Cálculo del calor necesario para la producción de ACS

Con respecto a las 16 horas de la tarde del día 9 de julio, que hemos de entender que fue la temperatura máxima al final de la tarde, el descenso de temperatura durante la noche en el termómetro analógico del depósito acumulador, a las 8 y diez de la mañana del 10 de julio era de 13ºC. Teniendo en cuenta que en el depósito caben 2.000 litros de agua, el calor que se había perdido en esas horas por el consumo de agua caliente en las diversas viviendas era de 26.000 kilocalorías (Parte de este calor desaparecerá por las pérdidas en el mismo depósito y en las tuberías del circuito secundario, pero es difícil estimar cual es esa cantidad).

Para hacer el cálculo se ha de tener en cuenta que una caloría es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura en 1 °C en 1 gramo de agua, que se corresponde con un centímetro cúbico de este líquido, desde 14,5 °C hasta 15,5 °C. Para  elevar la temperatura de un litro de agua un grado centígrado, necesitamos suministrarle una kilocaloría.

Viviendas centralizadas

La evaluación de las necesidades totales de ACS de un edificio de viviendas colectivas está basada en el consumo diario de agua caliente para la totalidad del edificio (considerando el consumo total resultante a partir del total de viviendas y del número de habitaciones de cada vivienda tipo).

Como consumo unitario, utilizando nuevamente las demandas de ACS definidas en el CTE, se utiliza 28 litros/día a 60 ºC. A modo de ejemplo, para una vivienda de 4 dormitorios y utilizando los valores de ocupación por número de dormitorios que se indican en CTE, tendríamos que considerar una demanda para 5 personas. Esto nos daría un consumo total para esta vivienda ejemplo de 140 litros.

A partir de lo anterior, la demanda total diaria la calcularíamos multiplicando por el número total de viviendas iguales y aplicando los factores de centralización correspondientes (según la correspondiente tabla también disponible en el Documento Básico HE del CTE).

Para la definición de los períodos y consumos punta, pueden utilizarse los siguientes valores de referencia (asemejándose mínimamente, en curva de consumo, a lo aplicado para hoteles de negocio):

Mejores condiciones en verano

En la instalación solar la cantidad de calor que los colectores pueden proporcionar al depósito acumulador en verano es mucho mayor que la que proporcionan en invierno, y eso es así por tres motivos:

1º Por la mayor radiación solar por metro cuadrado que llega en verano. 

2º Por las menores pérdidas en todo el circuito al ser la temperatura ambiente más alta. La temperatura en el circuito primario, depósito acumulador y circuito secundario, también es más alta en verano y esto haría que aumentasen las pérdidas, pero la temperatura ambiente más alta lo compensa. 

3º Por estar los captadores prácticamente horizontales, su inclinación hace que se recoja más energía en verano, cuando el Sol está más alto sobre el horizonte. 

Documento Básico HE

3 Cuantificación de la exigencia (Documento Básico HE Ahorro de energía del CTE. Pag.28)

3.1 Contribución renovable mínima para ACS y/o climatización de piscina

1 La contribución mínima de energía procedente de fuentes renovables cubrirá al menos el 70% de la demanda energética anual para ACS y para climatización de piscina, obtenida a partir de los valores mensuales, e incluyendo las pérdidas térmicas por distribución, acumulación y recirculación. Esta contribución mínima podrá reducirse al 60% cuando la demanda de ACS sea inferior a 5000 l/d. Se considerará únicamente la aportación renovable de la energía con origen in situ o en las proximidades del edificio, o procedente de biomasa sólida. 

Anejo F Demanda de referencia de ACS (Página 52)

1 La demanda de referencia de ACS para edificios de uso residencial privado se obtendrá considerando unas necesidades de 28 litros/día·persona (a 60ºC), una ocupación al menos igual a la mínima establecida en la tabla a-Anejo F y, en el caso de viviendas multifamiliares, un factor de centralización de acuerdo a la tabla b-Anejo F, incrementadas de acuerdo con las pérdidas térmicas por distribución, acumulación y recirculación. 

 

Temperatura del agua de red (Documento Básico HE Ahorro de energía del CTE. Pag.54)

Anejo G Temperatura del agua de red

1 Temperatura media mensual del agua de red

1 La tabla a-Anejo G contiene la temperatura diaria media mensual (ºC) del agua fría de red para las capitales de provincia, para su uso en el cálculo del consumo de ACS:

Para las características del agua que recibimos en nuestra zona podemos utilizar la página de Aigües de Barcelona, aunque no nos sirve para los cálculos de necesidades de ACS, ya que no proporciona el valor de la temperatura.

2 Para localidades distintas a las recogidas en la tabla a-Anejo G se podrá obtener la temperatura del agua fría de red (TAFY) mediante la siguiente expresión:

TAFY = TAFCP - B · Az

donde:

TAFCP es la temperatura media mensual de agua fría de la capital de provincia, obtenida de la tabla a-Anejo G;

B es un coeficiente de valor 0,0066 para los meses de octubre a marzo y 0,0033 para los meses de abril a septiembre;

Az es la diferencia entre la altitud de la localidad y la de su capital de provincia (Az = Altitudlocalidad – Altitudcapital). 

Cálculo

Volviendo a nuestro caso de las 26.000 kilocalorías que perdemos desde el final de la tarde hasta las 8 del día siguiente, comenzaremos por aplicarle el factor de reducción de 0,85 para tener en cuenta las pérdidas en el depósito y circuito secundario. Por tanto nos quedan para producir ACS 22.100 kilocalorías.

Vamos a considerar que la temperatura del agua de red es de 19ºC. Para elevar su temperatura hasta los 60ºC hemos de elevarla 41ºC.

Si dividimos el total de kilocalorías disponibles (22.100) entre la diferencia en grados (41) obtendremos la cantidad de litros a 60ºC que se pueden obtener con este calor. Si hacemos la división resultarán 539 litros a 60ºC. 

Haciendo una aproximación y suponiendo 3 personas por cada una de las 24 viviendas y que cada una utiliza 28 litros de agua a 60ºC, pero al ser sólo el periodo de la noche utilizan sólo el 50% de esa cantidad, es decir, 14 litros, se necesitarían en todo el edificio 1.008 litros de agua a 60ºC.

Por tanto en esta franja horaria la instalación solar aportaría un 53 % de las necesidades de ACS.