Subestaciones de apartamento

El concepto de estación de transferencia de Danfoss «EvoFlat» incluye una instalación, para la que se montan estaciones de transferencia que se alimentan de una fuente de energía central en cada piso. Normalmente, estas unidades tienen un intercambiador de calor de placas compacto, que suministra agua caliente instantánea bajo demanda, y una válvula de control de la presión diferencial para controlar el caudal de la calefacción que llega a los radiadores de los inquilinos.

La principal diferencia entre los sistemas de calefacción tradicionales y los sistemas descentralizados con estación de transferencia es que en estos últimos el proceso de preparación de agua caliente sanitaria se traslada desde la fuente de calor central (de los sistemas tradicionales) a las unidades de estación de transferencia de cada apartamento. En los sistemas tradicionales se utilizan cinco tubos principales ascendentes mientras que en los sistemas de calefacción descentralizados se utilizan tres.

Existen dos aplicaciones habituales que dependen del tipo de instalación de la calefacción que hay en el apartamento: calefacción por radiador y calefacción por suelo radiante.

La fuente de calor para el sistema descentralizado puede ser una caldera de gasóleo, de gas o de leña, así como district heating, bombas de calor o una combinación de estas. Además, el sistema también puede estar asistido por energía solar. Es importante que las fuentes de energía sean capaces de generar una temperatura de suministro mínima suficiente con el fin de producir temperaturas aceptables para el agua caliente sanitaria en el intercambiador de calor situado en cada apartamento. Además, la instalación incluye un tanque intermedio.

El tanque intermedio evita arranques y paradas frecuentes del quemador de una caldera y contribuye así a aumentar su vida útil y a reducir sus emisiones nocivas. El tanque intermedio también almacena un volumen adecuado de energía que permite un suministro instantáneo de caudal suficiente para los calentadores de agua de cada piso durante los intervalos de picos de carga. Después, el tanque intermedio se carga a la temperatura de alimentación deseada para el sistema de distribución. En principio, el tanque intermedio no es necesario para un gran número de pisos, ya que todo el sistema de tuberías y las calderas más grandes proporcionarán un volumen suficiente para adaptarse a los grandes cambios de carga en el uso de agua caliente sanitaria. El límite real dependerá del volumen de las tuberías y de la caldera, como se ha indicado anteriormente, pero también está relacionado con la carga de la caldera.

En el concepto EvoFlat para sistemas descentralizados, los intercambiadores de calor se utilizan principalmente para producir agua caliente sanitaria. El principio operativo del calentamiento instantáneo del agua o el principio del caudal pueden describirse de la siguiente manera:

• El agua de calefacción circula por un lado del intercambiador de calor de placas, transfiriendo calor al agua fría que pasa por el otro lado. A continuación, el agua caliente se distribuye directamente a los grifos locales de agua caliente.
• Para controlar la capacidad del agua caliente sanitaria de la unidad se utiliza una válvula de control automática, desarrollada específicamente para este fin, con el fin de regular el caudal por los dos lados del intercambiador de calor de placas.
• Para los calentadores de agua instantáneos se pueden instalar varias válvulas de control de ACS con principios de control que tienen ventajas y desventajas.

Normalmente, se agrupan como corresponde: con control de temperatura, con control de presión o con control de temperatura y de presión.

Danfoss ofrece una gama completa de productos, que incluye variantes de la estaciones de transferencia con TODOS los principios de control.

Las ventajas de la preparación instantánea de ACS son:

• Riesgo mínimo de desarrollo de bacterias de legionela
• Comodidad adicional gracias a un rendimiento elevado e ininterrumpido
• Requiere muy poco espacio para su instalación
• Bajas temperaturas de retorno, que aumentan la eficiencia general en sistemas que incluyen calderas de condensación, energía solar, etc.
• Funciona a temperaturas de suministro tan bajas como 50-55 °C, por ejemplo

Como alternativa, se podría instalar un cilindro de agua caliente sanitaria en cada piso. Esta solución, sin embargo, no ofrece las mismas ventajas que el sistema de caudal. La solución del cilindro no se puede excluir por no ser funcional y puede incorporarse al concepto a petición del cliente.

En el concepto EvoFlat para el sistema descentralizado, el circuito de calefacción de una estación de transferencia puede configurarse de tres maneras:

• Directamente: controlado solo por un controlador de presión diferencial y opcionalmente por una válvula de zona controlada por un termostato ambiente programable. Este principio se puede aplicar principalmente para la calefacción por radiadores en sistemas de suministro con PN10, máximo.
• Directamente con circuito de mezcla: controlado por un controlador de presión diferencial y un circuito de mezcla. Este principio se puede aplicar principalmente para la calefacción por suelo radiante y los sistemas con PN10, máximo.
• Indirectamente: un intercambiador de calor de placas es controlado por una válvula termostática de 2 vías y, opcionalmente, por una válvula de zona controlada por un termostato ambiente programable. Este principio se puede aplicar principalmente para la calefacción por suelo radiante y los sistemas con PN16, máximo.

