SISTEMAS SEMI-INSTANTÁNEOS DE CONDENSACIÓN PARA PRODUCCIÓN DE A.C.S.
INTRODUCCIÓN.
Las instalaciones centralizadas de A.C.S. se caracterizan por presentar grandes consumos de agua caliente, con puntas de consumo muy elevadas en períodos de tiempo muy cortos. Para cubrir estas necesidades, tradicionalmente se ha recurrido a grandes volúmenes de acumulación para asegurar estos momentos de consumo crítico. Sin embargo, mantener esta gran cantidad de agua preparada para los momentos punta supone un gasto energético elevado, requiere de gran espacio en la sala de calderas e implica riesgos sanitarios en cuanto a posible desarrollo de la bacteria de la legionella por los altos contenidos de agua almacenados.
TECNOLOGÍA PROPUESTA.
Los sistemas semi-instantáneos “Total Condensing” plantean una solución a las exigentes necesidades de consumo de este tipo de instalaciones, trabajando con tecnologías que permiten una notable reducción del volumen de acumulación y aumentando el rendimiento global de la instalación en comparación con sistemas convencionales de generación de A.C.S.
Para hacerlo, se trabaja con sistemas de interacumulación “Tank in tank” con una altísima capacidad de transferencia de la energía generada mediante un quemador pre-mix modulante de alta eficiencia y con un bajo nivel de emisiones, gracias a que la pared del tanque acumulador interior actúa como superficie de intercambio en su totalidad. Esto permite tiempos de puesta a régimen y recuperación extremadamente cortos (entre 20 y 30 minutos según modelo considerado), así como una gran adaptabilidad ante variaciones de consumo no previstas o ante puntas de consumo muy próximas en el tiempo.
El tanque interior en acero inoxidable está totalmente rodeado de fluido primario caliente, con lo que la estratificación es mínima y se consigue de esta forma una temperatura homogénea en todo el volumen acumulado. El sistema de fijación del tanque interior permite el movimiento vertical del mismo, produciendo de esta forma un efecto de autolimpieza que reduce significativamente la formación de incrustaciones calcáreas en su interior. Esto repercute en una reducción en el número de mantenimientos requeridos, así como en un aumento en la fiabilidad y durabilidad del equipo.
Figura 1. Principio de funcionamiento del generador con tecnologías “Tank in Tank” y “Total Condensing”.
Los gases de la combustión descienden por un intercambiador humos/agua en acero inoxidable, hasta terminar en un recuperador de humos inferior que precalienta al agua de red que entra al generador, consiguiendo de esta forma aprovechar el calor latente presente en los humos de la combustión mediante un proceso de condensación del vapor de agua de los mismos.
Figura 2. Recuperación del calor latente de condensación en producción de A.C.S.
VENTAJAS DE
Además de la mejora en cuanto a rendimiento instantáneo del generador planteado (hasta el 104% s/PCI frente al 95-96% de una caldera de condensación en producción de A.C.S.), la tecnología propuesta permite reducir las pérdidas por intercambio, acumulación y distribución presentes en un sistema convencional con gran acumulación, aumentando la eficiencia general de la instalación. Todo ello supone un elevado ahorro de combustible.
La tecnología planteada también permite simplificar notablemente la instalación hidráulica reduciendo los espacios necesarios para su montaje y disminuyendo el número de elementos del circuito de A.C.S. (intercambiador de placas, bomba circuladora, etc…), con el consecuente ahorro económico asociado. Su compacto tamaño también permite un fácil acceso y adaptación para reconversiones de salas ya existentes, simplificando y minimizando la obra civil necesaria para su ejecución. En las imágenes siguientes se observa una reconversión realizada con las tecnologías propuestas (con una reducción del 80% respecto a la superficie inicial ocupada).
Figura 3. Sala de calderas antes y después de la reconversión.
Son sistemas que también minimizan el riesgo de proliferación de la bacteria de la legionella en las instalaciones de A.C.S., tanto por el hecho de utilizar acumulaciones muy reducidas con menor posibilidad de estancamiento del agua, como por la posibilidad de trabajar en régimen de pasteurización de forma continua (con temperaturas homogéneas por encima de
Figura 4. Reducción de sedimentos y zonas frías en la parte inferior del tanque en comparación con acumulador convencional
EJEMPLO DE INSTALACIÓN. AHORROS ENERGÉTICOS OBTENIDOS.
Considerando una instalación tipo para un hotel urbano de 3 estrellas con 100 habitaciones (60 dobles y 40 individuales), el sistema semi-instantáneo planteado consigue ahorros anuales de gas del orden del 17 %, frente a un sistema convencional de producción de A.C.S. formado por dos calderas de condensación, intercambiador de placas y dos depósitos acumuladores.
A partir de las características de la instalación y teniendo en cuenta los criterios de cálculo de consumos y simultaneidades indicados en el CTE y norma UNE 149201:2008 respectivamente, tenemos:
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Tipo de consumo |
Litros a |
Duración del periodo |
|
Total diario |
8.800 |
24 horas |
|
Periodo punta |
4.400 |
60 minutos |
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Periodo crítico |
1.700 |
15 minutos |
Tabla 1. Consumos de A.C.S. para la instalación planteada (hotel 3 estrellas con 100 habitaciones).
Para asegurar los consumos con un sistema convencional (duplicando tanto calderas como depósitos acumuladores para mayor seguridad y fiabilidad en la instalación), se utilizarían 2 calderas de condensación de 90 kW, 2 depósitos acumuladores de
Esta misma instalación podría resolverse con 3 equipos semi-instantáneos de condensación total HM TC de 85 kW. Comparando los rendimientos asociados a cada sistema:
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Concepto |
Sistema convencional |
Sistema HM TC |
|
Rendimiento de caldera |
96% (Tª 85- |
104% (Tª red |
|
Sistema de intercambio |
88% (IT sin aislar) |
98% |
|
Acumulación-distribución |
94% |
97% |
Tabla 2. Comparativa de rendimientos sistema producción-intercambio A.C.S. convencional vs. HM TC.
Considerando la energía consumida durante un año completo de utilización tenemos los siguientes consumos de gas natural en ese período para ambas opciones:
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Tipo de sistema |
Energía (kW) |
Consumo GN (€) |
Ahorro GN (% / €) |
|
Convencional |
204.115 |
11.096 |
– |
|
Total Condensing |
168.582 |
9.333 |
17,4% / 1.762 € |
Tabla 3. Consumos y ahorros anuales de GN (según tarifas Abril 2014) para las dos opciones.
CONCLUSIONES.
Consideramos, por tanto, que el sistema semi-instantáneo “Total Condensing” de producción de A.C.S supone un avance y una mejora importante frente al tradicional sistema con grandes volúmenes de acumulación, ya que permite conseguir unos importantes ahorros de combustible, simplificando también el diseño de las salas de calderas donde se instalan los equipos de producción de A.C.S., y asegurando en todo momento la producción de agua caliente para mantener el confort de los clientes que utilizan las instalaciones.
De igual forma son tecnologías que minimizan, en comparación a los sistemas tradicionales, el riesgo de proliferación de la bacteria de la legionella.
Todo ello nos permite conseguir instalaciones de A.C.S. eficientes, rentables y seguras para nuestros clientes.
