Tema: area captacion y volumen de acumulación

Hola a todos. A ver si alguien me echa un manilla. Estoy calculando la demanda energética y la aportacion solar para cada uno de los meses del año de una hipotética instalación de solar térmica. El caso es q para cada mes del año me sale una superficie de captación distinta. Cuál es la q tengo finalmente que poner en mi instalación? Y como calculo a partir de ésta el volumen de acumulación. La instalación se supone que cumple con la contribución solar mínima del cte. Entonces esa acumulación solo es para calentar el agua que me obliga el cte? El resto de mi demanda de acs no se tiene en cuenta para esa acumulación?.
Gracias

Hola Laura, intentaré echarte un cable.

Primero, para saber qué volumen de acumulación poner, debes calcular la demanda de ACS que tienes. Para ello utiliza las tablas del CTE que te indican el número de litros a dimensionar por persona y uso (varía según sea una vivienda unifamiliar, bloque de pisos, vestuario, hotel...) en función de la temperatura de preparación del agua. La tabla del CTE vine referida a 60ºC pero también viene la fórmula para calcularlo a diferentes temperaturas.
una vez tengas calculada la demanda, coge un volumen de acumulación cercano a esa cifra y que exista comercialmente (si por decirte algo te salen 9.341 litros, no vas a encontrar un acumulador de ese volumen, tendrás que poner 10.000 litros repartidos en varios acumuladores).

En cuanto al tema del aporte solar y la superficie de captación, es lógico que cada mes te salga una superficie diferente ya que cada mes tiene condiciones de uso diferentes (radiación, temperatura ambiente, temperatura del agua fría de red...). La instalación ideal según tu forma de calcular sería aquella que se ajusta al aporte solar exigido por el CTE de forma exacta cada mes pero como no vas a andar quitando o poniendo paneles según el mes, se hace de otra forma.
El aporte solar que te marca el CTE y que debes conseguir al dimensionar la superficie de captación es la media anual. Evidentemente si por ejemplo el CTE te pide un aporte del 70% tendrás meses en verano con aportes cercanos al 100% y en invierno pueden rondar el 30% en algunos casos.
Ahí entra en juego tu poder de decisión sobre qué captador poner. En sitios con tan buena radiación como es España en general y en particular tu tierra Jaén, cualquier cosa calienta en verano pero donde de verdad sacarás buen rendimiento a la instalación es con un captador que te de unos aportes razonables en los meses de invierno.

Por eso te recomiendo que elijas unos captadores cuya curva de rendimiento no baje demasiado en invierno, que no sobredimensiones y te pases del 100% en los meses de verano, que vigiles que cumples la relación Volumen de acumulación / Area de captación comprendida entre 50 y 180 como exige el CTE y si el uso de la instalación será durante todo el año, te recomiendo que los coloques con una inclinación igual a la latitud de Jaén + 10º con lo que compensarás el menor % de aporte que consigues en invierno cuando el Sol está más bajo.

Espero haberte resuelto tu duda.

Saludos

Hola Luis. Pues verás, o no me he explicado bien o no te he entendido, sorry. Verás, lo q quiero saber es si pej tengo que la contribución solar mínima del 60% y calculo el agua que tengo q calentar con solar según me obligo el cte (mes a mes) ¿cual es el volumen de acumulación? la media de todos los meses? y el resto de acs que no caliento con solar (el 40% restante) no entra dentro de esa acumulación ni de los cálculos de la instalación solar térmica? Ya se que tengo q cumplir la relación entre V y A que me dice el cte, pero que se calcula antes? la acumulación siempre he pensado que es el volumen diario que supuestamente tengo que calentar con solar según contribución solar mínima del cte. Y la superficie de captación la que me sale de dividir la demanda enérgética entre aportación solar y rendimiento. Pero claro, como me sale una superficie de captación distinta por cada mes... ¿Cojo la q vea yo mejor siemprey cuando me cumpla la relación entre A y V?

Supongo que el rendimiento del captador también es distinto según los meses pq la Temperatura ambiente es distinta.

Gracias, q toy hecha un verdadero lío.

Hola Laurasolar

Para calcular el volumen de acumulacion, tienes que saber cual es tu demanda diaria de ACS. Esa la calculas con las tablas que te ha dicho Luis 76 del CTE. Utilizas como volumen de acumulación la demanda diaria (Aproximadamente, creo que el CTE especifica que el volumen de acumulacion debe ser entre 0.8 y 1 veces el consumo diario). Este consumo diario es el consumo total, y es independiente del área de captadores. Una vez seleccionado el volumen de acumulacion, pasamos al cálculo del area de captación.

