Sistema de precalentamiento del agua de una piscina - por Jordi

Sistema económico de calentamiento de agua de la piscina

Este verano pasado Jordi de Valencia estuvo consultando sobre cómo calentar el agua de una piscina con tubo de polietileno económico, y comentando sus resultados, y está encantado de que lo comparta con vosotros.

Seguramente él se fijó en esta entrada (sistema que ya no uso por poco eficiente) y se había animado para calentar de esa forma su piscina, y "quitarle el frío" subiendo su temperatura desde los 18 a los 25ºC, temperatura más agradable, aprovechando la superficie de tejado cercana donde pega bien el sol.

Jordi me comentaba que iba a usar tubo de PE de Ø20 mm. y tenía sus dudas de si funcionaría; la piscina es bastante grande, 14x3 mts. Había pensado extender alrededor de 250 mts de tubo que había calculado que le cabían en el tejado.

Manos a la obra

Dicho y hecho, utilizando una bomba de 2000W pico, y una caja de regulación con su termostato, programador, etc, puso en marcha su idea, con el agua a 3 bares de presión.

Jordi, atendiendo al captador que se describe en el blog, extendió en el tejado varios "serpentines" de tubo PE conectados entre sí y sube el agua directa de la piscina mediante una bomba controlada por un termostato. El agua en verano está a 18º (muy fría para bañarse, es una zona de clima templado) y su intención era subirla al tejado y que cuando la temperatura del interior del tubo llegara a 30º, que el termostato arrancara la bomba, que circulara el agua, y la bajara al menos a 25ºC. Así, hasta que la temperatura del tubo baje, al irse el Sol, que el termostato dispare y pare la circulación.

Jordi ya disponía de la instalación para calentar el agua de la piscina mediante un intercambiador conectado a la caldera de gas. Lo que ha hecho es un nuevo by-pass que hace circular el agua por los "donuts" que ha puesto en el tejado. Ha protegido con aislante gran parte de la manguera de PE para que no tenga pérdida (le pierde unos 3º/4º desde el tejado hasta la inyección a la piscina).

Tiene un termostato en el cuarto de máquinas con una sonda en el último "donut", de forma que cuando la sonda detecta 25º, para la bomba (que más tarde cambiaría a 30ºC).

Efectívamente sistemas que usan el mismo principio los usan para subir la temperatura de piscinas cuando hace sol, funcionan e incrementa entre varios grados la temperatura del agua, y se nota, por ejemplo este se lo ha currado bien y le sube la temperatura de su piscina pequeña a los 32ºC (pinchar).

No será tan eficiente como el sistema de las "lonas" negras con serpentín de agua interior que existen; que conviene consultar su coste, antes de decidirse, ya que con éstos el coste de mover el agua es mucho menor, al estar diseñados para facilitar la captura de calor y circulación del agua.

Siembre hay que buscar un compromiso entre eficiencia (bajas pérdidas térmicas) y ahorro energético (de las bombas), y 30ºC parecen bien encaminados, a más temperatura ya se pierde mucho calor por transferencia al aire de las tuberías durante las paradas. Otra idea buena es ponerles un aislante transparente encima, pero como no sea un plástico fino resistente a los UV como policarbonato o similar, el plástico de invernadero no suele durar más de 6 años (hay que valorar su relación coste/aumento de eficiencia); Jordi finalmente colocó un film fino (como se ve en algunas imágenes) que aumenta el rendimiento y le aguantará un par de años (supongo).

Por otro hay que tener en cuenta que 250 mts X Ø20 son muchos litros de agua para mover por la bomba, sobre todo en los arranques y paradas; le costará poner en movimiento tanta agua, cuantos menos arranques/paradas haga, mejor.
Aunque poner una sola bomba potente es buena idea, lo mejor es poner una bomba que haga circular el agua despacio (no es necesaria mucha velocidad), y que, si es posible, funcione con dos paneles solares de 100W pico, para que salga totalmente gratis, de forma que si hace sol, se ponga en marcha, y si no, que pare.
Con 200W pico, conectada directamente con un simple inversor de 12V a 220V, daría suficiente también entre las 10 y las 16 para alimentar una bomba de 75W sin necesidad de nada más.

Aunque la caída de agua es bastante grande, si no hay aire en el circuito, y al ser un circuito cerrado, a la bomba la altura no le afectaría (por la teoría de los vasos comunicantes):

Jordi ha aprovechado gran parte del tejado:

Nos comenta que se ha construido un panel desde donde se controla cuándo mueven o paran las bombas. Mediante un termostato, se marca a qué temperatura se conectan o no. La sonda de este termostato está al final del circuito, protegida con papel reflectante para que solo capte la temperatura del tubo y no la exterior. Al estar la sonda protegida, cuando ella detecta la temperatura de corte, en este caso 29º, es probable que todo el circuito esté a más de 30º. Lo curioso es que con este caudal, el agua sube a 22º y baja a 30º de forma continua, por lo que Jordi entiende que cuando el agua suba a más temperatura y estemos en pleno verano, el sistema rendirá muchísimo.

