El disseny del sistema de distribució d'aigua calenta corrent (ACC) en el sector terciari varia en funció de l'ús que es faci de l'edifici.

El disseny del sistema de distribució d'aigua calenta corrent (ACC) en el sector terciari varia en funció de l'ús que es faci de l'edifici.

A la resta d'edificis com ara les oficines, les gran superfícies de vendes, els hipermercats i el petit comerç, els consums no són representatius. Totes aquestes dades s'il·lustren a la figura següent.

Les tendències normatives en aquest tipus de sistemes són:

• La incorporació en el Codi tècnic de l'edificació (CTE) de l’obligatorietat d'instal·lar energia solar tèrmica per a l'escalfament de l'aigua calenta corrent per reduir el consum de combustibles fòssils.
• Inspecció periòdica de les calderes de més de 15 anys, per comprovar que compleixen els requisits que s'indiquen en el Reglament d'instal·lacions tèrmiques en els edificis (RITE).
• Obligació de complir la normativa d' Etiquetatge energètic per als escalfadors d'aigua i emmagatzemadors d'aigua calenta corrent.

2.1 Sistema de producció instantània

És aquell en què s'escalfa l'aigua en el mateix moment en què és demana. Dins d'aquesta categoria, els més habituals són els escalfadors de gas o elèctrics, i també les calderes de calefacció i d’aigua calenta corrent de paret (calderes mixtes).

La figura il·lustra un exemple d'una instal·lació d'un sistema d'ACC instantània.

Avantatges

• Disponibilitat immediata i continua d'aigua calenta corrent
• Ocupen menys espais que els sistemes d'acumulació perquè no necessiten l'espai corresponent a l'acumulador

Inconvenients

• Dificultat per abastar simultàniament diversos punts de consum
• Hi ha un temps d'espera entre el moment de demanda i el temps que tarda la caldera en escalfar l'aigua a la temperatura demanada

2.2 Sistema d'acumulació

En aquest tipus de sistemes l'aigua s'escalfa prèviament a la demanda i el temps de preparació depèn del volum acumulat i de la temperatura d'emmagatzematge.

El sistema està format essencialment per una caldera, un dipòsit acumulador amb intercanviador incorporat (interacumulador) i una bomba de circulació de l'aigua entre la caldera i l'intercanviador.

L'esquema de la figura reflecteix els equips que formen una instal·lació de producció d'ACC mitjançant acumulació.

Avantatges

• Són més eficients; eviten enceses i apagades continues dels equips generadors
• La potència dels cossos generadors és menor que en el cas de la producció instantània
• Poden abastar diversos punts de consum alhora
• Ofereixen la possibilitat d'utilitzar la tarifa nocturna

2.3 Sistema de distribució

El sistema de distribució d'ACC està format pels següents elements fonamentals:

• Sistema de bombament
• Canonades
• Vàlvules

Els problemes principals que afecten a aquest sistema són els següents:

• Pèrdues energètiques a causa dels desequilibris hidràulics de la xarxa
• Pèrdues energètiques a causa de fallades en els aïllaments

Les solucions més esteses per a aquests problemes són les següents:

• Instal·lació de vàlvules termostàtiques mescladores per substituir les vàlvules de tres vies convencionals en la “impulsió del circuit”
• Instal·lació de vàlvules termostàtiques en els retorns
• Instal·lació de vàlvules termostàtiques en els punts de consum
• Aïllament de totes les conduccions

D'aquesta forma, es pot aconseguir mantenir la mateixa temperatura en tots els punts de retorn i reduir la temperatura de l'aigua d'impulsió, i així s'aconsegueix estalviar energia, ja que es minimitzen els temps d'espera i de barreja per aconseguir aigua a la temperatura que es vulgui.

2.4 Integració d'energia solar tèrmica

Una altra variant de les instal·lacions amb acumulació consisteix a incloure col·lectors solars, que aprofiten l'energia natural que proporciona la radiació solar per a l'escalfament de l'aigua.

Atès que la radiació solar no està sempre disponible (a les nits i els dies nuvolosos), cal disposar d'una energia auxiliar de reserva (caldera) per suplir aquestes mancances.

Entre els valors òptims per a un consum d'ACC a 45º C, tenim:

• Superfície de col·lectors solars: per cada 60 l a 90 l de consum diari d'ACC cal 1 m2 de superfície col·lectora
• Volum d'acumulació: de 90 l a 150 l per cada m2 de col·lectors solars o 1,5 vegades el consum diari.

L' esquema de la figura representa una instal·lació per a la producció d'ACC mitjançant panells solars i caldera de reserva.

3.1 Equips generadors

Qualsevol sistema de producció d'ACC disposa d'alguns dels següents tipus d'equips:

Escalfador instantani mitjançant combustible fòssil (gas natural, gasoil, etc.)

El fluid rep l'aportació de calor per l'acció directa de la flama sobre un serpentí per on hi circula l'aigua.

Caldera de paret mixta

Equip generador que assegura la producció d'aigua calenta corrent i calefacció

Caldera elèctrica

Utilitza com a font d'energia l'electricitat i escalfa l'aigua mitjançant una sèrie de resistències que produeixen la calor per efecte Joule.

