Los acumuladores de agua no sólo sirven para disponer de agua caliente sanitaria, constituyen un elemento esencial en los sistemas de captación solar, trabajando como acumuladores de energía térmica surtiendo a equipos para calefacción o climatización de piscinas.
Aprovechando la alta capacidad calorífica del agua, es decir la capacidad para almacenar calor, se crean los sistemas de almacenamiento de energía calorífica con acumuladores de agua, por las indudables ventajas del material, barato y fácil de manejar.
Sistemas de acumulación de agua
La distribución de agua caliente está contemplada en cualquier instalación de fontanería de una vivienda. La producción del ACS más sencilla, es la producción instantánea mediante un calentador de agua que solían ser de gas butano. Éste sistema tiene el inconveniente de tener que estar pendiente de la sustitución de las bombonas una vez se agotan, cosa que suele suceder en el peor de los momentos. Por esta razón, se suele optar por otros sistemas y otros combustibles, como el gas natural bastante extendido ya. La producción instantánea de agua caliente no necesita de un acumulador, porque la demanda de agua caliente coincide en el tiempo con la oferta.
Acumuladores de inercia
Si hubiera que producir agua caliente sanitaria cada una de las numerosas veces que se demande, los equipos generadores de calor o calderas, estarían sometidos a un gran número de maniobras que causarían su envejecimiento prematuro, como sucede en las calderas de gasóleo o de biomasa, que trabajan en sistemas de generación de calor a alta temperatura. Por ello conviene tener lo que se denominan acumuladores de inercia, de modo que la producción se realice a intervalos más largos y menos frecuentes. De esta forma se pueden instalar calderas de potencia más reducida que la necesaria para calentar instantáneamente la demanda en las horas punta. Para viviendas unifamiliares las capacidades de estos acumuladores están entre 50 y 300 litros.
Acumuladores eléctricos
Cuando elegimos la electricidad como fuente de energía para calentar el agua de nuestra casa, estamos en la necesidad de acumular el agua que calentamos con una resistencia eléctrica alojada en el interior de un depósito. El mayor inconveniente de éste sistema es el tiempo necesario para alcanzar la temperatura de consumo, sin aumentar la potencia del acumulador para no incurrir en grandes gastos. La ventaja de este sistema es la sencillez, por lo que puede ser ideal para consumos pequeños.
Eficiencia en los acumuladores de calor
Generalmente los sistemas de generación de calor instantáneos a gas, así como las calderas que utilizan distintos combustibles, generan el calor quemando un combustible que se realiza a altas temperaturas. Estos sistemas de generación de calor a alta temperatura, son menos eficientes que los sistemas de producción de calor a baja temperatura, puesto que al trabajar a una temperatura alta, las pérdidas de calor que se producen, tanto en la acumulación como en la conducción de agua, son mayores. En cambio en la generación de agua caliente a baja temperatura, tienen pérdidas menores en la acumulación y el transporte.
Acumuladores de agua en sistemas de generación de calor a baja temperatura
Si optamos por la generación de calor a baja temperatura buscando la eficiencia energética del sistema, nos encontramos con sistemas como los paneles solares térmicos, geotermia, aerotermia… etc, en los que se hace necesario contar con un sistema de acumulación.
Acumuladores solares o Termosifón
Cuando elegimos el sol como fuente de energía para calentar el agua se hace necesario la acumulación, puesto que no suele coincidir en el tiempo la producción y el consumo. Además en un sistema de paneles solares hay épocas del año en los que, dependiendo del rendimiento de los paneles solares, las pérdidas de calor en los paneles, son tan grandes que la temperatura del agua obtenida es muy pequeña, llegando incluso a superar las ganancias producidas por el sol. Por este motivo es necesario contar con un sistema de generación de calor de apoyo, para llegar a la temperatura de consumo, pero se sigue consiguiendo un ahorro de energía, si se cuenta con el precalentamiento del agua de consumo, producido por los paneles y almacenado en el acumulador.
