Bombeo de caudal variable y equilibrado hidráulico

Transcripción

1 Bombeo de caudal variable y equilibrado hidráulico JORNADA SOBRE INSTALACIONES TÉRMICAS EFICIENTES EN EDIFICIOS DE VIVIENDAS Christian Keller, Director Técnico, Wilo Ibérica, S.A.

2 Instalaciones de calefacción sin equilibrado hidráulico Exceso de calor en las plantas bajas (ventanas abiertas en pleno invierno) Caudal y calor insuficiente en las viviendas más lejanas a la caldera Remedios inadecuadas como la instalación de bombas más grandes o la elevación de la temperatura de ida empeoran el rendimiento de la instalación 2

3 Instalación con distribución por columnas sin equilibrado hidráulico 5 0, 7 Q = 26 % Q total = 0 % 5 7 Q = 200 %

4 Instalación con distribución por columnas sin equilibrado hidráulico, con una bomba sobredimensionada 5 7 Q = 00 % Q total = 200 % 5 7 Q = 00 %

5 Equilibrado hidráulico de la instalación El equilibrado hidráulico consiste en la limitación de los caudales que circulen por cada radiador en función de la demanda prevista para cada estancia Preajuste de los detentores en los radiadores (ajuste básico) Válvula con cabezal termostático preajustable (ajuste más fino) Instalación de válvulas de equilibrado en las columnas 5

6 Instalación con válvulas con cabezal termostático y con equilibrado hidráulico, 00% de caudal, bomba de velocidad constante [m.c.a.] 5 7 Q = 00 % 5 2 [kw] 0, 0, 0,2 Q total = 00 % [m³/h] 5 7 Q = 00 % 6

7 Por qué se requiere una adaptación de la instalación a las condiciones de caudal variable? 2 % del tiempo de funcionamiento 98 % del tiempo de funcionamiento 7

8 Bombas de velocidad fija en instalaciones de caudal variable Válvulas con cabezal termostático completamente abiertas Altura de impulsión H m Intersección= Punto de trabajo Caudal Q m³/h 8 8

9 Bombas de velocidad fija en instalaciones de caudal variable La altura de impulsión de la bomba aumenta con una mayor resistencia en la instalación Válvulas parcialmente cerradas Altura de impulsión H m Intersección = nuevo punto de trabajo Caudal Q m³/h 9 9 Wilo-Brain - Systemkompetenz die Ihnen weiterhilft!

10 Presión diferencial en las válvulas con cabezal termostático p = 2,0 2,5 m p = 0,6 m 0

11 Instalación con válvulas con cabezal termostático y con equilibrado hidráulico, 50% de caudal, bomba de velocidad constante [m.c.a.] Q = 50 % [kw] 0, 0, 0,2 Q total = 50 % [m³/h] Q = 50 %

12 Bombas de caudal variable - para qué? La bomba debe dimensionarse para el punto máximo Bomba sin regulación Posibles ruidos en la tuberia Punto máximo El consumo de energía es excesivo durante el 98 % del tiempo de funcionamiento 2

13 Bombas de caudal variable - para qué? Gracias a la electrónica se puede conseguir una altura de impulsión adaptada a la variación del caudal Suficiente caudal Reducción de los ruidos en la instalación Bomba de velocidad fija Punto máx. Ahorro energético Bomba electrónica

14 Leyes de afinidad para las bombas centrífugas Caudal Q Q 2 = n n 2 Altura geométrica H H 2 =( n)2 n2 Potencia P ( n2) P 2 = n

15 Bombas electrónicas, modo de regulación p constante 2 m 2 m H [m] 2 m Modo p-c 0,0 0,2 0,5 0, m 2 m Q [m /h] 2,2 2,0 2,5 2, m 0 2 m /h 5

16 Bombas electrónicas, modo de regulación p variable 2 m 2 m H [m] Modo p-c 2 m 2 m 2, 0,5 0, 2 m Q [m /h], 2,5 2, 2,0 m 2 0 m /h 6

17 Campo de funcionamiento de una bomba de velocidad variable Punto de diseño: Q = 6 m/h H = 2,5 m.c.a. Con curvas de regulación de la presión diferencial discretas el riesgo es elevado que ninguna curva seleccionable adapte a las condiciones de la instalación. Con curvas de regulación demasiado bajas se produce un caudal insuficiente durante el funcionamiento con carga nominal Con curvas de regulación demasiado altas se pueden producir ruidos en cualquier situación de carga 7

18 Campo de funcionamiento de una bomba de velocidad variable Punto de diseño: Q = 6 m/h H = 2,5 m.c.a. Las bombas con curvas de regulación continuas de la presión diferencial permiten la adaptación de la curva de regulación a cualquier consigna. Las bombas con regulación continua se adaptan mejor a las variaciones en la carga de la instalación y reducen el riesgo de ruidos o caudales insuficientes 8

19 Instalación con válvulas con cabezal termostático y con equilibrado hidráulico, 50% de caudal, bomba de velocidad variable [m.c.a.] Q = 50 % [kw] 0, 0, 0,2 Q total = 50 % [m³/h] Q = 50 % 9

20 Problemas de ruidos con bombas electrónicas en modo de regulación p variable durante el funcionamiento a plena carga H (m.c.a.) 2 p válvula = 00 mbar p Válvula = 00 mbar 20

21 Válvulas de regulación de la presión diferencial Si incluso con bombas de caudal variable exista el riesgo que se produzcan presiones diferenciales superiores a 2- metros de columna de agua en una válvula con cabezal termostático, se deben instalar válvulas de regulación de presión diferencial en las columnas, las cuales permiten limitar la presión diferencial en valores inferiores a 2 metros de columna de agua en cada vertical. Ida p Retorno 2

22 Instalación válvulas con cabezal termostático, equilibrado hidráulico y válvulas de regulación de presión diferencial [m.c.a.] Q = 70 % [kw] 0, 0, 0,2 Q total = 70 % [m³/h] Q = 70 % 22

23 Bomba de velocidad fija vs. bomba electrónica de alta eficiencia [m] [m] [kw] 0,5 [kw] 0, 0, 0,2 0, Potencia absorbida P 0, 0,2 0, Potencia absorbida P [m³/h] [m³/h] Ejemplo: Q = 5 m/h H = 6 m.c.a. caudal variable 20 h/a 0,7 /kwh 2

24 Coste del ciclo de vida Plazo de amortización: 2- años 2

25 Coste del ciclo de vida Sustitución preventiva El consumo energético de una bomba convencional existente supera el coste de ciclo de vida de una bomba nueva de alta eficiencia 25

26 Bomba de velocidad fija sobredimensionada existente vs. bomba electrónica de alta eficiencia [m] [kw],6,,2 0,8 0,6 0, 0,2 min. Potencia absorbida P [m³/h] max. [m] [kw] 0, 0,2 0, Potencia absorbida P [m³/h] Ejemplo: Q = 5 m/h H = 6 m.c.a. caudal variable 20 h/a 0,7 /kwh 26

27 Coste del ciclo de vida Sustitución preventiva El consumo energético de una bomba convencional existente supera el coste de ciclo de vida de una bomba nueva de alta eficiencia especialmente, si la antigua bomba estaba completamente sobredimensionada por falta de equilibrado hidráulico 27