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 Precio Costo unidad Eficiencia Diferencia Inferior Combustible Energía Combustión Respecto $/(1000 Kcal/Kg $/kg Kcal) Porcentual Al GLP Gas Licuado 11.010 667 64 95 0% Diesel 10.133 494 57 85-11% Leña 3.000 45 25 60-61% Eucaliptus Electricidad (kw) 60 70 100 +9% Energía Solar 0 0 100-100% INGRESE EL PRECIO DEL COMBUSTIBLE EN SU ZONA COMBUSTIBLE UNIDAD PRECIO $ IVA Inc. GAS LICUADO LT 350 DIESEL LT 420 LEÑA EUCALIP. KG 45 ELECTRICIDAD KW 60 ENERGIA SOLAR 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.