CALEFACCIÓN Y AGUA CALIENTE SANITARIA SISTEMA

CALEFACCIÓN Y AGUA CALIENTE SANITARIA
SISTEMA TRI ENERGÍA
Creapor S.A., es pionera a nivel nacional en la utilización del concepto TRI
ENERGIA. Ésta es una forma práctica, económica y amigable con el medio
ambiente para obtener calefacción y suministro de agua caliente sanitaria,
descubriendo la mejor solución para aprovechar la combinación de tres fuentes
energéticas, ENERGÍA SOLAR, ELECTRICA Y UN COMBUSTIBLE
TRADICIONAL (LEÑA, GAS, DIESEL). De esta forma se logra resultados
óptimos tanto en lo económico como en lo ambiental, siendo en este instante la
mejo alternativa disponible en el mercado, con ahorros comprobados de un
60% anual (utilizando sol – leña – electricidad) respecto a los costos que se
obtienen con los métodos tradicionales.
El funcionamiento del sistema denominado TRI ENERGÍA, se basa en la
combinación de la utilización de cada una de las tres fuentes energéticas
elegidas. El concepto presentado consta de tres fases, en cada una de ellas
predomina una energía base y una o dos energías complementarias
1.- PRIMERA FASE
PERIODO PRIMAVERA VERANO
Esta fase abarca aproximadamente desde el 01 de Octubre hasta el 15 de
Abril. En este periodo del año solamente se requiere el uso de agua caliente
sanitaria y para lograr el objetivo se utilizará solo la energía solar, siendo ésta
completamente gratuita.
2.- SEGUNDA FASE
PERIODO INTERMEDIO
Esta fase abarca un periodo variable de tiempo que generalmente se sitúa
entre cambios de estaciones, entre el 15 y 30 de Septiembre y entre el 15 de
Abril y la segunda semana de Mayo. En estas épocas, no requerimos
calefacción, por lo que no encenderemos nuestra caldera a combustible, la
energía solar seguirá siendo nuestra principal fuente energética, pero puede
ser insuficiente para lograr el 100% de nuestras necesidades de agua caliente
sanitaria. De esta forma, el complemento a la energía solar será un pequeño
uso de energía eléctrica.
3.- TERCERA ETAPA
PERIODO OTOÑO INVIERNO
Esta fase abarca todo el periodo frío del año, aquí necesitaremos tanto
calefacción como suministro de agua caliente sanitaria. La calefacción central
se obtendrá en un 100% a través de nuestra caldera que utilizará el
combustible elegido. El agua caliente sanitaria se obtendrá con todo el aporte
que pueda entregar el sistema solar, de todas maneras la mayor parte de la
energía provendrá de la caldera, idealmente a leña.
COSTOS DE LA ENERGIA
Según el contenido de energía que es capaz de liberar un combustible, el
precio de compra de éste y la eficiencia de combustión, obtendremos un valor
del costo de la energía comparable entre los distintos combustibles y fuentes
energéticas. La siguiente tabla muestra con exactitud las relaciones descritas.
COSTOS COMPARATIVOS DE ENERGIA
Combustible
Poder
Calorífico
Inferior
Kcal/Kg
Costo
Precio
unidad
Combustible Energía
$/(1000
$/kg
Kcal)
Eficiencia
Diferencia
Combustión Respecto
Porcentual
Al GLP
Gas Licuado
11.010
667
64
95
0%
Diesel
10.133
494
57
85
-11%
3.000
45
25
60
-61%
60
70
100
+9%
0
0
100
-100%
Leña
Eucaliptus
Electricidad (kw)
Energía Solar
INGRESE EL PRECIO DEL COMBUSTIBLE EN SU ZONA
COMBUSTIBLE UNIDAD
GAS LICUADO LT
DIESEL
LT
LEÑA EUCALIP. KG
ELECTRICIDAD KW
ENERGIA SOLAR
PRECIO
$ IVA Inc.
350
420
45
60
0
Nota: Los valores de los combustibles y la electricidad son en Santiago a la
fecha (Junio de 2006)
En la tabla podemos apreciar que funcionar con la combinación de las energías
provenientes del Sol – Leña – Electricidad, según la descripción dada
anteriormente, obtendremos el menor costo de operación durante todo el año.
