Tema: depositos solar y auxiliar

Buenas a todos,

Estoy en los inicios de la realización de un proyecto y espero que me podáis echar una mano.

Se trata de incorporar un sistema solar para producción de ACS a una instalación existente formada por una caldera de gasoil en un bloque de viviendas.

Según los primero cálculos, teniendo en cuenta la demanda actual del edificio, el volumen de acumulación resultante a 45º es de unos 5.000 litros.

Creo que la mejor opción, es colocar 2 depósitos en serie, el primero de ellos el solar, que es el que recibe el agua fría de la red, y el segundo el de la caldera (auxiliar-de consumo), en serie con aquel, que recibe el agua precalentada del primero.

La pregunta es la siguiente: Ya que los 5.000 litros que salen del cálculo de la demanda tendrán que repartirse entre los 2 depósitos, ¿Cómo realizo ese reparto? ¿2.500 l para cada uno? ¿El solar se diseña mayor? ¿Hay algún baremo para esto?

Muchas gracias a todos de antemano.

Un saludo.

Hola, epid.

Si te salen 5.000 litros de ACS esa debería ser, más o menos, la acumulación solar. La de la caldera aparte.

Lo primero, calentar esos 5.000 litros a 45 ºC te supondrán unos m2 de superficie de captación. Pues bien, para afinar bien, recuerda que el CTE te dice que la relación V/A debe estar entre 50 y 180, cuando lo normal para ACS rondaría 75.

Ejemplo, con los captadores que has elegido, te salen 60 m2 de captación. Decides acumular 5.000 litros, luego V/A = 83,3, buena relación. Puedes rebajar algo acumulación (más barato, pero me da respeto que se puedan alcanzar sobretemperaturas), acumulando 4.000 litros, y te saldría V/A = 66,7, no me gusta tanto.

Yo acumularía 5.000 litros. En un depósito, o bien en 2 de 2.500 en serie invertida con el consumo. Y de ahí, a un tercero, que será el que caliente la caldera, ¿comprendes?

Tendrás una temperatura de consigna de ese acumulador final, digamos 55 ºC (por cierto, recuerda que según el RITE, deberías asegurar 50 ºC en el grifo más alejado, así que cuidado con los 45 ºC, aparte del riesgo de legionella, infórmate), que gestionará la caldera. La centralita de la caldera leerá la temperatura de "su" acumulador, y lo calentará cuando necesite que alcance los 55 ºC.

Se entiende que el ahorro está en que los 5.000 litros calentados por energía solar, ya van al acumulador de la caldera precalentados, y no a la temperatura del agua de red (puedes estimarla en 12 ºC), por eso siempre será más económico calentar, por ejemplo, 2.000 litros de 40 ºC a 55 ºC, que no de 12 ºC a 55 ºC. Lógico.

Hola chmartinez,

En primer lugar, agradecerte todas tus aclaraciones respecto a mis dudas.

He estado releyendo normativas, y al final he sacado como conclusión que hay que dimensionar la acumulación de cada sistema de forma independiente, como si el otro no existiera. Claro, que el solar acumulará a unos 45º y el auxiliar calentará el resto hasta unos 60º.

Respecto al volumen de acumulación solar, he partido de la demanda de ACS del edificio, que es de 3.520 l/día a 60ºC y tranformada a 45ºC salen 5.143 l/día. A continuación he calculado la superficie de captación necesaria, y entre todas las posibilidades, veo 2 opciones para optimizar la instalación. Yo había optado por la primera, pero después de tus aclaraciones, no sé si es mejor optar por la segunda, que tiene una relación V/A mayor. Estas son las 2 opciones:

1ª) 32 captadores de 2,37 m2/capt. = 75,84 m2. Con una aportación solar del 73%, teniendo en julio, agosto y sept. una fracción solar mayor al 100% e incluso en agosto sería del 113 %, con lo cual no se si habría que disponer de algún disipador!.

En esta opción la relación V/A es de 67,81.

