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Documento de planificación

Módulos de cogeneración CHP Loganova

El calor es nuestro

Documentación de planificaciónEdición 09/2011

Módulos de cogeneración de gas naturalRango de potencia eléctrica de 19 a 240 kW

1Manual de planificación módulos de cogeneración CHP Loganova – edición 09/2011

Contenido 1

Índice

1. Cogeneración con módulos Loganova .................... 3

1.1. Aplicaciones. .................................................. 3

1.2. Ventajas de utilización .................................... 3

1.3. Comparativa entre módulo de cogeneración y generación térmica y eléctrica por separado .... 4

1.4. Potencias y gama de producto ....................... 5

2. Principios básicos .................................................. 6

2.1. Principios básicos de cogeneración ................ 6

2.1.1. ¿Qué es un módulo de cogeneración CHP? ... 6

2.1.2. ¿Cuándo es recomendable un módulo de cogeneración CHP? ................................... 7

2.1.3. Parámetros para sistemas de cogeneración... 9 2.1.4. Dimensionamiento de sistemas de cogeneración ............................................. 10 2.2. Análisis económico de viabilidad .................... 13 2.2.1. Análisis económico de viabilidad .................... 14

3. Descripción técnica del producto ........................... 18

3.1. Nivel de equipamiento .................................... 18 3.2. Componentes ................................................. 19 3.2.1. Localización .................................................... 19 3.2.2. Breve descripción ........................................... 20 3.3. Especificaciones ............................................. 22

3.4. Diagramas de funcionamiento de los módulos CHP Loganova ...................... 26 3.5. Dimensiones y conexiones ............................. 28

4. Regulaciones .......................................................... 33

4.1. Condiciones legales .............................................. 33 4.2. Regulación, normativas, leyes y reglamentos. ...... 33

5. Condiciones operativas .......................................... 35

5.1 Resumen de los requisitos fundamentales para la operatividad........................................ 35 5.2 Requisitos para la instalación y puesta en marcha ....................................................... 35 5.2.1 Ajuste de la potencia en dependencia

de la altura de instalación con respecto al nivel del mar (Loganova EN50, EN70, EN140, EN240) .............................................. 36

5.2.2 Reducción de la potencia debido a la altura de la instalación (Loganova EN20)................. 36

5.3 Requisitos para el aislamiento acústico ......... 37 5.3.1 Vías de transmisión de ruidos del eco

del aire y del ruido inducido ............................ 38 5.3.2 Emisiones acústicas permitidas

por las regulaciones ....................................... 39

5.3.3 Medidas de protección contra ruidos ............ 40 5.3.4 Lista de chequeo para el aislamiento

acústico – planificación y dimensionamiento de los sistemas de protección ....................... 43

5.4 Emisiones de gases de escape ....................... 44 5.5 Requisitos para consumibles .......................... 46 5.5.1 Características del agua de la calefacción ..... 46 5.5.2 Características del refrigerante ..................... 46 5.6 Requisitos para el mantenimiento – inspección, mantenimiento y reparaciones ...................... 47

6. Control - monitoreo ................................................ 49

6.1 Concepto de control ....................................... 49 6.2 Modo de servicio ............................................ 49 6.2.1 Servicio con control del calor ......................... 49 6.2.2 Servicio con control de la energía eléctrica .... 49 6.2.3 Servicio con control de red ............................ 49 6.3 Conceptos de suministro de energía .............. 50 6.3.1 Servicio en paralelo con la red ....................... 50 6.3.2 Servicio durante un fallo de la red ................. 50 6.3.3 Servicio en modo “stand alone” ..................... 50 6.3.4 Servicio durante un fallo de la red – servicio

con corriente de emergencia .......................... 50 6.4 Funciones de control adicionales .................... 51 6.5 Cuadro eléctrico ............................................ 51 6.5.1 Descripción breve .......................................... 51 6.5.2 Componentes ................................................. 51 6.5.3 Control interno ............................................... 52

7 Componentes del accionamiento ............................ 53

7.1 Motor a gas .................................................... 53 7.2 Sistema gas / aire ......................................... 54 7.3 Suministro de aceite del motor ...................... 56

8 Componente de energía eléctrica .......................... 57

8.1. Descripción del sistema – conversión de energía eléctrica con el módulo CHP Loganova ............................................... 57

