15.07.11. Equilibrado hidráulico y ahorro energético.
Si queremos conseguir realmente ahorro energético de las instalaciones en la edificación hemos de ser conscientes
que esto sólo lo podremos lograr de un modo eficiente si actuamos correctamente en todas las fases de la instalación,
ingeniería, ejecución y explotación; o lo que es lo mismo, en el diseño, en el cálculo, en la ejecución, en el control
y regulación, en la puesta en marcha y en el mantenimiento.
En España en los últimos años con el gran desarrollo que ha tenido la construcción y la obligatoriedad de dotar
a las edificaciones de instalaciones solares térmicas hemos podido ver que al cabo de pocos años estas han dejado
de funcionar por no haber contemplado correctamente alguno de los puntos anteriores, aunque de esto hablaremos en
otro artículo vamos a centrarnos ahora únicamente en el problema del equilibrado hidráulico o más bien en la falta
de equilibrado hidráulico en las instalaciones. No vamos a comentar en este artículo las ventajas e inconvenientes
de las instalaciones colectivas e individuales.
El ejemplo que vamos a utilizar se refiere a una instalación convencional de calefacción por agua, no obstante,
las conclusiones son igualmente aplicables a instalaciones de refrigeración por agua, instalaciones solares térmicas e
instalaciones de climatización por conductos de aire.
En el dibujo representamos de un modo sencillo lo que es un esquema hidráulico de una instalación de
calefacción convencional colectiva. ¿Qué profesional de la arquitectura o de la ingeniería, no ha escuchado quejas
de usuarios de instalaciones en edificios que tienen viviendas que calientan menos que otras, o que pasan frío, y sin
embargo los gastos comunitarios debidos a la calefacción se reparten sin tener en cuenta la energía recibida por cada
usuario?.
Desgraciadamente este esquema hidráulico es muy común en las instalaciones. Podemos ver que el caudal de agua
caliente de la instalación debido a la menor pérdida de presión en su recorrido ida-retorno se producirá en las plantas
inferiores, mientras que la mayor pérdida de presión se producirá en el recorrido de las plantas superiores.
Es decir, en nuestro esquema las plantas inferiores recibirán
más caudal y por lo tanto mayor potencia térmica y las superiores menos caudal o lo que es lo mismo menor
potencia térmica. Este desequilibrio hidráulico genera desequilibro térmico obteniendo temperaturas superiores
a las deseadas o de consigna en las plantas inferiores y temperaturas inferiores en las plantas superiores.
La situación más lamentable se produce cuando las viviendas con exceso de calor se ven obligadas a abrir sus
ventanas para disminuir su temperatura a la temperatura de confort, es decir están tirando literalmente el dinero
por la ventana. Lo que también se conoce irónicamente como “regulación por ventana abierta”.
La forma tradicional de resolver este problema ha sido el diseño mediante retorno invertido, si bien consideramos
que esta solución puede funcionar en instalaciones pequeñas como viviendas unifamiliares de dos plantas,
pequeños campos solares térmicos o edificios residenciales de pocas plantas y pocas viviendas por planta,
en instalaciones más complejas la
consideramos claramente insuficientes. Por ejemplo, edificios administrativos, cuarteles militares, centros
penitenciarios, edificios de aproximadamente más de 5 plantas, pequeños campos solares, centros de enseñanza,
centros deportivos, etc.
No obstante, en el esquema de retorno invertido podemos ver que si las necesidades térmicas de cada planta son
diferentes, como suele ocurrir con la primera y la última, o por diferencia de superficies o por otros motivos,
con el esquema del retorno invertido no podremos suministrar el caudal proyectado a cada planta.
El problema del desequilibrado hidráulico no solo se produce en el reparto por plantas, sino también en el
reparto en los diferentes ramales en las plantas, en el circuito primario de producción con más de una caldera,
en los montantes cuando tenemos más de uno, en los circuitos interiores y en los bucles de control.
La única forma de resolver el problema del desiquilibrado hidráulico, es poder medir los caudales que circulan por
cada bucle y ajustarlos a los proyectados. Para esto es imprescindible la colocación de válvulas de equilidrado, en los
diferentes circuitos de la instalación.
En el dibujo podemos ver el esquema hidráulico de una instalación con dos montantes y la colocación de las diferentes válvulas de
equilibrado. Faltan las correspondientes al circuito de producción antes de los colectores de impulsión y retorno.
Estas vávulas pueden ser de equilibrado dinámico, k-flow, como las de la primera fotografía que se calculan y eligen en función del
caudal y de la autoridad deseada ajustandose automáticamente ante variaciones de caudal en la instalación y válvulas de equilibrado estático
que deben calcularse también, elegirse y ajustarse en la puesta en marcha de la instalación.
Es necesario haber contemplado la utilización de válvulas de equilibrado en el diseño de la instalación, así como su ajuste
en la puesta en marcha en el caso de válvulas de equilibrado estático. Cualquier solución de equilibrado durante la explotación
de la instalación será siempre mucho más costosa si no se contemplo previamente en el diseño.
La utilización de válvulas de equilibrado hidráulico es fundamental para el correcto funcionamiento de las instalaciones,
lo que redundará en
un buen funcionamiento durante su explotación, creará confort y evitará derroches energéticos o consumos excesivos.
Miguel Alvarez.
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