Sistemas de producción de ACS: ¿Cuál es el mejor para mí?

Tipos de sistemas de produccion ACS (Agua Caliente Sanitaria)

Si echas un vistazo a otros artículos que hablan sobre los diferentes sistemas de agua caliente sanitaria, verás que se centran principalmente en dos grandes grupos:

  • Sistema por acumulación
  • Sistema de producción instantánea. 

Pero, en los últimos años, a medida que han ido avanzando las nuevas tecnologías en busca de la optimización energética y de potencias, han surgido dos nuevos tipos de sistemas de producción de ACS:

  • Sistema de producción semi-acumulado
  • Sistema de producción semi-instantánea de ACS.

¿Conoces las diferencias que existen entre los 4 tipos?

A continuación, vamos a ir desgranando uno a uno, empezando por los más tradicionales hasta llegar a los de última generación.

Sistema por acumulación

Solamente con analizar su nombre, ya podemos tener una idea aproximada de cómo produce el agua caliente sanitaria.

El sistema de producción de ACS por acumulación consiste en un equipo que produce calor, calentando un fluido primario. Este calor del fluido primario se traspasa al ACS a través de un intercambiador de calor que calienta el agua de consumo humano.

Para abastecer con agua caliente los puntos de consumo, se acumulan grandes cantidades de agua caliente en depósitos llamados «Acumuladores» donde se mantiene el agua caliente hasta que el usuario la demanda. 

Puede utilizarse tanto para instalaciones individuales (viviendas) como para instalaciones colectivas (hoteles, hospitales, etc.) 

Ventajas:

  • Permite tener el agua caliente preparada para consumirla cuando se desee.
  • Permite trabajar con potencias de calderas e intercambiadores menores ya que se absorben los picos de demanda mediante el calor acumulado en los ACS de los «Acumuladores.

Inconvenientes:

  • Sistema sobredimensionado el 99,9% del tiempo para cubrir una demanda punta que en muchas ocasiones nunca llega.
  • Purgados semanales de los acumuladores y desinfecciones normativas anuales contra la legionella
  • Problemas con los recubrimientos interiores de los acumuladores (excepto si son INOX).
  • Los grandes acumuladores que se requieren, son grandes elementos que disipan grandes cantidades de energía.
  • Los intercambiadores son elementos que disipan energía y obligan a tener mayores saltos térmicos.
  • La caldera debe trabajar en rangos altos de temperatura para poder mantener los acumuladores a 60ºC (72-78ºC Aprox)

Sistema de producción instantánea

Es todo lo contrario al sistema por acumulación. 

El sistema de producción instantánea se caracteriza por calentar el agua en el momento en el que se demanda. Esta característica hace que el consumo energético se reduzca, puesto que toda la acumulación de agua caliente del anterior sistema no es necesaria (Se elimina la pérdida de calor por disipación en los acumuladores. 

Por contra, requiere de grandes potencias de produccción que deben ser instaladas y revisadas constantemente y que probablemente nunca se utilicen (Altísimo coste de instalación y mantenimiento).

Ventajas:

  • Permite calentar el agua en el momento de su uso, eliminando las pérdidas energéticas de los acumuladores e intercambiadores.
  • «Set Point» muy bajo, en torno a los 62-65ºC.
  • Permite prescindir de los «Acumuladores» y todos los problemas de legionella y mantenimiento que conllevan.

Inconvenientes:

  • Potencia necesaria sobredimensionada el 99,9% del tiempo para cubrir una demanda punta que en muchas ocasiones nunca llega.
  • Inversión inicial muy alta, alto coste de mantenimiento y vida útil limitada.
  • En caso de utilizar intercambiadores, estos deben estar muy sobredimensionados y su coste de adquisición y mantenimientos es altísimo.

Ahora que hemos definido los dos grandes grupos que existen, pasaremos a explicar más en profundidad los dos sistemas que se han desarrollado a partir de ellos. Te darás cuenta que al tener el término “semi” como parte del nombre, tendrán características de ambos grupos.  En ambos casos se trata de reducir el sobredimensionamiento de las instalaciones para el «por si acaso», haciendo más eficiente el sistema.

Sistema por semi-acumulación

El sistema por semi-acumulación es un sistema que reduce la cantidad de agua acumulada al tiempo que aumenta el dimensionamiento del intercambiador y la potencia de producción.

