Tema: ¿ Cómo calentar 90.000 litros de agua con sistema solar ?

Buenas, les escribo para hacerles una consulta, que en realidad está planteada en el título, la idea es calentar 90.000 litros de ACS para una empresa que cuenta con 3000 personas y sería para el uso de las duchas. Entiendo que la cantidad es demasiada, y haciendo los cálculos con f-chart y colectores de heat pipe, da 600 colectores (aclaro que el proyecto es en Argentina, por si le suena alocada la cantidad de colectores), lo cual es constructivamente complejo. Por ende pregunto si alguien sabe como se puede hacer para mediante la energía solar, calentar ese consumo o alguna idea de como se podría realizar el proyecto.
Desde ya muchas gracias y espero su respuesta.

Iniciado por Juan.Goodenergy

... la idea es calentar 90.000 litros de ACS ...

Supongo que ya habrás hecho el cálculo, pero me parece interesante ver los kWh que se necesitan para calentar tanta agua.
Para elevar la temperatura de 1 litro de agua en 1 grado necesitas 4.19kWs.
Tienes 90000 litros que quieres calentar unos 30 grados, más o menos. 90000 x 30 x 4.19 = 11'304'360 kWs o 3140 kWh.

Yo tampoco tengo experiencia para generar 3000 kWh cada día a base de energía solar, pero si se intentara con paneles fotovoltaicos, se necesitaría un campo FV de 1000 kWp, más o menos. El precio para instalar 1kWp es de unos 1000 euros.
Y para cada kWp se necesitan unos 8m² de superficie (sin sombra).

Bueno, si se emplean bombas de calor para calentar el agua, la energía eléctrica necesaria para calentar 90000 litros en 30 grados, se reduce a unos 750 kWh cada día. Para eso se necesitarían 250 kWp en placa, que ya sería menos instalación fotovoltaica.

Qué tal Juan.

A ver, yo creo que antes de empezar a valorar tecnologías como la aerotermia (son las convencionales bombas de calor de toda la vida), que van a seguir haciéndote depender de la electricidad y de las variaciones de su precio (siempre al alza, en beneficio de las grandes eléctricas) creo que merece la pena estudiar mejor el proyecto con energía solar (gratuita, inagotable y que te reportará una mejor calificación energética por su nula generación de CO2).

Para empezar, creo que debieras revisar tus cálculos de demanda de energía. Sé que estás en Argentina y allí no es de aplicación el Código Técnico aplicable en españa, pero para el caso creo que puede ser interesante tomar esté código como referencia. Por mucho que vivamos en continentes diferentes creo que somos las mismas personas y nuestra percepción del confort y nuestros hábitos de ducha serán similares.

Pues bien, el Código Técnico en España prevé un consumo de agua caliente a 60ºC para duchas colectivas de 21 litros por persona al día. Si en tu proyecto los usuarios son 3.000 en total, nos da una demanda de 63.000 litros/día, muy alejados de los 90.000 con los que partes en tu proyecto. La diferencia es notable, y si lo trasladas al número de captadores totales también lo es.

Y esto es sólo el principio. Estoy convencido de que analizando parte por parte todo el proyecto solar se podrían ajustar mejor esos 600 colectores iniciales que actualmente tienes en mente. Merece por lo tanto la pena hacer un estudio un poco más riguroso que, como ya he comentado en post más antiguos, permitan hacer cálculos más exactos y obtener perspectivas más realistas antes que decantarnos por otras tecnologías más convencionales y también más dañinas para el medio ambiente a la par que ineficientes a largo plazo.

Si necesitas cualquier ayuda a este respecto envíame por favor un privado y estaré encantado de ayudarte.

Un abrazo.

Hola el_cobarde y enrigomez, ante todo gracias por las respuestas, empiezo por responder de a uno.

el_cobarde:

No necesito elevar el agua 30º, sino llevarla de la temperatura de la red a 65º, te adjunto la imagen del excel donde lo tengo calculado los kW



enrigomez:

Recalculando en base al código que me citas, igualmente es mucho la cantidad de colectores, ahora me da al rededor de 350 para estar dentro de la normativa de no pasar 3 meses el 100% de cobertura, nunca superar el 110% etc. Repito, estoy haciendo los cálculos en base al método de f-chart, tal vez omito algo o simplemente sea demasiado grande el proyecto.




Desde ya gracias a ambos.
Saludos.

Qué tal Juan.

Pues a eso me refería. Sin casi hacer nada hemos pasado de 90.000 a 63.000 litros... pues muy probablemente esta cantidad se pueda bajar revisando otros criterios de diseño. Habría que ir punto por punto revisándolo.

