Agua Caliente Sanitaria: Sistemas convencionales

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AGUA CALIENTE SANITARIA: SISTEMAS CONVENCIONALES
DESCRIPCIÓN
Los sistemas de producción de agua caliente sanitaria (ACS) se dividen en:
•
Instantáneos: el sistema calienta el agua en el mismo momento en que se
genera la demanda. Generalmente son instantáneos los equipos que utilizan
gas como combustible. Existen algunos equipos eléctricos instantáneos pero
su coste es bastante elevado.
•
Por acumulación: es decir, mediante un depósito que contiene el agua
previamente calentada para su uso posterior. El calentamiento se puede
producir directamente mediante un quemador a gas o mediante unas
resistencias eléctricas sumergidas, o indirectamente mediante un equipo
auxiliar y un intercambiador de calor. En todos los casos la fuente de
calentamiento se pone en marcha si el agua baja de una temperatura
previamente fijada (Figura 1).
Todos los sistemas de gasóleo disponen de acumuladores para el
calentamiento del ACS mediante serpentines sumergidos en ellos. Los sistemas
a gas incorporan en su mayoría pequeños microacumuladores que permiten
una aportación instantánea de agua caliente al abrir el grifo evitando el gasto
de agua asociado al tiempo de espera de los equipos instantáneos, sin ocupar
espacio en los locales al ser de reducidas dimensiones. Son tradicionales los
termos eléctricos que incorporan una resistencia en su interior para el
calentamiento por efecto Joule.
PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS
Los elementos que constituyen un sistema de ACS son:
Acometida de Agua Fría.
Generador de calor: es el elemento o grupo de elementos destinados a elevar la
temperatura del agua fría. Existen multitud de posibilidades para elevar la
temperatura del agua. En algunas instalaciones, típicamente las de menor tamaño,
se utilizan calderas o calentadores que actúan calentando directamente el agua que
llega de la acometida de agua fría. En las instalaciones de mayor tamaño se usan
intercambiadores de calor, diferenciándose el circuito de ACS del circuito de agua de
caldera.
Estos equipos utilizan para el calentamiento del agua generalmente gas, gasóleo o
electricidad por efecto Joule directo.
Red de suministro: conjunto de tuberías que transportan el agua hasta elementos
terminales.
Acumulador: depósito o depósitos que almacenan el agua caliente, cuando se
emplea un sistema de acumulación, incrementando la inercia térmica del sistema y
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permitiendo la utilización de generadores de calor de potencia inferior a la demanda
máxima puntual del sistema.
Elementos terminales: grifos y duchas.
Circuito de retorno: en las instalaciones centralizadas es la red de tuberías que
transportan el agua de vuelta desde los puntos más alejados de la red de suministro
hasta el acumulador. Su objeto es mantener un nivel aceptable de temperatura del
agua caliente en toda la red de suministro, aún cuando los elementos terminales no
demanden consumo durante largos periodos de tiempo.
Figura 1. Esquema de un sistema de agua caliente sanitaria (ACS) por acumulación donde se
distinguen dos tipos de intercambiadores de calor (IDAE-ATECYR, 2008).
VENTAJAS E INCONVENIENTES
Entre las ventajas e inconvenientes, se pueden encontrar las siguientes:
•
Sistemas instantáneos
o Ventajas:
ƒ
Ocupan muy poco espacio en los locales.
ƒ
En los equipos mixtos se puede producir agua caliente sanitaria
y calefacción conjuntamente en un único equipo.
ƒ
Los sistemas con regulación modulante son muy eficientes, ya
que adaptan el consumo de combustible a la demanda de forma
automática. Prácticamente todos los equipos a gas son
modulantes.
ƒ
Cuando se emplean calderas con microacumulación, se dispone
de una aportación instantánea de agua caliente al abrir el grifo
evitando el gasto de agua asociado al tiempo de espera de los
equipos instantáneos.
ƒ Los equipos tradicionales son muy económicos.