Se trata de optimizar el sistema y reducir las pérdidas energéticas que se producen en la acumulación, sustituyendo parte de esta acumulación por algo más de potencia y un mejor intercambio de calor.

La diferencia entre el sistema por acumulación “puro” y este es que, con un sistema de semi-acumulación reduciremos considerablemente el espacio necesario para la instalación, porque en este sistema no necesitamos grandes acumuladores. 

¿Pero esto es una ventaja o un inconveniente? Este sistema se caracteriza por almacenar mucha menor cantidad de agua que el de acumulación pura (Trataremos de cubrir el 80% del tiempo de uso) y en caso de necesitar una gran demanda de agua caliente, la falta de acumulación será cubierta por el exceso de potencia de la caldera y el aumento en el poder de intercambio.

Ventajas:

  • Durante la mayor parte del tiempo, permite tener el agua caliente preparada para consumirla cuando se desee.
  • Energéticamente más eficientes que los de acumulación pura puesto que el volumen de los acumuladores es menor.
  • Saltos térmicos en el intercambiador menores (Sobredimensionado) que permiten set point de calderas menores 68-72ºC
  • Requiere potencias de calderas e intercambiadores mayores que el sistema de acumulación puro y menores que los instantáneos puros.

Inconvenientes:

  • Requiere potencias de calderas e intercambiadores mayores que el sistema de acumulación puro y menores que los instantáneos puros.
  • Purgados semanales de los acumuladores y desinfecciones normativas anuales contra la legionella
  • Problemas con los recubrimientos interiores de los acumuladores (excepto si son INOX).
  • Los acumuladores que se requieren, disipan energía.
  • Los intercambiadores son elementos que disipan energía y obligan a tener mayores saltos térmicos.
  • La caldera debe trabajar en rangos altos de temperatura para poder mantener los acumuladores a 60ºC (68-72ºC Aprox)

En resumen, es más conveniente para pequeños alojamientos, donde la demanda es menor y más puntual y la diferencia entre el consumo habitual y el punta es pequeño. No es conveniente para grandes instalaciones con grandes diferencias de consumo. 

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Sistema de producción semi-instantánea

Puede ser considerado como un sistema para la producción de agua caliente sanitaria de última generación.

Une las ventajas de cada uno de los sistemas anteriores y mejora la eficiencia energética del sistema haciéndolo muy ágil a los cambios bruscos y mucho más fácil de mantener.

¿De qué se compone? Se compone de uno o más depósitos que almacenan el calor del circuito primario, en su interior están incorporados los elementos de intercambio de calor, con uno o varios serpentines que realizan la producción instantánea de ACS. Esto significa que: 

  • El agua almacenada no es ACS, sino que proviene del circuito primario.
  • El agua caliente sanitaria está circulando constantemente por el equipo, lo que disminuye el riesgo de legionella, corrosiones, etc.

Además, al acumular el calor en primario a mayor temperatura y disponer de un intercambiador ultra-eficiente, no hay necesidad de acumular agua de consumo y el equipo es de menor tamaño, por lo que se gana más espacio en la sala de calderas.

Haciendo un repaso a las características de estos sistemas de producción semi-instantánea de ACS: 

Ventajas:

  • El agua se calienta en el momento de uso por lo que no es necesario acumular ACS.
  • Energéticamente más eficientes que los de acumulación (Menor tamaño y más eficientes)
  • Saltos térmicos en el intercambiador muy bajos debido a su alta eficiencia que permiten set point de calderas menores 62-65ºC
  • Calderas de baja potencia (Como las de acumulación pura)
  • Equipos de producción de ACS de menor tamaño y peso. 
  • Buena inercia térmica. 
  • Seguridad frente a legionella, corrosiones e incrustaciones calcáreas.
  • Apto para instalaciones de cualquier tamaño.
  • No requiere de intercambiadores de placas 

Inconvenientes:

  • Para trabajar aprovechar al máximo su eficiencia energética y trabajar en rangos bajos de caldera (61-63ºC), esta debe ser modulante y permitir una variación automática de la potencia instantánea en función de la variación de temperatura en impulsión.

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Al llegar aquí puede que te plantees, ¿Pero entonces, cuál es la mejor opción? Seleccionar el tipo de sistema de producción de ACS dependerá dos aspectos: 

  • Características de la instalación. 
  • Cantidad de demanda necesaria de los usuarios finales. 