Como bien te ha dicho Luis, el porcentaje solar que te obliga a instalar el CTE es la media de todos los meses, no la tienes que cumplir mes a mes. Si ese porcentaje es, por ejemplo, el 60%, significa que a lo largo de todo el año el 60% de la energía que hayas utilizado para calentar agua deberá haber sido solar (y el otro 40% con gas, gasoil, termo electrico, o lo que corresponda). Evidentemente hay más energía solar incidente en verano que en invierno, por tanto con un número fijo de captadores puedes conseguir un rendimiento del 100% en agosto y del 30% en diciembre, lo importante es que la media de todos los meses llegue al % que exige el CTE.

Lo que te recomiendo es que fijes una superficie de placas y calcules mes a mes la cobertura solar que obtienes. Luego haces la media y miras si cumples con la fracción solar que te exige el CTE. Es un proceso iterativo, si no cumples pues aumentas la superficie de captación y vuelves a calcular, y si cumples tienes que mirar las otras exigencias del CTE (relación V/A, no sobrepasar el 110% de aporte, etc., eso ya lo miras tu). Es bastante sencillo si te haces una hojita de excel o utilizas alguna de las que ya hay hechas.

Espero haberte sido de ayuda

Hola Laura,

Te pondré un ejemplo para que lo veas mejor, ok?

Imagina que tu hipotética instalación es en un bloque de edificios que tiene 12 casas de 3 dormitorios, está en Jaén y se ha decidido poner como energía auxiliar un termo eléctrico por cada vivienda.

Lo primero es coger la tabla 3.1 de la sección HE4 del CTE donde verás que para viviendas multifamiliares debes considerar una demanda de 22 litros por persona y día a 60ºC de temperatura de acumulación.

En esa misma página del CTE verás que hay una tabla que relaciona el número de dormitorios con el número de personas a considerar. En este supuesto caso, al ser todas las casas de 3 dormitorios debes considerar 4 personas por cada vivienda.

Con estos datos procedemos: 12 viviendas x 4 personas cada una = 48 personas en total

48 personas x 22 litros / día y persona = 1.056 litros de demanda total.

Ese es el dato que debes considerar para elegir el acumulador, olvídate de lo demás que comentas.

Como obviamente no hay acumuladores de 1.056 litros, lo normal es coger uno de 1.000 litros.

Una vez tienes esa acumulación decidida, vas de nuevo al CTE y miras en la tabla del punto 2.1 Contribución solar mínima. Verás que hay 2 tablas, una para cuando la energía auxiliar es eléctrica (caso efecto Joule) y una para el caso general (gas natural, gasóleo, propano u otra).

En nuestro caso, debes mirar la de efecto Joule (tabla 2.2) ya que habíamos decidido poner termos eléctricos.

En ella verás que para la zona climática IV (es la que corresponde a Jaén, lo puedes mirar en la tabla 3.3 Zonas climáticas del CTE) , para una demanda de 1.056 litros / día (segundo renglón, demanda entre 1.000 y 2.000 litros) debes cubrir el 70% de las necesidades energéticas anuales con energía solar.

Ya solo te quedaría calcular la superficie colectora que te hace cumplir ese %. Para ello lo más usual es utilizar el método f-chart que puedes encontrar en esta misma web (eso creo, o si no en varios sitios de internet fácilmente).

En ese cálculo influirán los siguientes factores:

- El colector que elijas.
- La inclinación que le des a los captadores.
- El grado de desorientación respecto a la orientación ideal (Sur).
- Los datos de radiación, Tª agua de red, Tª ambiente, etc del lugar de la instalación.
- El % de ocupación de las viviendas (si viven todo el año es el 100% pero hay veces que son de uso solo estival o de vacaciones).
- Tª de acumulación que decidas (normalmente 60ºC pero también la puedes preparar a 45ºC por ejemplo).
- Si la instalación está en un sitio más o menos limpio (de contaminación) con lo que puedes jugar con un +- 5% de radiación.
- Las sombras de posibles obstáculos (casetones de ascensor, petos, muros, otros edificios, árboles....)-

Para el ejemplo que estamos haciendo, yo he calculado que con 8 captadores de 2,35 m2 situados al Sur (Acimut = 0º) e inclinados 45º obtenemos un aporte solar anual del 75,3% (superior al mínimo exigido que era 70%).