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o
Inconvenientes:
ƒ Exceptuando los sistemas que cuentan con microacumulación,
mayor consumo de agua hasta que se alcanza la temperatura
deseada.
ƒ Sistemas en general poco eficientes, con rendimientos no muy
elevados.
•
Sistemas por acumulación
o
Ventajas:
ƒ
o
El agua está acumulada a la temperatura próxima a la de
consumo por lo que se dispone de agua caliente desde el
momento de abrir el grifo. Esto supone un ahorro importante
de agua.
Inconvenientes:
ƒ
Estos acumuladores son elementos grandes que ocupan bastante
espacio en los locales dónde se ubican.
ƒ
El acumulador y el sistema deben estar bien aislados para evitar
pérdidas de calor y por tanto de energía, lo que incrementa
aún más su volumen.
ƒ
Si el combustible es electricidad por efecto Joule, el sistema
será poco eficiente tanto por alto consumo energético como
por costes. Además el consumo de energía eléctrica directa por
efecto Joule produce elevadas emisiones de CO2 por lo que este
sistema resulta poco ecológico.
ƒ
Según el volumen y el uso de la instalación se requieren
tratamientos contra la posibilidad de que aparezca legionelosis.
DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y/O APLICACIÓN
El diseño de las instalaciones de ACS debe de realizarse de acuerdo con el
Reglamento de Instalaciones Térmicas de la Edificación (RITE).
En esta fase se han de seguir los procedimientos habituales en todo proceso de
diseño, destacándose los siguientes:
•
Selección del equipo
•
Características técnicas:
o Materiales
o Facilidad de desmontaje
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o Facilidad de desaguado
o Conducciones
SELECCIÓN DEL EQUIPO
Para una correcta selección del equipo a utilizar se han de tener en cuenta las
características que se presentan a continuación:
•
Todos los sistemas, equipos y componentes, se diseñarán para poder efectuar
y soportar tratamientos de choque térmico a una temperatura de 70 ºC.
•
Se debe calcular la instalación de forma que la temperatura del agua
permanezca en todo punto de la instalación entre 50 ºC y 65ºC, tal y como
indica el apartado 2.1.3 del Documento Básico HS 4 de salubridad. Para ello
es necesario aislar térmicamente equipos, aparatos y tuberías.
•
Cuando se prevean equipos y aparatos en reserva, deben aislarse mediante
válvulas de corte de cierre hermético y deben estar equipados de una válvula
de drenaje situada en el punto más bajo.
•
Con el fin de impedir la estratificación del agua y evitar que se mantenga un
volumen de agua templada, en los depósitos deberá ser considerada la
relación altura/diámetro y deben ser instalados verticalmente.
•
Si se prevén varios depósitos, la conexión deberá hacerse en serie.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
En la fase de diseño de los sistemas se han de tener en cuenta los siguientes
aspectos:
Materiales
Se han de utilizar materiales, en contacto con el agua de consumo humano, capaces
de resistir una desinfección mediante elevadas concentraciones de cloro u otros
desinfectantes o por elevación de temperaturas, evitando aquellos que favorezcan el
crecimiento microbiano y la formación de biocapa en el interior de la instalación,
empleando aquellos materiales, aislamientos y válvulas recogidos en el apartado 6
del Documento Básico HS4 sobre salubridad.
Facilidad de desmontaje para la realización de operaciones
Todos los equipos y componentes deben ser fácilmente accesibles para la revisión,
mantenimiento, limpieza y desinfección.
Se seleccionarán depósitos de acumulación dotados de una boca de registro para la
limpieza interior. Según las Normas UNE-EN 12499 sobre protección catódica interna
y UNE 112076 acerca de la prevención de la corrosión en circuitos de agua, se
establece un criterio para la catalogación de los depósitos de acumulación:
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•
Los depósitos mayores de 750 l deben disponer de una boca de hombre
fácilmente accesible, con un diámetro mínimo de 400 mm o un sistema
equivalente para permitir realizar operaciones de limpieza, desinfección y
protección contra la corrosión.