8.2 Generador ...................................................... 57

9 Componentes de energía térmica ........................... 59

9.1 Utilización de la energía térmica a través de la descara del circuito refrigerante del motor .................................... 59

9.2 Sistema de intercambiador de calor de Loganova EN20 ......................................... 60 9.2.1 Sistema de intercambiador de calor de

Loganova EN50, EN70, EN140, EN240 ......... 62

2 Manual de planificación módulos de cogeneración CHP Loganova – edición 09/2011

Contenido1

10 Periféricos .............................................................. 64

10.1 Sala de la instalación e introducción .............. 64

10.2 Aire de combustión y ventilación .................... 66

10.3 Sistema de escape ........................................ 69 10.3.1 Tubo de gases de escape .............................. 69 10.3.2 Aislamiento acústico ...................................... 69 10.3.3 Diseño del sistema de escape ........................ 70 10.3.4 Evacuación de condensados ......................... 71 10.3.5 Sistema de escape ........................................ 73 10.3.6 Servicio paralelo con la red ............................ 76 10.3.7 Servicio de sustitución de la red, servicio “stand alone” .................................... 77 10.3.8 Suministro de energía eléctrica – selección

y protección de los cables de mando ............ 81 10.3.9 Descripción de funciones de los procesos

de conmutación eléctricos de un módulo CHP Loganova ............................................... 82

10.3.10 Opción: control de carga de la red/ no alimentación de electricidad excedente a la red .......................................... 83

10.4 Accesorios para el módulo CHP ..................... 84 10.4.1 Acumulador de inercia térmica ....................... 84

10.4.2 Silenciador secundario de los gases de escape ....................................................... 85 10.4.3 Silenciador del aire de extracción................... 86 10.4.4 Kit “Uniones flexibles” ................................... 87 10.4.5 Dispositivo de incremento de la temperatura de retorno para agua de calefacción ............................................... 88 10.4.6 Sistema de refrigeración de emergencia del CHP ......................................................... 88 10.4.7 Intercambiador de calor de condensación para gases de escape .................................... 91

11 Ejemplos de sistemas ............................................. 92

11.1 Información acerca de todos los ejemplos de sistemas ................................................... 92

11.1.1 Equipamiento necesario y opcional ................ 92 11.1.2 Control de un módulo CHP individual y del sistema de caldera .................................. 93 11.1.3 Control de dos o más módulos CHP con sistema de caldera utilizando el controlador multi-módulos(MMC) ............. 94

11.1.4 Información general sobre el diseño ............... 95 11.2 Descripción de funciones para los ejemplos de sistema 1 a 4 ....................... 96 11.2.1 Descripción de funciones del CHP en modo . automático de control por el calor con control del refrigerante del motor ............................. 96 11.2.2 Descripción de funciones del CHP en modo automático de control por el calor con cilindro colector térmico ......................... 96 11.2.3 Descripción de funciones del CHP

en modo automático de control por el calor con sensor adicional FZB ............................. 96

11.3 Ejemplo de sistema 1: Módulo CHP con cilindro colector y control estándar del cilindro colector ....................................... 97 11.4 Ejemplo de sistema 2: Dos módulos CHP con cilindro colector y control Premium del cilindro colector ....................................... 99 11.5 Ejemplo de sistema 3: Módulo CHP con cilindro colector y control estándar del cilindro colector, caldera de condensación a gas, caldera convencional y controlador Logamatic ................................................... 101 11.6 Ejemplo de sistema 4: Módulo CHP con cilindro colector y control del cilindro colector, con módulo de funciones FM444 (consulta disponibilidad), caldera de condensación a gas, caldera convencional y controlador Logamatic ............................. 103 11.7 Información de diseño para sistemas con demanda de módulos CHP Loganova de Buderus a través de un controlador externo y con gestión externa del cilindro colector .................................... 105 11.7.1 Demanda del módulo CHP a través de un contacto externo libre de tensión ..... 105 11.7.2 Requerimiento del módulo CHP a través de señal analógica de requerimiento de carga ..................................................... 105 11.7.3 Optimización del sistema y parametrización en caso de requerimiento externo de calor ...................................................... 106

Notas ................................................................107


1 Cogeneración con módulos Loganova

1.1 Aplicaciones

Los módulos de cogeneración CHP (Combined Heat and Power) Loganova son apropiados para satisfacer demandas térmicas y además de proveer de suministro eléctrico a la instalación. También es posible la produc-ción de frío mediante la combinación con la tecnología de absorción en un sistema de captación solar.

