El Departamento de Energía de Estados Unidos ha determinado que el calentamiento de agua representa entre el 14 y el 18 por ciento del consumo de energía en el hogar estadounidense promedio, lo que representa entre 400 y 600 dólares al año y es el segundo mayor gasto energético. Los costes del calentamiento del agua están fuertemente determinados por tres factores principales: el tipo de calentador, la fuente de energía y los hábitos de consumo.
Dado que el agua caliente es una necesidad básica en los edificios, especialmente en los estados del norte como Nueva York, los propietarios de edificios deben asegurarse de seleccionar el tipo de calentador que mejor se adapte a sus necesidades. En la mayoría de los casos, las dos opciones principales son:
- Calentador de agua convencional con tanque de almacenamiento.
- Un calentador de agua instantáneo o sin tanque en el que el agua se calienta completamente a medida que fluye.
Independientemente del tipo de calentador que elija, hay disponibles modelos eléctricos y de gas. En promedio, una casa con un calentador sin tanque gastará $100 menos en agua caliente cada año, pero eso no significa que los calentadores de almacenamiento deban pasarse por alto. Cada alternativa tiene ventajas y desventajas.
El exceso de ingeniería aumenta los costos sin ningún beneficio.
Descubra qué sistemas buscar.
Clasificación de calentadores instantáneos por fuente de combustible.
Hay calentadores sin tanque eléctricos y de gas, y aunque su principio de funcionamiento principal es el mismo, existen algunas diferencias clave entre los dos tipos:
Calentadores de gas sin tanque
Estos calentadores generalmente ofrecen un costo operativo más bajo porque funcionan con gas y pueden manejar caudales más altos que los calentadores eléctricos, a menudo hasta 5 GPM en modelos más grandes. Sin embargo, los calentadores instantáneos a gas a menudo requieren una mejora en la entrada del servicio de gas, lo que aumenta su costo inicial; y además requieren de una chimenea para eliminar los gases de combustión.
En general, los calentadores de gas sin tanque son rentables si la instalación de gas existente es adecuada para la unidad y ya hay una chimenea instalada. De lo contrario, el coste inicial de la instalación de gas y la chimenea asociada podría anular los beneficios del proyecto.
Calentadores eléctricos sin tanque
Estos calentadores, que funcionan con electricidad, tienden a tener un costo operativo más alto que sus homólogos de gas, pero su costo inicial es bajo: los accesorios eléctricos son más fáciles de actualizar que las líneas de gas y estos calentadores no requieren mantenimiento.
Los calentadores eléctricos sin tanque tienen una desventaja en cuanto a caudal respecto a los calentadores de gas: incluso los modelos más grandes suelen estar limitados a valores inferiores a 2 GPM. Sin embargo, esto se puede compensar simplemente instalando más unidades en paralelo. Al actualizar los sistemas de agua caliente existentes, los calentadores eléctricos sin tanque tienden a ser la opción ganadora debido a la ventaja de costo inicial.
¿Cuál es la mejor opción?
Ningún tipo de calentador puede considerarse mejor que el otro: algunos diseños favorecerán el gas y otros la electricidad.
- Los calentadores de gas son los más adecuados para instalaciones nuevas, o en proyectos existentes con alta demanda de agua caliente y donde la instalación de gas y la chimenea sean adecuadas.
- Los calentadores eléctricos suelen ser la mejor opción cuando se modernizan instalaciones existentes sin el suministro de un calentador de gas, cuando la demanda de calefacción es relativamente baja o si el cliente prefiere calentadores de punto de uso en múltiples ubicaciones.
Cuando las condiciones del sitio son adecuadas para ambas opciones, la decisión se puede tomar en función del desempeño financiero: ¿qué tipo de calentador proporciona el mayor ahorro neto con respecto a la instalación existente?
Ventajas del agua caliente instantánea
Independientemente de la fuente de energía, los calentadores de agua sin tanque ofrecen varias características de rendimiento que los convierten en la opción preferida en muchos hogares estadounidenses.