•
En los depósitos menores de 750 l (considerados domésticos), es suficiente
disponer de un acceso que permita la limpieza manual de todas las superficies
interiores.
Es recomendable que los puntos terminales, como grifos y duchas, cuenten con
elementos desmontables que permitan su correcta limpieza y desinfección.
Asimismo son de aplicación las operaciones mínimas fijadas en la ITE 3 del RITE.
Facilidad de desaguado
Las redes de tuberías deberán estar dotadas de válvulas de drenaje en todos los
puntos bajos. Los drenajes se deberían conducir a un lugar visible y estar
dimensionados para permitir la eliminación de los detritos acumulados.
Los depósitos de acumulación deberán contar con una válvula de desagüe en el punto
más bajo del mismo, de forma que permita su completo vaciado.
La purga del acumulador permitirá la toma de muestras. En termoacumuladores de
pequeño volumen la toma de muestra se podrá realizar del punto más cercano.
Características de las conducciones
Se debe evitar la formación de zonas de estancamiento del agua, como tuberías de
desviación, equipos y aparatos de reserva, tramo de tuberías con fondo ciego, etc.
Los tramos de tubería en los que no se pueda asegurar una circulación del agua y una
temperatura mínima superior a 50 ºC no pueden tener una longitud superior a 5
metros o un volumen de agua almacenado superior a 3 litros. Esto sería aplicable a
los sistemas que disponen de válvula mezcladora, en los que se deben garantizar 50
ºC antes de la propia válvula
MEJORA DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA
Las calderas de agua caliente sanitaria deben someterse a revisiones periódicas. Es
aconsejable una revisión anual si se espera que tenga un rendimiento adecuado. Una
caldera sucia tiene dificultades para la combustión y, por tanto, consume más.
•
Regular la temperatura para obtener entre 50ºC y 65ºC a la salida de los grifos
(DB-HS 4 de salubridad). Si la temperatura es mayor se despilfarra energía.
•
Aislar correctamente las tuberías de distribución, ya que las pérdidas globales
por el conjunto de conducciones no superarán el 4% de la potencia máxima
que transporta, según indica el punto 6 de la instrucción IT 1.2.4.2.1.1 del
RITE.
•
Realizar inspecciones en las instalaciones de fontanería ayuda a detectar
fugas y sobreconsumos de agua por averías, consiguiendo un importante
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ahorro. Resulta fundamental seguir un mantenimiento junto a inspecciones
periódicas tal, y como viene indicado en las instrucciones técnicas IT 3 sobre
mantenimiento y uso e IT 4 sobre inspección del RITE.
•
Medir periódicamente presiones y caudales en diversos puntos del circuito
para detectar obstrucciones.
•
Instalar válvulas termostáticas en la impulsión, retornos y puntos de consumo
para equilibrar el circuito de distribución.
REFERENCIAS TÉCNICAS
Centro de Eficiencia Energética de Gas Natural Fenosa – EOI. (2008). Manual de
eficiencia energética. Gas Natural Fenosa. 331 pp.
Gas Natural Fenosa. Catalogo de tecnologías del canal de eficiencia energética de
empresas de Gas Natural Fenosa.
Ministerio de Sanidad, Política Social e Igualdad. Guía técnica para la prevención y
control de la legionelosis en instalaciones. Capítulo 3. Sistemas de agua caliente
sanitaria
IDAE (2010) Guía práctica de la energía. Consumo eficiente y responsable. Instituto
para la Diversificación y Ahorro de Energía. 179 pp.
IDAE ATECYR. (2010). Guía técnica agua caliente sanitaria central. Ahorro y
eficiencia energética en climatización, 8. 135 pp.
IDAE-ATECYR. (2008). Guía práctica sobre instalaciones centralizadas de calefacción
y agua caliente sanitaria (ACS) en edificios de viviendas. Información y consejos para
las comunidades de vecinos. IDAE. 87 pp.
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