El agua caliente sanitaria es el segundo consumidor de energía de nuestros hogares, un 26% del consumo energético total. En la actualidad (desde el año 2006) en las viviendas de nueva construcción, es obligatorio cubrir parte del consumo energético necesario para producir el agua caliente mediante un sistema de energía solar térmica y, en caso de que no pudiera hacerse, utilizar otro tipo de energías renovables. Aun así, la demanda de energía para producir agua caliente sigue siendo elevada.
Queremos daros algunas ideas de qué sistemas existen y cuáles son los mejores según la zona climática solar donde se encuentre el edificio, la cantidad de personas que habitan en la casa y sus costumbres respecto al agua.
A la hora de decidir si es mejor para una vivienda un sistema de agua caliente instantánea o por acumulación hay que tener en cuenta que, aunque la potencia necesaria para generarla instantáneamente deba ser superior a la instalada con un sistema de acumulación, el consumo de combustible no tiene porqué ser superior sino lo contrario, ya que los sistemas de acumulación deben mantener agua a cierta temperatura dentro de los depósitos (acumuladores) y esto generará pérdidas a través del aislamiento.
De ahí que los acumuladores deben tener un buen aislamiento para que estas pérdidas sean las menores posibles. Señalar sin embargo que los sistemas con acumulación proporcionan mayor confort al usuario, por la capacidad de suministrar mayores caudales punta.
Ventajas e inconvenientes
Para la preparación por acumulación se pueden utilizar prácticamente todos los tipos de energía: electricidad, gasóleo, gas natural, gases licuados de petróleo (GLP: butano y propano), etc. Para la preparación «instantánea» se utilizan preferentemente los gases (natural canalizado y los GLP) y, raramente, el gasóleo o la electricidad.
Cada vez más, debido a su menor impacto ambiental y al previsible agotamiento a medio plazo de las reservas de combustibles fósiles como el petróleo (y, en la práctica, a las nuevas normas nacionales que van obligando a que al menos una parte del ACS de las nuevas edificaciones se obtenga a partir de energías renovables), el agua caliente sanitaria se obtiene mediante la energía solar térmica, energía geotérmica o calores residuales, que debe prepararse necesariamente por acumulación.
Le trata de unos sistemas que calientan el agua en el mismo momento en que es demandada. Es el caso de los habituales calentadores de gas o eléctricos, o las calderas murales de calefacción y agua caliente (calderas mixtas).
En los aparatos de calentamiento de agua «instantáneos», el agua circula por un serpentín calentado directamente por la llama del calentador o mediante un intercambiador por el que circula agua calentada (en general, de la utilizada para calefacción). Dada la potencia necesaria en caldera, este sistema solamente puede alimentar un punto de consumo o grifo, cuando se trata de ducha o bañera, y dos cuando son de poco caudal.
Estos aparatos calientan un determinado caudal de agua (depende del modelo o potencia) 25 °C por encima de la temperatura del agua que llega. Como esta suele tener una gama entre 5 y 18 °C, el agua resultante estaría entre 30 y 43 °C. Puede subirse la temperatura reduciendo el caudal que pasa por el calentador mediante la llave de paso de entrada, pero en los más pequeños resulta un caudal ridículo.
La principal ventaja: no se necesita mantener el agua caliente acumulada, lo queevita un mayor coste energético.
Inconvenientes: la cantidad de agua y energía desperdiciada hasta que el agua alcanza la temperatura deseada en el punto de destino (más cuanto más alejada se encuentre la caldera de su destino), así como el aumento del consumo y el deterioro del equipo cada vez que se enciende y apaga la caldera cuando hay demanda de agua caliente.
Los sistemas instantáneos presentan, generalmente, prestaciones limitadas a la hora de abastecer con agua caliente a dos puntos a la vez, pero siguen siendo los sistemas más habituales.
De este modo, este tipo de sistema es el más apropiado para familias no numerosas, en viviendas con pocos habitantes o en aquellas dónde su uso es muy puntual.
La potencia en producción debe ser capaz de proporcionar las necesidades del momento punta más desfavorable del año, el resto del tiempo la regulación adecuará la potencia a las necesidades de cada momento.
En el cálculo de la potencia instantánea no se ha considerado el rendimiento de producción de ACS, puesto que la punta será muy corta y el rendimiento se compensa por el agua ya calentada contenida en las tuberías de distribución y recirculación. Si bien no debe olvidarse que la potencia se corresponde con la que puedan entregar los intercambiadores, no con la de calderas, que como mínimo debe ser igual.
Este tipo de sistemas se puede dividir en dos: los que se componen por un equipo que calienta el agua (una caldera o una bomba de calor, por ejemplo) más un termo-acumulador, y los termoacumuladores de resistencia eléctrica.
Los compuestos por caldera y acumulador son los más utilizados. Una vez calentada, el agua se almacena en un depósito aislado para que pueda usarse en cualquier momento.
