No queríamos desperdiciar ni una caloría
Visita al "Haslenhof" de Baden y a su sistema de calefacción-hidráulico
Un firmante autorizado dice adiós a su trabajo bien remunerado, hace lo que muchos sueñan, es decir, se convierte en agricultor, pero no ignora sus conocimientos técnicos y, por tanto, se deja convencer por una conexión de su caldera de leña y su sistema de colectores que todavía hoy se considera inusual. Invitó a la gente a visitarlo.
Fig. 1: El Haslenhof de Dauchingen
Fig. 2: "Con el distribuidor de tres cámaras avanzamos mucho en el aprovechamiento de la energía" Steffen Knöbel, ingeniero de la planta
La granja está enclavada en una suave ladera de la Selva Negra. El único vecino reconocible es la aguja de la iglesia de Dauchingen, a dos kilómetros de distancia, que se extiende sobre los campos. El sol de la tarde de finales de verano baña la propiedad con una suave calidez. Unos cuantos huéspedes se sientan en una rústica mesa de madera bajo la pérgola del patio delantero. Comparten gruesas rebanadas de trenza de levadura recién horneada con abejas y todo tipo de criaturas voladoras.
El sabor del origen
Fig. 3: 24 metros cuadrados de superficie de colectores para el suministro de agua caliente
Y escuche lo que dice Hans Schlenker: "Haslenhof ofrece a nuestros visitantes 'contacto con la comida'. Cultivamos todo nosotros mismos y producimos leche, huevos, queso, carne y embutidos. Cuando comes con nosotros, pruebas el sabor del origen. "¿Te gusta la trenza?" Sí, sabe bien.
Todo está disponible "para alimentar no sólo a nosotros, sino también a muchos clientes privados en un radio de unos 20 o 25 kilómetros. Sacrificamos, procesamos y vendemos como negocio principal. Este es el pilar de nuestro negocio que creamos hace unos años, es decir, la restauración. Pero no servimos a domicilio, o sólo muy raramente. Atendemos a nuestros clientes en nuestra granja".
Para fiestas, bodas, cumpleaños, eventos de empresa, conferencias... "Verá, y por eso está usted aquí ahora, porque tenemos una gran necesidad de agua caliente para los trabajos de limpieza, para la planta de ordeño, para limpiar la cocina de embutidos o la zona de quesos. No queremos tener que encender la caldera de leña para esta agua caliente en verano. Nuestro nuevo sistema solar tiene que encargarse de eso". Y lo hace: la caldera no había estado en funcionamiento desde mayo hasta la fecha de la visita, el 5 de octubre de 2009.
Naturaleza y función
Bueno, para dejar las cosas claras, los invitados de Hans Schlenker no se habían apuntado a los colectores, sino que aportaron su propia experiencia en energía solar. Así como en calderas de leña, cuyo representante apagado en el Haslenhof envía su agua a un sistema clásico de calefacción a alta temperatura por radiadores durante la temporada de calefacción. Así que nada emocionante. A ellos, los instaladores, sólo les interesaba cómo se conectaba la tecnología de calefacción según el principio rendeMIX. Aunque habían leído mucho sobre el tema, aún no lo habían visto en la vida real y en funcionamiento.
Fig. 4: Nuevo acto de formación en la "sala de actos" del Haslenhof: Hans-Georg Baunach explica teoría y práctica sobre un objeto "vivo".
El ingeniero Hans Schlenker, que hace años dejó su trabajo como firma autorizada para dirigir la granja heredada de sus suegros, entró en contacto con este inusual proceso de mezcla a través de su fontanero Steffen Knöbel durante unas obras de conversión y renovación. La grifería inteligente basada en un mezclador multivía es capaz de funcionar y utilizar diferentes niveles de temperatura. Esto impresionó y convenció al antiguo gerente y dio lugar al correspondiente pedido de instalación. Como resultado, ahora también los colegas de Steffen Knöbel hacen consultas in situ. Como aquel día de finales de verano.
Esquema del circuito
El diagrama esquemático se divide en tres secciones: Enlaces la estación rendeMIX como regulador de valor fijo para la carga de la caldera de leña. Se hace hincapié en la carga, ya que este generador de calor requiere una temperatura de retorno superior al punto de rocío, es decir, al menos 60° C, para que no pueda depositarse condensado ácido en sus "órganos". Para ello, un caudal parcial del flujo de caldera de 85 grados (línea amarilla) se mezcla primero con un caudal parcial del flujo de retorno de 50 grados (línea morada) en una de las cámaras del accesorio multipuerto. Como resultado, el tampón "caliente" se calienta más rápidamente, mientras que el tampón "frío" permanece frío durante más tiempo. De este modo, la caldera de leña y la instalación solar térmica no se estorban mutuamente.
