Anteriormente hablamos sobre el Agua Sanitaria, en un caso de estudio dedicado a los materiales admitidos en el agua sanitaria. Esta vez nos centraremos en el Agua Caliente.
ANTECEDENTES
El Colegio Aloha de Marbella enclavado en la Urbanización Aloha Golf construyó unos nuevos vestuarios para su Complejo Deportivo en el año 2017. La Instalación para ACS (Agua Caliente Sanitaria) estaba formada básicamente por:
- Tanque de gasóleo
- Dos calderas
- Dos acumuladores
- Equipos de bombeo.
Se trata de una instalación convencional que:
- Utiliza combustibles fósiles
- Es contaminante
- Tiene un consumo energético elevado
- Presenta riesgos de Salubridad.
- Requiere un Mantenimiento exhaustivo y profesionalizado dado los riesgos que en materia de Seguridad presentan combustible y calderas
- El consumo de agua es superior al necesario
La Propiedad sensibilizada con el Medio Ambiente encarga un nuevo Proyecto en el que se tenga en cuenta los siguientes parámetros:
- Salubridad
- Seguridad
- Confort
- Impacto medioambiental
- Optimización del Consumo energético
El diseño es realizado por el Dpto. de Ingeniería de We Resolve, misma empresa que se encargó de la instalación y se encarga del mantenimiento de ella.
Un año más tarde se amplía para atender la Producción de ACS de cocina y vestuarios de cocina, instalando un nuevo equipo de las mismas características.
NUEVA INSTALACIÓN
1
La nueva instalación consiste básicamente en:
- Producción de ACS (Agua Caliente Sanitaria) utilizando como fuente energética la energía gratuita del aire exterior Aerotermia y como energía auxiliar Electricidad.
- Acumulación energética en depósito de inercia.
- Equipo Aqua Port para producción de ACS instantánea
Se trata de una instalación vanguardista con un elevado componente de (I+D+I) (Investigación Desarrollo Innovación)
Emplea para la producción de agua caliente sanitaria el equipo Aqua Port fabricado por la multinacional UPONOR en su fábrica de Alemania, siendo el primer equipo de Aqua Port que se instala en España; alcanzando los más altos grados de Sostenibilidad al usar fuentes energéticas renovables.
BREVE DESCRIPCIÓN
- La energía calorífica obtenida del aire exterior (Aerotermia) mediante bomba de calor térmica, se almacena en un tanque de inercia.
- El agua caliente sanitaria se produce en la unidad Aqua Port de forma instantánea.
- La temperatura de salida se fija por parte del usuario.
- Entre el tanque de inercia y el equipo Aqua Port solo existen dos tubos de conexión para el circuito primario (producción de calor)
- El emplazamiento del equipo Aqua Port se sitúa a una distancia inferior a 15 metros de los puntos de consumo, por lo que no es necesario establecer ningún retorno de ACS.
DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
Se trata de una instalación que solo se pone en marcha cuando hay que producir ACS:
- El control da la orden a la bomba de calor térmica de calentar el tanque de inercia a la temperatura necesaria, basándonos en la utilización prevista.
- El equipo Aqua Port calienta el agua de forma instantánea y únicamente la que se consume.
Está formado básicamente por:
- Bomba para captar la energía del tanque de inercia.
- Intercambiador para transferir la energía tomada del tanque de inercia al agua de consumo.
- Elementos complementarios y de control.
El funcionamiento es el siguiente:
- El agua procedente de la red de distribución llega al equipo Aqua Port.
- Al activarse un suministro (por ejemplo una ducha):
- Entra en funcionamiento la bomba instalada en el equipo que conecta el tanque de inercia con el primario del intercambiador de placas.
- La bomba es de velocidad variable y únicamente bombea el caudal necesario en cada momento.
- Se produce un intercambio térmico en el intercambiador instalado dentro del equipo.
- Sale el agua a la temperatura fijada en consigna.