Los calentadores instantáneos son compactos.
El depósito de agua caliente es el equipo de mayor tamaño en las instalaciones de calefacción convencionales y esto puede suponer un problema cuando el espacio es una limitación. Por lo tanto, los calentadores de agua sin tanque son comunes en apartamentos unifamiliares, casas pequeñas y otras casas de tamaño similar.
La ventaja del tamaño es especialmente cierta en el caso de los calentadores de punto de uso, que se pueden instalar fácilmente en una pared cerca de un lavabo, una ducha o un grifo.
Los calentadores instantáneos ahorran energía en la mayoría de las aplicaciones.
Los calentadores de agua de almacenamiento consumen energía constantemente solo para mantener el agua en el tanque a la temperatura deseada. Este desperdicio de energía se evita con los calentadores sin tanque y, aunque el ahorro varía según el diseño, puede superar el 30% en casos extremos.
Aunque no es común, hay casos en los que los calentadores eléctricos sin tanque pueden ser más costosos de operar que sus contrapartes de almacenamiento; Esto sucede si se aplican tarifas eléctricas por horas y el calentador se utiliza mucho, precisamente cuando se cobran las tarifas pico.
Flexibilidad de diseño en nuevas instalaciones.
Otra ventaja importante de los calentadores instantáneos es que, al no utilizar depósito de almacenamiento, existe flexibilidad en la configuración de la instalación:
- Se puede instalar un solo calentador en toda una casa.
- Se pueden utilizar múltiples calentadores de punto de uso en ubicaciones estratégicas.
- Una combinación de ambos enfoques.
Usar un solo calentador es la opción recomendada cuando hay una carga de calentamiento de agua constante y predecible que requerirá toda la capacidad de la unidad. Por otro lado, los calentadores de punto de uso son la mejor opción cuando hay pocos lugares con consumo variable, por ejemplo dos baños y un grifo de cocina en un apartamento pequeño.
Los calentadores sin tanque tienen una vida útil más larga
Otra ventaja importante de los calentadores sin tanque es su larga vida útil: normalmente duran 20 años o más, mientras que las bombas de calor y los calentadores de almacenamiento convencionales suelen durar de 10 a 15 años. Sólo los calentadores solares ofrecen una vida útil comparable a la de los calentadores sin tanque.
Un calentador sin tanque puede parecer costoso en términos de costo inicial, pero considere que reemplaza dos calentadores convencionales a lo largo de su vida útil. Evitará el coste del calentador acumulador de repuesto, así como el coste de mano de obra asociado.
Sinergia con calentadores de agua solares
Un calentador sin tanque puede proporcionar excelentes resultados cuando se combina con un calentador de agua solar:
- El colector solar dispone de un depósito de almacenamiento, compensando una de las principales limitaciones de los calentadores instantáneos.
- El calentador sin tanque permite que el colector solar proporcione una producción constante: en los días en que la luz del sol no puede proporcionar un calentamiento constante debido a las condiciones climáticas, el calentador sin tanque puede cubrir cualquier espacio.
Básicamente, el calentador sin tanque proporciona agua caliente a pedido, mientras que el colector solar proporciona calefacción y almacenamiento gratuitos. Cuando se combinan ambos tipos de calentadores, el resultado es un suministro confiable de agua caliente.
Desventajas del agua caliente instantánea
Los sistemas de agua caliente instantánea ofrecen un rendimiento sólido, pero no están exentos de limitaciones. Como ocurre con cualquier decisión de ingeniería, existen ventajas y desventajas que se deben considerar antes de la instalación.
Los calentadores sin tanque no pueden almacenar agua caliente
Al carecer de un tanque, los calentadores instantáneos no pueden almacenar agua caliente para su uso posterior y existen varios escenarios en los que esto podría ser un problema.
