Cómo calcular el consumo de una instalación A.C.S.

Cálculo del consumo de una instalación A.C.S. 

En cualquier planteamiento y diseño de una instalación de A.C.S. es primordial tener en cuenta todas las variables para lograr satisfacer las necesidades de demanda diaria acs en los periodos punta o de caudal punta de los usuarios del edificio. En el caso de instalaciones colectivas tales como hoteles, hospitales, residencias, etc. donde estos picos de demanda se pueden dar con bastante frecuencia, lograr satisfacer la demanda diaria acs durante estos momentos cobra más importancia a la hora de calcular el consumo de una instalación A.C.S.  

En este artículo vamos a profundizar en el cálculo del consumo de una instalación A.C.S. para realizar un correcto dimensionamiento, teniendo en cuenta la demanda diaria acs que debemos satisfacer en instalaciones colectivas o grandes instalaciones.

Cálculo del consumo de una instalación de A.C.S. en periodos punta

El objetivo principal de un dimensionamiento es satisfacer la demanda diaria acs en los periodos punta de su uso. 

Incluso en instalaciones como hoteles, balnearios, gimnasios, etc. que logremos proporcionarle al usuario el agua caliente sanitaria a la temperatura adecuada cobra mayor importancia,  porque  si el cliente no dispone de agua caliente cuando la demanda, puede suponer un menoscabo de la imagen de la compañía y, como última consecuencia, la pérdida de dicho cliente.

Para ejemplificar el proceso de cálculo del consumo de una instalación A.C.S. hemos escogido un establecimiento hotelero con ciertas características que veremos a continuación.

Tal y como comentamos en nuestra página web, los equipos de producción de ACS para hoteles y otros alojamientos similares son edificios o instalaciones con una alta afluencia de personas a diario. Necesitan de equipos de producción ACS que doten al usuario de agua caliente 24/7 y, que además, sea productivo en momentos de consumo crítico. Por lo tanto, debemos ofrecer el confort necesario en duchas, jacuzzis, etc. que el usuario requiere durante su estancia.

A continuación definiremos algunos de los criterios para el cálculo del consumo de una instalación A.C.S. y dimensionado. 

Antes de continuar… Este procedimiento de cálculo no es mecánico ni por supuesto universal para todas las instalaciones. Siempre que se realiza el cálculo de la instalación ACS, hay que tener en cuenta todos los detalles posibles sobre la demanda diaria acs, usuarios, periodos punta, etc. En Hydronik ofrecemos un asesoramiento personalizado donde analizamos cada uno de estos detalles antes de proporcionarle al cliente un diseño y dimensionamiento definitivo con nuestra gama IHI de intercambiadores ACS al paso.

De manera esquemática y general, podemos dividir el proceso de cálculo en cuatro fases: 

  1. Análisis del comportamiento de la instalación.
  2. Obtención de detalles y cálculo de periodos punta, demanda diaria acs, dimensionamiento y necesidades de agua en estos periodos. 
  3. Selección del sistema de producción de agua caliente sanitaria adecuado a las necesidades de esos periodos de estrés térmico. 
  4. Selección de la potencia necesaria de la fuente productora de calor a partir del sistema o equipo escogido para producir ACS.

Ahora vamos a desarrollar estas fases a través de un ejemplo concreto.

Ejemplo de cálculo del consumo de una instalación de A.C.S: Hotel urbano de Barcelona

Las instalaciones hoteleras tienen diferentes condicionantes que las hacen más particulares a la hora de hacer un dimensionamiento y cálculo del consumo de de la instalación A.C.S., ya que disponen de periodos de caudal punta y críticos, con una demanda diaria acs más exigente.

En primer lugar, vamos a definir las condiciones particulares de la instalación:

  • Tipo de instalación: Hotel urbano de negocios.
  • Clasificación: 4 estrellas.
  • Nº de habitaciones: 100 habitaciones.
  • Ubicación: Barcelona (Capital).

Análisis del comportamiento de la instalación

En segundo lugar, debemos hacer un análisis del comportamiento de la instalación. 

Con ello intentaremos definir la curva de demanda de agua caliente en la instalación, ya que no es igual la distribución del consumo en un hotel de costa que el de un hotel urbano. 