CONCLUSIONES
La instalación ejecutada cumple con los parámetros de:
Salubridad
- Al no existir acumulación de agua, ni retorno de ACS no existe riesgo de contaminación por Legionela. (Exclusivamente se calienta el agua que se consume y en ese momento).
- Una instalación convencional presenta riesgo potencial de Legionela.
Seguridad
- No existe ningún almacenamiento de combustible.
- No existen calderas.
- No existen quemadores donde se realiza la combustión.
Confort
- La temperatura de salida del agua es a la de utilización, en torno a 37 °C, o la que se desee.
- Una instalación convencional requiere que el agua sea superior a 50 °C, y mezclar antes del consumo.
Impacto medioambiental
- No existe ningún impacto medioambiental, eliminando totalmente la contaminación por gases nocivos en el entorno del Colegio.
- A nivel global, la energía auxiliar (electricidad) cada día se produce en mayor medida utilizando fuentes de energía renovables.
- Utiliza solo el agua que se consume.
- Una instalación convencional consume una mayor cantidad de ACS.
- Pruebas diarias en grifos.
- Drenajes acumuladores.
- Purgas.
- Limpiezas periódicas.
Consumo energético
- El consumo energético es muy inferior al de una instalación convencional con combustibles fósiles
- La fuente energética es gratuita (Aerotermia).
- El consumo energético en energía auxiliar (electricidad) es relativamente pequeño.
- En Marbella las temperaturas son cálidas y el rendimiento de la bomba de calor bastante elevado.
- Exclusivamente funciona el tiempo necesario y la instalación está fuera de servicio cuando no se usa.
- Únicamente se calienta el agua que se consume.
Mantenimiento
- Se reduce significativamente al eliminar por completo los riesgos de Salubridad (Legionela) y Seguridad (tanque de combustible y calderas).
Sostenibilidad
- La instalación ejecutada aporta los más elevados parámetros de Sostenibilidad para la Producción de Agua Caliente Sanitaria.
ANEXO TÉCNICO
El equipo Aqua Port instalado está compuesto de los siguientes elementos:
- No se ha utilizado la conexión E que corresponde a una recirculación opcional que en este caso no es precisa.
- El agua fría de red entra por A por su propia presión.
- El agua caliente sale por B por su propia presión
- La conexión con el depósito de inercia que es la fuente energética para la producción de ACS entra por C
- Retorna al depósito de inercia por D.
- Para vehicular el agua entre el depósito de inercia y el equipo Aqua Port, es necesario un grupo bomba incorporado en el equipo (3).
Se explica el funcionamiento del equipo indicando valores de temperatura para una mejor comprensión.
Las temperaturas se regulan por parte del usuario.
El agua fría sanitaria entra por A utilizando su propia presión.
- La temperatura es la de red y es variable (ejemplo 14 °C)
El agua caliente sanitaria sale por B empleando su propia presión y de ahí va directamente a los puntos de consumo.
- En la centralita de control (2) se fija la temperatura de salida. (ejemplo 36 °C)
Para calentar el agua que en un momento entra por ejemplo a 14 °C, y le pedimos que salga por ejemplo a 36 °C, es preciso aportar energía térmica. Esa energía se aporta en un intercambiador de placas (1) que recibe en su primario agua caliente procedente del depósito de inercia, mediante la acción de una bomba (3) instalada en el equipo.
- La bomba (3) es de caudal variable.
- El caudal necesario en cada momento va a depender de:
- Temperatura de consigna fijada (ejemplo 36 °C)
- Temperatura de agua en el depósito de inercia (ejemplo 50 °C)
- Caudal demandado que depende del número de grifos abiertos.
- La centralita de control recibe información de:
- Sensor (4) de salida de agua caliente sanitaria (salida B)
- Sensor (4) de entrada de agua caliente procedente del depósito de inercia (fluido caloportador)
- Sensor (4) de salida de agua caliente que retorna al depósito de inercia (fluido caloportador)
La centralita procesa la información recibida en cada momento.
