La mezcla inteligente resuelve los problemas

"El sistema vale cada euro"

El gremio SHK de Schweinfurt se trasladó a un nuevo edificio de la asociación en 2004. El nuevo edificio del polígono industrial de Hainig iba a ser un "centro de ahorro de energía". Por un lado, querían operar de forma ejemplar en términos de energía y, por otro, debían mostrarse aquí todas las tecnologías posibles. Todo se hizo con iniciativa y empeño, pero hubo una cosa que molestó al gerente del gremio, Josef Bock: el tanque de almacenamiento, cargado con la energía térmica de la bomba de calor, la caldera de pellets y el sistema solar, no estaba estratificado de forma óptima. Los buenos consejos son caros.

Fig.1: Josef Bock, director general del gremio, delante del nuevo edificio del gremio en la Mathäus-Stäblein-Straße. Gran parte del trabajo fue realizado por los propios miembros.

El antiguo local de la Cámara de Artesanos local estaba a reventar: Faltaban aulas de formación modernas para las empresas afiliadas y las condiciones de examen para los aprendices ya no eran las ideales. El edificio del polígono industrial de Hainig, en Schweinfurt, no sólo es atractivo por sus colores azul, verde y amarillo. También llama la atención por su moderna arquitectura y el digno equipamiento con chimeneas de acero inoxidable, procesamiento de cobre y el sistema solar en el tejado y la fachada. En el interior, el edificio es un hervidero de colorida actividad, con alumnos de distintas edades que parecen haberse adueñado de él. Josef Bock explica: "Además de la formación de adultos, aquí organizamos regularmente proyectos escolares sobre el tema de la tecnología en los oficios. Los alumnos de octavo curso realizan aquí prácticas de dos semanas. Los niños de hoy son los aprendices de mañana y ellos, a su vez, los trabajadores cualificados de pasado mañana. El oficio de fontanero exige mucho de los trabajadores cualificados: un alto nivel de conocimientos generales, una comprensión técnica de la teoría y la experiencia práctica necesaria. Se puede aprender a colocar una tubería en una semana, pero instalar una bomba de calor geotérmica para que funcione correctamente en términos de eficiencia energética requiere un poco más de conocimientos".

En portada: Educación de adultos

Fig. 2: Una de las aulas de formación donde se imparten los cursos de formación de instalador de servicio al cliente de HVAC.

Por ejemplo, se forma al "técnico de atención al cliente SHK". Aparte de Schweinfurt, este programa de formación sólo está disponible en Traunstein. El curso de formación continua "Especialista en electricidad" comprende 48 horas lectivas y toda empresa especializada que quiera sustituir una bomba de calefacción, por ejemplo, debe acreditar esta formación continua. Algunas empresas (aún) no se dan cuenta de ello, pero en caso de accidente, van sobre seguro, afirma el Director General. Por primera vez, este año también se ofrece el curso de "Asesor energético". Junto con la oficina responsable de la administración del distrito, este programa de formación continua se irá ampliando sucesivamente. También se ha adquirido ya una cámara termográfica. El interés por este tipo de imágenes es indudable, como confirma el creciente número de consultas. Josef Bock no quiere que las empresas asociadas desaprovechen a la ligera sus oportunidades en nuevas áreas de negocio.

Para todos: condiciones óptimas

Fig. 3: En esta sala de formación hay un moderno puesto de trabajo informático a disposición de cada participante.

El edificio cuenta con dos salas de formación. Una de ellas contiene aparatos de calefacción de gas de varios proveedores y, por tanto, cubre toda la gama de tecnología de calefacción de gas, mientras que la otra está dedicada a la tecnología de calefacción de gasóleo. También hay un laboratorio informático con doce puestos de trabajo. Aquí puede impartirse, por ejemplo, el curso de formación "Consultor energético", y cada puesto dispone de su propia y moderna pantalla plana. De este modo, el formador también puede acceder al software de formación de la ZV SHK. El edificio también cuenta con un taller, oficinas y una sala de descanso, que también pueden utilizarse para presentaciones especializadas -por ejemplo, sobre bombas de calor, calderas de pellets, energía geotérmica, etc.- a mayor escala. Aquí se cuentan hasta 1.000 visitantes al año. Josef Bock ve su gremio como una organización de servicios para sus miembros, lo que le estimula constantemente a desarrollar y ofrecer nuevos servicios.

Una sala: diferentes usuarios

Fig. 4: La sala recién construida en los locales del gremio ofrece ahora unas condiciones ejemplares para los exámenes de oficial. Durante el periodo libre de exámenes, los alumnos aprenden a trabajar con distintos materiales en cursos prácticos.