El término «factor de coincidencia» es importante en este contexto, ya que la estimación de las necesidades de agua caliente sanitaria forma parte de la evaluación total. En pocas palabras, basándose en un intervalo de confianza del 99,9 % en una distribución de probabilidad estadística, en la práctica solo se utiliza una parte de todos los puntos de toma.

En la normativa danesa DS439 para las instalaciones de agua caliente sanitaria y las especificaciones de la Universidad Técnica de Dresde, el patrón de consumo de un «piso estándar» (que por definición incluye a 3,5 personas) constituye la base de los factores. Pueden producirse desviaciones si, por ejemplo, la vivienda está habitada por personas de las que se espera un patrón de consumo atípico. Por lo tanto, la aplicación de estos factores debe estar apoyada por una evaluación de la composición de los residentes del edificio. En la herramienta de dimensionamiento EvoFlat se pueden seleccionar los siguientes factores: norma danesa DS439, Danfoss Redan, factor sueco y alemán.

El caudal total está formado por el caudal del circuito de calefacción y el caudal del suministro principal de los calentadores de agua, reducido por el factor de coincidencia correspondiente y un caudal para compensar otras pérdidas de calor.

Las dimensiones de las tuberías dependen de los caudales máximos de cada sección parcial. Los criterios habituales son una determinada velocidad y una determinada pérdida de presión por metro lineal. Para las tuberías visibles se recomienda v ≤1 mm/s y <100 Pa/m, pero se pueden utilizar otros criterios de dimensionamiento para otras secciones y tuberías cubiertas en pilares.

Sí, Danfoss ofrece un software para dimensionar estaciones de transferencia que se llama «EvoFlat dimensioning tool». Ponte en contacto con tu distribuidor local de Danfoss para obtener más información.

Este dimensionamiento debe considerarse dentro de un contexto, ya que el tamaño del tanque intermedio y el de la caldera/HEX pueden adaptarse el uno al otro para cubrir las necesidades energéticas del agua caliente sanitaria y de la calefacción. Una de las principales cualidades del tanque intermedio es que cubre los picos de carga de agua caliente sanitaria y reduce el número de arranques y paradas de la caldera, garantizando así un funcionamiento más económico. Por último, un tanque intermedio es la selección automática si la calefacción solar asiste a las otras fuentes de calor. En esos casos, normalmente se dimensionará el tamaño del área del colector solar, por lo que se recomienda realizar cálculos independientes.

En comparación con los diseños de instalación de sistemas tradicionales, se pueden enumerar las ventajas siguientes:

• El concepto de estación de transferencia se puede aplicar tanto en edificios nuevos como en reformas.
• El sistema es independiente del suministro de energía (gas, petróleo, district heating, bomba de calor, biomasa o energía solar).
• Se consiguen facturas energéticas justas para cada piso o propiedad.
• El sistema permite supervisar de forma remota el consumo de energía de cada piso gracias al medidor de energía adecuado.
• Solo se necesitan tres tuberías ascendentes en el edificio (agua fría, suministro y retorno de la calefacción).
• El espacio necesario para la instalación de la unidad en el piso es mínimo, incluida la posible integración en la pared.
• Es posible ajustar individualmente la temperatura ambiente con el tiempo y producir agua doméstica de forma independiente.
• Se produce agua doméstica libre de bacterias gracias al principio de impulsión (mínimo riesgo de desarrollo de legionela).
• El agua caliente sanitaria resulta más cómoda en comparación con los calentadores de agua a gas tradicionales (35-80 kW frente a 22 kW).
• Se aumenta la eficiencia energética mediante una mejora del funcionamiento de la caldera o de la instalación de district heating y, eventualmente, mediante la bajada de las temperaturas de funcionamiento.
• Se reducen las pérdidas de calor en la red de distribución, en comparación con la solución clásica, ya que no se necesita una línea de circulación de agua caliente y agua sanitaria.
• El mantenimiento es mínimo en cada piso gracias a la sencillez de la técnica.
• El sistema es relativamente seguro, ya que no se producen cortocircuitos eléctricos ni fugas de gas.
• Es adecuado para usar con calderas de condensación y de energía solar, debido a las bajas temperaturas de retorno del sistema.

Si la válvula de control de ACS desconecta mecánicamente el suministro de calor para los radiadores o el suelo radiante, es posible que se asuma una prioridad de ACS del 100 %. En caso de que se utilicen válvulas de control de ACS sin la función de cambio mecánico, hay que calcular si se puede asumir la prioridad de ACS (prioridad hidráulica).

Cuando ΔpDHW < Δp, se puede asumir la prioridad de calentamiento de ACS en la unidad.

Cuando ΔpDHW ≥ Δp, no se puede asumir la prioridad de calentamiento de ACS.

El bypass de verano se puede aplicar con los controladores de ACS NC (PM2+P, PTC2+P yTPC+M). Cuando las unidades se montan a más de 2 o 3 metros de los tramos ascendentes principales, se recomienda un bypass sin termostato (FJVR). Durante el verano, el bypass mantiene las tuberías de suministro calientes y permite el suministro inmediato de agua caliente, lo que garantiza la mejor eficiencia y el máximo ahorro posibles durante el verano, cuando el sistema de calefacción funciona a menor capacidad. El bypass se puede montar antes o después del contador de energía.

