Comunicación presentada al V Congreso Edificios Energía Casi Nula
Autor
- Gustavo Díez, Director Departamento de Proyectos, Grupo Presto Ibérica
Resumen
Se describe una solución práctica, sencilla de instalar y económica para ahorrar agua y energía especialmente en instalaciones de agua caliente sanitaria individual donde el tiempo que tarda en llegar el agua caliente al punto de consumo (principalmente duchas) es muy extenso. El sistema está formado por tres componentes: bomba de impulsión, activador, y bypass que comunicados inalámbricamente conseguirán incrementar la eficiencia energética de la vivienda y aportar un confort mayor que el actual al usuario.
Palabras clave
Agua Caliente Sanitaria, Retorno, Recirculación, Ahorro, Agua, Energía, Confort
Introducción
El agua es un elemento clave para el desarrollo sostenible y del planeta, pero todavía es más importante para la alimentación y la salud de cualquier organismo vivo. Debemos cuidarla y preservarla en todos los ámbitos, como las instalaciones públicas y las viviendas, donde además de tener conciencia ambiental, cualquier medida de ahorro que lleve a cabo el dueño del inmueble tendrá repercusión inmediata en su factura de agua.
La mayoría de usuarios, en su residencia disponen de grifos monomando o bimando de manera que seleccionan el caudal y la temperatura deseada acorde a sus necesidades o gustos. Sin embargo, no todas las instalaciones de agua caliente sanitaria (ACS) son iguales ni utilizan el mismo sistema de calentamiento para la obtención del agua caliente. Ejemplos: sistema por termo eléctrico, placas solares, calderas de gas, gasoil, aerotermia, etc.
En numerosas ocasiones existe la problemática de que un usuario abre el grifo de ducha (u otro) y hasta que alcanza la temperatura de confort deseada está desperdiciando una gran cantidad de agua que se va por el desagüe (este valor suele oscilar entre 6 y 25 litros). El sistema que presentamos, corrige esa problemática siendo válido además para instalaciones ya ejecutadas.
Descripción
El problema descrito anteriormente, es especialmente intenso en edificaciones con sistema de ACS individual y mayor cuanta más antigua sea la construcción. Este tipo de viviendas (o pequeñas edificaciones), presentan instalaciones del tipo que se ve en la figura 1. El agua una vez que entra en la vivienda toma dos caminos, uno hacia la producción de ACS (en este caso esquematizada por un termo eléctrico) y el otro para el abastecimiento de agua fría en los diferentes terminales (podría ser cocina, lavaplatos, riego, baños, etc.).
En los nuevos proyectos, y especialmente en edificaciones de calidades altas, los proyectistas para reducir ese problema diseñan el inmueble incorporando una red de retorno en la instalación de ACS de manera que casi instantáneamente el usuario obtenga agua caliente al abrir el grifo. El problema de este sistema, es que supone un desperdicio energético al estar recirculando de manera continua o con periodicidad alta, agua que no está a temperatura ambiente (el coste energético anual de este proceso se estima entre 73 € y 250 €, dependiendo del sistema de calentamiento). Este tipo de inmuebles, además de ser una solución constructiva más cara, pagará un consumo de energía superior, si bien desperdiciará menos agua.
Ese esquema podría aplicarse también a edificaciones con calderas comunitarias. En este caso, uno de los problemas a los que se enfrentan es a que desde un anillo primario de recirculación hasta las viviendas más alejadas hay mucha distancia y el tiempo que puede tardar en llegar el agua caliente es demasiado extenso. El sistema que se va a proponer podría ayudar a paliar ese asunto, aportando mucho más confort al usuario, pero no sería un sistema propio de ahorro de agua y energía.
Existe una solución a ambos problemas hasta ahora desconocida: crear una red de retorno en instalaciones que no posean red de retorno.
