Producción sostenible de agua caliente en edificios aprovechando la energía solar

En un contexto en el que el objetivo en la construcción y rehabilitación de edificios, consiste en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, y en la reducción del consumo de energía que provenga de combustibles fósiles, el aprovechamiento de las fuentes de energía renovable se convierte en una premisa de obligado cumplimiento. Las instalaciones solares térmicas permiten la generación de agua caliente en los edificios, aprovechando la radiación solar que es captada por los paneles, y convertida en energía térmica. El resultado consiste en edificios que se comportan de manera auto-suficiente, para cubrir en este caso, la mayor parte de la demanda de ACS de sus ocupantes.  El CTE obliga a su instalación, por ejemplo, en edificios de viviendas ¿Conoces este tipo de instalaciones y su funcionamiento? Su mantenimiento debe ser periódico ¿Crees que son utilizadas de manera efectiva por sus propietarios? O por el contrario ¿Existe desconocimiento en general, respecto del uso correcto de estas instalaciones? Participa con tus comentarios.

instalacion solar termica acs

20-01-2015

20-01-2015Edificios de consumo nulo: aprovechamiento de energías renovables

La tendencia actual y futura en el comportamiento energético de edificios consiste, en que su consumo de energía sea casi nulo. Este balance es posible cuando la energía que se consume en el edificio, se produce mediante al aprovechamiento de fuentes de energías renovables, cubriendo así la totalidad de la demanda energética del mismo.

panel solar vivienda acs

Las fuentes de energía renovable como pueden ser el sol, el viento, la biomasa, el calor contenido en el subsuelo, etc., son alternativas más sostenibles, que reducen la dependencia energética de los combustibles fósiles por un lado, y que participan en la reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera, causantes del cambio climático; por otro lado imprescindible en la consecución de los objetivos marcados para 2020 de reducción de emisiones, uso de renovables y mejora de la eficiencia energética.

Una manera ecológica y sostenible, de obtener agua caliente sanitaria en los edificios, es mediante el aprovechamiento de la radiación solar, utilizando para ello una instalación solar térmica. Dicha instalación se encarga de captar la radiación solar incidente, a través de unos paneles -captadores- solares térmicos en los que se calienta un líquido, obteniendo así energía térmica útil. Dicho líquido es utilizado para transportar dicha energía térmica, al sistema de intercambio o de acumulación, y de ahí al punto de consumo.

instalacion solar termica

Los componentes de una instalación solar térmica son:

– Los paneles solares, que captan la radiación solar para calentar el fluido, que transporta la energía térmica.

– Un circuito hidráulico, por donde circulo el fluido calentado hasta el sistema de acumulación.

– Un sistema de intercambio para ceder la energía térmica al agua para su consumo caliente (ACS).

– Un sistema de acumulación de agua caliente, para su posterior consumo, cuando se precise.

– Un sistema de regulación y control.

– Un equipo auxiliar de apoyo, que consumo energía convencional, y  cuya función consiste en cubrir la demanda de ACS que los paneles no cubren, debido a falta de radiación solar, o aumento de la demanda superior a la prevista, en un momento dado.

Producción de ACS con instalación solar térmica

La contribución solar mínima de agua caliente sanitaria, queda regulada en el código técnico de la edificación, mediante la aplicación de la sección 4 del documento de ahorro de energía: DB HE4. Esta normativa establece unas exigencias para las instalaciones solares térmicas en los edificios, y determina el porcentaje de demanda que debe ser cubierto por dichas instalaciones de energía solar, es decir, el porcentaje de contribución solar mínimo.

cte db he4 solar termica

El ámbito de aplicación del DB HE4 incluye a los edificios con demanda superior a 50 l/día, de nueva construcción, y también edificios existentes con las siguientes especificaciones:

– Edificios existentes en los que se reformen íntegramente el edificio en sí, o bien la instalación térmica.

– Cuando se produzca un cambio de uso característico del edificio existente.

También será de obligatoria aplicación el DB HE4, en ampliaciones o intervenciones en edificios existentes, con una demanda de ACS mayor 5.000 l/día, y que supongan un aumento de la demanda inicial superior al 50%.

Por último, el DB HE4 también es de obligado cumplimiento, en la climatización de piscinas cubiertas nuevas, en la renovación de la instalación térmica de piscinas cubiertas existentes, y en las piscinas descubiertas que se conviertan en cubiertas.

Cálculo del porcentaje de contribución energética mínimo

La norma cuantifica la exigencia de alcanzar un porcentaje de contribución energética mínima, por parte de las instalaciones solares térmicas que se instalen en los edificios. Dicho porcentaje depende de la zona climática en la que se encuentre el edificio en el territorio nacional, así como de la demanda de ACS en litros/día, del mismo.contribucion energetica acsEn esta tabla, se considera una demanda de ACS a una temperatura de referencia de 60ºC, en edificios. La tabla siguiente se refiere a climatización de piscinas.

demanda acs piscinas edificios

La norma limita el porcentaje de pérdidas de radiación solar no captada, debido a la orientación de las placas y posibles sombras sobre las placas. Dichas pérdidas no suponen una reducción del porcentaje mínimo de contribución energética especificado en párrafos anteriores.

Por otro lado, el cálculo de la demanda de referencia depende del uso del edificio:

demanda acs uso edificio

NOTA: se aplica una fórmula para cálculo de demanda de referencia cuya temperatura no sea de 60ºC.