En un depósito se calienta el agua mediante una caldera exterior y a menudo con otra energía (agua caliente solar), para tener, en cualquier momento, suficiente cantidad para los usos previstos en la instalación. Este sistema, que se llama centralizado, además puede preparar el agua para un solo usuario (una sola vivienda o local) o para muchos usuarios (sistema colectivo). Si el depósito de acumulación y las conducciones son de tamaño suficiente, pueden utilizar el servicio muchos puntos a la vez. Desde el punto de vista energético, es mucho más eficiente que el siguiente. En el caso de un solo usuario, también puede calentarse mediante una resistencia eléctrica situada dentro del acumulador, aunque el calentamiento es lento dada la potencia que puede dar la electricidad, por razones económicas.
Puede acumularse el agua a diversas temperaturas. Cuanto mayor sea, mayor cantidad de calor se guarda en el acumulador. Normalmente se acumula a una temperatura de 60 °C (que de vez en cuando conviene subir hasta 70 °C para prevenir la legionelosis). Como lo más corriente es usar el agua caliente mezclada con fría, se puede conseguir la temperatura deseada manipulando los mandos de la grifería, pero algunos usos requieren temperaturas superiores (lavadoras, lavavajillas) y se usa directamente. Cuando la distribución es con tuberías de acero galvanizado, no debe superarse la de 58 °C, puesto que a mayores temperaturas ataca la protección galvánica, destruyéndola, y empieza a corroerse el acero sin protección. También, las aguas duras depositan las sales disueltas en forma de carbonatos insolubles cuando la temperatura supera los 60 °C, y se depositan precisamente en los elementos de calentamiento (intercambiadores, resistencias eléctricas), que están a mayor temperatura que el agua; el problema es que estas sales depositadas son un eficaz aislante térmico, con lo que reducen el rendimiento de estos dispositivos.
Ventajas: se evita los continuos encendidos y apagados de la caldera, ya que trabaja de forma continua; permite utilizar el agua caliente de forma simultánea en dos puntos distintos; al ser un sistema centralizado, se necesita menos potencia para llevar agua caliente al conjunto de usuarios; son fácilmente combinables con los sistemas de captación solar de ACS (agua caliente sanitaria), y que permite el acceso a tarifas más económicas de los combustibles.
Los expertos recomiendan este sistema cuando se sabe de antemano que el consumo de agua caliente puede ser continuo.
Desventajas: el considerable coste de la energía y que el depósito ocupa un mayor espacio.
Por su parte, los termoacumuladores de resistencia eléctrica son un sistema poco recomendable desde el punto de vista energético y de costes. Cuando la temperatura del agua contenida en el termo baja de una determinada temperatura suele entrar en funcionamiento una resistencia auxiliar. De ahí la importancia de que el termo, además de estar bien aislado, se conecte sólo cuando sea necesario, mediante un reloj programador.
El dimensionamiento y cálculo de una instalación de agua caliente sanitaria debe hacerse en base a: Caudales y Consumos
Caudales
Los caudales instantáneos se obtienen con la suma de los caudales de todos los aparatos del edificio, aplicando un coeficiente de simultaneidad de uso, ya que no todos los aparatos de un mismo edificio se utilizan al mismo tiempo.
Consumos
El consumo de ACS no tiene por qué estar directamente relacionado con el caudal instantáneo, el cual se dará durante periodos muy cortos; para determinar los consumos se aplica el documento HE 4 del CTE, en el que se dan los consumos diarios de ACS a 60 °C, en función del tipo de edificio.
El consumo por cada uso de aparato puede tomarse de la siguiente tabla, considerando la temperatura de utilización indicada en la última columna.
Otros sistemas
Como alternativa a los dos sistemas más utilizados se encuentran los de tipo mixto: combinan una determinada acumulación de agua caliente para su uso a lo largo del día, pero que también cuentan con un sistema de producción instantánea.
Estos híbridos entre calentador y caldera tienen un depósito de menor capacidad, y sus precios varían según la potencia y la capacidad de acumulación del depósito.
Podemos encontrar calderas mixtas de gas analógicas atmosféricas que funcionan con gas natural, calentadores eléctricos verticales y calderas mixtas de gas bitérmicas, que funcionan con butano o propano.
Legionelosis
Un problema posible del uso del ACS es la Legionelosis. La bacteria legionela prolifera en el agua con un cierto grado de suciedad (óxidos, que proceden de la instalación, y materia orgánica, de la propia red. La Legionela prolifera en agua a temperaturas comprendidas entre 20 °C y 50 °C, con un desarrollo óptimo entre 35 °C y 45 °C. Por debajo de los 20 °C permanece latente, sin multiplicarse, y no sobrevive por encima de los 60 °C.
Llega al ser humano al entrar en contacto con agua contaminada -duchas, grifos, fuentes, aerosoles (agua pulverizada en aire),etc-, por la respiración. Es decir, una situación que se da en la ducha casi siempre, por lo que en los distintos países hay legislación o normativa para prevenirla.