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA PROPUESTO
Según el esquema anterior, el sistema TRI ENERGIA, consta de los siguientes
equipos y configuraciones:
• Calefacción Central
Caldera a Leña, Gas o Diesel
Bombas de recirculación
Estanque de expansión
Elementos de Seguridad y control
Termostatos programables
• Agua Caliente Sanitaria
Estanque de Acumulación de agua caliente sanitaria.
Bombas de recirculación
Estanques de expansión
Paneles Solares
Automatización y Control Diferencial
Respaldo por resistencia eléctrica
DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS
Caldera
En este equipo se calienta una cantidad fija de agua, denominada circuito
primario, esta agua circula por el interior del sistema de calefacción y por el
serpentín de intercambio de calor que existe al interior del acumulador de agua
caliente sanitaria. Existen calderas que funcionan con distintos combustible, tal
como leña de eucaliptus, gas licuado o natural o petróleo diesel. Las calderas a
leña existen en dos configuraciones, chimeneas – calderas de uso interior la
cual tiene un diseño decorativo y además aprovecha la energía radiante. La
caldera de uso exterior es de baja calidad de diseño, pero puede tener mayor
capacidad de carga.
Estanque de Expansión
El agua al calentarse aumenta su volumen, esta característica debe evitarse
puesto que podría dañar las cañerías y otros elementos. Para absorber las
dilataciones del agua caliente, se incorporan un estanque de expansión del tipo
hermético y presurizado o atmosférico, dependiendo del tipo de caldera a
utilizar.
Bomba de Circulación
Para la circulación del agua en la instalación, se incorporan una o mas bombas
de recirculación del tipo en línea, con cuerpo en fierro fundido, rotor en
polímero y motor de tres velocidades, con rotor sumergido. Cada bomba
moverá el agua de calefacción de un circuito establecido.
Válvula de Alivio
Este elemento cumple la función de prevenir aumentos descontrolados de la
presión interna del sistema.
Purgadores Automáticos
Para eliminar el aire presente en los circuitos de agua, se considera la
instalación de estos elementos en distintos lugares.
Válvula de Llenado Automático
Cuando el circuito se descarga debido a evaporizaciones no deseadas estos
elementos ingresan automáticamente el agua fría necesaria para compensar la
presión de funcionamiento de la caldera.
EQUIPOS Y CONTROLES ADICIONALES PARA CALDERAS A LEÑA
•
Para absorber las dilataciones del agua caliente, nuestra caldera posee
un estanque de expansión del tipo atmosférico, con válvula de recarga
automática.
•
Válvula automática de purga por sobre temperatura. Sí por fallas en el
funcionamiento de la bomba de recirculación de calefacción,
la
temperatura dentro de la cámara de agua de la chimenea supera los 100
ºC, este elemento expulsará automáticamente el contenido, el cual se
reemplazará por agua a baja temperatura.
•
Acuastato de comando del by pass de recirculación del agua dentro de
la chimenea – caldera. Esta configuración permite mantener la cámara
de agua siempre a una temperatura mínima de 60 ºC, evitando una
combustión muy fría y por lo mismo previniendo la deposición de
compuestos no deseables que disminuyen la eficiencia del ciclo y
provocan condensaciones que podrían dañar los materiales internos.
•
Respaldo eléctrico para bombas recirculadoras. Ante un corte de
suministro eléctrico, este elemento, consistente básicamente en una
batería y un inversor de corriente, permitirá que las bombas sigan
extrayendo el calor desde la chimenea hasta que la carga de leña
presente en el interior del hogar de la chimenea se consuma
completamente. La autonomía comúnmente llega a las tres horas.
•
Para el control visual de las variables de temperatura y presión, se
considera termómetros y manómetros en las escalas adecuadas.
Termostatos Programables
Su función es enviar la información necesaria a la caldera o bombas que
guarda relación con la temperatura que se quiere controlar al interior de la
vivienda y las horas de funcionamiento del sistema de calefacción.