2ª) 28 captadores de 2,37 m2/capt = 66,36 m2. Con una aportación solar del 66,2 %, y no rozando el 100% de fracción solar en los meses de verano, con lo que no haría falta disipador.

En esta opción, V/A es de 77,5.

¿Por cual de estas opciones optarías? He de disponer los captadores en 4 baterías, serían pues 8 capt. por fila en la 1ª opción o 7 en la 2ª.

Respecto al volumen del acumulador auxiliar, y si no considero ningún sistema de precalentamiento solar, tendré que dimensionarlo de forma que me cubra todo el consumo de ACS en las horas punta, y que en las horas valle de tiempo a calentar todo el volumen de agua con la caldera. Para ello, entonces, tendré que recurrir a calcular una instalación convencional!! No estoy muy ducho en este tipo de instalaciones, así que comenzaré a estudiar este tema. Si sabes de alguna referencia, documentación o texto que sea bueno para el dimensionado estas instalaciones, te agradecería que me lo mencionaras. De momento me estoy leyendo el documento HS4 de la CTE.

Gracias de nuevo, y si alguien más me puede ayudar en todos estos temas, se lo agradecería!!

Un saludo.

mi opinión "asin" a bote pronto
empezando por el final;
siete u ocho captadores en serie,si eso es a lo que te prefieres por fila son muchísimos. Cinco es lo máximo y en málaga irías ya sobrecalentando en verano, por los últimos captadores va el agua tan caliente que no gana nada de temperatura.
No sé que tipo de edificio es pero estudia variaciones del consumo estacional, muchos niños familias que tienen el piso comprado y se van agosto de vacaciones, también cuenta que en verano el agua de red viene más caliente, hay tablas por ahí y se ducha uno con agua más fresquita...
Considera que no tendrás 5000litros a 45° sino que con ese campo de colectores saldrá a más temperatura y estaran los depósitos estratificados , la caldera no tendrá que funcionar para calentar de 45 a 60 ( y válvula mezcladora antiquemaduras para que no pase el agua ardiendo!!!).
Cómo lo estás simulando?

Buenas, epid.

Correcto lo de acumular 5.000 litros a 45 ºC "solares". En cuanto a captadores, yo me inclinaría por la segunda opción, no juegues con fuego (y nunca mejor dicho) y obvies que alcanzar aportaciones próximas o superiores al 100 % es arriesgado.

Por supuesto, ni dudes que tienes que colocar algo que disipe, el HE4 te dice claramente que si en más de 3 meses superas el 100 % o en alguno el 110 % tienes que proponer alguna medida. Puede ser tapar algún captador (engorroso) o disipar excedentes, que ahí entraría la opción del aerotermo o disipador.

Te recomendaría, para que no te salgan tantos captadores, que eligieses (si no lo has hecho ya) marcas que den altos rendimientos, puesto que en 2 o 3 captadores no ibas a notar la diferencia, pero moviéndote en el entorno de 30 captadores, de colocar unos de alto rendimiento a otros "ramplones", te podrías ahorrar algún captador, aparte de conexiones, purgadores, tubería y aislamiento, todo se puede afinar. Y evidentemente, hablo que 25 captadores muy buenos, te puedan aportar prácticamente lo mismo que 28 malos, por decir algo, hay que probar con la simulación, pero creo que lo podrías tener en cuenta.

El sistema auxiliar, como bien dices, has de calcularlo como si no existiese el solar, directamente, porque si hubiese una avería del sistema solar, has de abastecer toda la demanda del edificio igualmente. Así que todo lo que comentas de cubrir ACS en consumos punta, y demás, es correcto, dimensiona el auxiliar completo, olvidándote del solar.

Si como dice el compañero FedericoSM estabas pensando en colocar captadores en serie, cuidadito, que los cálculos no van igual. Creo que te refieres, simplemente, a colocarlos en paralelo, pero en filas con 5, 6 o 7 captadores cada una, ¿verdad?