Su diseño compacto y las comprobaciones de funcio-namiento en fábrica configuran a estos módulos como equipos listos para ser conectados rápidamente a la instalación con múltiples aplicaciones posibles. Las aplicaciones han sido probadas previamente con múl-tiples casuísticas para reducir los tiempos en la fase de planificación del sistema. Las diferentes formas de combinar varios módulos diferentes Loganova permite integrar el generador a diferentes demandas de poten-cias de instalación.

La Tab. 1 muestra ejemplos de aplicación de los módulos CHP Loganova en varias áreas:

1.2. Ventajas de utilización

• Amigable con el medio ambiente.

• Conversión efectiva de energía con altos grados de eficiencia.

• Reducción de emisiones de CO2 de consumo de energía primario al generar simultáneamente calor y electricidad.

• Economía y durabilidad, producción eficiente de ener-gía in situ.

• Sistema de optimización con componentes ampliamen-te probados y experimentados.

• Bajas emisiones y ahorro de combustible.

• Integración óptima a la instalación debido a su diseño compacto y sistema hidráulico integrado.

• Monitorización efectiva.

• Posible comunicación con sistema remoto de motoriza-ción via MODEM.

• Interfaces para conexión e integración son sistemas de control en el edificio de instalación.

Cogeneración con módulos Loganova 1

Fig. 1 Módulo Loganova

1 Generador2 Motor de gas3 Intercambiador de salida de gas4 Frontal de mandos con controles y pantalla táctil de visualización

Área de aplicación Ejemplo

Calefacción de edificios(suministro individual)

• Edificios de apartamentos• Hoteles y auditorios• Restaurantes y hostelería• Residencias de tercera edad y guarderías

infantiles

Edificios públicos

• Edificios de la administración • Complejos deportivos o centros escolares

con pistas deportivas• Piscinas de interior o exterior• Hospitales

Producción de calor (generación de calor industrial)

• Edificios comerciales (supermercados, tiendas, …)

• Producción (fábricas de galvanizados, cervecerías, viveros,…)

• Conversión para frío (ciclos de absorción)

Hoteles y auditorios

• Chalets y adosados• Áreas residenciales o bloques de

viviendas• Parques empresariales, complejos de

vacaciones


1.3. Comparativa entre módulo de cogeneración y generación térmica y eléctrica por separado.

Fig. 2 Ahorro de energía de primario en módulos de cogeneración CHP comparado con sistemas convencionales de producción por separado

QP BHKW Entrada de energía de primario al módulo de cogenera-ción CHP

QP ges Entrada de energía de métodos convencionales (planta eléctrica más caldera)

Qel Energía eléctricaQth Energía térmicaQv Pérdidas

La Fig. 2 muestra las diferencias entre una planta eléc-trica convencional y un sistema de cogeneración CHP de producción simultánea de calor y electricidad. En el método de suministro convencional la electricidad llega de una central eléctrica situada normalmente a una gran distancia y el suministro de calor proviene de una calde-ra en la instalación, hoy en día es el suministro habitual.

Un módulo de cogeneración requiere 100 unidades de energía primaria por 90 unidades de energía de calor y electricidad en el edificio. El rendimiento estacional se sitúa por encima del 90%.

Por otro lado, un método de suministro convencional de electricidad requiere un total de 162 unidades de energía primaria por cada 90 unidades de energía (por ejemplo MWh) para el mismo edificio. El rendimiento estacional es del orden del 56%. Un sistema de suministro conven-cional de electricidad necesita un 62% más de energía primaria respecto a un sistema de módulos de cogene-ración. Esto supone que un sistema de cogeneración puede asegurarnos un ahorro de energía del orden del 38% comparado con un sistema convencional.