Hotel urbano VS Hotel de costa

¿Qué diferencias podría haber en el dimensionamiento entre un hotel urbano y uno vacacional/de costa?

  • Periodos puntos más aleatorios.
  • Mayor cantidad de condicionantes climatológicos para el consumo punta.

¿Qué consecuencias conlleva esto?

  • Anticipación al consumo en periodos punta.
  • Realizar dimensionamiento “del lado de la seguridad” para que luego no haya imprevistos. 

Un hotel urbano, como por ejemplo, el Hotel Meliá Condal Mar (Uno de nuestros casos de éxito), suele tener un periodo punta por la mañana, en la que el 50-60% del consumo se da en una hora. 

Teniendo estos periodos punta definidos, bajamos un poco más la incertidumbre de la demanda diaria acs para realizar el dimensionamiento.

Cuantificación de períodos y caudales punta de consumo

Después de obtener los datos necesarios para conocer mejor la demanda diaria acs y las curvas de consumo de la instalación, pasamos a definir el consumo de agua en periodos punta y su duración. Para ello definiremos:

a) Consumo total de agua caliente a lo largo del día.

b) Consumo de agua caliente durante el período punta.

c) Consumo de agua caliente durante el periodo crítico (Es decir, durante los primeros 10-15 minutos de la punta).

a) Consumo total de agua caliente (Qd)

Con consumo total de agua nos referimos a la cantidad de agua que se consume en un día. Para definirlo utilizaremos como criterio de cálculo el Código Técnico de la Edificación CTE DB-HE, concretamente la tabla C del del Anexo F “Demanda de referencia de ACS”.

De ahí, a partir del nº de usuarios y el consumo unitario/uso tendremos la demanda total diaria a 60 ºC:

CTE HE para consumo de una instalación A.C.S.
Fuente:  Código Técnico de la Edificación CTE DB-HE

Si retomamos el ejemplo que estamos utilizando en este artículo para el cálculo del consumo (Hotel urbano de 4 estrellas, 100 habitaciones) consideraremos:

  • 60 habitaciones: uso doble.
  • 40 habitaciones: uso individual.

✍️ (60 x 2) + (40 x 1) = 160 pax

*De manera habitual, se suele considerar un porcentaje de uso de la habitación doble como individual 60/40 a efectos de cálculo de consumo de agua caliente.

Según la tabla en un hotel de 4 estrellas, hay un consumo diario de 55 l/pax. 

✍️ 160 x 55 = 8800 litros.

Con estos datos, obtenemos que el consumo diario es de 8.800 litros a 60 ºC.

b) Consumo en el período punta (Qp)

Este es el punto más complejo de todo el dimensionamiento, porque no existe un criterio universal para todas las tipologías de instalaciones que podemos encontrarnos. 

Recogiendo nuestra definición de caudal punta de nuestro artículo “Dimensionado ACS: ¿Tienes bien dimensionada su instalación de ACS?”: La instalación debe ser capaz de dar servicio suponiendo que la mitad del consumo de agua para un día se produjera en solo una hora. Por ejemplo, en la costa, donde entre la 1 y las 2 de la tarde se duchan los bañistas antes de comer.

Nosotros vamos a mostrarte el proceso de cálculo de consumo de instalaciones A.C.S. que realizamos en Hydronik para calcular el dimensionamiento de cualquier proyecto. 

Para calcular el consumo en el periodo punta definiremos 2 variables:

  1. Porcentaje de ACS consumido en el período punta respecto al total diario.
  2. Duración del periodo punta en horas.

Para el ejemplo que estamos utilizando en este post, consideraremos como porcentaje de consumo en el período punta el 50-60%, que ocurre en un período punta matutino de una hora. 

✍️ Considerando un periodo punta de una hora, en el que se consume el 50% del total diario, obtenemos un consumo de agua en una hora a 60 ºC de 4.400 litros.

c) Consumo en el periodo crítico de consumo (Qc)

En el caso del cálculo del consumo en el periodo crítico, tampoco hay una de obligado cumplimiento. 

Una forma de calcularlo es suponer que la mitad del consumo de agua del caudal punta se produjera en solo 15 minutos (lo que tarda una caldera en entregar toda su potencia).

