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Velocidad de la bomba y temperatura del caudal

Más eficacia en el depósito intermedio con menos esfuerzo

Algunos generadores de calor regenerativos, como las calderas de madera o pellets o las unidades de cogeneración, sólo pueden funcionar con una temperatura de retorno fija. Para ello, se utiliza un aumento del flujo de retorno (RLA), que alimenta partes del flujo del generador de calor en su flujo de retorno. Muy a menudo, la velocidad de la bomba se selecciona innecesariamente alta, lo que reduce la eficacia de la carga del almacenamiento intermedio.

La temperatura del caudal es decisiva

La cantidad de calor que puede absorber finalmente el acumulador intermedio depende, entre otras cosas, de la temperatura de impulsión: si, por ejemplo, un acumulador intermedio de 1 m³ se calienta de 30 °C a 75 °C, puede absorber hasta 52,5 kWh; a una temperatura de impulsión de 90 °C, serían 70 kWh, ¡la friolera de 33% más! Por tanto, una caldera de 35 kW tendría un tiempo máximo de funcionamiento de 2 horas a una temperatura de impulsión de 90°C, pero sólo de 1,5 horas a 75°C.

Cantidad de calor = 7/6 × volumen tampón × Delta-T
Cantidad de calor = 7/6 × 1 m³ × (75-30)K = 52,5 kWh
Cantidad de calor = 7/6 × 1 m³ × (90-30)K = 70,0 kWh

Flujo de volumen decisivo

Entonces, ¿cómo se puede aumentar la temperatura de impulsión de un generador de calor con RLA? Sencillamente, reduciendo el caudal. Si por un generador de calor con una potencia de 35 kW circula 1 m³/h, su temperatura de ida es 30 K superior a la temperatura de retorno; con 2 m³/h es sólo 15 K. Si la temperatura de retorno especificada es de 60 °C, con un caudal de 2 m³/h se obtiene una temperatura de ida de 75 °C, con 1 m³/h una temperatura de ida de 90 °C. Además, al reducir el caudal a la mitad se ahorran 7/8 o 87,5% de la potencia eléctrica necesaria para la bomba.

Delta-T = 6/7 × capacidad : caudal volumétrico
Delta-T = 6/7 × 35 kW : 1 m³/h = 30 K
Delta-T = 6/7 × 35 kW : 2 m³/h = 15 K

Al final, es la superposición lo que lo hace.

Pero eso no es todo: para garantizar que el tampón pueda absorber toda la cantidad de calor, el agua fría a 30 °C que contiene no debe mezclarse con el agua caliente del generador de calor. Esto se debe a que la carga sólo puede realizarse hasta que el tampón haya alcanzado los 60°C en el fondo. Después, la temperatura de retorno ya no puede regularse a 60°C; el generador de calor debe desconectarse. El caudal volumétrico que atraviesa el cilindro de inercia es responsable de la mezcla de agua caliente y fría en el cilindro de inercia: cuanto mayor sea, mayor será la turbulencia y la mezcla de agua caliente y fría. Por lo tanto, merece la pena echar un vistazo a los flujos de volumen.

Figura 1a

La figura 1a muestra un acumulador intermedio lleno hasta la mitad y cargado por una caldera con 35 kW de calor. El agua sale por la conexión inferior del acumulador intermedio a una temperatura de 30 °C. El impulsor de retorno (RLA), que mantiene la temperatura de retorno de la caldera a 60 °C, tiene un caudal de 1 m³/h a través de la bomba. Por tanto, el Delta-T es de 30 K y la temperatura de ida de 90°C. Por lo tanto, el RLA mezcla agua a 30°C y 90°C en partes iguales de 0,5 m³/h cada una en el caudal de retorno. En consecuencia, el caudal de agua que pasa por el depósito de inercia también es de 0,5 m³/h.

Figura 1b

En la figura 1b, la bomba RLA se ajustó al doble del caudal de 2 m³/h. Esto significa que el delta T en el generador de calor es de 15 K y la temperatura del caudal es de 75°C. Ahora deben mezclarse dos partes de 75°C (1,33 m³/h) con una parte de 30°C (0,67 m³/h) para alcanzar los 60°C deseados en el caudal de retorno. El caudal de agua que pasa por el cilindro amortiguador es ahora de 0,67 m³/h, también un plus de 33%. ¡Pero este más es un gran menos para la estratificación! Porque 33% más de caudal de agua significa también 33% más de velocidad de flujo, lo que se traduce en 78% más de energía cinética, porque: Quien viaja 33% más rápido tiene una distancia de frenado 78% mayor.

Figura 2a

La fig. 2a muestra el acumulador intermedio lleno hasta la mitad. El reforzador del retorno (RLA) mantiene la temperatura de retorno de la caldera a 60°C; la bomba circula por él con un caudal de 1 m³/h. Por tanto, el delta T sigue siendo de 30 K y la temperatura de ida de 90°C. Por lo tanto, el delta T sigue siendo 30 K y la temperatura de ida 90°C. La caldera de 35 kW extrae ahora agua a una temperatura de 45 °C de la conexión inferior del acumulador intermedio. La RLA mezcla ahora dos partes de agua a 45 °C (0,67 m³/h) con una parte a 90 °C (0,33 m³/h) en el retorno. En consecuencia, el caudal de agua del depósito de inercia es ahora de 0,67 m³/h.

Figura 2b

En la Fig. 2b, la bomba RLA se ajustó de nuevo al doble del caudal de 2 m³/h. Por tanto, el delta T es de 15 K y la temperatura del caudal es de 75°C. Ahora hay que mezclar 75°C con 45°C en partes iguales (1,0 m³/h cada una) para conseguir los 60°C deseados en el caudal de retorno. El caudal de agua que pasa por el cilindro intermedio es ahora de 1,0 m³/h, lo que corresponde a un plus de 50%. Sin embargo, si se acelera 50%, la distancia de frenado es 125% mayor.

Todo de un vistazo

El resumen es absolutamente claro:

Todo habla en favor de un flujo de volumen lo más pequeño posible a través del generador de calor. Esto plantea la pregunta: ¿cómo de pequeño puede ser realmente el caudal volumétrico? No tan pequeño como para que se supere la temperatura de flujo máxima admisible del generador de calor. En otras palabras: tan pequeño como sea posible, pero tan grande como sea necesario. La mejor forma de comprobarlo es durante la puesta en marcha de la instalación, ajustando el generador de calor a la potencia máxima y, a continuación, regulando la velocidad de la bomba de modo que se alcance la temperatura de flujo más alta posible para garantizar un funcionamiento sin problemas.