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Gestión del depósito de inercia Nota Todas las funciones descritas y representadas en este folleto también están incorporadas en los modelos de calderas Turbomatic, T4 y TX. Sin embargo, hay que tener en cuenta la conexión de la elevación de la temperatura de retorno. 1) Gestión del depósito de inercia En instalaciones con depósito de inercia se selecciona el modo operativo Modo transitorio. En este modo operativo están disponibles cuatro ventanas temporales para la carga del acumulador. La caldera arranca de acuerdo con estas ventanas temporales. Las demandas de calor fuera de estas ventanas temporales son ignoradas. 1.1) Gestión del depósito de inercia con 2 sensores En la gestión del depósito de inercia con 2 sensores, la temperatura superior e inferior en el depósito de inercia sirven para calcular el criterio de arranque. Las siguientes fórmulas reflejan los criterios para el arranque o la parada de la caldera: CRITERIO DE ARRANQUE: La temperatura mínima del depósito de inercia se ajusta por medio de la temperatura de consigna de la caldera (TC consigna ) menos un valor ajustable (T arranque ). Si la temperatura superior del depósito de inercia (DIarriba), dentro de la ventana temporal definida para la carga del acumulador, desciende por debajo de la temperatura mínima ajustada del depósito de inercia, la caldera arranca. CA arranque = VT activa & [DI arriba < (TC consigna - T arranque )] CA arranque CA parada VT activa VT inactiva DI arriba DI abajo TC consigna T arranque T parada Diagrama de secuencias para arranque/parada de la caldera Explicación de términos... arranque de la caldera... parada de la caldera... dentro de la ventana temporal... fuera de la ventana temporal... temperatura del depósito de inercia arriba... temperatura del depósito de inercia abajo... temperatura de consigna de la caldera... valor ajustable... valor ajustable CRITERIO DE PARADA: Si la ventana temporal configurada para la carga del acumulador finaliza durante el modo de calefacción, la caldera entra en procedimiento de apagado. CA parada = VT inactiva Si se ha alcanzado el criterio de carga según la temperatura inferior del depósito de inercia, la caldera entra en procedimiento de apagado. CA parada = DI abajo > (TC consigna - T parada ) Valores estándar de la caldera de pélets P4 VT activa... dentro de la ventana temporal [06:00-22:00] VT inactiva... fuera de la ventana temporal [22:00-06:00] TC consigna... temperatura de consigna de la caldera [70 C] T arranque... valor ajustable [15 C] T parada... valor ajustable [10 C] TD consigna... temperatura de consigna del depósito de ACS [55 C] TD min... temperatura mínima del depósito de ACS [45 C] TS... tiempo suplementario ajustable [10min] PI... punto de inicio [75%] 2 3
Sistemas de energía 1.2) Gestión del depósito de inercia con 2 sensores según demanda. En esta función, el entorno del sistema (circuitos de calefacción, depósito de ACS) avisa al control las especificaciones de la temperatura y las compara con la temperatura actual del depósito de inercia. Las siguientes fórmulas reflejan los criterios para el arranque o la parada de la caldera: CRITERIO DE ARRANQUE: Si, dentro de la ventana temporal configurada, la temperatura superior del depósito de inercia (DI arriba ) desciende por debajo de la máxima temperatura actualmente necesaria de ida (ID consigna ) o bien la temperatura de consigna del depósito de ACS deseada (TD consigna ) más una histéresis de 2 C, arranca la instalación de caldera. CA arranque = VT activa & [DI arriba < ((ID consigna o TD consigna ) + 2 C)] CRITERIO DE PARADA: Si la ventana temporal configurada para la carga del acumulador finaliza durante el modo de calefacción, la caldera entra en procedimiento de apagado. TS... tiempo suplementario ajustable CA parada = VT inactiva Si los circuitos de calefacción se detienen o el depósito de ACS ya no necesita calor, la caldera entra en procedimiento de apagado después de un tiempo suplementario configurable. CA parada = [CC inactivo o (TD actual > TD min )] + TS Si se ha alcanzado el criterio de carga según la temperatura inferior del depósito de inercia, la caldera entra en procedimiento de apagado. CA parada = DI abajo > (TC consigna - T parada) Explicación de términos CA arranque... arranque de la caldera CA parada... parada de la caldera VT activa... dentro de la ventana temporal VT inactiva... fuera de la ventana temporal DI arriba... temperatura del depósito de inercia arriba DI abajo... temperatura del depósito de inercia abajo TC consigna... temperatura de consigna de la caldera T parada... valor ajustable ID consigna... temperatura de consigna de ida TD actual... temperatura actual del depósito de ACS TD consigna... temperatura de consigna del depósito de ACS TD min... temperatura mínima del depósito de inercia CC inactivo... la bomba del circuito de calefacción se detiene Sistema estándar 1.P001 www.gruponovaenergia.com www.froeling.com
