Cálculo de instalaciones de agua caliente sanitaria

Grifo con agua caliente sanitariaLas necesidades de cálculo que requieren las instalaciones de calefacción están definidas por reglas muy exactas de cálculo. No sucede lo mismo para las exigencias de agua caliente sanitaria (ACS).Efectivamente en este apartado, no presentaremos reglas muy exactas de cálculo ya que cada estudio es particular, y se ha de basar en el saber hacer y la experiencia de los instaladores profesionales.

Antes de comenzar el cálculo de la instalación de agua caliente sanitaria, hay que escoger el tipo de instalación que mejor se adapte a la demanda y al tipo de establecimiento en el que se vaya a realizar la instalación: pisos individuales, edificios completos, instalaciones deportivas, hoteles, campings, hospitales, residencias, etc.

El dimensionamiento de la producción de agua caliente sanitaria se deberá realizar teniendo en cuenta la capacidad y la potencia para satisfacer, en cualquier momento de día, todas las necesidades.
Es importante tener en cuenta tanto el consumo diario global de agua caliente como el consumo diario máximo y el consumo punta en diez minutos

Otro tipo de criterios a tener en cuenta a la hora de establecer el cálculo se refiere al número de personas que van a hacer uso de la instalación, la frecuencia y la duración de la utilización
Por la forma de producción del agua caliente sanitaria se distinguen dos tipos de instalaciones: con o sin acumulación: 

Producción instantánea

En los sistemas de producción instantánea el diseño de los intercambiadores está condicionado al momento de máxima demanda de la instalación, pues en ellos el agua procedente de las calderas calienta el agua de consumo al mismo tiempo que se demanda. Como elementos auxiliares estos sistemas requieren de bombas en el circuito primario, encargadas de hacer circular el agua de los colectores de calderas a los intercambiadores.

Producción con acumulación 

Para instalaciones de agua caliente comunitaria, se hacen necesarias instalaciones con acumuladores, que reducen la potencia necesaria en producción y al mismo tiempo obtienen funcionamientos más homogéneos de la instalación. Estos acumuladores vienen a ser depósitos en los que se conserva el agua caliente hasta que se necesite, principalmente en los momentos punta de demanda. 

Como las distancias que normalmente existen entre los puntos de producción y los de consumo son largas, si no se adoptasen medidas para ello, los usuarios deberían esperar un tiempo excesivo para recibir el ACS, lo que implicaría consumos innecesarios de agua, además de la correspondiente falta de confort. Para evitarlo, las instalaciones centrales cuentan con los circuitos de recirculación, que consisten en una red de tuberías que retornan el agua desde los puntos de consumo más alejados, hasta el lugar de producción, mediante bombas de recirculación, que la mueven continuamente por toda la instalación, manteniendo las tuberías a la temperatura adecuada para el uso, de manera que salga de forma prácticamente inmediata por los grifos. 

Según la Guía Técnica del Agua Caliente Sanitaria publicada por el Ministerio de Industria, las instalaciones de producción de ACS con acumulación y recirculación son instalaciones del grupo 1; es decir, de mayor riesgo. Las instalaciones de ACS sin recirculación son de menor riesgo. Las condiciones de funcionamiento habituales serán: 

  • El agua se debe acumular a una temperatura de al menos 60 °C. 
  • Se deben asegurar los 50 °C en los puntos más alejados. 
  • La instalación permitirá que el agua alcance los 70 °C.
  • Cuando se utilice un sistema de aprovechamiento térmico en el que se disponga de un acumulador conteniendo agua que va a ser consumida y en el que no se asegure de forma continua una temperatura próxima a 60 °C, se garantizará posteriormente que se alcance una temperatura de 60 °C en otro acumulador final antes de su distribución hacia el consumo.
  • La temperatura del agua fría se debe mantener lo más baja posible procurando, donde las condiciones climáticas lo permitan, una temperatura inferior a los 20 °C. Para ésto, las tuberías estarán suficientemente alejadas de las de agua caliente, o en su defecto, aisladas térmicamente.

Dimensionamiento de una instalación de ACS

El dimensionamiento y cálculo de una instalación de agua caliente sanitaria debe hacerse en base a:

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.

Consumos y temperaturas del  uso de agua caliente sanitaria

Tipo de aparato

sanitario

Consumo en litros Temperaturas de
utilización
Bajo Medio Alto ºC
Lavabo 4 6 8 38
Ducha 35 45 55 40
Ducha hidromasaje 50 80 120 38
Bañera  
pequeña 110 42
mediana 140
grande 320
Bidé 4 6 8 38
Fregadero 15 20 25 55

 

Producción instantánea

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.

Tabla de ejemplo de cálculo para instalaciones de agua caliente sanitaria en distintos edificios

 

Modificado por última vez enMartes, 19 Julio 2016 12:26
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