CentroLa ganancia solar fluye hacia los dos amortiguadores a través de tres puntos de alimentación. En días nublados, con temperaturas de los colectores de 30 o 40 oC, los rayos del sol sólo benefician los costes anuales de combustible si los depósitos también son capaces de absorber el calor. Por lo tanto, el intercambiador correspondiente sólo debe estar rodeado de agua a 20 o 30 °C, ya que, de lo contrario, la transferencia de calor no funcionará. En consecuencia, la unidad de control regula la zona de temperatura alta (70-90 °C), media (45-70 °C) o baja (por debajo de 45 °C) en función de la temperatura del colector. Las dos primeras zonas se encuentran en el acumulador intermedio caliente y la tercera en el acumulador intermedio frío.
El medio colector presuriza primero el intercambiador de la zona caliente del primer acumulador, sigue circulando por su espiral inferior y calienta allí el ambiente antes de descargar la mayor parte de su calor residual en el segundo acumulador. A continuación, pasa a la zona caliente del acumulador intermedio caliente o al calentador de agua.
Bien: el grupo de descarga en forma de las tres estaciones de mezcla para los dos circuitos de suelo y radiadores, así como una caja estacionaria sin función de mezcla con bombas y accesorios para alimentar el acumulador de agua caliente. El circuito de radiadores se conforma en su mayor parte con el flujo de retorno de 60 grados de la instalación de agua caliente. Está diseñado para un reparto de 70/50 °C. Por lo tanto, sólo tiene que extraer agua a 85 °C del acumulador de inercia "caliente" para aumentar la temperatura cuando la temperatura exterior es baja. Con tiempo más suave, el agua del acumulador de 50 grados procedente del acumulador intermedio "frío" se mezcla con el caudal de retorno de 60 grados del calentador de agua para regular la temperatura de consigna al grado exacto.
El sistema de control también dispone de distintas variantes para ajustar correctamente el caudal de los dos circuitos de calefacción por suelo radiante, en función de las condiciones meteorológicas y de las temperaturas fijadas y reales en los circuitos. En función de la oferta y la demanda, los módulos "rendeMIX" acceden a la combinación más rentable de colectores "amarillos", "violetas" o "azules". Ejemplo de calefacción por suelo radiante a la izquierda: En función de la situación, los raíles "violeta" y "amarillo" suministran el caudal de 40 °C en combinación con una mezcla procedente del caudal de retorno "azul" de 30 grados.
Tres niveles de temperatura
Fig. 5: Potencia de 50 kW de la caldera de leña de la empresa Rennergy, Kempten/Allgäu
Los 550 metros cuadrados del Haslenhof que hay que calentar se extienden por un edificio antiguo con calefacción por suelo radiante en la planta baja, radiadores en la primera planta, la sala de eventos o catering -con calefacción por paneles- para unos 100 invitados y una nueva ampliación, también con calefacción de baja temperatura. Como parte de las obras, la antigua caldera de leña tuvo que dejar paso a una moderna caldera de leña. Se apoya en 24 metros cuadrados de paneles solares.
En el lado del consumidor, el acumulador de agua caliente sanitaria de 400 litros con intercambiador de calor integrado para el reparto de 80/60 °C es el que presenta mayores requisitos de temperatura. Mientras tanto, otros dos acumuladores de 1.830 litros forman el verdadero centro de la red de calefacción y agua caliente. En ellos se almacenan las diferentes temperaturas. En el depósito 1 ("depósito de inercia caliente" en el esquema del circuito) se almacena normalmente agua de unos 45 - 85 °C, en el depósito 2 ("depósito de inercia frío") se almacena agua de 25 - 45 °C. El caso normal es cuando no hay un exceso de calor solar que el acumulador 1 no pueda absorber por sí solo.
Fig. 6: Los cilindros pulmón "caliente" y "frío" tienen una capacidad aproximada de 1.830 litros cada uno. Steffen Knöbel: "Rennergy nos prestó un apoyo óptimo en el diseño del sistema hidráulico y la gestión de los pulmones. Cada uno de los componentes tiene que estar perfectamente armonizado entre sí. Por ejemplo, el tamaño del cilindro del pulmón con el control de la caldera de madera. Los sensores controlan las temperaturas en el acumulador intermedio y registran si aumentan rápida o lentamente. Conmutan la caldera a carga parcial cuando se dan cuenta de que el acumulador pronto estará lleno, prolongando así la producción de calor. Rennergy ha integrado esta gestión del acumulador en el sistema de control de la caldera de leña. Los sistemas se fabrican especialmente para este proveedor según sus especificaciones". (www.rennergy.de)
Esta estructuración de los niveles de energía con puntos de suministro y extracción asignados en las calderas crea las condiciones para obtener las máximas ganancias solares, entre otras cosas: el sistema de control siempre controla la zona del cilindro con la mayor diferencia de temperatura respecto al colector, de modo que incluso cuando el cielo está nublado o la luz es difusa, el flujo de este circuito, que puede ser de sólo 40 °C, puede aportar una proporción considerable de la energía solar absorbida al acumulador intermedio. Esto es posible a través del intercambiador solar inferior del cilindro "frío", ya que a su alrededor circula un flujo de retorno de 30 °C o menos, el flujo de retorno de los distintos consumidores de calor de la granja (véase el esquema del circuito en el recuadro de al lado).