Por ejemplo, la nueva sala que se añadió en 2006. Aquí es donde se celebran los exámenes de oficial para la nueva profesión de mecánico de instalaciones. Las condiciones de los exámenes para la nueva profesión han cambiado y se han vuelto más exigentes, al igual que las condiciones de los exámenes prácticos. El espacio de la BTZ en la Cámara de Oficios ya no era el ideal, por lo que se decidió construir una ampliación en la nueva sede del gremio. Aquí, 16 aprendices pueden examinarse al mismo tiempo. También se ofrecen y celebran aquí regularmente cursos de formación para el oficio de hojalatero. Además, aquí se organizan proyectos con alumnos de secundaria, que aprenden a trabajar con distintos materiales y herramientas. Por ejemplo, se realizan trabajos de albañilería, pavimentación y serrado. Además de las actividades prácticas, en estos proyectos también se fomenta el trabajo en equipo. Este año, una casa entera -en miniatura, por supuesto- se construirá entre todos en el vestíbulo. En la segunda parte del proyecto, se enseñan los fundamentos de la electrotecnia, por ejemplo, en relación con la tecnología de control en la ingeniería de calefacción, para mostrar lo que es realmente la electricidad y también para hacer hincapié en los peligros de la electricidad y sus posibilidades. La carpintería también desempeña un papel importante. Aquí juegan un papel importante la manipulación de diferentes tipos de madera, el tema de la protección del medio ambiente y la prueba de herramientas sencillas, pero también la teoría, la observación de medidas, etc. Al final, los niños se llevan a casa una pieza hecha por ellos mismos, como una casita para pájaros.

Ejemplar: ayudar a las personas a ayudarse a sí mismas

Fig. 5: La integración en la fachada permite captar de forma óptima los rayos solares incluso en invierno.

Pero eso no es todo en la casa gremial de Schweinfurt: la llamada "clase práctica" no debe quedar sin mención. La clase práctica, 25 alumnos de una escuela secundaria (7 naciones), pasan un año en el gremio. Según Josef Bock, estos alumnos rara vez experimentan algo positivo. Junto con los profesores, se supone que adquieren experiencias positivas y aprenden a pensar en positivo, lejos de las calificaciones y las reprimendas. Mientras que la mentira, el engaño y la falta de confianza prevalecen al principio, la fiabilidad, la puntualidad y la confianza deben aprenderse más adelante. Junto con la escuela, se establecen tareas que combinan teoría y práctica. Por ejemplo, se hornean pasteles y los alumnos se dan cuenta de que tienen que saber leer, pesar y calcular. Con ello se pretende motivar a los alumnos para que vean las matemáticas no como una teoría molesta, sino como una herramienta importante en la vida cotidiana y fomentar así su deseo de aprender. La mejor recompensa para Josef Bock y sus colegas es poder colocar a esos alumnos en un puesto de aprendizaje.

Numerosas fuentes de calor y un depósito de inercia

Tanque de almacenamiento intermedio con tres rendeMIX

Fig. 6: La memoria con las entradas y salidas y los tres rendeMIX.

Los locales del gremio están bien utilizados, unos 80%, calcula Josef Bock. Difícilmente se puede hacer más, ya que él mismo organiza muchos de los cursos de formación para adultos, además del trabajo de oficina. El edificio tiene tres plantas y las dos salas de formación miden 85 metros cada una.²grande, el taller de 120 m²la sala de descanso 120 m². Con las oficinas, aseos, lavabos y la cocina, aprox. 700 m²superficie. Todo el edificio se calienta mediante una bomba de calor con absorbedor de superficie. Se han tendido unos 400 metros de tuberías en las instalaciones del gremio. La bomba de calor tiene una potencia de 8,7 kW, perfectamente suficiente durante el periodo transitorio. En los días más fríos, toma el relevo una caldera de pellets. Todos los aparatos de calefacción del edificio pueden aportar su calor al sistema, independientemente de si son calderas de gasóleo o gas o sistemas solares. Todo el calor generado en cualquier parte de la casa va a parar al depósito de inercia de 1.500 litros del sótano. A la hora de construir el nuevo edificio, para los miembros del gremio era importante estar "a la última" y contar con el mayor número posible de tecnologías disponibles en el mercado in situ y en acción.

Error cardinal: Mezcla en el tanque de almacenamiento

Fig. 7: "Nunca hemos tenido 20° C en este punto", Josef Bock señala la zona fría del depósito de inercia.