En el caso de las viviendas,  el valor mínimo de ocupación depende del número de dormitorios de la misma:

ocupacion minima

Y para edificios multi-familiares, se aplica un factor de centralización:

factor de centralizacion edificio multifamiliar

El certificado energético y contribución energética para ACS

El certificado energético considera la contribución energética, debido a las instalaciones que aprovechen las fuentes de energía renovable. El programa de certificación energética de edificios existentes CE3X, incluye estas instalaciones en el panel correspondiente, para su definición:

ce3x contribucion energetica ce3x

Los datos que solicita el programa CE3X, se refieren al porcentaje de contribución energética de la instalación solar térmica asociada:

porcentaje demanda acs ce3x

Dicho porcentaje se especifica porque se conoce su valor, o bien porque se calcula con arreglo a la normativa de obligado cumplimento, porque se está definiendo por ejemplo, una medida de mejora de la eficiencia energética, que consiste en una instalación solar térmica para producción de ACS:

medidas mejora contribucion energetica ce3x

Seleccionamos la medida:

instalacion solar termica ce3x

, y hacemos click para comprobar el porcentaje de contribución energética que CE3X asigna a la medida automática:

medida mejora energia solar ce3x

En este ejemplo, el valor calculado por CE3X es de 60%, y se corresponde con porcentaje mínimo según CTE DB HE4, para una demanda de ACS, comprendida en el intervalo 5.001-10.000 l/día, de un edificio multi-familiar, en la zona climática IV.

La zona climática la calcula CE3X en función de la localidad especificada para la ubicación del edificio a certificar. Se puede determinar a partir de la tabla 4.4 del DB HE4 de radiación solar global media diaria anual, y los datos de Radiación Solar Global media diaria anual que para las capitales de provincia se recogen en el documento “Atlas de Radiación Solar en España utilizando datos del SAF de Clima de EUMETSAT

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Escrito por:

7 pensamientos en “Producción sostenible de agua caliente en edificios aprovechando la energía solar

  1. Carlos Garcia Eb

    Creo que existe una solucion adicional, cual es incorporar paneles Fotovoltaicos montados sobre intercambiadores de placas de aluminio, donde circula el agua que refrigera los paneles fotovoltaico y mejora su rendimiento.
    en verano a una temperatura de aprox 50 grados centigrados intercambia su calor al ACS, que puede ingresar al servicio a 30/35 grados centigrados. Este sistema lo tienen UDS, en España.

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  2. Rubén Hernanz Díaz del Campo

    Buen artículo.
    Es un sistema en general conocido por la ciudadanía. En si es un sistema sencillo, y cuanto más compacto más sensación de utilidad tiene para el usuario teniendo los mismos componentes que una instalación extendida, quizás por la falsa sensación de un menor mantenimiento necesario.
    Dejando a un lado las instalaciones compactas con acumulador y panel en la misma estructura, realizando auditorias energéticas de edificios es complicado encontrar una instalación funcionando correctamente. En general el mantenimiento no es el adecuado y existen deficiencias que reducen el ahorro que deberían dar. Todo esto suele ocurrir a espaldas de la dirección o gestor del edificio que no tiene porqué ser experto en la materia y se dedica a su core business. Por otra parte como técnico te alegra ver instalaciones con un mantenimiento perfecto y siempre hay que hacerlo saber.

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  3. Cándido Losada

    La energía solar térmica es sin duda una buena alternativa para producción de ACS, pero exige mantenimiento si se pretende un rendimiento alto, además de depender en alto grado del área geográfica de la instalación para proporcionar el 100% de ACS .
    Una opción a considerar, de uso más fácil, sin mantenimiento, es la termodinámica que combina el mismo sistema de captación de calor ambiente y lo combina con una mini-bomba de calor. El sistema es más efectivo y no depende tanto del soleamiento, puesto que el panel receptor contiene un serpentín con gas a -5°C y esta diferencia sumada a la temperatura ambiente permite colocar el panel en un patio de luces o en una terraza puesto que ocupa poco, 2×1, más o menos y pesa 7 Kg. El acumulador es del tamaño de un frigorífico y permite seleccionar la temperatura deseada.
    Lo disfruto personalmente y mi empresa lo comercializa. http://www.topenergia.es

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  4. felipe dey

    hola buen dia quisiera saber los cursos gratuitos on line, que tienen e inscribirme en uno espero que me manden el link para poder realizarlo gracias y que tengan un buen dia

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  5. Ernesto Cidad

    Gran artículo sobre una tecnología “misteriosamente” poco implantada por nuestra geografía española, la cual destaca precisamente por ser uno de los países con mayor radiación solar de la zona euro.
    En el 2003 estuve en Atenas y en la mayoría de tejados de barrios humildes se veían tanques con su colector solar para producción de ACS.
    Parece que aquí nuestras autoridades aún no han hecho mucho esfuerzo por promover estas tecnologías limpias, quizás porque interesa más que paguemos todos los meses una factura de electricidad o gas.
    Este tipo de artículos ayuda a dar difusión a tecnologías realmente poco implantadas entre la ciudadanía. Una cosa es que la gente sepa lo que es y otra es que lo tenga instalado en su casa o en su edificio.
    Saludos!
    Ernesto Cidad – blog: Agua Ecosocial

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  6. alexander manayay romero

    por favor necesito un calculo térmico para una piscina descubierta o algún libro donde podría encontrar estos datos, se los voy a agradecer.

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