Probablemente el más moderno
Fig. 7: El mezclador de tres cámaras "rendeMIX" de HG Bauchnach garantiza un aprovechamiento óptimo del calor solar y de la combustión de madera.
"Suponemos que la inversión en los colectores y en el cómodo sistema de control Baunach dará sus frutos, porque ahora nuestro sistema de calefacción debería funcionar de forma mucho más eficiente. Nos prometieron que no desperdiciaría ni una sola caloría. La conexión en serie de los circuitos de calefacción es de última generación. Ahora guardamos la leña para el invierno. Y también esperamos tener que cortar menos, porque el sol también contribuye a la demanda en invierno".
La caldera de 50 kW envía sus 80 °C directamente al calentador de agua caliente de 400 litros y el excedente al acumulador intermedio 1, cuya zona caliente superior sirve también al calentador de agua caliente. Todos los demás consumidores están conectados a éste y a otros retornos. Se abastecen de los tramos de tubería de mayor temperatura. Esto parece sencillo, pero requiere un racor muy complejo, el "rendeMIX". Sin embargo, este accesorio puede hacer frente a cualquier control de mezclador disponible en el mercado con el fin de equilibrar el sistema hidráulico en los mezcladores al litro y grado exactos y suministrar a cada consumidor exactamente según sea necesario.
Fig. 8: La gran demanda de agua caliente se utiliza principalmente para limpiar las distintas zonas de producción de alimentos de la granja. La imagen muestra la quesería y a Hans Schlenker de espaldas al fotógrafo.
Al principio, esta tecnología se limitaba a la conexión en serie de un circuito de alta y otro de baja temperatura. En el Haslenhof de Dauchingen, cerca de Villingen-Schwenningen, los artesanos invitados vieron el desarrollo posterior, a saber, el colector de tres cámaras para tres rangos de temperatura, para temperatura máxima (agua caliente), temperatura alta (radiadores), temperatura baja (calefacción por suelo radiante), que garantiza un aprovechamiento óptimo del acumulador intermedio y del calor almacenado en él.
Ningún territorio nuevo
Steffen Knöbel admite: "Cuando recibimos la consulta de Haslenhof, enviamos por fax nuestro plan hidráulico a Baunach para que lo revisara y recibimos la respuesta: 'Podemos mejorarlo considerablemente, por ejemplo aumentando el uso de energía solar y optimizando los ciclos de carga de la caldera de leña'". Aunque la nueva solución costó unos 3.000 euros más, obtuvo una respuesta favorable del propietario, Hans Schlenker.
Fig. 9: Grupo rendeMIX para el refuerzo del flujo de retorno de la caldera de leña y estratificación optimizada del depósito de inercia
Los costes adicionales correspondientes merecerán la pena, como sugiere la evaluación inicial. Hans Schlenker confía en la tecnología porque le parece plausible y "porque no he tenido calefacción desde mayo. Todo lo que necesitamos en cuanto a temperatura, sobre todo para el agua caliente, lo ha generado el colector solar. Antes se sustituía por una caldera de agua potable calentada eléctricamente. Eso costaba mucho dinero".
"Reconocí la eficacia del sistema solar por el hecho de que tenía que añadir notablemente menos leña incluso en invierno, con el más mínimo rayo de sol", añade Lisbeth Schlenker, responsable del fuego en la granja. En días así, le gusta ahorrarse los quince minutos de trabajo que supone. "Y si tenemos que calentar el fuego por la noche, ¡el agua caliente está lista en sólo 20 minutos!", se alegra Sascha Ohnmacht, el yerno de la familia. "¡Qué bien sienta después de trabajar todo el día en el frío!".
Con la empresa Knöbel Sanitär Heizung Blechnerei, de Königsfeld, el agricultor también pensó que iba sobre seguro en cuanto a la ejecución. El fabricante de plantas celebró en 2009 una especie de pequeño aniversario: hace siete u ocho años realizó la primera instalación de rendeMIX. Con esta de los Schlenker, ya son 30". Admite que no las ha contado con exactitud, "pero en este orden de magnitud".
