Cálculo de la demanda energética para la producción de ACS.
En la entrada titulada Cómo calcular el volumen de un acumulador de agua caliente sanitaria, inicié el desarrollo de un ejemplo de dimensionamiento de la instalación de producción de ACS para un local destinado a uso deportivo.
En el post de voy a mostrarte cómo calcular la demanda energética para la producción de agua caliente sanitaria. Este cálculo es un paso previo necesario para la determinación del consumo energético de cada sistema propuesto, lo que nos servirá de base para determinar la viabilidad económica de cada solución propuesta.
Datos previos
Se trata de un local de uso deportivo situado en la provincia de Madrid. La media diaria de consumo de agua caliente sanitaria es de 8.000 litros = 8 m3.
Demanda energética para la producción de ACS
A continuación vamos a calcular la demanda energética para la producción de ACS. Para ello se empleará la siguiente expresión:
Siendo:
DACS: Demanda energética de ACS (kWh/periodo)
VACS: Volumen consumido de ACS (litros/periodo), a la temperatura de utilización.
tu: Temperatura de uso (ºC).
te: Temperatura de agua fría de consumo humano (ºC).
Ce: Calor específico (kWh / (m3·ºC)); para el agua toma el valor de 1,16
Debes tener en cuenta que en esta expresión se emplea la temperatura de uso, y no la de preparación. Si deseas emplear la temperatura de preparación (tal y como propone el HE 4), debes emplear el volumen de agua preparado a esa temperatura y no el volumen consumido.
Solución
En este caso el volumen consumido sería de 8.000 litros/día, con una temperatura de uso de 38ºC. Resolveremos el cálculo mensualmente, empleando la temperatura media de agua fría de consumo humano correspondiente. Las temperaturas medias de agua fría puedes obtenerlas del Apéndice B de la sección HE 4 del CTE.
Para poder aplicar la fórmula mensualmente, construye una tabla como la que sigue:
Obtenemos una demanda anual de 84.578 kWh. El siguiente paso será calcular el consumo energético para preparación de ACS, para lo que necesitamos tener definidos los sistemas de producción de calor, y conocer sus rendimientos estacionales. Pero eso lo dejamos para una entrada posterior.
Hoja de cálculo para la determinación de la demanda energética para producción de ACS
A continuación puedes encontrar un enlace a la hoja de cálculo empleada para resolver el ejemplo. Si tienes alguna duda, puedes dejar un comentario al final de la entrada:
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ANTONIO dice
Hola Bruno soy Antonio un instalador de fontanería y climatización, tengo que dar servicio de agua caliente para 10 duchas instantáneas para unos vestuarios, y me surge la duda que sistema utilizar, estoy barajando los acumuladores de aerotérmia, los acumuladores de gas estancos y una caldera trabajando contra un acumulador, no tenemos gas con lo cual tendrían que montar botellas de butano, que puede ser un inconveniente y la aerotérmia es mas cómodo pero la recuperación para ACS será mas lenta. ¿ Que me recomiendas ?
Bruno dice
Hola Antonio,
Planteas un problema difícil, condicionado por condiciones económicas y normativas. Mi recomendación personal es aerotermia apoyada por solar fotovoltaica, pero habría que hacer un estudio en detalle.
Si optas para aerotermia tendrás que acumular todo el uso para un periodo de 4 o 5 horas, dependiendo del clima.
Lo de las botellas me parece un engorro.
Un cordial saludo.
Eduardo dice
Hola Bruno, ¿me podria explicar, por favor, por que se calcula con la temperatura de uso y no 60º, si a fin y al cabo es la temperatura que tiene que llegar el agua por ley para evitar la legionella?
Bruno dice
Hola Eduardo,
Porque, como despreciamos las pérdidas en el depósito por radiación y convección, la demanda energética de preparar 8.000 litros a 38ºC es la misma que la necesaria para preparar X litros a 60ºC, donde X es el volumen de agua que cada mes, mezclado con otro volumen de agua fría, nos permite obtener 8.000 litros a 38ºC.
La gente no se ducha a 60ºC, se ducha a 38ºC, y gasta 8.000 litros, esos 8.000 litros se obtienen antes de los grifos mezclando X litros de agua a 60ºC con (8.000 – X) litros de agua fría. Es un poco trabalenguas pero con un ejemplo se entiende mejor, la fórmula para cambiar de temperatura la encontramos en el anexo F del CTE donde podemos despejar que:
D(60º)=D(38º)*(38-Ti)/(60-Ti) donde Ti es la temperatura del agua fría. Tomando el mes de enero resulta que,
D(60ºC)=8.000 litros * (38-8)/(60-8) = 4.615 litros
Lo que quiere decir que con 4.615 litros de agua a 60º mezclados con agua fría a 8ºC puedo obtener 8.000 litros de agua a 38ºC. En definitiva que calentar 8.000 litros hasta 38ºC demanda la misma cantidad de energía que calentar 4.615 litros hasta 60ºC.
Saludos.
Eduardo dice
Muchas gracias, ha quedado muy claro.
Un saludo.
lugui dice
Hola Bruno,
Creo que hay un error en la hoja de cálculo descargable. Para el cálculo de la demanda de energía en kWh/mes estás multiplicando el valor del calor específico en kWh/m3ºC por el volumen en litros. Creo que te falta pasar esos litros a m3.
En la imagen que tienes aquí de ejemplo, que no es exactamente igual al descargable, entiendo que si tenías el valor en m3/mes.
Corrígeme si me equivoco.
Un saludo
Bruno dice
Hola Lugui,
Efectivamente, ya está corregido, gracias por el aviso 😉
La imagen incluida en la entrada esta correcta.
Un abrazo.