Té l'avantatge que no necessita ventilació, ni malbarata calor en els fums, per la qual cosa són més eficients.

Bomba de calor

Es tracta d'un sistema que extrau energia calorífica d'un focus calent a baixa temperatura (l'ambient) per transferir-la a un focus fred (ACC) que es troba a major temperatura que la del focus calent. Aquesta transferència s'obté mitjançant l'ús d'un fluid refrigerant. Es tracta de l’operació inversa a la funció d'un aire condicionat convencional.

Col·lector solar

Són sistemes que aprofiten l'energia gratuïta de la radiació solar per a l'escalfament d'aigua.

3.2 Acumulador d'ACC

Segons on està ubicada la font energètica i l'intercanviador, es classifiquen en:

Acumuladors directes. Duen a dins l'equip generador de calor que escalfa l'ACC. Poden ser elèctrics o de gas. No serveixen per satisfer consums prolongats, i un cop l'acumulador es buida, cal esperar un temps fins que es recuperi.

Acumuladors indirectes. L'equip generador de calor està situat fora de l'acumulador i necessiten un intercanviador per a la transferència de calor.

Hi ha dos tipus d'acumuladors indirectes: Els interacumuladors, que hi tenen integrat l'intercanviador (d'on ve el nom) i els dipòsits acumuladors, que necessiten un intercanviador extern per funcionar.

3.3 Bombes de circulació

La comesa d'una bomba en una instal·lació és fer circular un fluid líquid per una xarxa de canonades, vencent les pèrdues de càrrega que s'oposen al seu moviment.

Les que s'empren més en aquest tipus d'instal·lacions són les centrífugues, en què el líquid és aspirat pel rodet o impulsor, que està sotmès a un moviment giratori per l'accionament d'un motor, normalment elèctric. Ambdós elements constitueixen un grup motobomba. En el rodet es transforma l'energia de gir en energia interna del fluid. La carcassa serveix per allotjar-hi el rodet i recollir el líquid que s'hi descarrega des de la perifèria, tot conduint-lo a la boca de descàrrega.

Les calderes d'aigua calenta corrent s'han de sotmetre a revisions periòdiques. És aconsellable fer-ne una revisió anual si es pretén que tinguin un bon rendiment. Una caldera bruta té dificultats per a fer la combustió i, per tant, consumeix més.

• Reguleu la temperatura per obtenir uns 45º C a la sortida de les aixetes. Si la temperatura és major es malbarata energia.
• Aïlleu correctament les canonades de distribució i el dipòsit d'acumulació, ja que més del 10% de l'energia total es pot perdre si no estan bé aïllades.
• Feu inspeccions en les instal·lacions de fontaneria ja que ajuda a detectar-hi fuites i sobreconsums per avaries, de manera que aconseguireu un estalvi considerable.
• Mesureu periòdicament les pressions i el cabal en diversos punts del circuit per detectar-hi obstruccions.
• Instal·leu vàlvules termostàtiques en la impulsió, els retorns i els punts de consum per equilibrar el circuit de distribució.

Instal·leu mecanismes i dispositius estalviadors d'aigua. Citeu per exemple, els aeradors, que redueixen el cabal d'aigua i, per tant, el consum de combustible emprat per condicionar-la. La taula següent resumeix els percentatges d'estalvi segons els diferents mecanismes estalviadors.

Minimitzeu la distància entre la producció de l'ACC i el consum, per reduir el recorregut de les canonades i així disminuir les pèrdues.

Incorporeu-hi a les bombes:

• Arrencadors estàtics, que controlen els pics d'arrencada.
• Utilitzeu motors asíncrons amb variadors de freqüència. Així aconseguireu ajustar el cabal i la pressió i estalviar en el consum elèctric del motor i en costs de manteniment. S'acostumen a amortitzar en un any.
• Instal·leu-hi un rellotge programador que desconnecti la bomba de recirculació durant les hores centrals nocturnes (quan no hi ha demanda d'aigua calenta). Estalviareu en energia elèctrica.

Aprofiteu calors residuals procedents de la condensació d'equips de fred o qualsevol altra energia residual per a l'escalfament d'aigua.

En cas de canvi de caldera, cal optar per instal·lar calderes de condensació i de baixa temperatura. Són més cares, però el seu alt rendiment genera prous estalvis econòmics com per amortitzar-ne el sobrecost en un període de 5 a 8 anys, menys de la meitat de la vida útil de la màquina. També convé saber que les calderes de cos pressuritzat consumeixen un 20% menys d'energia que les atmosfèriques.

L'energia solar tèrmica és una opció molt interessant per a la producció d'ACC. Generalment, aquestes instal·lacions es construeixen amb dimensions que permetin proporcionar entre el 50% i el 70% de l'aigua calenta demanada, i la inversió que cal fer-hi es pot amortitzar en menys de la meitat de la vida útil dels equips.

Escalfadors sense pilot. Una flama pilot consumeix 13 g de gas l'hora. L'ús d'escalfadors d'aigua de gas sense pilot permanent suposa un estalvi de fins a 113 kg/any, i si parlem de gas natural, la xifra arriba als 120 m3/any.