El panel lo ha construido con piezas que he ido remanufacturando. Veremos que la temperatura de inyección que se muestra en la foto es superior a la temperatura del circuito. Esto no es cierto, lo que sucede es que el termómetro de la sonda de entrada de agua a la piscina salta de 1 en 1 grados, mientras que el del circuito salta de 0,1 en 0,1. Aún así, estimo que la perdida en º de la bajada (dado que tiene el tubo todo forrado de aislante) ronda los 2º.

En verano rinde muy bien. Se ha subido la temperatura de corte a 30º, de forma que el sistema se pone en funcionamiento cuando la temperatura de la sonda, a la sombra y aislada, alcanza los 30º. Una vez el agua empieza a circular, durante los primeros minutos el agua que baja a la piscina llega a 60º (si, 60º), pues todo el circuito lleva un rato al Sol. Pasado un tiempo, el agua de la piscina "refrigera" los donuts, y la temperatura se estabiliza en 38~42º. Cuando la sonda recibe el agua a 30º, el sistema se para.
El sistema ha llegado a funcionar 9 horas seguidas. Esto, a 15 litros por minuto, implica inyectar a la piscina unos 8.000 litros de agua caliente.

Ha puesto un regulador en la bomba para regular el caudal, pues la bomba es grande y cuando arranca tira mucho y le da miedo que lo reviente todo. La instalación está hecha con tubo de Ø50 y el circuito de los "donuts" es de Ø20. La bomba trabaja, y mucho, me comenta.
Seguramente al final sustituya la bomba grande por un par o tres de suelo radiante, intercaladas entre los donuts. De esa forma ahorraría mucha electricidad.

Ha pasado los tubos de ida y vuelta por donde ha podido:

Aquí se aprecian los serpentines, amarrados los tubos con bridas de electricista entre sí:

Conclusiones

La parte mala - nos comenta - es que la piscina es muy grande (unos 80.000 litros) y que el sistema consume mucha energía (dos bombas, una de 1.100 y otra de 700 watios). Como conseguía subir en agosto a 25ºC, ha subido el corte 35º, para evitar que las bombas trabajen -consuman- tanto, dejando acumular un poco el calor antes de activar de nuevo.

Al principio, puso el corte a 25º, y el sistema trabajaba prácticamente desde primera hora de la mañana hasta casi las nueve de la noche. Demasiadas horas de funcionamiento para tan poco diferencial de grados. Ahora, con el corte casi a 30, rendirá mejor.

Nos indica que en una segunda fase la hará cuando tenga demostrado que el sistema es práctico y cumple su función. Esta segunda fase consiste en sustituir las dos bombas por 3 más pequeñas, de las que se usan para mover el agua del suelo radiante, lo que es ideal pues no es necesario caudal, sino mantener un "mínimo" de movimiento para que el agua de los serpentines se caliente según se consuma; si se colocan bombas con 3 velocidades, mejor.

Estas bombas pequeñas consumen unos 70w, y mueven en plano 3 mt3 a la hora. Supone que poniendo una en la succión, otra al principio del circuito y otra al final, obtendrá el mismo resultado, pero con 210 watios de consumo (y yo opino lo mismo).

Si así el sistema le funciona - nos dice - ya en una tercera fase, instalaría un par de placas solares para generar la electricidad necesaria para mover las bombas de suelo radiante (que tendrían que ser de 300W pico en total mínimo, para que pueda moverlas también por la mañana y tarde, cuando el sol les da de "refilón" en horas que también calienta pero menos, y aprovechar también ese calor).

Aprovechándolo para calefacción en invierno

El suelo radiante trabaja con una temperatura de impulsión de 35º, de forma que si conecta el intercambiador al retorno del circuito de calefacción en invierno, activando también la bomba de la calefacción, evitará seguro las arrancadas de la caldera durante el día, disminuyendo el consumo de gas.

Su idea es sustituir los serpentines por dos kits de 15 tubos de vacio, con menor inercia térmica (menos agua y más superficie captadora) y menor consumo eléctrico (con 1 bomba de 70W bastaría), con el que no sólo calentaría bien la piscina, sino que obtendría más rendimiento para la calefacción de la casa.

Jordi, finalmente, me comenta "Nada, simplemente decirte que estoy muy contento, que gracias a tu blog empecé todo esto, y que con 4 duros creo que he conseguido lo que quería."

Ha sido para mí un placer orientarle (dos cabezas piensan más que una), estaremos encantados de seguir su progreso con el sistema año a año.

Ésta es la fuerza de las renovables, el único futuro de la energía, por mucho que se empeñen algunos lobbies.

Más datos:
http://www.pasarlascanutas.com/bricolaje_avanzado/agua_caliente_solar_piscina/bricolaje_avanzado_agua_caliente_solar_piscina.html