Yo en esta fase de diseño, cuando hay que hacer un dimensionado de la instalación de una manera rápida pero a la vez rigurosa tiro del software de Kalkener. Por ejemplo, este software tiene dos opciones, o bien le introduces la fracción solar que deseas y él calcula el número de captadores necesario (y la superficie total, teniendo en cuenta espacios para evitar auto-sombras), o bien le introduces el número de captadores a usar y él calcula la fracción solar que generaría la instalación. En tu caso esta segunda opción quizá sea la que necesites. Si tienes problemas de espacio para captadores o quieres limitar su número, indícalo y obtén la fracción solar a la que llegará la instalación.

Este software a diferencia de otros se paga por proyecto realizado (no se paga la licencia anual) con lo que su precio es muy accesible. Yo en mi caso, al año suelo hacer muchos estudios de rentabilidad para este tipo de instalaciones (la gente prefiere pagar un estudio riguroso de rentabilidad antes de invertir en serio en este tipo de instalaciones) y he llegado a un acuerdo con ellos de manera que prácticamente tengo una 'tarifa plana' que me permite hacer múltiples proyectos por el mismo precio anualmente. Si quieres, pásame datos de la instalación por privado y le echo un vistazo.

Saludos,

Enrigomez58, que tal?
Gracias por la respuesta, te paso ahora por privado algunos datos. Desde ya muchas gracias.

Juan, envíame un privado con tu e.mail.

Un saludo

Se puede calentar agua con paneles fotovoltaicos y sistemas de bomba de calor. Un ejemplo simple, es... 120 litros de agua caliente a 46ºC, se calientan cada día con un consumo de 300Wh que es lo que consume la bomba. Los que sepan calcular, que lo multipliquen para los consumos requeridos.

Iniciado por rosmari51

... bomba de calor ... 120 litros de agua caliente a 46ºC, se calientan cada día con un consumo de 300Wh que es lo que consume la bomba.

Esto no es correcto. La bomba de calor puede tener 300W de potencia (no 300Wh!). Para calentar 120 litros de agua, la bomba necesitará unas 4 horas, es decir, consumirá 1.2kWh al dia, más o menos.
Tambien hay que tener en cuenta la temperatura que tiene es agua al empezar a calentar. Influye mucho, si se empieza con agua a 12C o con agua a 30C.
Además, Juan.Goodenergy había comunicado que necesita agua a 65C, no a 46C.

En el post #2 de este hilo he hecho los cálculos: Para calentar 90000 litros de agua de 15C a 65C se necesitan unos 5000kWh cada día, si se emplea resistencia eléctrica. Una bomba de calor puede tener un COP de 4 (con 1 kWh de electricidad se consigue 4 kWh de calor), por lo que, con bomba de calor, se necesitarían unos 1250kWh, para calentar estos 90000 litros de agua.

Iniciado por rosmari51

Los que sepan calcular, que lo multipliquen ...

Tu sabes?

Tu sabes? Pues podría hacerlo pero no tengo ganas de ponerme a pensar. Mi termo es mas eficiente calentando agua a 46ºC (que te quemas sino mezclas) que a 65ºC.
Realmente lo único que pretendo dar a entender que calentar agua con fotovoltaica y bomba de calor, es bastante rentable en relación a otros sistemas.

Iniciado por rosmari51

... calentar agua con fotovoltaica y bomba de calor, es bastante rentable en relación a otros sistemas.

Esto es cierto. Pero tambien es cierto, que 90000 litros de agua es mucha agua - y la quieren a 65C, por las razones que sea.

- Para calentar 100 litros de agua de 15C a 65C, se necesitan 5.82kWh (esto es física)
- Usando bombas de calor del COP = 4, esto se reduce a 1.45kWh (una cuarta parte)
- Para calentar 90000 litros de agua de 15C a 65C con bomba de calor, se necesitan 1300kWh

Todo esto, sin tener en cuenta las pérdidas.

Mucha energía. Hay que reducir. Si es posible conducir desagüe duchas a tanque subterráneo con acceso para limpieza . Introducir intercambiador de calor. Recuperar 30% de la energía térmica. En este foro el Sr. Cusido ha mostrado colector de doble radiación. No es necesario ir a colectores de precio elevado para alcanzar la temperatura final de 65º C. También es posible montar un motor Wenkel y amarrarlo a Bomba de Calor. Rendimiento: 90%. Comprobar también si es posible cogenerar para dar energía eléctrica a la fábrica.