¿Paralelo o uno detrás de otro?
¿Qué hacer con varios depósitos intermedios?
Cada vez son más las instalaciones equipadas con acumuladores intermedios, ya sea para bombas de calor, calderas de leña, unidades de cogeneración o instalaciones solares térmicas. No es infrecuente que el volumen de almacenamiento necesario tenga que dividirse entre varios depósitos más pequeños porque sólo éstos caben por las puertas o las escaleras. Esto plantea la cuestión de si una conexión en paralelo o en serie de los acumuladores intermedios es la mejor solución. Como suele ocurrir en la vida, la respuesta adecuada es: "Depende".
Básicamente, nuestros clientes, lectores e interesados saben que la eficacia del almacenamiento de calor depende mucho de la estratificación en el acumulador. Y cuando se trata de estratificación, un acumulador delgado y alto es sin duda mejor que uno pequeño y ancho de gran diámetro.
Foto 1
La figura 1 muestra un cilindro intermedio con tres conexiones en paralelo. Es evidente que, con la conexión en paralelo, el volumen total se distribuye por la sección transversal en varios depósitos. También puede verse que el número de depósitos puede aumentarse en función de las necesidades. Lo importante de la conexión en paralelo es que
- todos los contenedores están a la misma altura
- todos los puertos de conexión (1) a (3) pertenecientes entre sí están a la misma altura
- los cables de conexión discurren exactamente en horizontal
- los cables de conexión sean lo más cortos posible, sin curvas y con secciones transversales grandes
- las líneas de conexión siempre desembocan verticalmente en las líneas de conexión
Foto 2
La figura 2 muestra la conexión en paralelo de depósitos con cuatro conexiones, para la que se aplican las mismas condiciones. También es importante señalar aquí que el número de depósitos puede seleccionarse independientemente del número de conexiones, lo que constituye una gran ventaja de la conexión en paralelo.
Foto 3
La figura 3, en cambio, muestra la conexión en serie de dos depósitos de inercia. Se aprecia claramente que en este caso el volumen total se distribuye en la altura de varios depósitos. Mientras que en la conexión en paralelo todos los depósitos contienen las mismas temperaturas, en la conexión en serie hay depósitos con temperaturas diferentes. El número de depósitos en serie también se corresponde con el número de zonas de almacenamiento, que está directamente relacionado con el número de conexiones. En la figura 4, por ejemplo, hay tres depósitos conectados en serie, lo que corresponde a un acumulador con cuatro conexiones (1) a (4). La conexión en serie es sin duda una ventaja para la estratificación en el tampón. Además, los depósitos no tienen por qué estar a la misma altura y las líneas de conexión no tienen por qué ser horizontales, rectas o tener una sección transversal especialmente grande. En resumen, ¿sólo ventajas?
Foto 4
Foto 5
No, porque la conexión en serie también presenta una grave desventaja: ¡no es posible la compensación por gravedad entre los distintos depósitos (zonas tampón)! La figura 5 explica lo que esto significa: Si, por ejemplo, se desea combinar un acumulador intermedio con un intercambiador de calor solar interno y otro con un serpentín de ACS interno, esto sólo puede conseguirse mediante igualación por gravedad y, por tanto, conexión en paralelo. Con una conexión en serie, el calor solar nunca llegaría al ACS en verano. Si, por el contrario, se utiliza una estación de carga solar y una estación de agua fresca, como se muestra en la Fig. 6, se puede utilizar una conexión en serie, ya que las estaciones y sus bombas garantizan el transporte de calor entre los depósitos individuales. Sin embargo, es importante garantizar que la estación de carga también cargue el acumulador intermedio superior o más caliente en verano, es decir, que contenga un módulo de carga estratificado (válvula de cambio de temperatura diferencial). Si esto está garantizado, la conexión en serie puede aprovechar plenamente sus ventajas frente a la conexión en paralelo.
Foto 6
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Depósito de inercia de acero de 1.000 litros con tres discos fijos
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