Equipos de producción de agua caliente PDF

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equipos de producción para agua caliente sanitaria...

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ÍNDICE 1) Introducción 2) TIpos de sistemas de ACS (Agua caliente sanitaria) -

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Sistema instantáneo de ACS ●

Calentadores a gas

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Calentadores eléctricos

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Calderas mixtas

Sistema por acumulación ACS ●

Sistema de semi-acumulación

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Sistema de acumulación

3) Componentes de una instalación de ACS -

Intercambiadores

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Depósitos

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Vàlvulas de regulación

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Bombas de circulación

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Contadores

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Tuberías

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Aislamiento térmico

INTRODUCCIÓN El agua caliente sanitaria se debe ajustar a las culturas y formas de utilización de los usuarios de la vivienda. Además, es considerado como servicio básico y obligatorio para las viviendas de muchos países. En las instalaciones de agua caliente sanitaria (ACS) tendremos como norma habitual una llave de corte general de cuarto húmedo en el que se distribuye a las diferentes zonas de la casa que necesitan el suministro. Para cada aparato o punto donde necesitemos el suministro, habrá una llave de paso específica. La red de ACS es muy parecida y funciona de manera paralela a las instalaciones de agua fría. Se diferencia principalmente de no dar servicio a los puntos de consumo que no lo requieren. En instalaciones que trabajan bajo sistema de acumulación y que son de tamaño mediano y grande, será necesario un sistema de conducción de retorno para que el ACS esté lo más cerca posible de los puntos de consumo. Esto hace que el usuario no tenga que esperar tanto por el agua caliente. Según normativa española, cuando el acumulador está a 15 o más metros de distancia del punto de consumo, se debe colocar por obligación este retorno. El papel del confort y del bienestar es crucial en las instalaciones ACS, además de la necesidad de generar un sistema eficiente y responsable a nivel energético. El agua caliente es tan importante y de tal grado de uso que puede suponer hasta un 26% de consumo energético de los hogares. Preparar el ACS requiere de mucha energía, por ello, se recomienda aislar térmicamente las conducciones o depósitos acumuladores para reducir todo tipo de pérdida de energía. A continuación, veremos los distintos tipos de sistemas de ACS y sus particularidades. TIPOS DE SISTEMAS DE ACS (AGUA CALIENTE SANITARIA) Actualmente existen dos principales formas de producción de ACS en un sistema central: el sistema de producción instantánea y sistema de producción con acumulación. Repasemos las características y diferencias de cada uno de ellos. 1) SISTEMA INSTANTÁNEO DE ACS Son sistemas que se caracterizan por calentar el agua al momento que se demanda. Entre los sistemas más habituales estarían los calentadores de gas o eléctricos o las calderas murales mixtas. Con este sistema se evita un mayor coste energético al no tener que acumular el agua, aunque al activarse cada vez que es demandada puede elevar el coste energético. El diseño de los intercambiadores se condiciona según el momento de máxima demanda de la instalación y son

sistemas que requieren de bombas en el circuito primario para hacer circular el agua de los colectores a los intercambiadores. Una de las desventajas de este sistema es que solo puede alimentar un punto de consumo a la vez o dos cuando son de poco caudal. -

CALENTADORES A GAS: Este tipo de calentadores según sus tamaños también se usan en casas, funcionan con el balón de gas GNV, usan un piloto. Cuando uno abre la llave de agua caliente el piloto automáticamente se prende, calienta unas tuberías de cobre que se encuentran dentro de la terma a gas y produce que salga el agua casi inmediatamente como los calentadores individuales (rapiducha). Así mismo, en los distritos donde el gas GNV ya viene instalado en las tuberías, el uso de estos calentadores es más frecuente, ya que la conexión sería directa y no mediante un balón de gas.

