Este es un ejemplo típico de energía solar, pero el método también es aplicable a otros dispositivos de calefacción. El problema es que para un "buen" funcionamiento, un termosifón requiere un retorno bastante frío por lo que existe el riesgo de estar por debajo del punto de rocío en la caldera ...
Calentador solar de agua en termosifón.
El calentador solar de agua en termosifón es un sistema eficiente y no tiene costo operativo porque no necesita un circulador ni regulación. Como resultado, su amortización será más rápida. La única restricción para este sistema, los sensores deben estar a un nivel más bajo que el tanque de ACS. El termosifón es bien conocido, su funcionamiento es el resultado de la diferencia de densidad del fluido de transferencia de calor debido a la diferencia de temperatura entre los sensores y el tanque de ACS. La diferencia de altura entre la parte superior de los colectores y la parte inferior del globo debe ser de al menos 0,5 m para garantizar la colocación adecuada de la presión (o carga) del motor hidromotor.
Esta presión hidroneumática es igual a:
P = Al x (Fabricación - Fabricación)
P = presión hidroneumática disponible en mmCE
H = diferencia de altura en metros entre el eje de los colectores y el eje del tanque de ACS
Mfr = masa del fluido a la temperatura más baja (retorno del sensor)
Mfd = masa del fluido a la temperatura más alta (inicio del sensor)
Para agua limpia, vea la tabla en la página: variación de la densidad del agua líquida en función de la temperatura
Para la salmuera, la masa es una función del porcentaje de anticongelante en el agua. A ver con el proveedor.
Pero dado que el cálculo se lleva a cabo con una diferencia de masa, los valores de agua clara se pueden usar sin gran riesgo de error.
Valores para dimensionamiento.
La instalación se calcula generalmente para un caudal de 0,7 litros / minuto por m² de colector, es decir, aproximadamente 42 l / h.m².
Adición de Christophe: por lo tanto, para una caldera sería lógico tomar 0,7 L / min para 1kW de potencia de la caldera.
La caída / retorno de la temperatura del flujo es en promedio de 20 ° C.
Las temperaturas de funcionamiento se pueden tomar a 80 ° C para la salida y, por lo tanto, con una caída de 20 ° C a 60 ° C para el regreso, pero para permitir caminar a temperaturas más bajas (por ejemplo, entre temporadas) puede tomarse de manera más desfavorable para el cálculo de la presión hidroneumática, a 65/45 ° C.
La relación J / Z (ver abajo, cálculo de caída de presión) dependerá de la configuración de la instalación y para un primer enfoque será del 35/65% (65% para que Z tenga en cuenta las caídas de presión de los sensores y del globo si no se conocen).
Recomendaciones
- Para limitar las pérdidas de presión tanto como sea posible, el enemigo principal del sistema de termosifón, los sensores deben estar preferiblemente en montaje Tickelmann (ver el dibujo a continuación) en lugar de en montaje S.
- No se debe hacer contra-pendiente porque tiene el efecto de cortar el termosifón.
- La pendiente siempre debe estar ascendiendo hacia la pelota, evite nivelarla.
- El aire será purgado por el tanque de expansión abierto ubicado arriba del tanque de ACS (vea el boceto, por ejemplo).
- El tanque de ACS debe ser preferiblemente de doble camisa en lugar de una bobina, esto siempre para limitar las caídas de presión.
- Las tuberías deben estar aisladas.
- Los codos se deben hacer preferiblemente con un doblador para tener el mayor radio posible.
ejemplo de cálculo
- Longitud de la línea de salida del sensor / tanque de almacenamiento, 6,5 m
- Longitud de la línea de retorno del globo / sensor, 7 m
- diferencia de altura del eje del sensor / eje del tanque, 5,80 m
- Relación J / Z, 35/65%
- Área de colector, 5m²
- Caudal, 42 l / h / m²
- Temperatura de flujo del colector, 65 ° C
- Temperatura de retorno del colector con una caída de 20 ° C, 45 ° C
- Densidad del agua a 65 ° C, 980,48 kg / m3.
- Densidad del agua a 45 ° C, 990,16 kg / m3.
Presión hidroneumática disponible en mmCE:
P = 5,8 x (990,16 - 980,48) = 56,14
Valor de J en mmCE / m:
J = 56,14 x 0,35 / (7 + 6,5) = 1,45
El diámetro de las tuberías debe elegirse mediante aproximaciones sucesivas de modo que no supere los 1,45 mmCE / m. Para facilitar los cálculos podemos utilizar el libro de Excel "Pérdidas de presión".
Entonces, al ingresar los siguientes parámetros: flujo = 42 x 5 = 210 l / h
tubos de cobre Temperatura de flujo del fluido, 65 ° C. DeltaT, 20 ° C y procediendo por aproximación, encontramos el diámetro de 26x28 que da el valor inmediatamente inferior a 1,45 de 0,84 mmCE / m.
Con este valor, el flujo real será necesariamente más alto que el calculado, por lo tanto, al aumentar el flujo por aproximación, encontramos el flujo de 288 l / h, lo que nos da un flujo de 57,6 l / h.m².
Cuanto mayor sea la temperatura de flujo del colector, mayor será la diferencia de densidad, lo que aumentará la presión hidrotomática y por lo tanto el flujo. El volumen de intercambio de calor al nivel del tanque es proporcional a la diferencia de temperatura promedio entre la temperatura promedio del fluido de transferencia de calor y la temperatura promedio del agua caliente sanitaria, este volumen de intercambio aumentará con la velocidad de flujo porque el aumento de estos últimos inducirá una caída de temperatura más baja y, por lo tanto, aumentará la diferencia promedio.
Sobre el archivo Excel para calcular las caídas de presión: https://www.econologie.info/share/partag ... KPz3dP.xls
El libro de Excel "Pérdidas de presión JZ.xls" le permite calcular las pérdidas de presión de un circuito y esto por sección. Para realizar los cálculos de una instalación completa, se empieza por el circuito más desfavorecido, generalmente el radiador más alejado de la caldera o el circuito de suelo radiante más alejado de la caldera y el más largo, para conocer el caída de presión de referencia y ver si su valor no supera el del circulador si ya está definido (suministrado con la caldera) para poder realizar correcciones. Un tramo es una parte del circuito como, por ejemplo, la parte que va desde la caldera hasta las tees del 1er radiador o los primeros colectores, desde las tees del 1er radiador o colectores a las tees del siguiente, etc ...
Para facilitar el uso del archivador, inicie la caldera (primera línea) acercándose al último radiador o circuito del piso calentado (el más desfavorecido) para definir la caída de presión de referencia, luego es suficiente para eliminar las secciones del extremo para bifurcarse hacia las demás para no tener que volver a ingresar los valores a partir de la caldera y esto para definir los diámetros de los otros circuitos.
El libro de trabajo tiene columnas ocultas para reducir el alcance del trabajo. Es posible mostrar estas columnas haciendo clic en la pequeña cruz ubicada encima de las columnas.
Fuente et archivo de Excel
