Eficiencia Energética: Agua Caliente Sanitaria

El Agua Caliente Sanitaria o ACS, es el agua que usamos cuando nos duchamos, lavamos los platos o usamos la lavadora y el lavavajillas. Dentro de las instalaciones de una vivienda el Agua Caliente Sanitaria puede llegar a suponer un 25% del consumo. Por lo que si somos capaces de reducir su consumo conseguiremos reducir nuestras facturas de gas o electricidad. Digo gas o electricidad porque para calentar el agua básicamente tenemos solo dos opciones: una caldera de gas o resistencias eléctricas. Con una bomba de calor raramente podremos llegar a los 70ºC a los que se suele calentar.

Como consecuencia de estas temperaturas tan elevadas en algunas instalaciones se hace indispensable el uso de depósitos de inercia. La función de estos depósitos es almacenar el agua caliente cuando el calentador (gas o eléctrico) no tiene suficiente potencia para calentar el agua requerido en cada momento. En una vivienda unifamiliar normalmente la propia potencia de una caldera de gas es suficiente para calentar el agua necesaria para que se pueda duchar una persona, por lo que no se suelen usar depósitos de inercia. La cosa cambia cuanto calentamos el agua a través de resistencias eléctricas, o es necesario alimentar de agua caliente más de una ducha a la vez, en estos casos se hace imprescindible el uso de un acumulador.

Ahorro

Hay que tener en cuenta que las instalaciones en las que no se usan acumuladores son más eficientes, ya que sus pérdidas son mucho más bajas. Por lo que siempre que podamos usaremos una caldera de gas de condensación para calentar el agua. Otra medida de ahorro es bajar la temperatura de impulsión de la caldera. Aunque en teoría el consumo tendría que ser el mismo calentando el agua a 60 o 70ºC (ya que la temperatura real la regularemos a través del grifo) a la práctica no es así ya que a mayores temperaturas serán mayores las pérdidas de calor durante el transporte del agua desde su generación al grifo.

Cuando el uso de un depósito de inercia se hace indispensable las perdidas serán mucho mayores, pero tendremos más margen para mejorar la eficiencia energética de la instalación. En este caso las pérdidas de calor si suponen un factor muy importante a la hora de elegir la temperatura de impulsión del agua. Mientras que el caso anterior el agua solo tenía el tiempo de ir desde el generador hasta el grifo para tener pérdidas, en este caso donde más pérdidas van a haber va a ser en el propio depósito.
A la hora de comprar un depósito de inercia (como podría ser un termo eléctrico) tenemos que tener muy en cuenta su aislamiento y dimensiones. Las pérdidas que tengamos dependerán, entre otros, de estos factores. Las pérdidas que tenemos en un depósito se pueden definir con la fórmula de transferencia de calor por conducción:

Como vemos el primer factor que influye en las perdidas de calor de un depósito (∆Q) es la conductividad térmica (k) dividido por el espesor de la pared del depósito (x). Para que las perdidas sean mínimas nos interesará que este coeficiente sea  lo más pequeño posible, utilizando un material con un factor de conductividad bajo y con un espesor grande.

A parte de este primer factor vemos que las pérdidas dependen de dos factores más A y (Tint-Text ).La A es el área interior del depósito, donde el agua estará en contacto con el depósito, esta área dependerá, entre otras cosas, de las necesidades de la instalación, si la idea es utilizar uno o más grifos a la vez. Cuando más grandes sean estas necesidades mayor tendrá que ser el tamaño del depósito, y por consiguiente el factor A.

Pero no serán solo las necesidades de la instalación las que determinaran el tamaño del depósito, ya que no es lo mismo acumular 100l de agua a 70ºC que acumularla a 55ºC. Como ya hemos visto antes el agua caliente se acaba mezclando con la fría en el grifo, si el agua nos llega a 70ºC y la mezclamos con el agua fría, usaremos menor cantidad de agua caliente para mantener la temperatura deseada a la salida del grifo, que si esta agua caliente nos llegase a 55ºC. Por lo que el tamaño del depósito también dependerá de la temperatura a la que pretendamos calentar el agua.

Pero aquí interviene el tercer de los factores (Tint-Text): la diferencia entre la temperatura del exterior de depósito (ambiente) y las temperaturas del interior (agua caliente sanitaria) cuando mayor sea esta diferencia mayores serán las pérdidas de la instalación. Como la temperatura exterior del depósito será más o menos constante, la temperatura del agua caliente sanitaria es un parámetro con el que podemos jugar para mejorar el rendimiento de nuestra instalación. Por lo tanto la temperatura del ACS afecta tanto el segundo como el tercer factor de la fórmula, con tal de simplificar las explicaciones diremos que el ahorro energético que puede suponer la reducción del factor A no será tan significativo como la reducción de la temperatura del ACS.

Control

Como vemos que para reducir el consumo energético de una instalación de ACS que use un depósito de inercia podemos jugar con la temperatura de esta agua.

Una primera opción es la de solo calentar el agua cuando esta es realmente necesaria. Pongamos por ejemplo una vivienda unifamiliar en que la casa queda vacía a partir de las 9 de la mañana, y que no vuelve a haber gente hasta las 6 de la tarde, las horas en que nos hace falta agua caliente son de 7 a 9h de la mañana y de 6 a 10h de la noche, o incluso podemos reducir más estos tiempos. Hay que tener en cuenta que el depósito no se calienta instantáneamente, por lo que tendremos que empezar a generar agua caliente un tiempo antes, este tiempo dependerá del tamaño del depósito y de la potencia del calentador. El resto de horas el depósito no tendrá que calentarse por lo que durante este tiempo no tendremos pérdidas en el depósito.

Aunque este método funciona y reduce el consumo del sistema de agua caliente sanitaria, no siempre es posible aplicarlo, hay que tener en cuenta que durante muchas horas del día no tendremos agua caliente: ni para fregar los platos, poner una lavadora, usar la lavadora, etc…  El consumo de agua se reduce pero sigue siendo necesaria. Para estos casos hay una solución intermedia que consiste en bajar la temperatura del agua cuando el consumo es menor.

Como hemos visto anteriormente uno de los factores que influye en las pérdidas de calor de un depósito es la temperatura a la que se encuentra el agua de su interior. También hemos visto que el agua caliente sanitaria acaba mezclándose con la fría en el grifo para poder regular bien la temperatura, una de las razones de almacenarla a altas temperaturas es para aumentar la autonomía de la instalación. Pues bien, si sabemos que el consumo de agua caliente sanitaria será bajo durante ciertas horas del día, lo que se puede hacer es reducir la temperatura del depósito durante ese tiempo, de modo que las pérdidas no serán nulas pero si más pequeñas que si tuviéramos el depósito acumulando agua a temperatura alta todo el día.

Girona, 6 de Marzo de 2015