Acumulador térmico phat piggie
Lo más común es el uso de tanques-acumuladores de calor con capacidad de 300-2000 litros, utilizados en sistemas con circulación natural y forzada. En la configuración más simple, un acumulador de calor – es un tanque vertical de acero con altura 3-5 veces más que el diámetro para la provisión de estratificación de la temperatura del agua. A través de la altura del tanque se colocan tuberías de conexión para el suministro y drenaje de agua, así como para el montaje de calentadores eléctricos.
El agua con la temperatura más alta se acumula en la parte superior del depósito y puede descargarse a través de los tubos de conexión superiores para la calefacción por radiadores; el agua menos caliente (sección central del depósito) puede descargarse a través de los tubos de conexión del nivel central para la calefacción por suelo radiante. La superficie interior del depósito no necesita protección contra la corrosión, ya que en los sistemas de calefacción se utiliza constantemente la misma agua que con el tiempo se convierte en “neutra”. Para reducir la pérdida de calor a través de las paredes del depósito, éste debe aislarse, por ejemplo, con espuma resistente al calor de hasta 100 mm de espesor.
Ladrillos acumuladores de calor
Siempre que un sistema hidrónico esté dividido en varias zonas, merece la pena considerar un depósito de inercia entre la fuente de calor y el sistema de distribución. Esto es especialmente cierto cuando la fuente de calor es un dispositivo “on/off” de una sola velocidad en lugar de un dispositivo modulante.
Un ejemplo es una bomba de calor geotérmica de 4 toneladas que suministra a varios radiadores de panel controlados individualmente. Cada radiador representa lo que yo llamaría una “microzona”. La salida de tal zona es probablemente menos del 10%, quizás incluso menos del 5% de la capacidad de calefacción de la fuente de calor. Si se conectan varias zonas de este tipo directamente a una fuente de calor, incluso una que pueda modular hasta el 20% de la capacidad nominal, es probable que se produzcan ciclos cortos. Este mismo razonamiento es válido para una bomba de calor aire-agua.
He aquí un ejemplo. Supongamos que un diseñador desea que una bomba de calor hidrónico con una potencia nominal de 48.000 Btu/h funcione con un ciclo de conexión mínimo de 10 minutos mientras suministra calor a un radiador calentador de toallas que libera calor a 2.000 Btu/h.
Acumulador de calor latente
Estos objetivos se han alcanzado en parte gracias a los controles/quemadores más sofisticados de hoy en día, que responden con mayor rapidez y precisión a los cambios en la demanda que los de antaño. Sin embargo, la respuesta de una caldera a los cambios en la demanda también se ve afectada por las leyes de la naturaleza, por ejemplo: cuánta agua hay que calentar y el área de transferencia de calor disponible para transferir ese calor de la llama del quemador al agua.
Los tiempos de respuesta se han mejorado reduciendo físicamente las dimensiones externas de la caldera para una potencia dada y llenando el interior de tubos para aumentar la superficie de transferencia de calor. Esto significa que la caldera moderna contiene menos agua y que el área de transferencia de calor por kg de agua es mayor. Consideremos la situación actual:
Como se explica en el módulo 3.7, “Accesorios y montajes de calderas”, la energía almacenada en una caldera está contenida en el agua que se mantiene a la temperatura de saturación. Cuanto mayor sea la cantidad de agua dentro de una caldera, mayor será la cantidad de energía almacenada para hacer frente a los cambios en la demanda/carga.
Calentador de almacenamiento
La empresa energética estatal sueca Vattenfall ha anunciado la construcción del mayor acumulador de calor y sistema de almacenamiento de Alemania en su planta de cogeneración Reuter West de Berlín, con el objetivo de contribuir de forma significativa a la seguridad energética del país en su carrera por desprenderse del gas ruso.
“El acumulador de calor demuestra que el futuro del suministro de calor no está en las soluciones individuales, sino en los sistemas globales”, afirma Wielgoß. “Porque garantiza que los numerosos componentes del futuro sistema de calefacción berlinés, tanto grandes como pequeños, se complementen a la perfección”.
El acumulador de calor está situado en el emplazamiento de la central eléctrica, justo al lado de la planta de producción de calor, que convierte el excedente de energía eólica o solar en calor in situ. En el futuro, según Vattenfall, será posible almacenar temporalmente este calor en el depósito de agua caliente, antes de suministrarlo a la red de calefacción municipal.
“La central es un paso importante en el camino hacia una mayor flexibilidad en el suministro de calor de Berlín y, al mismo tiempo, lo hace más respetuoso con el clima, independiente y seguro”, dijo Wielgoß, durante una visita al interior del acumulador de calor en construcción.