Instalaciones de bombeo a caudal variable

Instalaciones térmicas centralizadas en edificios.Sistemas y medidas de ahorro energéticoChristian Keller, Director Técnico, Wilo Ibérica, S.A.

2

Sistema de calefacción con circuitos primario y secundario

CIRCUITO PRIMARIO(CALDERA)

CIRCUITO SECUNDARIO(RADIADORES, SUELO RADIANTE)

Caudal constanteCaudal variable Caudal variable

3

Bombas de caudal variable - ¿para qué?

2 % del tiempo de funcionamiento

98 % del tiempo de funcionamiento

4

Ejemplo:

= 1 (agua)Q = 40 m3/hH = 35 m.c.a.H = 0,62M = 0,87

P1 = 7,07 kW

= Densidad en kg/dm3

Q = Caudal en m3/h

H = Altura en m.c.a.

H = Rendimiento hidráulico

M = Rendimiento del motor

Consumo energético de bombas hidráulicas - Potencia absorbida P1

5

2 63 5

7

4

1

2 63 5

7

4

1

Instalación con válvulas con cabezal termostático y con equilibrado hidráulico, 100% de caudal, bomba de velocidad constante

12345

[m.c.a.]

0,20,30,4

[kW]

0 10 20 30 40[m³/h]

Q = 100 %

Q =100 %

Qtotal = 100 %

6

2 63 5

7

4

1

Instalación con válvulas con cabezal termostático, 50% de carga, bomba de velocidad constante

12345

[m.c.a.]

0,20,30,4

[kW]

0 10 20 30 40[m³/h]

2 63 5

7

4

1

2 63 5

7

4

1

Q =50 %

Q =50 %

Qtotal = 50 %

7

Bombas electrónicas, modo de regulación Δp constante

2 m

2 m

2 m

2 m

H[m]

4

3

2

1

00 1 2 3 4 Q [m3/h]

2,5 m

0,5 m

4 m3/h

0,3 m

3 m3/h

2,3 m

0,12 m

2 m3/h

2,12 m

0,03 m

1 m3/h

2,03 m

0 m3/h

2,0 m

Modo Δp-c

8

Bombas electrónicas, modo de regulación Δp variable

H[m]

4

3

2

1

00 1 2 3 4 Q [m3/h]

2 m

2 m

2 m

2 m

4 m

2 m

4 m3/h

1,1 m

3 m3/h

3,1 m

0,5 m

2 m3/h

2,5 m

0,1 m

1 m3/h

2,1 m

0 m3/h

2,0 m

Modo Δp-c

9

12345

[m.c.a.]

0,20,30,4

[kW]

0 10 20 30 40[m³/h]

2 63 5

7

4

1

2 63 5

7

4

1

Instalación con válvulas con cabezal termostático y con equilibrado hidráulico, 50% de caudal, bomba de velocidad variable

2 63 5

7

4

1

Q =50 %

Q =50 %

Qtotal = 50 %

10

Campo de funcionamiento de una bomba de velocidad variable

Con curvas de regulación de la presión diferencial discretas el riesgo es elevado que ninguna curva seleccionable se adapte a las condiciones de la instalación.

Con curvas de regulación demasiado bajas se produce un caudal insuficiente durante el funcionamiento con carga nominal

Con curvas de regulación demasiado altas se pueden producir ruidos en cualquier situación de carga

Punto de diseño:Q = 6 m3/h

H = 2,5 m.c.a.

11

Campo de funcionamiento de una bomba de velocidad variable

Las bombas con curvas de regulación continuas de la presión diferencial permiten la adaptación de la curva de regulación a cualquier consigna.

Punto de diseño:Q = 6 m3/h

H = 2,5 m.c.a.

Las bombas con regulación continua se adaptan mejor a las variaciones en la carga de la instalación y reducen el riesgo de ruidos o caudales insuficientes

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Control directo de la temperatura ambiente (Tconst)

Control Tconst de la temperatura ambiente, p.ej. en teatros y auditorios

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Control de la temperatura diferencial (∆T)

Control de temperatura diferencial T, p.ej. entre los retornos de circuitos primarios y secundarios

14

Funciones de valor añadido en bombas Smart de última generación

El modo de control ‘Multi-Flow Adaptation’ permite sincronizar por ejemplo caudales entrecircuitos primarios y secundarios

Multi-Flow Adaptation

Wilo Net

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Curvas de control para instalaciones de caudal variable

50 Hz

Rend. 86%

50 Hz

Altura de impulsión

Potencia en el eje P2

H / m

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

Q / m³/h0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350

₂P / kW

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

46 Hz

86%

42 Hz

86%

38 Hz

86%

34 Hz

86%

30 Hz

86%

26 Hz

86%

46 Hz

42 Hz

38 Hz

34 Hz

30 Hz

26 Hz

Δp-c

Δp-v

Δp remoto

Tconst, ΔT

16

Leyes de afinidad

n1

n2=(

Altura geométrica

H2

H1 )2

)n2(

Potencia

P1

P2=

n13

Caudal

=n1

n2

Q1

Q2

17

Perfiles de carga reales obtenidas de bombas instaladas

18

Funciones de valor añadido en bombas Smart de última generación

No-Flow-Stop

¡La opción ‘No-Flow-Stop’ permite parar las bombas en caso de quedar por debajo de un caudalmínimo requerido por las propias bombas u otros elementos de la instalación. De esta manerase pueden anular circuitos de baipás que podrían perjudicar la eficiencia térmica del circuito degeneración.

19

Funciones de valor añadido en bombas Smart de última generación

¡Podemos limitar el caudal máximo de la instalación directamente en la bomba sin necesidadde válvulas adicionales de ajuste, y con ahorros adicionales en el consumo de las bombas!

Q-LimitQ-Limit - Rango de ajuste

Qmín Qmáx

20

Bombas de alta eficiencia en circuitos de recirculación de A.C.S.

Ejemplo: Q = 7,5 m3/h H = 4 m.c.a. 8760 h/a 0,17 €/kWh

PVP: 1828 €PVP: 1488 €

Los circuitos de recirculación de agua caliente sanitaria ofrecen un importante potencial de ahorro debido a sus elevadas horas de funcionamiento.

316 W471 €/a

149 W222 €/a

21

Coste del ciclo de vida

Plazo de amortización: < 2 añosEjemplo: Q = 7,5 m3/h H = 4 m.c.a. 8760 h/a 0,17 €/kWh

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Función Q-Limit aplicada a una bomba de recirculación de ACS

Comunicación directa con aplicaciones móviles vía Bluetooth, sin necesidad de interfaces adicionales

23

Bombas de alta eficiencia en circuitos de recirculación de A.C.S.

Ejemplo: Q = 4 m3/h H = 1,14 m.c.a. 8760 h/a 0,17 €/kWh

PVP: 1828 €PVP: 1488 €

Debido a la selección a base de criterios empíricos, estas bombas suelen estar bastante sobredimensionadas, lo cual hace necesario correcciones en la puesta en marcha.

273 W407 €/a

26 W39 €/a

24

Coste del ciclo de vida

Plazo de amortización: < 1 añoEjemplo: Q = 4 m3/h H = 1,14 m.c.a. 8760 h/a 0,17 €/kWh

25

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