciones y conservar sólo numeración: Esta opción funciona de forma conjunta a la primera y actúa de forma que además de añadir la numeración de nudos, elimina cualquier otro texto que hubiera definido con anterioridad.

Continuando con el ejemplo de la tubería anterior, el resultado de marcar esta opción daría lugar a una tubería con descripción:

[32-45]

Opciones que afectan a la generación de las mediciones de los elementos:

Incluir los accesorios en las mediciones: Esta opción provoca que las mediciones que genera el programa contengan un despiece de todos los accesorios necesarios para la conexión de las tuberías: Codos, tés, uniones, reducciones, etc.

Unificar la medición de las tuberías con sus aislamientos: Si se marca esta opción el programa genera la medición de tuberías de la instalación de forma conjunta a sus aislamientos, es decir, cada elemento de la lista de mediciones hará referencia al diámetro de una tubería y al espesor de su coquilla de aislamiento.

Configuración de la normativa de aplicación:

STwin siempre aplica la normativa vigente, aunque es posible configurar los procesos de cálculo y comprobación para que tenga en cuenta otras normas y reglamentos:

Aplicar RITE 1998: Cuando se activa esta opción STwin aplica las comprobaciones del Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios de 1998, en especial la ITE 10: Instalaciones especiales. Producción de ACS mediante sistemas solares activos.

Otras opciones generales:

Número máximo de ciclos de cálculo procesos iterativos: Algunos cálculos de simulación hidráulica se resuelven mediante procesos iterativos, en concreto el de la curva característica, que determina el punto de funcionamiento de equilibrio entre la red de tuberías y el modelo de circulador seleccionado. Este parámetro sirve para limitar el número de iteraciones y evitar de esta forma que sistemas muy desequilibrados tengan largos procesos de cálculo o que incluso nunca lleguen a converger.

Autosalvar el documento actual cada: Indica el periodo de tiempo al cabo del cual el programa guardará automáticamente el proyecto en curso. Si se desactiva la casilla, el programa no realizará el autoguardado.