De las palabras de Josef Bock se desprende lo mucho que debió de "molestarle" el problema, porque dice: "En realidad es vergonzoso, tuvimos una confusión en el depósito de inercia." Sabiendo perfectamente que este sistema no es "del montón" y que no se puede comparar fácilmente con otros sistemas debido a la variedad de los aproximadamente 18 generadores de calor. En este caso, el problema no era ni el elevado consumo de energía ni las cámaras frigoríficas. El gran número de conexiones y bombas en el cilindro hacía que el agua del cilindro se mezclara. Esto se podía comprobar directamente con los sensores de temperatura instalados. Lo realmente molesto era que a veces había que cancelar las sesiones de formación con los aparatos de gas porque el acumulador ya no podía absorber calor y los aparatos funcionaban mal. Además, ni la instalación solar conectada era capaz de aportar de forma óptima el calor que generaba, ni el suministro de agua caliente de la cocina funcionaba siempre satisfactoriamente. Josef Bock ya había conocido a Hans-Georg Baunach en la ISH 2005, quien entonces presentó al gremio su concepto de colector mezclador rendeMIX. En aquel momento, el interés por el producto era aún limitado. Josef Bock comenta: "Lo que está construyendo es relativamente sencillo, pero hay que entender lo que ocurre realmente desde un punto de vista mental. Una vez que lo entiendes, puedes utilizar argumentos positivos para convencer a los clientes que tienen problemas similares a los nuestros."

Solución sencilla: nunca mezcles frío con caliente

Propietario de la empresa Hans-Georg Baunach inspeccionó por primera vez el sistema in situ. Explica el problema así: "No sólo depende de la cantidad de calor que contenga el depósito de inercia, sino también de las ventajas que proporcione. Si quiero tener una bañera llena de agua a 40° C, me sirve de relativamente poco si la distribución de la misma cantidad de calor en el depósito de inercia sólo puede producir dos bañeras a 25° C". Pero una bombona mixta no sólo está demasiado fría para producir agua potable, por lo que hay que encender las calderas. También está demasiado caliente para absorber el calor solar, por ejemplo: un doble golpe. Sin embargo, si tengo una buena estratificación, entonces la cantidad de calor contenida en el tampón se concentra en la zona más pequeña posible con las temperaturas más altas posibles y está lista para liberar calor, mientras que el volumen restante por debajo tiene las temperaturas más bajas posibles para la absorción de calor. El principio rendeMIX es muy sencillo: ¡nunca mezcles agua caliente con agua fría, sino siempre agua caliente con agua templada o agua templada con agua fría! Sin embargo, este sencillo principio debe aplicarse de forma coherente si se quiere alcanzar el éxito y la eficiencia regenerativa en hidráulica. Y eso es exactamente lo que hacemos".

Una mezcladora, tres procesos, muchas ventajas: la rendeMIX

Fig. 7: Josef Bock muestra la entrada del sistema de tuberías en el depósito de inercia.

Pero, ¿de dónde saca el agua caliente el mezclador multivía rendeMIX?

O bien a partir del flujo de retorno de un circuito de calefacción de alta temperatura, en cuyo caso el fabricante lo denomina "aprovechamiento del retorno". En este método, las redes de alta y baja temperatura se conectan en serie. El flujo de retorno de un circuito de alta temperatura se convierte en el flujo de un circuito de baja temperatura. Gracias a un bypass integrado, que actúa como un conmutador, ambos circuitos permanecen desacoplados hidráulicamente aunque cambie el caudal. El actuador del mezclador puede controlarse con la señal de tres puntos de cualquier control de circuito de calefacción normal. Este proceso reduce las temperaturas de retorno y los caudales, de modo que las calderas de condensación pueden sudar hasta 10% más de condensado y los acumuladores pueden absorber hasta 50% más de calor.
Alternativamente, el agua caliente procede del centro de un depósito de inercia. Esto da lugar al proceso de "descarga de dos zonas", en el que primero se accede a la zona fría inferior del depósito intermedio hasta que deja de suministrar suficiente temperatura. Sólo entonces se accede a la zona caliente situada encima, en la que el agua caliente de la conexión superior del acumulador intermedio se mezcla ahora con el agua caliente del centro del acumulador intermedio, de modo que se sigue necesitando mucha menos agua caliente que con la mezcla de tres vías con agua fría del retorno del circuito de calefacción. Al mismo tiempo, todo el retorno de agua fría fluye hacia el acumulador intermedio. Gracias a esta extracción de calor, el acumulador se mantiene caliente durante más tiempo en la parte superior y se enfría más rápidamente en la parte inferior. Incluso con un solo circuito de calefacción, el calor de alta temperatura que puede utilizarse para la preparación de agua caliente sanitaria aumenta hasta en un tercio. Si hay que alimentar varios circuitos de calefacción, la descarga de dos zonas puede combinarse con el aprovechamiento del retorno, con lo que el rendimiento del acumulador intermedio puede casi duplicarse.
Fig. 8: Encantados con el éxito del proyecto conjunto: de izquierda a derecha Herbert Spiegel (HD Spiegel Innovation), el maestro artesano Berthold Sterzinger (que ya ha instalado un rendeMIX en su propia casa), Hans-Georg Baunach, HG Baunach GmbH & Co. KG y Joachim Jost (Sonnenkraft GmbH).