Acumuladores de agua para calefacción
En una instalación de climatización podemos climatizar directamente el aire de una habitación, o podemos utilizar el agua como vehículo para llegar a las distintas habitaciones y luego pasar la energía del agua, al aire de la habitación. Cuando el sistema que elegimos es por agua, lo ideal es compartir el sistema de generación de calor con el agua caliente sanitaria ACS, para obtener mejores rendimientos. Esto se puede realizar en los casos en que trabajemos con un sistema de baja temperatura para calefacción, es entonces cuando el acumulador funciona como el principal gestor de la demanda energética del hogar, pudiéndose añadir varios sistemas de producción de calor, como paneles solares y caldera de apoyo, a los que podemos sumar varias demandas de energía como ACS, calefacción y piscina.
Tipos de acumuladores de agua caliente
En cuanto a materiales, los acumuladores pueden ser de acero galvanizado, acero inoxidable, aluminio o fibra de vidrio reforzada. La forma suele ser cilíndrica por su facilidad de construcción y la posición vertical para favorecer la estratificación del agua en su interior, es decir el agua caliente de menor densidad que la fría tiende a ocupar la parte superior del tanque, mientras que el agua fría de mayor densidad, ocupa la parte inferior.
Acumuladores sin intercambiador de calor
Los acumuladores más sencillos son aquellos que almacenan el agua caliente y contienen en su interior el sistema de generación de calor, generalmente una resistencia que se enchufa a la corriente eléctrica para su funcionamiento y son los llamados termos eléctricos. También existen acumuladores solares de este tipo pero tienen el inconveniente de hacer pasar el agua de consumo por el propio panel.
Acumuladores de serpentín
Cuando el generador de calor se encuentra fuera del acumulador, es necesario disponer de un intercambiador de calor, en este caso en forma helicoidal, para transmitir el calor desde el hogar de la caldera, paneles solares o sistema elegido, hasta el acumulador. La ventaja de independizar el circuito calefactor, del agua de consumo, aparte de ser una medida de higiene, es poder añadir sustancias como el anticongelante en el circuito de paneles solares.
Acumuladores de doble envolvente
Estos acumuladores aumentan el rendimiento de intercambio de calor al contener el circuito primario, el que pasa por el generador de calor, al circuito secundario, el de consumo, produciéndose el intercambio a través de la superficie en contacto con el fluido acumulado. En este tipo de acumuladores el volumen máximo se limita a 750 litros, más que suficientes para una vivienda unifamiliar.
Acumuladores de doble serpentín
Este tipo de acumuladores se utilizan principalmente cuando además de proporcionar agua caliente sanitaria se quiere utilizar la energía acumulada para una instalación de calefacción a baja temperatura como un suelo radiante. El primer serpentín sería el que proporciona el calor situándose en la parte inferior del acumulador y el segundo serpentín aprovecha el calor acumulado para el circuito de calefacción y se sitúa en la parte superior del acumulador.
Acumuladores estratificados
Aprovechando la capacidad del agua para estratificarse en multitud de capas de distinta temperatura, surgen un tipo de acumuladores que pueden tener multitud de entradas de energía como paneles solares, calderas u otros generadores de calor, y multitud de salidas de energía como agua caliente sanitaria, calefacción o calentamiento de piscinas, de forma tal que priorizando siempre la utilización de la energía solar, puedan dar solución a todas las demandas de una vivienda unifamiliar, distinguiendo por la temperatura de utilización de cada sistema, la altura a la que incorpora o extrae la energía del acumulador. Estos acumuladores tienen independizado el circuito de agua caliente para evitar problemas con la legionella.
Legionella y acumuladores de agua
La legionella es una bacteria causante de la enfermedad legionelosis, que puede llegar a producir neumonía. Se adquiere al aspirar partículas de agua que puedan contener dicha bacteria, en circuitos de aire acondicionado o en la ducha. La legionella se encuentra libre en el medio natural acuático y puede proliferar en depósitos de agua, preferiblemente si estos se encuentran a temperaturas medias.
Cómo evitar la infección de legionella en el acumulador
En caso de proliferación de legionella en el depósito acumulador, se puede evitar la infección del agua de consumo incorporando un intercambiador de calor instantáneo, al circuito de distribución de agua caliente sanitaria, de manera que el agua de consumo, no sea la almacenada en el acumulador, sino el agua corriente de suministro.
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