ES2328390T3 - Procedimiento para ajustar la carga parcial en instalaciones de calefaccion. - Google Patents

Procedimiento para ajustar la carga parcial en instalaciones de calefaccion. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para ajustar la carga parcial en instalaciones de calefacción que operan con combustible con registro de la temperatura de salida, caracterizado porque tras la etapa de encendido, antes de alcanzar la temperatura de salida de referencia, la calefacción opera con una carga parcial de calefacción que es una función de la carga parcial del último proceso de calefacción, de la duración del proceso de calefacción y del aumento de la temperatura de salida durante el proceso de calefacción.

Description

Procedimiento para ajustar la carga parcial en instalaciones de calefacción.
La invención se refiere a un procedimiento para ajustar la carga parcial en instalaciones de calefacción.
Debido al cada vez mejor aislamiento de paredes, ventanas, techos, etc., disminuye desde hace años la demanda de calor de calefacción. Al mismo tiempo, aumenta la tendencia a exigir comodidad en el suministro de agua de servicio caliente. En consecuencia, se determina la magnitud de la potencia a elegir en un aparato de calefacción, en esencia, por la comodidad de agua caliente que se desea. Es habitual, por lo tanto, en el caso de un depósito de agua de servicio con un volumen de 200 litros, proporcionar una potencia calorífica de entre 25 y 30 kW. Si se deben calentar 150 m^{2} de superficie habitable al mismo tiempo, bastan para ello 10 kW de potencia calorífica. Se debe considerar, en esta circunstancia, ajustar, en el caso de los aparatos calefactores, la potencia máxima para la operación de calefacción independientemente de la potencia máxima en la operación de agua de servicio. Se habla entonces de carga parcial de calefacción ajustada.
La magnitud del ajuste a elegir resulta, por regla general, de calcular las necesidades caloríficas, en el que como parámetros principales se cuentan la superficie a calentar, el volumen del espacio, la temperatura ambiente que se desea, así como la clase y modelo del aislamiento. Otra magnitud que influye sobre la carga parcial de calefacción a elegir es la temperatura exterior, sobre la que se asegura la temperatura ambiente deseada. Por regla general, el sistema de calefacción se ajusta a una temperatura exterior mínima de entre -12 y -15ºC.
A esta temperatura operaría el aparato calefactor de forma permanente a la carga parcial de calefacción máxima ajustada.
Ya que estas temperaturas, si se da el caso, sólo se alcanzan unos pocos días al año, los aparatos de calefacción operan la mayor parte de los días del año con una potencia demasiado alta, lo que tiene como consecuencia que los aparatos se apagan entretanto a menudo, lo que se denomina también como cadencia. Al proceso desde la activación de los quemadores hasta la parada se denomina también ciclo de funcionamiento.
A menudo se opera con aparatos calefactores con termostato externo, denominados termostatos dirigidos por las condiciones climáticas. Estos termostatos calculan, dependiendo de la temperatura exterior, un valor de referencia de temperatura de salida para el circuito de calefacción. De modo alternativo o adicional, se fijan los termostatos de temperatura ambiente de forma dependiente con la desviación de la temperatura de un sensor de temperatura, que se encuentra en la zona habitable, de la temperatura de referencia a un valor de referencia de temperatura de salida para el circuito de calefacción.
Todos los sistemas tienen en común que tras el encendido de los quemadores, también en el caso de sistemas de modulación tras el encendido de los quemadores, también se pone en marcha la instalación con la máxima carga parcial de calefacción fijada, aun cuando las necesidades caloríficas actuales de la instalación no lo requieran.
Las instalaciones de calefacción con quemadores que operan con combustible se ponen en marcha, según el estado de la técnica, con una carga parcial fijada; esta carga parcial se elige de modo que los quemadores se enciendan del modo más seguro posible. Si se distingue una llama, el quemador operará tras unos pocos segundos con la carga parcial adaptada a sus necesidades hasta que la temperatura de salida alcance su temperatura de referencia.
En general, en el funcionamiento de instalaciones de calefacción, es interesante que la instalación de calefacción opere el mayor tiempo posible con carga inferior, en vez de en modo de temporización con carga alta, ya que las emisiones de sustancias nocivas son altas en la puesta en marcha y el rendimiento térmico en carga inferior es superior al de en carga total.
Si la instalación, en general, opera con carga inferior hasta alcanzar la temperatura de salida de referencia, puede suceder, en el caso de necesidad calorífica alta, que no se alcance la temperatura de referencia. Si la instalación opera en un principio con carga superior, existe el peligro de que la instalación se pare y opere en modo de temporización.