Como ejemplo, imaginemos que tras un congreso en este hotel urbano que tenemos de ejemplo, los asistentes que se hospedan en el hotel, se duchan en el mismo cuarto de hora para llegar a sus transportes de regreso. En un caso así, se generaría un estrés muy grande a la instalación, que debe de ser capaz de calentar toda esa agua.

Para el hotel que hemos tomado como ejemplo, y considerando un período crítico de 15 minutos, tendríamos un consumo de agua a 60 ºC de 1.701 litros. 

En el cálculo, se ha considerado que aunque todas las habitaciones tienen bañera, solo el 30% de las mismas se utilizarán como tal a efectos de cálculo de consumo de agua caliente (el 70% restante se valoran como uso como ducha). 

Generalmente, cuantas más estrellas tenga un hotel más alto es el porcentaje de usos de las bañeras como tal en el cálculo de la necesidad de A.C.S.

Gráfica comparativa consumo de una instalación A.C.S. - Sistemas producción ACS

Ya hemos comentado que el sistema ACS escogido debe, por sí mismo, aportar el consumo de agua durante los periodos más críticos de consumo, que en grandes instalaciones, como es el caso de los hoteles, balnearios, etc. Se considerarán períodos de consumo crítico de no más de 20 minutos. A partir de ese valor se entiende que la instalación está sobredimensionada. 

✍️ Para el hotel utilizado en este ejemplo, teniendo en cuenta que tenemos un consumo crítico en 15 minutos de 1.701 litros, podríamos plantear 2 intercambiadores IHI, en su modelo estándar de 800 L de capacidad, con una potencia mínima de calderas de 245 kW para cubrir los 4.400 litros a 60 ºC durante los 60 minutos del período punta. 

Además, la elección de nuestro sistema IHI, frente a un sistema de acumulación convencional tiene otras ventajas: 

  • Menor pérdida de rendimiento de caldera: Dispone de inercia térmica del circuito primario. La caldera gasta mucho menos combustible para que el ACS llegue a la temperatura adecuada. 
  • Sustituye a acumuladores, intercambiadores de placas y bombas de secundario y homogeneización. Al no estar estos equipos en la sala, eliminamos su coste energético.
  • Ofrece alta eficiencia para el precalentamiento, aprovechando al máximo el potencial de fuentes de calor de baja temperatura (recuperadores de calor, solar…).

Y, por último, los intercambiadores IHI de Hydronik son elementos pasivos de la instalación, no consumen electricidad. 


¿Quieres saber más sobre las diferencias entre los sistemas de ACS que existen actualmente? Haz clic en el botón y descárgate nuestra Guía comparativa de Sistemas ACS donde tendrás los detalles y pros y contras de cada uno. 

Guía comparativa sistemas en consumo de una instalación A.C.S.

Como hemos dicho al principio del post, sea cual sea el sistema ACS que elijamos, ha de satisfacer en todo momento la demanda de agua caliente de sus usuarios.  Ofrecer el agua caliente cuando la solicita es un criterio de confort importante en la experiencia de cliente, por lo que es imprescindible realizar un correcto dimensionamiento de la instalación.

Para la elección del sistema ACS se deben plantear soluciones que sean eficientes, rentables, que supongan una inversión inicial razonable, cuyo retorno se pueda ver en los primeros años de vida útil. De esta manera escogeremos equipos que ayuden a reducir costes tanto de instalación como de mantenimiento, como energéticos.  

Como comentó nuestro CEO en el Webinar «Eficiencia energética en generación de Agua Caliente Sanitaria (ACS) nuestro sistema IHI, se adapta al 100% a los períodos punta de consumo de agua caliente presentes en instalaciones tales como los hoteles. Si quieres saber más sobre nuestra tecnología, tienes más información desde aquí y si tienes cualquier duda, puedes consultarnos desde nuestra página de contacto.

¿Qué opinas sobre las tecnologías alternativas que existen en la actualidad a los sistemas de acumulación? ¿Cómo crees que solventan los problemas recurrentes en instalaciones colectivas o grandes instalaciones?  Nos encantaría conocer tu opinión en los comentarios. 

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