Respecto de lo de la válvula mezcladora de ACS, obligatoria, si se preveen alcanzar más de 60 ºC antes del consumo. Habrás de calcular un poco el tema de pérdidas de temperatura hasta el último grifo de consumo, para asegurar en el mismo 50 ºC, como te dice el RITE. La caldera calentará su acumulador, siempre y cuando baje de una temperatura que tú le impongas, pero imagina, que, en un caso extremo, tanto el acumulador solar como el de la caldera están a alta temperatura (por el motivo que sea). Lógicamente, la caldera no va a calentar, puesto que su sonda le va a decir que el último acumulador antes del consumo ya está suficientemente caliente, pero puede haber riesgo de quemaduras a los usuarios, por eso lo de colocar justo antes de distribuir el ACS a los mismos, la válvula mezcladora termostática.

Hola CHmartinez,
... un apunte, ¿sería conveniente separar los depòsitos solares de la caldera por un intercambiador? me refiero a que el agua de consumo no "recorriese" los dos depósitos de 2500 y luego a la caldera. Es otro intercambiador y dos bombas más, ahora no sé si compensa del todo por otros motivos....
¿Cómo se hace en este caso para la legionela?

Saludos

Hola, pues no he visto por ningún lado que se haya propuesto que del acumulador solar se pase directamente a la caldera, sino a otro acumulador, calentado, eso sí, por la caldera.

Yo haría el tratamiento antilegionella mediante la caldera, programando un calentamiento de "su" acumulador, es decir, el inmediatamente anterior a los consumos, a una hora nocturna, calentándolo a los 70 ºC. Pero métodos hay muchos.

"...Si te salen 5.000 litros de ACS esa debería ser, más o menos, la acumulación solar. La de la caldera aparte."

"...Yo acumularía 5.000 litros. En un depósito, o bien en 2 de 2.500 en serie invertida con el consumo. Y de ahí, a un tercero, que será el que caliente la caldera, ¿comprendes?..."

"...Hola, pues no he visto por ningún lado que se haya propuesto que del acumulador solar se pase directamente a la caldera, sino a otro acumulador, calentado, eso sí, por la caldera...."

¿¿eso son dos depósitos en serie el segundo calentado por la caldera, o dos depósitos y el tercero ,más pequeño, calentado por la caldera????(esta 2da sería mi opción)

Y mi pregunta Chmartinez, que veo que tienes experiencia no como yo, es si no hay que incluir un intercambiador antes del deposito de la caldera,

circuito solar cerrado-->circuito/almacenamiento5000l "inercia"cerrado--->
depósito caldera con agua de consumo y programación antilegionela (más pequeño)
Gracias un saludo

Hola, FedericoSM, yo estaba hablando de 1 acumulador solar de 5.000 litros, o bien 2 de 2.500 litros cada uno. Y después, otro independiente, que será sobre el que trabaje la caldera.

La opción 2 x 2.500 + 1-caldera es la que tú pones como segunda opción.

Hombre, tampoco lo había pensado así, como si fueran de inercia los depósitos solares, pero es una idea más. La única diferencia es que yo hablaba de que el agua de consumo ha pasado por 1 o 2 acumuladores solares, antes de circular por el que calienta la caldera, todo ello en circuito abierto, y tú dices hacer un circuito cerrado en la instalación estrictamente solar, sin contacto con el agua de consumo, que solamente circulará por el último acumulador, el de la caldera. Los depósitos solares, nada más que sirven para acumular energía y transferirla al depósito final.

Cada uno tiene sus manías, y para nada me considero un experto. Si quieres una opinión muy muy válida, pregunta a xavimarin o a brunomiranda, en este foro, que te darán mil y una soluciones. Lo que yo intento siempre, respetando normativa y lógica, es simplificar al máximo las instalaciones, cuantos menos elementos, mejor, menos líos de intercambiadores, bombas, regulación, etc.

hola Chmartinez, Sí desde luego es mínimo otra bomba y regulación...
Pero a la vez estamos hablando de una instalación bastante grande.