Gestión de multisensores 1.3) Gestión de multisensores En esta función, cuatro sensores están distribuidos uniformemente por toda la altura del depósito de inercia. El control determina un estado de carga del acumulador entre 0 y 100%. Esto permite detectar rápidamente los cambios de carga repentinos (p. ej. termoventilador, cabina de pintura,...) En instalaciones de gran tamaño, con un depósito de inercia pequeño, se puede obtener un punto de carga constante, ya que la potencia de la caldera disminuye antes de que esté cargado el depósito de inercia. Las siguientes fórmulas reflejan los criterios para el arranque o la parada de la caldera: Explicación de términos CA arranque... arranque de la caldera CA parada... parada de la caldera VT activa... dentro de la ventana temporal VT inactiva... fuera de la ventana temporal EC... estado de carga PI... punto de inicio CRITERIO DE ARRANQUE: El ajuste de la curva de carga se realiza en función de la temperatura media del depósito de inercia de 0 o 100%. Si el estado de carga desciende por debajo del punto de inicio, la caldera arranca. CA arranque = VT activa & EC [%] < PI [%] CRITERIO DE PARADA: Si la ventana temporal configurada para la carga del acumulador finaliza durante el modo de calefacción, la caldera entra en procedimiento de apagado. CA parada = VT inactiva Si se alcanza el criterio de carga según el estado de carga máximo del acumulador, la caldera entra en procedimiento de apagado. CA parada = EC > 95% Sistema de gestión de multisensores 4.P001 4 5
Sistemas de energía 2) Sistema de control en cascada Con el sistema de control en cascada de Froling pueden funcionar hasta cuatro calderas conectadas. Las ventajas de una cascada también son evidentes durante la estación cálida. En la mayoría de los días de calefacción del año es suficiente una caldera para cubrir la demanda de calor. Otra ventaja de este sistema es que ofrece una mayor seguridad de funcionamiento, ya que el suministro de potencia térmica se divide entre varias calderas. Dado que el sistema de control en cascada ofrece diferentes posibilidades de aplicación, las calderas se pueden combinar con igual o diferente potencia térmica nominal. Para ello se asignan diferentes prioridades de arranque. La caldera con la mayor potencia térmica nominal no arranca de primero, sino la que, por ejemplo, sea suficiente para calentar el agua caliente sanitaria. Si se utilizan calderas con la misma potencia térmica nominal y a cada caldera se le asigna la misma prioridad de arranque, se tomarán en cuenta las horas de servicio como criterio de arranque. De esta manera, se logra una misma tasa de utilización y una solución eficiente para calentar. En el manual de instrucciones del módulo de cascada y del repetidor de bus encontrará información más detallada sobre las más diversas opciones de configuración. 2.1) Principio de funcionamiento del sistema de control en cascada Los siguientes parámetros están configurados en el control: - Temperatura de consigna de la caldera: 75 C - Acumulador cargado al 100% a temperatura de consigna de la caldera - parámetro 2 K - Acumulador cargado al 0% a 20 C De allí se desprende que el depósito de inercia está cargado al 100% a una temperatura media del depósito de inercia de 73 C. Fórmula: Si el depósito de inercia alcanza un nivel de carga de 95%, se apagan todas las calderas. De la fórmula anterior resultan las siguientes temperaturas como puntos de inicio de la caldera 1, 2, así como 3 y 4 (si están instaladas): Punto de inicio caldera 1: EC 75% 59,8 C Punto de inicio caldera 2: EC 55% 49,2 C Punto de inicio de calderas 3 y 4 EC 40% 41,2 C Arranque rápido [%/10 min] 15% 8,0 C www.gruponovaenergia.com www.froeling.com
Propuestas de planificación sin compromiso 2.2) Cableado de los módulos Nota Entre cada caldera debe instalarse un módulo de cascada. El número de módulos en cascada depende de la cantidad de calderas instaladas menos uno. 2.3) Válvula de balanceo La válvula de balanceo permite un ajuste exacto y simple. El caudal se ajusta en l/min, de modo que no es preciso determinar valores de ajuste por medio de diagramas u otros medios, lo que consume mucho tiempo. El caudal se puede ajustar en la escala del cuerpo de medición integrado en el bypass. El borde inferior del cuerpo del flotador sirve de marca de lectura. El caudal pasa por el bypass sólo si el puente se mantiene presionado. Si las instalaciones no están ajustadas correctamente, generalmente fluye demasiado caudal a través de la caldera, lo que produce un salto térmico relativamente pequeño entre la ida y el retorno de la caldera. 2.3.1 Ejemplo para el ajuste Caldera de pélets P4 Pellet 15 kw, salto térmico 15 K: De allí resulta que, considerando un salto térmico de 15 K, puede ajustarse aproximadamente la potencia en kw como caudal en l/min en la válvula de balanceo. 6 7