Del documento EP 1 248 044 A1 se conoce un procedimiento para lograr tiempos de operación del quemador lo más largos posible, en el que el quemador, una vez realizado el encendido, se acciona para un tiempo de bloqueo de modulación de calefacción variable con carga parcial mínima, antes de adaptar la carga parcial de calefacción a la necesidad calorífica concreta, operándose la calefacción, tras la etapa de encendido y antes de alcanzar la temperatura de salida de referencia, con una carga parcial de calefacción que es una función de la temperatura de salida.
Es objetivo de la presente invención adaptar ya después de la etapa de encendido el ajuste de carga parcial de calefacción antes de la intervención de la regulación de temperatura de salida, de forma automática y adaptada a las necesidades, a la necesidad calorífica actual de la instalación.
De acuerdo con la invención se resuelve esto según la reivindicación 1, por el hecho de que la carga de calefacción se ajusta de modo dependiente del último proceso de calefacción, especialmente de la duración y de la elevación de temperatura.
La invención se explica a continuación mediante las figuras.
La fig. 1 muestra un aparato calefactor para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención,
la fig. 2 muestra, respectivamente, el desarrollo de curvas según el estado de la técnica y el procedimiento de acuerdo con la invención,
la fig. 3 muestra la relación entre la temperatura exterior y la temperatura de salida de la calefacción,
la fig. 4 muestra la relación entre la temperatura exterior y la carga parcial de calefacción,
la fig. 5 muestra la adaptación de la carga parcial de calefacción según el procedimiento de acuerdo con la invención, así como
la fig. 6 muestra la variación de la carga parcial de calefacción según el procedimiento de acuerdo con la invención
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La figura 1 muestra una instalación de calefacción 1 a la cual está conectado un circuito de calefacción 8 con un radiador 14 como aceptor de calor. La instalación de calefacción 1 dispone de un quemador 6 que está conectado a través de un soplante 2 regulado a un tubo de aspiración. El tubo de aspiración 4 desemboca en el aire del entorno. En el tubo de aspiración 4 desemboca asimismo la conducción de gas, que admite el gas combustible procedente de una valvulería de gas 3. Alrededor del quemador 6 se encuentra un intercambiador de calor 7, que está unido al circuito de calefacción 8. En el retorno del circuito de calefacción 8 se encuentra una bomba de circulación 10, en la salida del circuito un sensor de temperatura de salida 9. La instalación de calefacción 1 dispone de una regulación 11, que está unida con la valvulería de gas 3, con el soplante regulado 2, con el sensor de temperatura 9, así como con un aparato de regulación externo 12, al que está conectado una sonda de temperatura exterior 13.
Estando el aparato de calefacción 1 en funcionamiento, la sonda de temperatura exterior 13 envía, a través de la regulación externa 12, a la regulación interna 11 una señal para poner en marcha el aparato. Dependiendo de la necesidad calorífica, la regulación 11 ajusta un número de vueltas predeterminado para el soplante 2, así como un caudal definido a través de la valvulería de gas 3. La mezcla de gas combustible y aire se prende corriente abajo del quemador 6, los gases calientes se enfrían en el intercambiador de calor 7, de modo que el calor se transmite al circuito de calefacción. El agua que se encuentra allí se impulsa mediante la bomba de circulación 10. El calor se deposita en el radiador 14, preferentemente en un espacio de calentamiento. La figura 2 muestra la curva de calefacción a) según el estado de la técnica así como la curva de calefacción b) según el procedimiento de acuerdo con la invención. Según el estado de la técnica, el quemador se enciende en un punto temporal t_{0} con un caudal predefinido. Se espera hasta que la llama se ha estabilizado en un punto temporal t_{1}. A partir del punto t_{1} se aumenta la carga parcial de calefacción hasta que en el punto temporal t_{2} se alcanza la carga parcial de calefacción máxima. El aparato opera en este momento con carga parcial máxima, hasta el punto t_{3}, en el que la temperatura real de salida se corresponde con la temperatura de referencia de salida. En este momento se regula de tal manera la carga parcial de calefacción que la temperatura de salida permanece constante. Esto tiene como consecuencia que la carga parcial de calefacción a partir del punto temporal t_{3} disminuye. En el punto t_{4} finaliza el proceso de calefacción.
Durante el proceso de calefacción se proporciona una cantidad de calor