La única manera de crear una red de retorno es recircular el agua fría por la tubería de agua caliente o al revés, recircular el agua caliente por la tubería de agua fría. Dado que lo que queremos es solucionar la problemática de desperdiciar agua cuando se abre un grifo, y reducir el consumo energético, la primera opción deja de tener sentido. Por consiguiente, la única opción viable es recircular el agua alojada en la tubería de agua caliente y que va a estar a temperatura ambiente, por la tubería de agua fría.
Para poder llevar a cabo esa recirculación, se necesitará al menos una bomba de recirculación que impulse el agua caliente y supere la presión existente en la tubería de agua fría.Si se realiza ese proceso sin ningún tipo de control, lo único que se estaría haciendo es un anillo de recirculación de agua caliente sin posibilidad de usar agua fría. No tendría sentido. Por consiguiente, para que el sistema tenga viabilidad, se han de añadir elementos de control adicionales para que el sistema no funcione de manera continua (como sucede en un anillo de recirculación) y también para que no incapacite el resto de la instalación.
Los elementos a incorporar son dos: un activador y un sistema de bypass.
El sistema o módulo de bypass, lo que va a lograr es introducir el agua de la tubería de agua caliente por la tubería de agua fría sin que pase por el grifo (“bypasseando el grifo”) mediante una electroválvula alojada en él. Cuando la electroválvula abra, al tener una presión en agua caliente ligeramente superior a la de agua fría, el flujo de agua se va a orientar de manera que va a dirigirse a la tubería de agua fría. Para que el módulo de bypass cierre, éste ha de recibir una orden, que en este caso se ejecuta al incorporar un sensor de temperatura para que avise y cierre la electroválvula al llegar a la tubería de consigna. El activador como su nombre indica será quien active el funcionamiento del sistema cuando el usuario desee. El esquema de instalación sería el siguiente:
De esta forma, el funcionamiento del sistema sería:
1. El usuario en lugar de abrir el grifo de la ducha (o cualquier otro) y esperar a que llegue el agua caliente, pasará la mano por el activador. Este activador se iluminará con una luz azul indicativa de que si abre el grifo, va a salir agua fría.
2. El activador pondrá en marcha la bomba de recirculación y el bypass. Al realizar esta operación, el agua alojada en la tubería de agua caliente y que en realidad está a temperatura ambiente comenzará a introducirse en la tubería de agua fría, desplazando a ésta.
3. El agua caliente que se había comenzado a impulsar con el sistema de bombeo al iniciar el ciclo, llega hasta el bypass. En el momento que llega, el sensor de temperatura ordena cerrar el bypass, parar la bomba y avisar al usuario de que ya tiene disponible el agua caliente mediante un cambio a luz roja.
4. El usuario abre el grifo y tiene agua caliente disponible sin haber desperdiciado una sola gota de agua.
Conclusión
Como se ve, aprovechando una instalación totalmente convencional, al instalar el sistema se ha optimizado el consumo de agua caliente e incrementado la eficiencia energética de la instalación.
En las figuras anteriores se ha esquematizado con un termo eléctrico, pero el sistema es compatible con cualquier sistema de calentamiento de agua y es modulable: se puede usar un único sistema de bombeo y los módulos de bypass y de activación que se necesiten en función de la configuración de tuberías de la instalación, pues entre ellos se comunican inalámbricamente. Además, no habrá problema en usar el resto de grifos.
La instalación de estos equipos no va a influir en la configuración del resto de elementos y se puede instalar tanto en edificaciones ya construidas, como en obra nueva, siendo además compatible con las instalaciones que posean retorno (para estos casos, la bomba se colocaría en el retorno y no antes del sistema de calentamiento de agua).
El sistema, como se puede observar, es una solución que aporta beneficios especialmente en tres ámbitos: ecológico, al ser un sistema puro de ahorro de agua; económico, al ahorrar en factura energética y de agua; y de confort, al ser avisado el usuario de cuándo puede disponer el agua caliente.