Sistemas de energía 2.4) Información sobre el diseño de las tuberías En instalaciones en cascada, cuyas calderas tienen una potencia total de >100 kw, es necesario asegurarse de que las conexiones a los depósitos estratificados estándar (DN40) tengan un flujo bastante bajo debido a la cantidad de agua. En este caso, deben utilizarse depósitos estratificados especiales con conexiones más grandes (depósito térmico SL). Es importante verificar también la conexión hidráulica de los componentes individuales. En el área de convergencia de las dos idas y de los dos retornos de la caldera se pueden aplicar dos variantes: 2.4.1) Conexión hidráulicamente favorable En esta variante de conexión se amplía a la dimensión correspondiente a la potencia total de la caldera antes de la convergencia de las idas y de los retornos de la caldera. La segunda ida y el segundo retorno de la caldera se conectan en un ángulo de 45 en la tubería de ida o de retorno en dirección del flujo. El tramo de entrada debe tener aquí unas 3 veces la longitud de la dimensión anterior. La velocidad en la nueva sección debe ser aprox. 1 m/s. 2.4.2) Instalación de un tubo distribuidor Se recomienda instalar un tubo distribuidor en el área de convergencia de las dos idas y retornos de la caldera. Si no se instala un tubo distribuidor y la tubería no se ha ajustado a la potencia, el agua tiene mayor velocidad debido a que la tubería es demasiado pequeña. Por una parte, esto puede causar ruidos debido a la alta velocidad de flujo y, por la otra, puede afectar la estratificación en el depósito de inercia. Si se instala un tubo distribuidor con una longitud adecuada, la velocidad disminuye en poco tiempo en aprox. 0,3 m/s. El diámetro del tramo de entrada y del tramo de estabilización del tubo distribuidor debe ser 3 veces mayor que diámetro del tubo distribuidor. En todo caso, debe tener al menos 30 cm. Desde el extremo del tubo distribuidor, la tubería debe dimensionarse a la potencia máxima posible de las calderas y a una velocidad de aprox. 1 m/s. www.gruponovaenergia.com www.froeling.com
Propuestas de planificación sin compromiso 3) Propuestas de planificación sin compromiso Dos instalaciones de calderas conectadas Sistema 1.P708 8 9
Sistemas de energía Tres instalaciones de calderas conectadas Sistema 1.P709 Cuatro instalaciones de calderas conectadas Sistema 1.P710 www.gruponovaenergia.com www.froeling.com
Ejemplo 4) Información sobre el dimensionamiento La siguiente tabla muestra un extracto de la cantidad necesaria de agua de acuerdo con las configuraciones posibles de potencia de la caldera en función de la diferencia de temperatura entre la ida y el retorno de la caldera. La sección inferior de la siguiente tabla puede utilizarse para determinar las dimensiones de las tuberías. De allí se desprende el correspondiente caudal en función de la velocidad del agua. (Temperatura = 70 C, material de la tubería = acero) 4.1) Ejemplo para el dimensionamiento de las tuberías El propósito es determinar las dimensiones de las tuberías individuales y del tubo distribuidor. El siguiente sistema hidráulico debe ser realizado. Potencia de cada caldera 100 kw. Se comienza con la dimensión más pequeña de la tubería. Es decir, la que va de la caldera respectiva al tubo distribuidor. De la tabla se desprende que para una potencia de 100 kw y un salto térmico de 15 K se necesita un caudal de agua de 5,73 m³/h. Para la tubería de ida o de retorno de la caldera, la dimensión es de DN50. 10 11
Sistemas de energía El diseño del primer tubo distribuidor se realiza según el mismo procedimiento. En el primer tubo distribuidor se encuentran la caldera esclava 2 y la caldera esclava 1. Si las dos calderas funcionan a potencia térmica nominal, la potencia total de las calderas es de 200 kw. De acuerdo con la información en el diagrama, la velocidad máxima de 0,3 m/s en el tubo distribuidor no debe sobrepasarse. Después del tubo distribuidor, la tubería debe dimensionarse a la máxima potencia de la caldera y a una velocidad de aprox. 1 m/s. De allí resulta que la dimensión del primer tubo distribuidor es de DN125 y la del tubo de conexión al segundo tubo distribuidor es de DN65. El segundo tubo distribuidor, así como el tubo de conexión al acumulador se dimensionan a la máxima potencia posible de las calderas de 300 kw. De allí resulta que la dimensión del segundo tubo distribuidor es de DN150 y la del tubo de conexión al acumulador es de DN80. Nota El tubo de conexión al acumulador determina la dimensión de conexión de las piezas de unión en el acumulador. 4.2 Representación de los resultados en la propuesta de planificación www.gruponovaenergia.com www.froeling.com
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