Por ello, vamos a intentar echarte una mano analizando las diferencias entre todos los sistemas de ACS que hemos nombrado anteriormente para que averigües cuál es la mejor para cubrir tus necesidades. 

¿Cuál es el mejor sistema de producción de ACS para mi instalación?

Para comparar al 100% los cuatros sistemas de producción de ACS y que puedas escoger el que más se adapta, vamos a incluir 3 tablas comparativas: 

  • Tabla 1: ¿Cómo realiza cada una el proceso de calentamiento del agua y en qué momento? 
  • Tabla 2: ¿Cuáles son los pros y contras de cada uno de ellos? 
  • Tabla 3: ¿Qué problemas recurrentes en las instalaciones de ACS solucionan cada uno de ellos?

Tabla 1: ¿Cómo realiza cada sistema de ACS el proceso de calentamiento del agua y en qué momento?

Sistemas de produccion de ACS - Definiciones

En primer lugar, como ya te hemos comentado, en el sistema por acumulación toda la producción de  ACS proviene del depósito y casi no hay aportación de energía  durante el uso. Se puede aplicar tanto a instalaciones colectivas como individuales, de hecho, a día de hoy, es el sistema más utilizado en los sistemas colectivos. Pero, en los últimos años se ha  demostrado que estos sistemas suelen estar sobredimensionados, son más difíciles de mantener y, por disponer del agua todo el tiempo caliente en el depósito, genera zonas ciegas donde la legionella puede proliferar.

En segundo lugar, el sistema de producción instantánea ya hemos dicho que calienta el el agua en el mismo momento en que se demanda, pero, su rendimiento está supeditado a la potencia útil del generador y la capacidad de transmisión del intercambiador. Por ello, es más rentable en instalaciones individuales o de pequeño tamaño, ya que, al igual que pasa con el sistema por acumulación, en la mayoría de ocasiones se tiene que sobredimensionar y resulta caro y poco eficiente a largo plazo. 

En tercer lugar, el sistema semi-acumulado se caracteriza por estar compuesto por un depósito acumulador que contiene el agua, pero de menor tamaño que en el sistema acumulado, junto con un intercambiador de calor, que realiza el intercambio térmico cuando el calor acumulado no es suficiente. Al ser un sistema mixto, utiliza la inercia del agua acumulada pero a la vez, también aporta una cantidad de energía de forma instantánea. 

Por último, el sistema de producción semi-instantánea se caracteriza por uno o varios depósitos de almacenamiento de agua, en primario, y uno o varios serpentines que realizan la producción instantánea de ACS. 

Este sistema es capaz de proporcionar agua caliente sanitaria, sea cual sea la demanda. 

La temperatura del ACS se mantiene constante a pesar de la  alta demanda, ya que es la aportada por la caldera y la propia  inercia de la acumulación de energía.  

Se le conoce como Semi-instantáneo puesto que requiere de una inercia térmica en primario que permita no sobredimensionar la caldera. Este proceso previo de calentamiento del primario es lo que lo diferencia de la «producción instantánea», lo hace algo menos eficiente, pero más económico en la instalación y sobre todo en el mantenimiento y vida útil.

Tabla 2: ¿Cuáles son los pros y contras de cada sistema de ACS?

En el artículo “Tipos de sistemas de ACS: Diferencias, pros y contras” que publicamos ya hablamos sobre las ventajas e inconvenientes de cada uno de los sistemas de producción de ACS y en esta tabla vamos a presentarlos de forma clara y esquemática. 

Tipos de sistemas de produccion ACS

Tabla 3: ¿Qué problemas recurrentes en las instalaciones de ACS soluciona cada sistema de ACS?

¿Pero entonces este sistema va a solucionar mis problemas? Con esta tabla pretendemos ir al meollo de la cuestión y es que, como es lógico, lo que más nos preocupa cuando queremos adquirir un nuevo producto o servicio es que consiga cubrir nuestras necesidades. 

En la siguiente tabla, te mostramos los problemas más recurrentes en las instalaciones de ACS en base a nuestra experiencia y cuáles soluciona cada sistema de agua caliente sanitaria.

Problemas en sistemas de produccion ACS

 


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