Cuando la unidad se monta lejos de los grifos de agua caliente, se recomienda usar una recirculación de ACS para aumentar la comodidad del cliente y reducir el periodo de espera durante el suministro de agua caliente. Los conjuntos de recirculación de ACS están disponibles como accesorios para las estaciones de transferencia.

Para garantizar la comodidad del cliente de acuerdo con los parámetros de diseño, se recomienda montar un limitador de caudal en la tubería de salida de ACS.

Existen dos maneras de instalar las estaciones de transferencia de Danfoss:

• La unidad se monta directamente en la pared (concepto de montaje en pared).
• La unidad se monta en la pared mediante cajas para montaje empotrado (concepto de montaje dentro de la pared).

Las estaciones pueden montarse en pilares, pero siempre se utiliza uno de los conceptos mencionados anteriormente. Pregunta a tu distribuidor local de Danfoss para obtener más información.

No, no siempre es posible. Sigue las instrucciones de montaje al pie de la letra o solicita ayuda a tu distribuidor local de Danfoss.

Sí, es posible. Pregunta a tu distribuidor local de Danfoss para obtener más información.

Los nombres de los productos de la serie EvoFlat son los siguientes:

• EvoFlat FSS 1/2/3: una estación de transferencia compacta y fácil de manejar para la calefacción directa por radiadores y el agua caliente sanitaria instantánea, está provisto de un innovador controlador TPC-M automático que sirve para controlar la calefacción y la temperatura de ACS. El dígito situado detrás del nombre indica el tipo de HEX:
  •tipo 1 para XB06H-1 26 (hasta 35 kW) •tipo 2 para XB06H-1 40 (hasta 35 kW) •tipo 3 para XB06H+ 60 (hasta 55 kW)
  
  
• EvoFlat MSS 1/2/3: una estación de transferencia compacta y fácil de manejar para la calefacción directa con circuito de mezcla y el agua caliente sanitaria instantánea, está provisto de un innovador controlador TPC-M automático que sirve para controlar la calefacción y la temperatura de ACS. El dígito situado detrás del nombre indica el tipo de HEX:
  •tipo 1 para XB06H-1 26 (hasta 35 kW) •tipo 2 para XB06H-1 40 (hasta 35 kW) •tipo 3 para XB06H+ 60 (hasta 55 kW)

Ambos tipos de producto cubren hasta los 15 kW para la calefacción.

Los componentes principales son los siguientes:

• Actuador de caudal
• Controlador de presión diferencial (CAL + ACS)
• Válvula de zona
• Válvula de control con termostato y sensor de temperatura
• Respiradero

Para las unidades EvoFlat están disponibles los siguientes accesorios:

• Termostato ambiente
• Válvulas de seguridad
• Válvula de bola (60 mm)
• Válvulas de bola con conexión para manómetro de ¾" (120 mm)
• Carril de montaje para la variante con montaje en la pared
• Caja para montaje empotrado para la variante empotrada en la pared (incluye carril de montaje)
• Cubierta de aislamiento frontal

Las ventajas principales de las estaciones EvoFlat son:

• Reducción de la pérdida de calor gracias a la cubierta de aislamiento, la placa posterior aislada y las superficies menos radiantes del interior de la estación.
• No es necesario volver a realizar ajustes después del transporte o si se producen vibraciones debido a las nuevas conexiones Click-fit.
• Gracias a las conexiones Click-fit, no hay riesgo de fugas y el dispositivo es fiable cuando se produce un choque de presión.
• Mayor eficiencia energética, temperatura de retorno más baja y reducción de la pérdida de calor y de presión debido al uso del intercambiador de calor MicroPlate.
• Preparado para una temperatura de suministro baja.
• Innovador regulador multifuncional de bajo consumo TPC(-M) combinado con un intercambiador de calor de alto rendimiento para el calentamiento de agua sanitaria bajo demanda, eliminando así las pérdidas en vacío.
• Intercambiador de calor y tuberías fabricados en acero inoxidable AISI 316.
• Espacio mínimo necesario para la instalación.
• Variante empotrada o montada en la pared.
• Riesgo mínimo de formación de cal y bacterias.

El sensor acelerador patentado acelera el cierre de la válvula AVTB de Danfoss y protege el intercambiador de calor contra el sobrecalentamiento y la formación de cal. El intercambiador de calor enfría el agua de DH de forma muy eficiente, creando así un excelente ahorro en el funcionamiento.

El sensor acelerador y la válvula AVTB también funcionan como un bypass que mantiene caliente la línea de suministro doméstico. Esto reduce los períodos de espera durante el verano, época en la que el sistema de calefacción funciona a menor capacidad.

El sensor acelerador ayuda a garantizar una temperatura estable del agua caliente, independientemente de las variaciones en las cargas, las temperaturas del caudal y la presión diferencial y sin necesidad de reajustar la válvula.