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Según el procedimiento de acuerdo con la invención, el quemador se enciende igualmente en el punto temporal t_{0}. Asimismo, en el punto temporal t_{1} se concluye la etapa de encendido y se da paso a la carga parcial de calefacción adaptada a las necesidades. Para ello se disminuye la carga parcial de calefacción dese el punto temporal t_{1} hasta el punto temporal t_{2}, hasta que desde el punto temporal t_{2} se alcanza la carga parcial de calefacción dependiente de la necesidad calorífica. En este momento opera la instalación de calefacción con una potencia constante, hasta que se alcanza la temperatura de referencia de salida en un punto temporal t_{5}. A partir de ese punto temporal t_{5} se regula la instalación de calefacción de modo que la temperatura de salida de calefacción permanezca constante. La instalación de calefacción se para en el punto temporal t_{6}. Durante este proceso de calefacción la potencia desarrollada es de
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La potencia de calefacción desarrollada es según el estado de la técnica igual a la del procedimiento de acuerdo con la invención
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La figura 3 muestra la relación entre la temperatura exterior T_{a} y la temperatura de salida de calefacción T_{v}. Se nota que en el caso de temperaturas exteriores muy bajas se precisa una temperatura de salida de calefacción alta. Con una temperatura exterior más alta puede reducirse la temperatura de salida de calefacción.
La figura 4 muestra la relación correspondiente entre la carga parcial de calefacción P y la temperatura exterior T_{a}. Aquí también se observa claramente que con una temperatura exterior aumentada se puede reducir la carga parcial de calefacción.
De acuerdo con una variante del procedimiento de acuerdo con la invención se opera la calefacción, tras la etapa de encendido y antes de alcanzar la temperatura de salida de referencia, con una carga parcial de calefacción que depende del valor de medición del sensor de temperatura exterior 13. El sensor de temperatura exterior 13 transmite un valor de medición al control de regulación 11, a través del control de regulación externo 12. De acuerdo con la figuras 3 y 4, el control de regulación calcula la potencia necesaria para el funcionamiento del quemador y, de acuerdo con ello, ajusta el caudal de gas de la valvulería de gas 3, como también el número de vueltas del soplante 2 regulado.
La figura 5 muestra que en el caso del procedimiento de acuerdo con la invención se toma la temperatura de salida T_{V}. A partir del desarrollo de la temperatura de salida T_{V} se determina el gradiente T_{V}. Este se compara con un valor de referencia. Si el gradiente del aumento de temperatura de la temperatura de salida es inferior al valor fijado, se aumenta la carga parcial de calefacción. Si el gradiente es superior, es decir, el agua se calienta más rápidamente de lo esperado, se reduce la carga parcial de calefacción.
La figura 6 representa la variación de la carga parcial de calefacción dependiente de la duración del último proceso de calefacción (t_{6}-t_{0}). Las líneas c, d, e y f e representan las líneas características para diferencias de temperatura fijadas durante el último proceso de calefacción. Así la línea c representa un proceso de calefacción, en el que la temperatura de salida se ha aumentado 5 K, la línea f representa un proceso de calefacción, en el que la temperatura de salida difiere durante el proceso de calefacción en 30 K entre el valor mínimo y el valor de referencia.
Ejemplo: Si se ha aumentado la temperatura de salida en 20 K en 20 min durante el último proceso de calefacción, se obtiene para ello, según la línea característica e, un índice que indica que no hay que variar la carga parcial de calefacción. Si el aumento de temperatura de salida es de 20 K, siendo necesarios 30 min de tiempo, se debe aumentar la carga parcial de calefacción un 10% en el siguiente proceso de calefacción, según la línea característica e. Si, por el contrario, se han necesitado sólo 10 min, se reduce la carga parcial de calefacción un 10% en el siguiente proceso de calefacción.

Claims (2)

1. Procedimiento para ajustar la carga parcial en instalaciones de calefacción que operan con combustible con registro de la temperatura de salida, caracterizado porque tras la etapa de encendido, antes de alcanzar la temperatura de salida de referencia, la calefacción opera con una carga parcial de calefacción que es una función de la carga parcial del último proceso de calefacción, de la duración del proceso de calefacción y del aumento de la temperatura de salida durante el proceso de calefacción.
2. Procedimiento para ajustar la carga parcial en instalaciones de calefacción que operan con combustible según la reivindicación 1, caracterizado porque se reduce la carga parcial de calefacción en caso de no alcanzarse a una duración dependiente de la temperatura determinada del proceso de calefacción y en caso de superarse a una duración dependiente de la temperatura determinada del proceso de calefacción se aumenta, disminuyendo la duración dependiente de la temperatura determinada del proceso de calefacción con el aumento gradual de la temperatura de salida durante el proceso de calefacción.
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