Con estos datos tenemos una relación V/A = 1.000 / (8x2,35) = 53 (dentro del intervalo exigido). Fíjate que V es 1.000 porque hemos elegido ese acumulador, no cojas 1.056 que era la demanda calculada.

Otros datos que obtenemos es que el rendimiento de la instalación es del 50,5%.

Si miramos el aporte solar obtenido mes a mes, en los meses más cálidos sobrepasamos de sobra el 70% exigido (en Julio y Agosto obtenemos un 100%) mientras que en los meses más fríos andamos alrdedor de un 50% (en Enero y Diciembre). Lo importante es la media anual. Eso sí, mientras mejor sea el captador, menos diferencia entre verano e invierno tendrás.

Por último quedaría ver si no incumplimos ningún apartado del CTE por sobrepasar el 110% de aporte en algún mes o el 100% en 3 meses consecutivos. Como no es así, terminado.

Nuestra instalación constará de 8 captadores solares selectivos y un acumulador de 1.000 litros.

Sobre la intervención del termo eléctrico como energía auxiliar de apoyo, en los meses de verano prácticamente no tendrás que usarlo al bastarse el sistema solar mientras que en invierno sí que tendrás más gasto de electricidad al tener peores condiciones. De todos modos, incluso en el peor de los días, algo ahorrarás ya que el sistema solar precalentará el agua del termo eléctrico con lo que el salto térmico a conseguir por efecto Joule será menor que si al termo le entrara el agua de la red.

Espero haberme expresado mejor que la otra vez. Como verás no he puesto marcas de captadores porque los cálculos están hechos con el software que tenemos en mi empresa y como somos fabricantes me parecía poco ético aprovechar para colar la publicidad. Si quieres en privado te lo comento.

Saludos

Hola Luis:

Lo del volumen de acumulación me ha quedado claro. Si me sale el consumo diario de 1330l/día, tu q acumulador pondrías? de 1500?
He calculado la demanda energética de todos los meses, la he sumado y le he aplicado el % de contribución solar mínima según la tabla del CTE. Gracias por la aclaración de que el % era sobre la anual. Ahora bien, estoy calculando la aportación solar mes a mes y el rendimiento del captador para sacar las superficies de captación (la superficie la quiero calcular aproximada y de forma manual, sin ningún programa informático) Puedo considerar el rendimiento del captador igual todos los meses tomando la temperatura ambiente media? o hago la media del rendimiento de todos los meses ya que cada mes tengo una temperatura ambiente distinta? He pensado tomar sumar las aportaciones solares de todos los meses, multiplicar por el rendimiento del captador y así sacar, junto con la DE que me salió, una superficie de captación. Cómo lo ves?

Hola Laura, yo lo haría haciendo la media de rendimiento de todos los meses, pero considerando que cada mes tiene una Tªambiente diferente.

También quiero añadir que existen acumuladores de 1400 litros, creo recordar que Baxi-Roca tiene ese volumen en su gama.

Salu2!

Hola Laura, Luis se ha tomado la molestia de detallártelo muy bien. Como ves, el CTE no tedeja casi nada de margen de maniobra y tienes que adaptarte al consumo que ellos dicen que vas a tener según uso y zona climática y a partir de ahí según colector e inclinación resulta una superficie colectora determinada.
Otra cosa es que el CTE esté en lo cierto o no.

Un saludo.

Hola Laura,

Contestándote por partes:

Si te sale una demanda de 1.330 litros tienes en mi opinión 2 opciones: poner un acumulador de 1.500 litros (normalmente los volúmenes estándar pasan de 1.000 a 1.500 litros, aunque si s.delarbol está en lo cierto puedes usar uno de 1.400 litros de Baxi) o poner 2 acumuladores de 600 litros. Todo depende del espacio que tengas y lo que te aprieten con el presupuesto. Piensa que colocar 2 acumuladores conectados en serie-paralelo te permiten un margen de error que con 1 sólo acumulador no tienes. Además así puedes programar los mantenimientos y limpiezas de los acumuladores.

Sobre lo segundo, sigues empeñada en hacerlo complicado, eh? Jejejeje. En realidad el rendimiento que te comenté que se obtenía es el medio anual.

