Alternativas de producción de agua caliente sanitaria en instalaciones hoteleras con climatización centralizada

UNIVERSIDAD Y SOCIEDAD | Revista multidisciplinar de la Universidad de Cienfuegos | ISSN: 2218-3620 Fecha de presentación: septiembre, 2015 Fecha de aceptación: octubre, 2015 Fecha de publicación: diciembre, 2015 ARTÍCULO 12 ALTERNATIVAS DE PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA EN INSTALACIONES HOTELERAS CON CLIMATIZACIÓN CENTRALIZADA ALTERNATIVES FOR SANITARY HOT WATER PRODUCTION IN HOTEL BUILDINGS WITH CHILLED WATER SYSTEMS MSc. Yarelis Valdivia Nodal1 E-mail: MSc. Yamilé Díaz Torres1 Dra. C. Margarita Lapido Rodríguez1 Universidad de Cienfuegos. Cuba. 1 ¿Cómo referenciar este artículo? Valdivia Nodal, Y., Díaz Torres, Y., & Lapido Rodríguez, M. (2015). Alternativas de producción de agua caliente sanitaria en instalaciones hoteleras con climatización centralizada. Revista Universidad y Sociedad [seriada en línea], 7 (3). pp. 88-94. Recuperado de http://rus.ucf.edu.cu/ RESUMEN Se presenta un estudio comparativo de alternativas de calentamiento auxiliar para la producción de agua caliente sanitaria en instalaciones hoteleras con climatización centralizada. Se utilizan la evaluación termodinámica y el costo del ciclo de vida como herramientas para la selección de la variante más económica y de menor impacto ambiental. Se evalúan tres alternativas de calentamiento auxiliar: con resistencias eléctricas, gas licuado de petróleo y energía solar. Los resultados demuestran que el sistema con calentador solar de apoyo aunque son la mejor opcion desde el punto de vista energetico y ambiental, su elevado costo de inversion y el tiempo de recuperacion de la inversion no lo hacen una opcion atractiva. El menor costo de ciclo de vida lo tiene el calentador a gas que aunque contribuye en mayor medida al impacto ambiental por concepto de emisiones de CO2, sin lugar a dudas es la alternativa más factible desde el punto de vista económico y de operación a lo largo de su vida útil. Palabras clave: Agua caliente sanitaria, climatización centralizada, calentadores auxiliares. ABSTRACT A comparative study of alternative auxiliary heating for sanitary hot water in hotel buildings with chilled water plant is presented. Thermodynamics assessment and life cycle cost are the tools for selecting the most economical option and reduced environmental impact. Three alternatives are evaluated for auxiliary heating: electric, gas and solar collectors heaters. The obteined results showed that the system with solar auxiliary heater even are the best option in energetic and environmental terms, the high investment cost and payback period do not confirm as an attractive option. The lower life cycle cost is achieved with gas heater that although most contributes to the environmental impact by way CO2 emissions, there is no doubt it is the most feasible alternative from an economic and operation point of wiew during its lifetime. Keywords: Sanitary hot water, chiller water system, auxiliary heaters. Volumen 7 | Número 3 | septiembre-diciembre, 2015 88 UNIVERSIDAD Y SOCIEDAD | Revista multidisciplinar de la Universidad de Cienfuegos | ISSN: 2218-3620 INTRODUCCIÓN parámetros como la temperatura de evaporación y el flujo de agua caliente sanitaria. Los sistemas de producción de agua caliente sanitaria (ACS) están muy extendidos en la sociedad moderna donde la disponibilidad de agua caliente es considerada un requisito de confort imprescindible. Uno de los sectores que más demanda este servicio es el sector hotelero, donde las necesidades de agua caliente sanitaria representan una parte importante del consumo energético. Estas necesidades varían sensiblemente dependiendo de la categoría del hotel y nivel de ocupación, alcanzando valores de hasta un 15-25 % del consumo total de energía del mismo. Montero (2014), aborda las principales deficiencias que inciden en la operación de los sistemas de agua caliente sanitaria en hoteles con climatización centralizada todo agua. Realiza mediciones de caudales de agua caliente para diferentes situaciones de demanda en habitaciones del hotel caso de estudio, evalúa los intercambiadores de placas y comprueba que una adecuada operación de los sistemas permitiría una mayor recuperación de calor en las enfriadoras (favoreciendo la condensación del refrigerante) y un menor consumo de energía eléctrica de los compresores. La producción de agua caliente sanitaria puede lograrse a través de diferentes tecnologías. Una parte significativa es producida por calderas de agua caliente, aunque en la mayoría de las instalaciones hoteleras que poseen sistemas de climatización centralizada se obtiene a partir del aprovechamiento del calor de condensación residual, según lo establecido por la norma NC 45-6:1999. La selección adecuada de los calentadores auxiliares debe realizarse sobre la base de criterios energéticos, económicos y ambientales. En este sentido, la evaluación energética y el costo de ciclo de vida constituyen herramientas de apoyo en la toma de decisiones, tanto en el diseño como en la operación de los sistemas. El objetivo principal de este trabajo es realizar un estudio comparativo de alternativas tecnológicas de producción de agua caliente sanitaria en sistemas de climatización centralizada con recuperación de calor y calentadores auxiliares, que faciliten la selección de la variante más adecuada. En estas instalaciones, la disponibilidad de calor para la recuperación es variable y, en ciertas condiciones de operación, resulta insuficiente para satisfacer la demanda de ACS, lo que conlleva a la necesidad de un calentamiento auxiliar y por tanto un consumo adicional de energía. Los portadores energéticos que por lo general se utilizan para ello son: gas licuado del petróleo (GLP), diesel, fuel oil y energía eléctrica. En las instalaciones que poseen climatización centralizada, el sistema de producción de agua caliente sanitaria está integrado por las enfriadoras de agua que incorporan recuperadores de calor sensible, en los que se logra el aprovechamiento del potencial térmico del refrigerante en este punto del ciclo. Este calor se utiliza para calentar agua en un circuito cerrado, donde por medio de intercambiadores de calor agua-agua el mismo se transfiere en un circuito secundario al agua de consumo. Hasta el momento, en Cuba, no se reporta el empleo de energías renovables para el calentamiento auxiliar en tales sistemas. Ello sin dudas favorecería la disminución del consumo de energía primaria y la reducción del impacto ambiental asociado. Cuando la cantidad de calor recuperado es insuficiente para alcanzar la temperatura deseada del agua para consumo, entonces se requiere del uso de calentadores auxiliares para satisfacer estas necesidades. Varios autores (Atkinson, 2009; Montero, 2010; Rahman, 2011; Bernardo, 2012; Ayompe, 2013) refieren que no existe una única variante para el calentamiento de agua sanitaria, que ello depende de diversos factores como las características de la edificación, equipamiento disponible, el uso de las fuente de calor (...truncated)