En un acumulador, el agua caliente ocupa la parte alta y el agua fría la parte baja. Esa separación en capas es lo que fija la temperatura que el generador ve a la entrada de su intercambiador, y por tanto su rendimiento instantáneo. El método de cálculo del certificado energético francés traduce la geometría del depósito en un coeficiente de pérdida, 0,33 para un horizontal de 100 a 200 litros frente a 0,20 para un vertical de categoría C, es decir 1 063 frente a 644 kWh de pérdidas anuales a 200 litros. La diferencia de 419 kWh al año se debe únicamente a la posición de la cuba, a igual volumen y a igual uso.
Lo que la estratificación cambia para el generador
La magnitud útil es la temperatura que ve la fuente, no la del grifo
Un acumulador estratificado presenta en su base agua próxima a la temperatura de red. Es esa agua la que recoge la fuente de calor, y cuanto más fría está, mayor es el salto hasta la consigna. Cuando las capas se mezclan, la base sube de temperatura, el generador trabaja contra un salto reducido y su rendimiento instantáneo se desploma, sin que nada aparezca en el grifo mientras la parte alta aguante.
En una bomba de calor, el fondo de la cuba gobierna el rendimiento
Una bomba de calor o un termo termodinámico produce mejor cuanto más baja se mantiene la temperatura de condensación. Una cuba agitada obliga a llevar todo el volumen a la consigna en lugar de recargar por abajo, lo que alarga los ciclos y sube la temperatura media de condensación. En una resistencia eléctrica el mecanismo es distinto pero el efecto es real: la potencia es fija, de modo que la mezcla se paga en duración de calentamiento y en número de rearranques.
Lo que el método de cálculo retiene de todo esto
El método no modeliza las capas. Constata el resultado y lo codifica en un coeficiente de pérdida tabulado, con dos geometrías y nada intermedio. Es una simplificación, pero es la que cuenta, y alimenta directamente el consumo de agua caliente del certificado.
Lo que el cálculo cuantifica de la geometría
Dos geometrías, dos coeficientes
Extracto de la tabla de pérdidas de acumulación del método francés, en Wh por litro, por grado y por día.
| Coeficiente de pérdida | ≤ 100 L | 100 a 200 L | 200 a 300 L | > 300 L |
|---|---|---|---|---|
| Calentador horizontal | 0,39 | 0,33 | 0,30 | 0,30 |
| Vertical, categoría C o 3 estrellas | 0,25 | 0,20 | 0,18 | 0,16 |
La fila horizontal es única. A diferencia de las verticales, no se desglosa según la categoría del depósito, lo que equivale a decir que el método considera la geometría dominante frente a la calidad del aislamiento. Las dos filas verticales intermedias figuran en la tabla completa de pérdidas de acumulación.
La diferencia en kilovatios hora
Pérdidas anuales calculadas con la fórmula del mismo apartado, redondeadas al kWh.
| Volumen | Horizontal | Vertical categoría C | Diferencia |
|---|---|---|---|
| 100 L | 628 | 403 | 225 |
| 150 L | 797 | 483 | 314 |
| 200 L | 1 063 | 644 | 419 |
| 250 L | 1 208 | 725 | 483 |
| 300 L | 1 450 | 870 | 580 |
La diferencia crece con el volumen, lo que invierte una intuición frecuente: cuanto mayor es la necesidad, más pesa la elección de la geometría, cuando se tiende a considerar que la limitación del local lo justifica todo en cuanto se sube de litraje.
Lo que la tabla no dice
No dice nada de la calidad de las conexiones, de la presencia de un difusor en la entrada de agua fría, del caudal de carga ni de la posición de la sonda de regulación. Dos acumuladores verticales idénticos mal conectados se comportarán como horizontales sin que el cálculo lo vea. La tabla acota el asunto, no lo sustituye.
Medir la estratificación en lugar de suponerla
La medida arriba, en el medio y abajo
Tras un mínimo de dos horas sin extracción, tome la temperatura de contacto en tres puntos de la altura de la cuba, sobre la virola y no sobre las conexiones. Un perfil claramente decreciente indica capas establecidas. Un perfil plano señala mezcla, cuya causa es casi siempre hidráulica y no térmica.
El ensayo de extracción
Abra un punto de consumo a caudal constante y mida el volumen extraído antes de que la temperatura de salida baje de la temperatura útil objetivo. Ese es el volumen realmente disponible, a comparar con el volumen nominal del acumulador. La diferencia entre ambos es la medida directa de lo que la estratificación le aporta.
El retorno del bucle de recirculación
En una instalación con recirculación, mida la temperatura del retorno. Un retorno anormalmente caliente indica que el bucle está devolviendo energía al acumulador en lugar de compensar pérdidas de red, y que agita la cuba en cada circulación. El asunto se trata en detalle en el artículo sobre el bucle de recirculación de ACS.
Los ajustes que rompen las capas
El caudal de carga
Un caudal de carga demasiado alto introduce energía más deprisa de lo que la cuba puede ordenarla, y el chorro entrante atraviesa las capas en vez de alimentarlas por abajo. En un acumulador con serpentín, el primer reflejo es comprobar la velocidad del circulador primario antes de sospechar de la cuba.
La posición de la sonda y la consigna
Una sonda colocada demasiado abajo obliga al generador a llevar todo el volumen a la consigna, lo que suprime mecánicamente la estratificación. Una sonda en la zona alta permite recargar por tramos. La consigna se ajusta al consumo real y a los límites nacionales en el punto de consumo, con mezclador termostático en cuanto la acumulación está más caliente de lo admitido.
El punto de reinyección de la recirculación
Un retorno de recirculación conectado demasiado cerca de la salida de agua caliente recalienta justo la zona que debe permanecer más caliente y desestabiliza la parte alta de la cuba. Reinyectar en una conexión intermedia con válvula antitermosifón, programar la bomba en las franjas de uso y aislar el bucle de forma continua bastan para eliminar lo esencial de la mezcla parásita.
Lo que la geometría no resuelve
El volumen sigue siendo el primer parámetro
Una estratificación perfecta en un acumulador demasiado pequeño da agua templada igualmente en la segunda extracción. La geometría optimiza el uso del volumen, no lo crea. El dimensionado se resuelve antes, sobre las extracciones simultáneas registradas en la visita, como se detalla en el artículo sobre el volumen de acumulación de ACS.
Cuando el local impone el horizontal
La elección no siempre está abierta. Bajocubierta, falso techo, buhardilla, armario bajo: la altura disponible decide antes que nada, y se toma durante la visita técnica, en la que el técnico documenta el local y la posición de los equipos. En ese caso el asunto ya no es el rendimiento sino el arbitraje de montaje, el espacio ocupado y la sujeción, tratados en el artículo sobre la elección entre termo vertical y horizontal. El sobrecoste de funcionamiento se cuantifica entonces con la tabla anterior y se escribe en el presupuesto.
Los puntos a validar antes de fijar la elección
- Altura libre real, medida con la trampilla abierta y no sobre plano.
- Posición de la sonda de regulación y accesibilidad de la conexión intermedia.
- Caudal de carga disponible en el generador y velocidad del circulador.
- Consigna elegida y presencia de mezclador termostático a la salida.