Para ser puristas, cada día del año tendrás un rendimiento diferente y cada hora también y cada minuto.... pero eso es poco operativo de calcular, no?

Si quieres, puedes hacerlo mes a mes que es para lo que tendrás datos de radiación, Tª, etc, pero hazlo con los datos de cada mes y al final saca la media anual. Es mi opinión.

Saludos

Gracias por contestarme a todos. He estado pensando si es posible poner dos acumuladores de distinto volumen. No se puede, no? Si pongo 2 acumuladores en serie, como es el funcionamiento del segundo?
He estado en lo q me comentábais alguno de vosotros sobre el RITE: VOLUMEN DE ACUMULACIÓN DE 0.8 A 1 VECES EL CONUMO DIARIO Q ME SALE. EL CASO ES QUE SI POR EJEMPLO TENGO UN CONSUMO DIARIO EN UN VIVIENDA DE 285 LITROS, EL VOLUMEN DE ACUMULACIÓN ESTARÍA (SEGÚN RITE) ENTRE 228 Y 285. En estos casos, que acumulación pongo, porque no puedo poner 300, incumplo el rite. Ay!!!

Tengo más dudas leyendo el cte sobre otros asuntos. Creo q es el momento de abrir otro post con dudas varias, jejeje.

Gracias y un saludo

Laura

Hola Laura,

Poner el volumen de acumulación distribuido en varios acumuladores en vez de uno solo tiene varias ventajas en grandes volúmenes.

Por un lado, como te comenté, si hay cualquier avería en un acumulador de 4.000 litros por ejemplo, te quedas si ACS.

En cambio, poniendo 2 de 2.000 conectados en serie-paralelo te cubres las espaldas. Su forma de uso normal será en serie conectados en retorno invertido. Para que lo veas más fácil, imagina que cortas por la mitad un acumulador de 4.000 litros y pones una "mitad" al lado de la otra. Conectas la salida de caliente (arriba) de uno con la entrada de fría del otro (abajo) y de este último a consumo.

Así consigues el efecto de un solo acumulador pero más esbelto con lo que tienes mejor estratificación que un acumulador solo que suelen ser más rechonchos.

Saludos

Hola LUIS:

Lo q te preguntaba es si es posible, pej, si tengo volumen de acumulación de 4000, poner 1 acumulador de 2500 y otro de 1500 o tengo q poner obligatoriamente acumuladores de la misma capacidad?

Que opinas de lo q he comentad sobre el rite en cuanto a l del volumen de acumulación?

y por último, yo tenía entendido que cuand pones dos acumuladores en serie invertida el consumo sale del primero. En el segundo es como si se derivara el agua más fría del primero. Y es de este segundo de donde parte la fría hacia el intercambiador y tras el intercambio al acumulador que está primero. Es así?

gracias

Hola Laura,

El uso normal de los 2 acumuladores será en serie, el paralelo es para cuando uno se averíe o hagas mantenimiento.

La forma de conectarlos es llevando el agua que viene del intercambiador de placas a la entrada de caliente del más alejado (en la parte superior) (el que sale a consumo), sale de este acumulador por la toma de fría (abajo) entra por la parte superior al acumulador más cercano al intercambiador y sale por la fría de este hacia el intercambiador de placas de nuevo.

Sobre la obligatoriedad de que los acumuladores sean del mismo volumen, pues que yo sepa no es obligatorio. Si recomiendan que sea un sólo acumulador, pero no obliga. Para 4.000 litros será mejor poner 2 de 2.000 en mi opinión pero nadie te prohibe poner uno de 1.500 y otro de 2.500. imagino que tendrás que justificarlo. Está claro que si necesitas 4.500 litros pondrás uno de 2.000 y otro de 2.500 si puedes, no vas a meter 2 de 5.000 para que sean iguales.

Por otro lado, la relación que dices que obliga el RITE de 0,8M < V < M es de un RITE anterior. El que está en vigor desde el año pasado te remite en todo lo referente a solar al CTE y en este no aparace nada al respecto. Solo marca una restricción: 50 < V/A < 180.

Saludos

Ok luis, ya he estado ojeando esta tarde el rite y no he encontrado ite 10 así q he supuesto q era de una antigua versión gracias por confirmármelo.

Entonces, la finalidad de acumuladores en serie invertida es mejorar la estratificacion, ya que el agua no tan caliente pasa a un segundo acumulador y de ahí saldrá de nuevo al intercambiador, no?

un saludo