HE4 / 2019 CONTRIBUCION SOLAR MÍNIMA DE AGUA CALIENTE SANITARIA
Es de esperar preguntas del tipo, ¿hay algún error en esta versión?, ¿por qué es distinto el cálculo? o simplemente si lo antes calculado era incorrecto.
Todo cálculo depende de los datos de partida y los procedimientos que se empleen. Ambos han cambiado, por lo que lo realmente sorprendente sería conseguir el mismo resultado, aunque seguramente las pérdidas de aporte global de entre el 10-20% puedan (antes de leer el artículo completo) alarmarnos.
Dentro de estas modificaciones hay dos aspectos especialmente relevantes:
- 1.- Se indica con claridad que en la demanda cubierta por el sistema deben incluirse “las pérdidas térmicas por distribución, acumulación y recirculación”
- 2.- El CTE-HE4 deja de establecer de forma específica condiciones de diseño de sistemas solares térmicos, labor que recae sobre el propio proyectista a través del uso correcto de documentos reconocidos, como en este caso es la Guía Técnica de Energía Solar Térmica IDAE - ASIT
Estos dos elementos son las principales causas de todos los cambios en la herramienta de cálculo, que desglosaré a continuación.
Cambios en la formulación del método F-Chart
Dado que el método F-Chart no contempla el efecto del coeficiente cuadrático de pérdidas del panel, dentro de su algoritmo se genera una suerte de “coeficiente global de pérdida (FrUL)”, que unifica los coeficientes lineal (a1) y cuadrático (a2) de pérdidas aportados por el ensayo del panel solar térmico.
La formulación de 2009 respondía a la relación FrUL=a1 + 30 x a2.
En su versión 2020 la guía ASIT-IDAE establece un valor FrUL=a1 + 40 x a2, es decir, es mucho conservadora (alguno diría que realista) respecto a las perdidas térmicas del panel solar, aumentándolas.
El efecto de este cambio disminuye el aporte solar entre un 2-5%.
Modificador del ángulo de incidencia
El valor por defecto (para ser precisos, recomendado) adoptado en 2009 se situaba en torno a 0,95.
En 2020 nuevamente guía ASIT-IDAE establece que debe emplearse un valor según cada captador solar.
Se adopta para ello el factor k(50) ensayado en el panel, es decir, al modificador del ángulo de incidencia del captador a 50 grados.
Esta es la principal razón de que en la versión 2019 de la herramienta la selección de paneles solares se realice desde un formulario independiente en el que según la marca/modelo del captador quedan cargados para el cálculo los distintos valores de ensayo.
El efecto de la modificación del MAI es distinta para cada captador, aunque en modelos habituales llega hasta el 2-4% menos de aporte solar.
Factor de corrección captador - intercambiador
Aunque mucho habría que hablar sobre la formulación simplificada que se ofrece, una pequeña aplicación incorporada en la herramienta permite agilizar su cálculo con algunos valores habituales por defecto, lo que nos permite una mejora en el cálculo del rendimiento del sistema en torno al 2% (…no todo iban a ser malas noticias).
Perdidas térmicas por acumulación
En el caso de las pérdidas por acumulación, su incidencia es notable (entre un 3-8%), por lo que la herramienta permite optar por ignorarlo (algo que no recomendamos), o realizar su cálculo mediante una aplicación incorporada que permite introducir una estimación de las pérdidas según su clase energética (habida cuenta de que por lo general los acumuladores actuales se encuentran entre las letras B-C), introducir las pérdidas de la fichas Epr del acumulador, o simplemente indicar el espesor y tipo de aislamiento.
Perdidas térmicas de circuito
Se puede optar por una estimación general de pérdidas (nunca superior al 4% de la potencia máxima transportada según RITE), o a un desglose por circuitos, caso recomendable en sistemas que no dispongan de todos los circuitos antes mencionados.
Para el caso del circuito primario y secundario, se han reformado las hojas de cálculo en las que se definían para incorporar la valoración de pérdidas térmicas según tramo y aislamiento.
Para el caso de los circuitos de distribución o nretorno de ACS, puede emplear se la herramienta:
CTE HS4 Suministro de agua
Sobreproducción solar
Se trataba de una situación peculiar (…y muy empleada por ciertas casas comerciales) del algoritmo del método F-Chart que permitía una producción superior al 100% de la demanda, pero que desde el punto de vista físico no tenía sentido alguno.
Tanto la guía ASIT-IDAE de 2020 como la propia Herramienta Unificada Lider Calener (HULC) eliminan el uso de los excesos mensuales para el cómputo global anual.
Aparece en consecuencia en esta nueva versión 2020 de la herramienta la diferencia entre:
- %Demanda Bruta: entendida como la obtenida del cálculo según método F-Chart
- % Demanda Neta: Obtenida a partir de la anterior, descontando pérdidas térmicas de circuito y el efecto de una producción solar superior al 100%
Balance energético
Como se comentó anteriormente, el método F-chart no contempla en su algoritmo el efecto de las perdidas térmicas de circuito o acumulación. Quizás por ello el Pliego de 2009 no establecía con claridad como computarlas, y con ello dejaba abierta la posibilidad de entenderlas como un aumento de la demanda del sistema.
Es decir, la versión anterior de la herramienta sumaba a la demanda de energía para ACS las perdidas térmicas asociadas a su producción, y sobre ese global calculaba el % de aporte solar según F-Chart.
Se trataba evidentemente de un “artificio” de cálculo… pero como actuaba en favor de generar sistemas solares de menor tamaño, a todos nos parecía correcto.
En la guía ASIT-IDAE de 2020 queda reflejado que las perdidas térmicas deben descontarse del aporte solar calculado por F-chart.
Por poner un ejemplo, imaginemos un sistema con 100kWh de necesidades para ACS, con 10kWh de pérdidas térmicas, para un total del 60% de aporte solar.
En la metodología de cálculo de 2009, el 60% se aplicaría sobre la suma de ACS + perdidas térmicas: 100+10=110 110x0,6= 66kWh de aporte solar
En 2020 el balance de perdidas es posterior al aporte solar: 100x0,6=60kWh 60-10=50 kWh de aporte solar
Esta sin duda (y como puede verse en el ejemplo anterior) la modificación de mayor incidencia en el cálculo.
En resumen...
Se abre presumiblemente un periodo en el que el cálculo realizado con esta nueva versión de la herramienta sea rebatido por instaladores y empresas constructoras que buscando un abaratamiento del sistema recurran a versiones no actualizadas del método F-Chart o que simplemente ignoren la incidencia de las pérdidas térmicas del sistema, incumpliendo con ello el CTE-HE4.
En ese momento puede surgir la pregunta , ¿es correcto seguir empleando la antigua versión porque “salen” menos paneles?... creo que la pregunta se responde sola.
Cada técnico es (o debería ser) consciente de la responsabilidad que asume, y desde luego si ha llegado hasta este párrafo de lectura no podrá argumentar ante quien corresponda desconocimiento del método de cálculo que empleaba...
lo siento …quizás debería haberlo avisado al inicio del texto :) :) :)
Oscar Redondo @2020