INTEGRACION DE LOS SISTEMAS DE APOYO INDIVIDUALES EN LAS I.S.T.
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En esta edición de nuestra newsletter abordaremos los criterios de dimensionamiento de los sistemas de apoyo instantáneos como elemento que asegura la continuidad del suministro de energía térmica con independencia de las condiciones de la instalación solar, recibiendo el agua de consumo precalentada y terminado de calentarla hasta la temperatura de preparación.
Como características que lo definen tenemos:
Funcionan durante el periodo de tiempo en hay que demanda, por lo que evitan las perdidas de calor que tienen lugar en un acumulador durante los periodos de espera.
El inconveniente radica en la potencia instalada debe ser igual a la potencia punta de consumo, lo que limita su aplicabilidad al rango de potencias pequeñas
Atendiendo a la forma de conexión del sistema solar con el sistema de apoyo, tenemos dos tipos de instalaciones.
Conexión sistema solar – apoyo instantáneo en serie
Este tipo de conexión en la que el agua de consumo pasa primero por el acumulador solar y a continuación por el sistema de apoyo, caracterizándose por:
Se maximiza el aprovechamiento de la energía solar ya que toda la contribución solar es útil para reducir el santo térmico que ha de vencer el sistema de apoyo.
El sistema de apoyo debe de ser modulante para adaptarse a la temperatura de entrada y ser la necesaria para alcanzar la temperatura deseada en el peor de los escenarios, es decir: aporte solar nula, caudal punta de consumo, máxima temperatura de preparación y mínima temperatura de red
Como contrapartida se ha de tener encuentra que la mayor parte de calentadores instantáneos que se utilizan normalmente en Costa Rica se han diseñado para temperaturas de entrada de agua fría bajas o templadas, sin embargo, si se integran en instalaciones solares, esta temperatura puede oscilar desde los 12 a 29 º C dependiendo de la provincia y cantón considerado hasta temperaturas incluso superiores a los 60 º C, es por lo que estas oscilaciones tienen, para calentadores instantáneos dos consecuencias fundamentales:
Los materiales con los que se fabriquen los elementos de entrada de agua a las calderas (válvulas, juntas, detectores de flujo, etc.,) deben de estar preparados para soportar altas temperaturas o deben adaptarse medidas especiales para que el agua no llegue en estas condiciones a los aparatos
Los sistemas de regulación de la temperatura de producción del ACS deben igualmente adaptase a esas variaciones; si el arranque es por detección de flujo se pueden tener temperaturas de producción innecesariamente altas, por lo que es aconsejable diseñar sistemas con arranque por detección de temperatura y modulación de potencia.
Las soluciones mas extendidas consisten en añadir a las calderas, alguno de los conjuntos hidráulicos siguientes:
a.- Regulación de la temperatura de entrada.
Se dota a la entrada de agua una válvula mezcladora termostática tarada a una temperatura compatible con los materiales de fabricación de la caldera, teniendo en cuenta la regulación de temperatura de la que es capaz la misma.
Es una solución para tener en cuenta en instalaciones con una contribución solar alta, que incluso permita regular la temperatura hasta la temperatura deseada por usuario.
En algunos casos tiene el inconveniente de derivar en un menor aprovechamiento de la energía solar, ya que se produce una mezcla que reduce la temperatura para posteriormente volver a calentarla con la caldera, no siendo un problema en contribuciones solares bajas.
b.- Derivación del agua de entrada y mezcla en salida
Esta solución consiste en colocar a la entrada del agua precalentada por el sol una válvula termostática desviadora que derive el agua directamente al consumo cuando la temperatura de entrada sea superior a la de consigna de caldera
El siguiente paso, para evitar escaldamientos de los usuarios, en pocas de alta radiación y bajo consumo, se complementa la instalación de la válvula mezcladora antes de las distribución a griferías, para su regulación a la temperatura adecuada a la de consumo.
c.- Mezcla en salida
Con calderas diseñadas para soportar altas temperaturas a la entrada y dotadas de regulación termostática modulante el dispositivo anterior puede limitarse simplemente por la mezcladora a la salida del agua de consumo.
Conexión sistema solar – apoyo instantáneo en paralelo
En una conexión en paralelo, el suministro de agua caliente se realiza alternativamente desde el acumulador solar o desde un apoyo no modulante o todo/nada.
Para seleccionar una fuente u otra se utiliza una válvula de tres vías, manual o automática. Cuando la temperatura en el acumulador solar supera una temperatura mínima establecida, el servicio de ACS se realiza desde el acumulador. Cuando el nivel térmico disponible en el acumulador no es suficiente, la conexión conmuta al sistema de apoyo. En este caso, en el esquema de la figura se ha incluido una válvula de atemperamiento a la salida de l acumulador, a fin de limitar la temperatura de suministro a 60 ºC.
La conexión en paralelo se utiliza exclusivamente en instalaciones pequeñas, normalmente de edificios existentes, donde la conexión serie obligaría a largos trazos de conexión. El calentador de ACS trabaja con agua de red, por lo que pueden utilizarse calentadores convencionales de ACS, algo importante para o instalaciones preexistentes.
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