A la inversa, este proceso de dos zonas también puede utilizarse para cargar el acumulador intermedio si el generador de calor debe estar equipado con un aumento de la temperatura de retorno, como una caldera de madera y una unidad de cogeneración. En este caso, primero se carga la zona caliente superior y sólo después la zona fría inferior, lo que significa que el acumulador intermedio se calienta más rápido en la parte superior y permanece frío durante más tiempo en la parte inferior.

El concepto hidráulico de Schweinfurt

En el caso de Schweinfurt, se utilizaron los tres métodos: Las calderas de las dos salas de formación -cada una equipada con su propia bomba y válvula antirretorno- y la caldera de pellets del gran vestíbulo cargan el tampón a través de un elevador de caudal de retorno (RLA) rendeMIX 2×3 común en un proceso de dos zonas, que mantiene la temperatura de retorno constante en torno a 55° C mediante un controlador integrado en el actuador. Esto produce temperaturas de flujo más altas casi independientemente de la salida con un margen de temperatura de aprox. 70/55° C, que se introducen en el acumulador intermedio de la parte superior. La alimentación en función de las condiciones meteorológicas de los circuitos de alta temperatura -radiadores en la planta superior y Venkons en la planta baja del edificio antiguo- se realiza mediante un 3mix 2×2, cuyo caudal de retorno puede ser utilizado por los circuitos de baja temperatura -calefacción por suelo radiante en la planta baja del edificio antiguo y en dos edificios nuevos- antes de ser alimentado a la conexión tampón central. Por último, su suministro controlado por el clima se realiza mediante un rendeMIX 3×2, que combina la descarga de dos zonas con la utilización del retorno. El resultado es un caudal extremadamente grande de agua de retorno lo más fría posible. También era importante limitar el número de conexiones al acumulador al mínimo necesario: la distribución principal de calor sólo está conectada mediante tres conexiones para limitar el caudal de agua en el acumulador a la compensación hidráulica entre generadores y consumidores. La caldera mural de condensación instalada originalmente para calentar el edificio se encarga de la regulación de los circuitos de mezcla en función de las condiciones meteorológicas y, a través de una cuarta conexión, sólo garantiza la capacidad de agua de servicio de la décima parte superior del buffer. A estas tres tuberías (caliente, templada, fría) se conectan también un módulo solar térmico de carga estratificada con válvula conmutadora y una estación de agua fresca de Sonnenkraft en la sala contigua. La bomba de calor está conectada en paralelo entre las conexiones tampón superior e inferior y sólo debe funcionar cuando todos los demás generadores de calor están apagados, ya que su baja ΔT y su gran caudal destruyen cualquier estratificación. Sólo funciona cuando no hay sesiones de entrenamiento y se apaga uno o dos días antes para permitir que el tampón se enfríe.

Arriba: el sistema tubo en tubo

Sistema tubo en tubo ¿qué es? Con SPP, la tubería de circulación se coloca en la tubería de impulsión. Este tendido directamente en la tubería de agua caliente ahorra costes de material y, sobre todo, tiempo de instalación. En una instalación nueva, la tubería interna puede insertarse inmediatamente -es decir, antes de prensar y atornillar- y colocarse junto con la tubería de impulsión. En caso de renovación o reequipamiento, como en el gremio de Schweinfurt, se utilizó una ayuda adicional para la inserción, que facilita enormemente la colocación de la tubería. La pieza central del sistema es un accesorio con un manguito. El tubo se introduce (pasa y sale) con la pieza moldeada; el tubo se fija con el manguito. Incluso es posible realizar cambios de dirección. El extremo del tubo de plástico se introduce a través del racor especial FSP, patentado por Spiegel Innovation. No se necesitan herramientas especiales ni engarces. Gracias al denominado sistema unidireccional en la perforación, la tubería de plástico se mantiene en su sitio y se evita que se deslice hacia fuera. Esto completa la instalación de la tubería de circulación. Otras razones por las que este sistema no debería faltar en ninguna instalación de agua potable:

El gran efecto de ahorro de energía delcirculación, como en este se tradujo en una reducción de las emisiones de CO₂–en comparación con elen 1500 kg de CO₂por año. En relación con el PPW de HD Spiegel Innovación una vez más aprox. 1000 kg de CO₂menos, así que en conjunto unas 3 toneladas de CO₂al año ¡ahorrado para este sistema! En una de una vivienda unifamiliar, las emisiones de CO₂-Salida entre 1,5 y 2 toneladas al año.bajar.
Este sistema significa que la regulación W551 (ΔT de 5 K) y otros hygienica sin ningún problema.
El diseño de esta forma especialpiezas evita cavidades y prescinde deen las focas, lo que provoca el estancamiento del aguay lugares de germinación. Incluso con Intercambiadores de calor tubo en tubo o el Espada de circulación con combinación de turnosEste objetivo se ha alcanzado de forma óptima.

En el futuro, los instaladoresdiseños higiénicos de los equipos de restauracióny sus conexiones (estancamientopeligro), con el fin de evitar de bacterias y legionela. Por qué Intercambiador de calor tubo en tubo (PPW) para ¿un módulo de agua dulce? Para la conexión de un sistema de circulación en unmódulo (alimentación en la entrada de agua fría)Los siguientes inconvenientes se derivan del uso del La posible calcificación del módulo y sobre todo el "feed-back" de los más altosmayor temperatura de circulación en el zona fría del depósito y, por tanto, la destrucción asociada de la estratificación. Con PPW, estas desventajas son cosa del pasadoseguridad. La instalación se realiza en el La tecnología "tubo en tubo", según el diseño del depósito de almacenamiento, en la "zona caliente". Con el cambiode almacenamiento, que pueden utilizarse en uncalentar el agua, no hay circude conexión. En su lugar la circulación a través del agua fríaintegrado en la entrada. Como resultado la estratificación del tanque de almacenamiento se destruye, por lo quelar sólo pueden suministrar energía al tanque de almacenamiento cuando la temperatura está por encima de la temperatura de circulación. Con Ayuda de la moldura HD Mirror la tubería de circulación está conectada altubería en la zona de agua caliente del sistema de almacenamiento y, por tanto, la opEl sistema puede utilizarse en cualquier momento. Varios fabricantes de acumuladores (Nau, Solarfocus, IFF Kollmannsberger, Fröling) set esta espada de circulación ya con susistemas de almacenamiento. La empresa HD Spiegel La innovación sigue centrándose en Fabricantes y distribuidores de sistemas de almacenamiento queen su programa.quieren hacer.

Solución perfecta: cliente satisfecho

"Estoy encantado", dice Josef Bock resumiendo el resultado del trabajo conjunto. "Nunca habíamos tenido temperaturas de unos 20 °C ahí abajo, en el tampón". La empresa Baunach planificó el sistema y el propio Josef Bock lo instaló todo. "Entro en los radiadores a una temperatura de 0 °C a -5 °C con aprox. 40 a 45 °C, salgo de los radiadores a 32 a máx. 35 °C, entro en la calefacción por suelo radiante, la nave anexa tiene activación de hormigón, por ejemplo, también hay calefacción de pared en el edificio y un sistema de ventilación con recuperación de calor. Entonces, el flujo de retorno de los sistemas de baja temperatura sólo tiene una temperatura de aprox. 19 a 29 °C. Esto significa que sólo el agua fría llega a la zona fría del depósito de inercia, donde puede recalentarse. Ahora lo hemos conseguido y estamos orgullosos de ello", dice Josef Bock resumiendo el resultado de los esfuerzos. Lo que le parece especialmente ventajoso del sistema de Hans-Georg Baunach es que se adapta a las condiciones in situ: El cliente no tiene que volver a instalar todo el sistema, sino que los mezcladores rendeMIX se adaptan al sistema. Ya no es necesario interrumpir la formación en los calefactores porque el depósito de almacenamiento puede absorber sin problemas el calor generado (hasta 200 kW) en las salas de formación. Esta energía no tiene por qué desperdiciarse, sino que puede aprovecharse. Naturalmente, Josef Bock ha incluido el sistema rendeMIX en sus programas de formación. Considera que es su deber asegurarse de que sus maestros artesanos no sólo conozcan el sistema, sino que también sepan cómo utilizarlo. "Para nosotros, rendeMIX es el estado del arte".

www.baunach.net

www.spiegel-innovation.de

www.shk-schweinfurt.de