Si la empresa de gas o electricidad interrumpe el servicio debido a un mantenimiento de rutina o una emergencia, los clientes afectados no tendrán acceso a agua caliente hasta que se restablezca la fuente de calor. Con los calentadores de agua es posible mantener un tanque lleno de agua caliente como reserva.
Los calentadores de agua eléctricos pueden aprovechar las tarifas eléctricas por horas, maximizando el consumo cuando la energía es barata y utilizando sólo agua caliente almacenada cuando las tarifas son altas. Esto no es posible con un calentador sin tanque; Si se necesita agua caliente durante los picos de demanda, no queda otra opción que consumir electricidad costosa.
Los calentadores sin tanque ofrecen menor eficiencia que las bombas de calor
Según lo declarado por el Departamento de Energía, el hogar promedio de EE. UU. ahorra $100 por año con un calentador sin tanque, pero esto aumenta a $300 en promedio con una bomba de calor. Además, las bombas de calor pueden utilizar tanques de agua caliente, ofreciendo la máxima eficiencia sin renunciar a la comodidad del almacenamiento de energía.
La única limitación de las bombas de calor es que son básicamente refrigeradores que funcionan a la inversa, por lo que su respuesta es más lenta que la de los calentadores sin tanque. También tienen un costo inicial más alto, pero generalmente son la opción disponible con mayor eficiencia energética. Actualmente existen modelos de bombas de calor que pueden utilizar energía geotérmica para aumentar su eficiencia, proporcionando un ahorro aún mayor al propietario.
Los calentadores sin tanque pueden proporcionar temperaturas inconsistentes
Los calentadores convencionales tienen un depósito de agua caliente, lo que facilita que el sistema suministre agua a una temperatura constante. Por otro lado, los calentadores sin tanque deben aumentar la temperatura del agua a un valor específico a su paso y pueden tener dificultades para responder a cambios repentinos en la demanda:
- En hogares con calentador central sin tanque, las caídas repentinas en el consumo de agua caliente pueden provocar un aumento drástico de la temperatura. Luego, el calentador ajustará su funcionamiento para satisfacer la nueva demanda, pero el agua sobrecalentada presente durante el período de transición puede causar molestias o incluso quemaduras leves.
- También se aplica lo contrario: un aumento repentino del consumo de agua caliente puede hacer que la temperatura baje, mientras que el calentador aumenta su potencia para satisfacer el mayor caudal.
Las temperaturas fluctuantes suelen ser un problema cuando un calentador central instantáneo se somete a una carga variable. Cuando se utilizan varios calentadores sin tanque de forma independiente, la temperatura del agua caliente tiende a ser más constante porque las tuberías no se afectan entre sí.
¿Cómo se comparan los calentadores sin tanque?
Suponiendo que un diseño ofrezca condiciones adecuadas para calentadores sin tanque tanto eléctricos como de gas, el factor clave que determina la mejor opción es el costo operativo. Todos los calentadores tienen un factor de energía (EF), que es una medida de la eficiencia con la que la unidad utiliza la entrada de energía. Sin embargo, el calefactor con el EF más alto no será necesariamente el más barato de utilizar; también hay que tener en cuenta el coste del combustible.
- Si ambos calentadores usan la misma fuente de energía, el que tenga el EF más alto tendrá el costo operativo más bajo.
- Cuando la fuente de energía es diferente, el costo de operación debe estimarse con base tanto en el FE como en el precio unitario de la energía.
Observaciones finales
Los sistemas de agua caliente instantánea ofrecen las ventajas de un tamaño compacto y una mayor eficiencia energética que los calentadores de agua convencionales, además de tener una vida útil más larga. Sin embargo, renuncian a la capacidad de almacenar agua caliente para su uso posterior y las temperaturas pueden fluctuar cuando la demanda de agua caliente cambia drásticamente.
Para determinar el mejor calentador de agua para su aplicación, le recomendamos que se comunique con una empresa de ingeniería calificada. Pueden ayudarlo a seleccionar la opción que mejor se adapte a las condiciones y necesidades de su proyecto, mientras optimiza el costo total de propiedad.