Estos calentadores a gas también son utilizados en los hoteles, clínicas, etc. La diferencia es que son industriales, depende de la cantidad de pisos que tenga el edificio y del cuál será el uso. Estos calentadores mayormente se instalan en los últimos pisos, en tanques y mediante hornos o calderas enormes se produce el calentamiento del agua para todos los ambientes, utilizan balones de gas GNV industriales, de aprox. 250 litros a más.

El funcionamiento del calentador se basa en un circuito sencillo: al abrir un grifo de agua caliente, el gas enciende la llama, el agua fría entra en la caldera y circula por dentro del serpentín. El serpentín es un tubo en forma de espiral que al pasar por encima del quemador consigue que el agua de su interior se caliente. Ventajas de calentador de gas

1. Te permite disponer de agua caliente de forma ilimitada. 2. En cuanto a grandes ventajas de calentador de gas que nos supondrá un mayor ahorro que contar con un termo eléctrico y lo notaremos tanto en las facturas como en nuestro bolsillo. Desventajas

1. En caso de que no salga instantáneamente agua caliente, tendremos que esperar y su temperatura podrá experimentar cambios. Por ejemplo, un miembro de la familia se está duchando y otro abre el grifo de la cocina, puede ser que el agua de la ducha comience a salir muy fría o por el contrario ardiendo (algo que no le resultará muy agradable al que esté en esa ducha). 2. Necesitamos un caudal mínimo de agua para que se active. 3. Requiere una instalación más costosa que la del termo eléctrico. 4. Otra gran desventaja de un calentador de gas es que vamos a tener que necesitar revisiones periódicas.

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CALENTADORES ELÉCTRICOS: - Termas eléctricas: Esto se utiliza mayormente en las casas. Para su instalación se necesitan dos cañerías, una de agua fría y una de agua caliente. Aquí el agua fría entra a la terma eléctrica, la calienta mediante un termostato, por eso es que demora aproximadamente 30 min- 40 min y luego baja por la cañería de agua caliente y distribuye a la ducha. De este tipo existen de distintas capacidades, según la cantidad de personas que conformen el hogar, los hay desde 15 hasta los 200 litros.

Ventajas

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Mantiene constante la temperatura del agua. Son válidos para cualquier tipo de caudal. Apenas gastas agua hasta lograr que salga caliente. Evitas instalaciones de gas con sus inconvenientes como las revisiones periódicas del sistema o los malos los olores.

● Es un sistema que aporta más seguridad. ● El sistema se puede combinar con el de los paneles solares. Desventajas

● Una de las desventajas de los eléctricos es el enorme desgaste de energía que precisan para ponerlos en funcionamiento hasta que alcanzan la temperatura conveniente.

● Se trata de un tanque de dimensiones importantes que requiere de un espacio físico acorde.

● Su capacidad de almacenaje es limitada. ● Si se gasta por exceso de uso en un momento dado, hay que esperar un tiempo hasta que se recupere.

● Es otro aparato a sumar a la factura eléctrica. ● Hay que tener un mantenimiento ordinario. ● La corrosión que produce el agua acumulada puede afectar al tanque, por lo que deberán ser sustituidos cada cierto tiempo en función del fabricante. Ubicación Se trata de un aparato muy voluminoso y por tanto vamos a necesitar un lugar que tenga espacio suficiente para albergarlo. Lo más recomendable es ubicarlo en una estancia cercana al baño y/o la cocina para que el recorrido de las tuberías sea el menor posible. Es casi obligado, en la medida de lo posible, que se instale dentro del hogar para evitar los cambios de temperatura del exterior que pueden afectar no sólo al funcionamiento y a la temperatura del agua acumulada, sino al propio aparato. Tendremos menos consumo eléctrico cuanto mayor sea el aislamiento del termo.