Si observa que la temperatura de salida del agua caliente sanitaria, que es la que se pretende controlar, tiende a bajar del valor de consigna (en este caso 36 °C) da la orden a la bomba (3) para que aumente su velocidad y proporcione un mayor caudal al primario del intercambiador (1) En caso de que observe que la tendencia es a subir del valor de consigna (en este caso 36 °C)., da la orden de disminuir el número de revoluciones para que pase menos agua por el primario del intercambiador (1)
Cuando no hay paso de agua la bomba se para. El equipo solo funciona cuando es necesario y hay demanda de agua caliente. Se pone en servicio automáticamente en el momento que se produce consumo y eso lo detecta un flujostato (7) situado a la entrada de agua fría (A).
En esta instalación al no existir retorno de ACS no es necesario montar la bomba 17 y esa conexión permanece cerrada.
Se exponen las diferencias principales entre una instalación convencional como la inicialmente ejecutada y la realizada.
ACUMULADOR PARA AGUA CALIENTE SANITARIA
En una instalación convencional el acumulador de ACS requiere:
Real Decreto 865/2003 (Legionela)
- Revisión trimestral
- Purga semanal fondo
- Control diario de temperatura acumulador de ACS verificando que la temperatura es igual o superior a 60 °C.
- Comprobar que la temperatura en el acumulador es homogénea evitando enfriamiento de las zonas inferiores.
Real Decreto 1027/2007 (RITE)
- Control de la temperatura de acumulación;
Real Decreto 314/2006 CTE (DB-HS4)
- En las instalaciones de ACS se regulará y se controlará la temperatura de preparación.
En la instalación ejecutada no existe acumulador para Agua Caliente Sanitaria, y, por tanto, no le afectan los Reales Decretos indicados.
DISTRIBUCIÓN
En una instalación convencional el acumulador de ACS requiere:
Real Decreto 865/2003 (Legionela)
- Mantener la temperatura en el circuito de impulsión y retorno siempre por encima de 50ºC. en el punto mas alejado del circuito o la tubería de retorno al acumulador.
- La instalación permitirá que el agua alcance una temperatura de 70ºC.
Real Decreto 1027/2007 (RITE)
- Control de la temperatura del agua de la red de tuberías en el punto hidráulicamente más lejano del acumulador;
Real Decreto 314/2006 CTE (DB-HS4)
- La red de distribución debe estar dotada de una red de retorno cuando la longitud de la tubería de ida al punto de consumo más alejado sea igual o mayor que 15 m.
- En las instalaciones de ACS se regulará y se controlará la temperatura de preparación y la de distribución.
En la instalación ejecutada no existe retorno de agua caliente sanitaria. Solo ramales a puntos terminales inferiores a 15 m, y no le afectan los Reales Decretos indicados.
PUNTOS TERMINALES
Real Decreto 865/2003 (Legionela)
- Revisión y control mensual de un número representativo y rotatorio de los puntos terminales, verificando que la temperatura de salida es superior a 50 °C. (Cercanos y alejados del acumulador).
- Al final de año tienen que estar revisados el 100%.
- Semanalmente, apertura de grifos y duchas no utilizadas dejando correr el agua unos minutos.
La instalación ejecutada no requiere ningún control al tratarse de calentamiento instantáneo.
PURGAS
Real Decreto 865/2003 (Legionela)
- Purga mensual válvulas de drenaje en tuberías
La instalación ejecutada no requiere de ninguna purga.
CHOQUE TÉRMICO
Real Decreto 1027/2007 (RITE)
- Control para efectuar el tratamiento de choque térmico
- Control de seguridad para los usuarios.
La instalación ejecutada no requiere choque térmico.
LIMPIEZA Y DESINFECCIÓN
Real Decreto 865/2003 (Legionela)
- Limpieza y desinfección
- Desinfección química por cloro
- Desinfección Térmica
- Cualquier método supone un consumo importante de agua y de energía.