Los motivos que se me ocurren son
1.- el agua en Málaga es "dura", ¿se preservarían mejor los componentes con un circuito separado de inercia sin depósitos minerales?, o la diferencia no es tanta y es rizar el rizo...
2 y sobre todo, en una instalación sin separación de caldera y los 5000litros de acumulación sería en principio posible que agua durante más de un día a temperatura de 30-60° pasara a circuito de consumo (peligro legionela!!!) Aunque programes la caldera para 70° solo calentarías "su depósito" y luego viene un pico de consumo y tomas agua que pasa por la caldera sí, pero que nunca estuvo a 70 grados y llevaba dos dias en el depósito solar...

Esta era mi duda principal.

Alguien se suma al hilo y lo dejamos claro!!?!?!?!! ;-)

Hola, FedericoSM.

Los problemas de calcificación aumentan con las temperaturas altas, esa es la realidad.

De todas formas, siempre cabe la posibilidad de que la centralita "solar" programe un ciclo antilegionella en "su" depósito, bien dejando que alcance temperatura por aportación solar (que dependemos de que haga un tiempo favorable), o bien añadiendo una fuente auxiliar que suba la temperatura de forma puntual, solamente en caso del ciclo de legionella, lógicamente. Podría ser una resistencia eléctrica, o la propia caldera, por ejemplo.

Buenas a tod@s!

He estado un tiempo desconectado tanto del proyecto como del foro, y he visto muchas intervenciones, las cuales agradezco.

En respuesta a vuestras intervenciones, os comento:

- Las conexiones de los captadores entre sí, se proyectaron desde un primer momento en paralelo, con lo de filas me refería a baterías, al conjunto de captadores unidos unos con otros, pero en paralelo también.
- La ocupación del edificio es prácticamente la misma durante todo el año, el numero de personas no va a variar mucho, lo que puede variar es la demanda en cada uno de los meses; me refiero a que realmente baje un poco en verano.
- Se ha proyectado una válvula mezcladora de 3 vías a la salida del depósito de consumo (el auxiliar, que está a 60º C) que mezcla el agua de éste, o bien con fría de la red o bien con la de retorno. Esto último no lo tengo muy claro aún, así que si alguien puede ayudar, perfecto! De todos modos, habrá que tener en cuenta el RITE, como dice Chmartinez y asegurar que el ACS llegue al punto más lejano de la instalación a 50ºC.

- Me voy a decantar finalmente por la opción de 28 captadores, si bien antes tendré en cuenta la calidad de ellos por si puedo bajar el número, pero he escogido unos con muy buen rendimiento, con lo que será difícil. Y optaré por la colocación de un disipador de calor, creo que hay unos que son por gravedad, ¿no? Pero ¿cómo se calculan?? Habrá que calcular la potencia a disipar, ¿no?, O ¿qué dato hay que enviarle al proveedor para que me lo presupueste??

- Y por último, respecto a la variante que ha planteado Federico, la verdad es que ni se me había pasado por la cabeza, pero es muy cierto que el agua de esta zona de Málaga es muy dura. He encontrado unos esquemas de conexión para la adaptación de un sistema solar a una caldera para producción de A.C.S. centralizada. Si podéis, echarle un vistazo, si es que no lo habéis hecho anteriormente, a la “Guía Técnica del IDAE para A.C.S. central”. En esta guía, aparece unos esquemas, concretamente las figuras 17 y 18, que son en los que me he basado para hacer el diseño de mi instalación. Respecto a la prevención de legionella, yo lo había proyectado como viene en los esquemas, con una derivación preparada de tal manera que cuando se estime necesario se calienten los depósitos solares directamente con la caldera. Tendré que estudiar cada cuanto se tendría que realizar, porque si proyecto este circuito para que sea manual, será un engorro el realizar el tratamiento antilegionella!! Siempre se puede automatizar, pero supone un incremento del coste de la instalación!!

Bueno, se os parece seguimos comentando todos estos temas para ir aclarando un poco el asunto.

Gracias de nuevo y un saludo!