Fig. 10: Debido a la elevada demanda a corto plazo para la producción de leche y la limpieza, el agua potable se almacena en un depósito de 400 litros. Dispone de un punto de almacenamiento inferior y otro superior y puede alimentarse en paralelo con los circuitos de calefacción. La zona caliente superior se carga mediante la caldera de leña o el acumulador intermedio, mientras que el intercambiador inferior se alimenta directamente de la instalación solar térmica. La temperatura de extracción es de al menos 60 °C.
La nueva tecnología calienta un total de 550 metros cuadrados. Una estufa de azulejos en forma de estufa básica clásica proporciona un ambiente acogedor en el edificio residencial. Además, Hans Schlenker hizo instalar una atractiva estufa de leña de 18 kW en la zona de restauración para que la calefacción no dependa del funcionamiento del sistema general. Con "zona de catering", el propietario de la granja se refiere principalmente a su gran sala de eventos, que ofrece espacio para 100 invitados en mesa puesta. Con un bufé y una recepción de pie, también puede acoger a más.
Con financiación pública
¿Cuánto costó la inversión total? Hans Schlenker lo resume así: "Algo menos de 40.000 euros, es decir, por la instalación solar, la caldera de leña, la distribución, las ampliaciones y la conexión a los circuitos de calefacción existentes. El BafA nos ha concedido una prima de innovación de 210 euros por metro cuadrado para la instalación solar. Esta bonificación está disponible para superficies de colectores superiores a 20 metros cuadrados. El nuestro tiene 24 metros cuadrados. El sector público subvencionó la caldera de leña con 1.125 euros; también subvencionó la instalación de las nuevas bombas de circulación".
El agricultor no quiere decir nada sobre el beneficio monetario concreto, "porque quemamos madera de nuestro propio bosque. Aquí, en Haslenhof, vivimos con y de la naturaleza, por lo que es lógico utilizar madera y energía solar para la calefacción. Y si se decide hacerlo, también es lógico esforzarse por obtener el rendimiento óptimo dentro del ámbito financiero".
Las medias tintas saldrán más caras. De ahí la eficaz tecnología de control "rendeMIX", "que por supuesto cuesta dinero". Pero evidentemente es dinero bien gastado, "porque el hecho de que no hayamos tenido que cortar y quemar leña para calefacción o agua caliente durante cinco meses hasta la fecha, hasta el 5 de octubre, es algo para lo que no confiábamos en el sol ni en la tecnología."
Fig. 11: Un vaso de leche fresca directamente de la vaca.
El Haslenhof
La explotación de Dauchingen, al pie de la Selva Negra, tiene algo menos de 40 hectáreas de terreno, 12 vacas lecheras más terneros, unos 20 cerdos de engorde, 200 gallinas ponedoras y una media de 30 a 50 pollos de engorde. Las 40 hectáreas se dividen en la mitad de tierra cultivable, es decir, cereal, y la otra mitad prados (heno, forraje). La familia Schlenker cultiva verduras ecológicas en media hectárea. La superficie incluye también unas 0,5 hectáreas de bosque.
Pero los árboles no crecen hasta el cielo, admite Hans Schlenker. "Dejé una silla de firmante autorizado en 1994 y este gigantismo, siempre más, aún más grande, aún más volumen de negocio. No fue fácil hacer la transición de firmante autorizado a agricultor, pero heredamos la granja de nuestros suegros y vivimos aquí con nuestra familia. No necesitamos empleados. Nuestro trabajo nos basta para alimentarnos. Es todo lo que necesitamos".
Algunos de los mejores chefs de Alemania han sabido apreciar este trabajo. Aquellos para quienes sólo lo mejor es suficientemente bueno se han unido en "Eurotoques", una asociación de artistas culinarios europeos que compran exclusivamente a proveedores comprometidos con el vidrio y la producción natural. En Haslenhof, en Dauchingen, por ejemplo.
"Sin embargo, esto significa que a menudo trabajamos en cinco o seis profesiones cada día. En primer lugar, está el agricultor para la ganadería tradicional en el establo y la agricultura arable, después el carnicero para la transformación de la carne y la producción de embutidos, el transformador de leche y quesero, el panadero, el cocinero y el comercializador de catering".
Sin embargo, Hans Schlenker rechaza la idea de instalar un sistema de calefacción: "El anterior sistema de calefacción que encontramos probablemente fue construido por la propia empresa. Se notaba en el consumo, por así decirlo. También podría soldar tuberías, pero se necesitan más conocimientos para minimizar los costes".
El Haslenhof no sólo acoge fiestas de boda, cumpleaños y otros invitados. También es ideal para eventos de formación y perfeccionamiento. Si desea utilizar el aire sano e instructivo de la Selva Negra para estos fines, escriba o llame por teléfono: Familia Hans Schlenker, Vor Haslen 1, 78083 Dauchingen, Tel. 07720/ 5311, Fax 07720/ 957318.
Bernd Genath
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