- Calentadores individuales (Rapiduchas): son duchas instantáneas que van conectadas de frente a la corriente, y cuando uno abre la llave, automáticamente mediante la resistencia que se encuentra en la ducha, el agua caliente sale de manera directa, a corriente directa. Es la opción más común en las casas porque es económico. Así mismo hay varios tipos de calentadores individuales, como por ejemplo unas más equipadas que cuentan con ahorradores; el precio es un poco más elevado, pero cumple la misma función... entra el agua fría, la calienta y lo bota inmediatamente.

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CALDERAS MIXTAS:

Las calderas mixtas son equipos que generan calor a los hogares y están destinados al suministro de agua caliente (ACS) de una forma muy eficiente. Por lo general, suelen ser pequeños equipos (instalaciones pequeñas) que suelen utilizarse, en la mayoría de los casos, domésticamente y tienen una potencia reducida. Este tipo de calderas están diseñadas para poder suministrar al mismo tiempo calor (para calentar las habitaciones o estancias) y agua caliente sanitaria con una gran eficiencia. Las calderas mixtas, por lo general priorizan el servicio de agua caliente. Por lo que la caldera no está en la posibilidad de aportar más calor a la calefacción hasta que el usuario cierre el grifo de agua caliente.

Funcionamiento de una caldera mixta: Las calderas mixtas cuentan con un funcionamiento bastante básico y fácil de entender: Este tipo de caldera contiene dos circuitos uno cerrado de calefacción y el otro de agua caliente sanitaria que está abierto. Al abrir un grifo de agua caliente empieza a circular el agua por el circuito del agua y en ese momento se ve afectada una válvula de tres vías que consta de dos posiciones y que se activa mediante una membrana de goma. Al momento de que el agua se encuentra en circulamiento la membrana se encuentra activa y la válvula de tres vías y dos posiciones desvía el agua del circuito del ACS hacia el intercambiador que es el que le pasa el calor a el ACS y corta la circulación que se encarga del circuito de calefacción cerrado. Por esta razón, al abrir cualquier grifo de agua caliente, los radiadores dejan de calentar ya que se está suministrando en ese momento agua caliente.

Ventajas de contar con una caldera mixta de gas: 1) Son muchas las calderas que solamente cuentan con una sola función, sin embargo, con una caldera mixta de gas puedes decir que tienen dos sistemas integrados en uno: calefacción más agua caliente sanitaria. 2) Al contar solamente con un sistema para el suministro de agua caliente y calefacción, se logra un buen ahorro que se nota en las facturas de gas al final del mes 3) Al ser calderas que utilizan gas para su funcionamiento se produce un ahorro de electricidad. Desventajas de contar con una caldera mixta de gas:

1) 2) 3) 4) 5)

Se desperdicia el agua hasta lograr la temperatura deseada. Es mayor el número de encendidos y apagados. Existen limitaciones para abastecer de agua a dos puntos a la vez. Se requiere de revisiones periódicas de la empresa instaladora autorizada. También se requiere una limpieza anual, se deben purgar los radiadores de aire por lo menos una vez al año, iniciando la temporada de calefacción. 6) La caldera puede resultar cara.

2) SISTEMA POR ACUMULACIÓN EN ACS Los sistemas por acumulación, tal y como su nombre lo indican, funcionan por medio de depósitos en los que se mantiene el agua caliente hasta que es demandada por el usuario. Es un sistema sencillo con el que se calienta y almacena en un núcleo, normalmente de material cerámico, y desde ese núcleo se distribuye a los distintos puntos de la instalación. Una característica de la producción de ACS por acumulación es que puede utilizarse en instalaciones individuales (para una sola vivienda) o para muchos usuarios (sistema colectivo) como comunidades de vecinos, hoteles, hospitales, etc. Dentro de este tipo de sistema, existen dos clasificaciones de producción por acumulación:Acumulación y Semi-acumulación.