- En primer lugar, para limpieza
- Después haciendo llegar el agua desinfectada o caliente a 70 °C a todos los puntos terminales.
- En el caso de la desinfección térmica después de limpiar exige que salga agua a 70 °C, por todos los grifos al menos 5 minutos.
La instalación ejecutada no requiere de limpieza al no existir acumulación de ACS.
MANTENIMIENTO DE CALDERAS
Real Decreto 1027/2007 (RITE)
- La caldera es un elemento que si no se mantiene correctamente resulta potencialmente peligroso.
- De ello que el RITE establezca una serie de actuaciones preventivas en Mantenimiento que garantice la seguridad de las instalaciones.
No se ha instalado caldera.
CONFORT
Real Decreto 865/2003 (Legionela)
- Al ser la temperatura de distribución superior a 50ºC., requiere en los puntos terminales o en los tramos de derivación a los mismos inferiores a 15 metros, dispositivos de mezcla para llevar el agua a la temperatura de utilización.
La temperatura de salida es la que fije el usuario (normalmente entre 35 °C y 38 °C).
PÉRDIDAS ENERGÉTICAS
Real Decreto 865/2003 (Legionela)
- Durante los periodos que esté en servicio la instalación el acumulador tiene que estar necesariamente a una temperatura superior a 60 °C, y la red de distribución cuando va dotada de retorno a una temperatura superior a 50 °C, con lo que las perdidas energéticas son importantes.
- Igualmente en las instalaciones con retorno tiene que funcionar de forma continua la bomba de retorno de agua caliente sanitaria durante el tiempo que la instalación esté en servicio.
- Por otra parte, si el depósito no alcanza los 60 °C, no puede utilizarse la instalación de ACS.
En la instalación realizada los depósitos de inercia no tienen ninguna exigencia y pueden estar a temperaturas inferiores a los 60ºC., no existe red de retorno y las perdidas energéticas son muy inferiores.
CONTAMINACIÓN MEDIOAMBIENTAL
Al no utilizar combustibles fósiles no existe propagación de humos con partículas contaminantes en el entorno.
A nivel general al emplear aerotermia y como energía auxiliar electricidad, la huella de CO₂, se reduce considerablemente y cada día más, debido a que se usa cada vez en mayor medida fuentes energéticas renovables no contaminantes.
INSTALACIÓN EN COCINA
En cocina había un termo eléctrico que daba servicio a los fregaderos y vestuarios. Al tener un periodo de calentamiento relativamente alto, el servicio que prestaba era muy deficiente. Toda la energía que aportaba a la instalación se producía mediante resistencias eléctricas, (860 Kcal) por cada KWH., que es el sistema menos eficiente de los que se utilizan.
El rendimiento del nuevo sistema implementado es muy superior al existente y atiende adecuadamente las necesidades de la instalación.
Reglamentos
El Real Decreto Legionela no afecta a la instalación ejecutada, si a las convencionales.
- REAL DECRETO LEGIONELA “Real Decreto 865/2003, de 4 de julio, por el que se establecen los criterios higiénico-sanitarios para la prevención y control de la legionelosis”
https://www.boe.es/buscar/pdf/2003/BOE-A-2003-14408-consolidado.pdf
El RITE le afecta totalmente a la instalación convencional. (Calderas, Quemadores, Combustibles, Acumuladores, Producción de Agua Caliente, Bombas, Aislamientos, etc.). En este caso solo existe un equipo de Producción de Calor.
- RITE (REGLAMENTO DE INSTALACIONES TÉRMICAS) Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio y posteriores modificaciones
https://www.boe.es/buscar/pdf/2007/BOE-A-2007-15820-consolidado.pdf - CTE Código Técnico de la Edificación (DB-HS4) Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo y posteriores modificaciones
https://www.codigotecnico.org/pdf/Documentos/HS/DBHS.pdf
UPONOR
