Wikipedia nos define la energía térmica como «la parte de energía interna de un sistema termodinámico en equilibrio que es proporcional a su temperatura absoluta y se incrementa o disminuye por transferencia de energía, generalmente en forma de calor o trabajo, enprocesos termodinámicos». En este artículo veremos cómo se comporta y qué partes básicas integran un contador de energía térmica.
Para medir el volumen de agua hemos de tener en cuenta el caudalímetro y las temperaturas en la tubería de suministro y la de retorno. Por este motivo, hemos de tener instaladas dos sondas de temperatura. Finalmente, el calculador es quien ofrece el dato final de energía térmica del contador gracias a que como elemento principal conecta todos los dispositivos.
Entrando en detalle, un contador de energia térmica está formado por:
1) un caudalímetro: mide el volumen y puede ser mecánico por turbina o de ultrasonido, tipología que se está imponiendo por las ventajas de rendimiento y eficacia. De hecho, hay fabricantes que ya únicamente fabrican caudalímetros de ultrasonidos, no mecánicos.
La tecnología de ultasonido es un sistema sin piezas mecánicas en movimiento que cuenta con dos «traductores» A y B, y una señal de sonido que pasa del uno al otro en unos espejos situados en el paso del agua. Si hay caudal de agua, el camino entre A y B en el sentido del agua es más corto que a contracorriente. Por lo tanto, calculando la diferencia entre estos dos tiempos tendremos el caudal de agua que pasa. Es decir, el sonido cuando pasa a contracorriente tarda más, aunque son diferencias pequeñas de 280 nanosegundos.
Para entender exactamente el cuadalímetro nos dedemos fijar en las fichas técnicas, donde se especifican los valores de cada uno de los elementos. Por ejemplo, en los caudales hablamos de Qp (caudal permanente) en contadores de energía térmica y no de Qm como en los contadores de agua o de gas. Qs se refiere al caudal de saturación que es dos veces el valor de Qp. Por otra parte, el caudal máximo es 10% más del caudal de saturación. Finalmente, está el caudal mínimo (Qi) y una relación que define el rango dinámico del contador, que cuanto más grande es mayor es la capacidad de medición entre caudales. El ratio que define el rango básico es Qp/Qi, que puede ser 100 y hay modelos de 150 y hasta de 400.
Además, podemos de hablar de clase metrológica según la EN 1434 y MID, que definen tres calses de contadores. La primera clase solo se utiliza para cuadalímetros usadas en rampas y en laboratorios muy precisos para hacer calibraciones. Así msmo, están la clase 2 (estándar) con un margen de error de ±2% y la clase 3, con un margen de error de ±3%. La clases 3 se usa en los mercados en los que la medición no es lo más importante ni se utiliza con asiduidad.
La ficha técnica, por último, incluye las clases de condiciones ambientales. En este caso hay que tener cuidado porque los contadores términos no pueden instalarse en la itemperie y han de estar protegidos.
2) una sonda de temperatura que siempre van por pares, una sonda fría y una caliente, que pueden ser de varios tipos PS (PocketShort, sondas con vainas para calibres medianos de 25) o DS (DirectShort, más recomendada actualmente para calibres pequeños). Pueden ser de dos tipos, PT 100 (100 omnios a 0 grados) y PT 500 (500 omnios a 0 grados, menos sensible a las resistencias parásitas producidas por los cables que van del calculador a la sonda). Los cables, a su vez, pueden ser de 2 o de 4 hilos. Estos últimos ayudan también a reducir los parásitos de los cables en distancias largas.
3) un calculador, alimentado por batería (sin suministro de red) o por corriente eléctrica 220 V. Recoge los datos de cuadal y de temeperatura, calcula y ofrece todos los valores. No se pueden programar a posteriori e incluye un datalogger que permita almazenar hasta 24 valores mensuales. La instalación es importante porque es una fuente de errores. Por ejemplo, el caudalímetro se ha de instalar siempre vertical u horizontalmente inclinado de más de 45º hasta menos 45º. Ni totalmente boca arriba ni totalmente boca abajo.
Estos dispositivos pueden comunicarse entre sí actualmente mediante Mbus, ModBus, radiofrecuencia, etc. Por tanto, también tenemos la posibilidad de integrar en el contador una tarjeta de comunicaciones.