a.) Un sistema de semi-acumulacion Consiste en una reserva de agua caliente que corresponde (a un consumo punta durante diez minutos. El volumen se sitúa cerca de los 30 litros de media por piso, o un un poco más, y permite reducir la potencia del intercambiador y del generador de un modo considerable.Por ello es posible reducir notablemente el tamaño de la instalación (en cuanto al espacio) comparado con un sistema convencional de acumulación, ya que no se necesitan tener grandes acumuladores. Son sistemas que solo hacen frente a una parte de la demanda de agua caliente, por lo que necesitan el apoyo para cubrir la demanda punta completa.

b.) Un sistema de acumulacion Los sistemas de acumulación deben ser diseñados de manera que se tenga en cuenta el fenómeno de la estratificación de la temperatura del agua, con el fin de suministrar agua caliente sanitaria a una temperatura constante. Además dispone de un el volumen medio de ACS igual a la totalidad de las necesidades diarias del edificio. Esta solución supone que hay un espacio de caldera importante. Este sistema está más adaptado a los acumuladores

eléctricos y noes interesante en las instalaciones de gas. La carencia de espacio y los riesgos de desarrollo bacteriológico hacen que estas soluciones se utilicen cada vez menos Por ejemplo :Para ilustrar estas posibles opciones, tomaremos por ejemplo un edificio de 50 pisos. La potencia de calefacción a prever es de 172 kw y el consumo diario de agua caliente por piso es de 120 litros a 60°C.

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COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN DE ACS En un sistema centralizado de ACS tendremos al menos 7 componentes básicos. Veremos cada uno de estos componentes recopilados en la Guía Técnica de Agua Caliente Sanitaria Central del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE).

1. Intercambiadores Este componente permite separar el agua de la caldera del agua de consumo permitiendo que se conserven las características sanitarias necesarias.

2. Depósitos Es el componente que acumula el ACS y el material con el que esté fabricado es su principal característica. Se fabrican principalmente en tres tipos: Acero inoxidable, acero con tratamientos especiales y acero con esmalte vitrificado. Otros aspectos a tomar en cuenta son la presión y temperatura de trabajo. Ambas características nos condicionarán nuestra instalación y la potencia de suministro en los puntos de consumo. Estas instalaciones son comunes en hospitales, residencias, gimnasios, entre otros. En cambio, las instalaciones más sencillas tienen un índice de riesgo menor, esto sería en el caso de las viviendas unifamiliares.

3. Válvulas de regulación Se pueden emplear dos tipos de válvulas: motorizadas o termostáticas. Para ambos casos se debe tomar en cuenta que el material con el que está fabricada sea de calidad y para el consumo humano.

4. Bombas de circulación Existen tres tipos de bombas según su circuito: bombas en circuito primario, bombas de circuito secundario y bombas de re-circulación. En el circuito primario el agua tiene muy poca agresividad porque es un circuito cerrado. Los circuitos secundarios y de re-circulación reciben el agua de consumo continuamente, por lo que es un agua más agresiva a los materiales de los dispositivos de las instalaciones.

5. Contadores Deben ser aparatos homologados y en ACS se requieren de forma individual para controlar el consumo de los usuarios en un edificio.

6. Tuberías Claro está que entendemos y conocemos muy de cerca a las tuberías, siendo un componente fundamental en las instalaciones de fontanería. En este caso lo que debemos tomar en cuenta que son sistemas compuestos por tuberías, uniones y accesorios, y otros sistemas como soportes, aislamiento, dilataciones, etc. Entre los aspectos que debemos analizar para su selección tendremos: Presión, temperatura y compatibilidad con el fluido.

7. Aislamiento térmico Las instalaciones de ACS funcionan durante todo el año y según la temporada puede perder pérdidas de calor, por lo que el aislamiento térmico es uno de los aspectos más importantes de la instalación. Hay que tomar en cuenta la aproximación de las tuberías de agua fría, la distancia y material que recubre la tubería. Las especificaciones sobre aislamiento térmico pueden encontrarse en el reglamento de instalaciones térmicas en los edificios (RITE)....