Estanque Acumulador
Para acumular el agua caliente sanitaria se considera un estanque vertical,
existe dos alternativas, los de acero al carbono recubiertos interiormente y que
posee uno o dos serpentines de intercambio de calor y los de acero inoxidable,
libre de mantención con sistema Tank in Tank
Temperatura de Acumulación: 60 a 70 º C. Esta temperatura nos permite
eliminar permanentemente la proliferación de la bacteria Legionella y además
nos aumenta la capacidad de producción de agua caliente a consumo.
Estanque de Expansión Sanitario
Para absorber las dilataciones del agua del circuito sanitario, se instala un
estanque de capacidad 24 litros.
Bomba de Recirculación Sanitaria
Para recircular el agua presente en la matriz de agua caliente sanitaria, se
considera la instalación de una bomba de pequeño caudal y presión. El objetivo
buscado es obtener, en el lugar de consumo, agua caliente casi inmediata.
Bomba Circuito Primario
Para mover el agua de calefacción desde la caldera hasta el interior del
estanque acumulador se utilizará una bomba.
Controles
Para controlar que el agua caliente en los grifos en los momentos de su
utilización esté a la temperatura deseada (40ºC), se debe acondicionar el agua
de acumulación y además hacer circular el agua presente en la red matriz, para
lograrlo se considera la instalación de:
•
Válvula Mezcladora: Esta unidad de 3 vías recibe por una de sus
conexiones agua proveniente del acumulador a 70 º C, por una segunda
vía recibe el agua proveniente de la red de agua fría y por la tercera
envía el agua mezclada, a la temperatura deseada que se programe
•
Reloj Programable Semanal
Este instrumento permite programar las horas de activación del sistema de la
bomba de recirculación sanitaria.
Paneles Solares
Consisten básicamente en captadores de energía infrarroja los cuales están
compuestos de una cubierta de vidrio, tubos y aletas de cobre, aislación
térmica, todo incorporado al interior de una caja metálica. El agua del circuito
solar está permanentemente en movimiento entre el interior de los paneles y el
serpentín del acumulador de agua caliente sanitaria.
El sistema de control discriminará en que momento se utiliza la energía solar
para el calentamiento del agua o la energía proveniente de la caldera o el
complemento eléctrico.
Conjunto Centralita Diferencial
A través de ella controlaremos las temperaturas del agua a la salida de los
paneles y la temperatura de acumulación, según su lógica de control se
activará o no la bomba del circuito primario solar y las energías
complementarias.
Indicadores de Temperatura y Presión
Para el control visual de las variables de temperatura de agua a consumo y
presión del agua caliente almacenada, se considera termómetros y
manómetros en las escalas adecuadas.
Válvula de Alivio
Para evitar un aumento violento de la presión de agua dentro del acumulador,
debido a causas accidentales, se instalará esta válvula que actúa cuando la
presión al interior del acumulador supera los 6 bar, previniendo deterioros en el
equipo, aumentando su vida útil y evitando la posibilidad de accidentes.
Válvula Reductora de Presión
En el ingreso de agua fría al estanque acumulador, se instalará este
instrumento que permite al sistema trabajar con una presión de agua estable en
el nivel necesario para distribuir con el caudal y presión suficientes a cada
consumo. Se evitará las fluctuaciones violentas que pueden causar daños en
los componentes de los equipos o activaciones de los sistemas de seguridad
en forma reiterativa y aleatoria. El equipo considera un manómetro de control
visual.
Vaso de Expansión anti Golpe de Ariete
Este estanque es vital y se instala en el ingreso de agua fría al acumulador, su
función principal es absorber el golpe de ariete, provocado por las diferencias
de densidad entre el agua caliente acumulada y el agua fría que ingresa. Con
su instalación en la práctica se evitará los ruidos molestos en las cañerías, las
vibraciones y los deterioros que pueden producir éstas.
Accesorios
Se considera en la instalación del piping, válvulas anti retorno que impidan el
flujo de agua hacia lugares no deseados, válvulas de corte rápido, tipo bola,
antes y después de cada bomba y elemento que lo requiera, esta
especificación facilitará notablemente las faenas de futuras mantenciones.
El sistema de control que maneja el funcionamiento de los equipos se
desarrolla a través de una lógica de relé, que se presenta con un panel de
acero galvanizado instalado en el sector de la caldera.