Cogeneración con módulos Loganova1


1.4. Potencias y gama de producto

Potencias

Suministro básico

• Módulo Loganova CHP completamente pre-ensambla-do y probado en fábrica con los siguientes componen-tes:

– Motor de gas

– Generador síncrono o asíncrono

– Catalizador tipo de 3 vías

– Intercambiador de calor de gases de escape

– Intercambiador de calor de refrigerante del motor

– Intercambiador de calor del aceite del motor

– Válvula de seguridad térmica con activación de corte del aparato

– Bomba de aceite

– Silenciador

– Ventilador

– Panel de control del módulo CHP

• Documentación técnica

• Formulario de comprobación en fábrica

• Certificado de examen tipo

• Certificado de aparato a gas según 90/396/CEE

Servicios opcionales

Robert Bosch ofrece también los siguientes servicios bajo pedido:

• Contrato de mantenimiento

• Soporte en el proceso de planificación, instalación y puesta en marcha.

• Tecnología de visualización a distancia

• Juego de accesorios necesarios para la integración e instalación del módulo

• Documentos en formato electrónico localizados en www.buderus.es


Tab. 2 Potencias de salida de módulos de cogeneración CHP

1 Consumo según ISO 3046-1, valores de salida continuos operando en paralelo2 Potencia con cos p = 1, sin exceso.3 Potencia para gas natural según la asociación DVGW alemana

Módulo CHP Loganova

CombustibleNúmero de

metano

Temperatura de ida/retorno

(ºC)

Consumo 1)

(kW)

Potencia eléctrica 2)

(kW)

Potencia térmica 3)

(kW)

EN20 Gas natural > 8080/60 50/30

54 +/-5 % 1931 +/-5 %38 +/-5 %

EN50 Gas natural > 80 90/70 148 +/-5 % 50 80 +/-5 %

EN70 Gas natural > 80 90/70 204 +/-5 % 70 109 +/-5 %

EN140 Gas natural > 80 90/70 384 +/-5 % 140 212 +/-5 %

EN240 Gas natural > 80 90/70 669 +/-5 % 240 374 +/- 5 %


2.1. Principios básicos de cogeneración

2.1.1. ¿Qué es un módulo de cogeneración CHP?

Descripción del sistema

Un módulo de cogeneración CHP básicamente com-prende un motor de gas, generador trifásico y varios sistemas de intercambio de calor integrados en el mismo aparato.

El motor mueve al generador para la producción de electricidad. Los generadores síncronos o asíncronos son usados para la producción de potencia eléctrica. Estos generadores producen corriente alterna trifásica, en nuestro caso a una frecuencia de 50 Hz y voltaje de 400 V.

La corriente trifásica producida se introduce en la red eléctrica de conexión a la máquina en el local de insta-lación (a menos de 400 V). La potencia eléctrica puede ser consumida en el propio edificio al mismo tiempo que es producida o puede ser introducida en la red eléctrica de la compañía suministradora.

Se produce en el proceso un excedente de energía térmi-ca al estar trabajando un motor de combustión interna. Internamente el calor producido en el motor se recon-duce sucesivamente al aceite del motor, al refrigerante del motor y a los gases de salida del motor, este calor se aprovecha en diferentes intercambiadores de calor repartidos en cada paso anteriormente descrito.

Este medio de aprovechamiento de energía térmica asociada a la producción eléctrica se denomina cogene-ración, combinando en un mismo módulo la generación eléctrica y térmica.

Beneficios de la generación combinada de calor y elec-tricidad:

• Ahorros de energía primaria por encima del 38% res-pecto al tradicional método de producción separada de electricidad y calor.

• Aprovechamiento de energía de más de un 94% pro-cedente del mismo generador independizándose de un suministro exterior de un agente externo a la instala-ción.

Funcionamiento con producción de calor controlada

El módulo de cogeneración CHP enciende o apaga según una temperatura preajustada (por ejemplo la temperatu-ra de retorno de calefacción). El sistema de calefacción siempre puede demandar calor en estas circunstancias.

Funcionamiento con potencia eléctrica controlada.

El módulo de cogeneración CHP se conecta en caso de demanda eléctrica en la instalación. Esta demanda pue-de ser originada por.

Un curva de demanda eléctrica.

Un sistema de control superior.

Funcionamiento autónomo del módulo

El calor producido en este proceso:

• Es aprovechado directamente por los usuarios para celfacción.

• Es almacenado en el edificio (calefacción de determi-nados locales, piscinas, etc…)

• Es enviado a tanques de almacenamiento térmico de inercia.

• O, excepcionalmente, (sólo en funcionamiento de producción eléctrica únicamente) desechado por los gases de escape.

Principios básicos2

2 Principios básicos


2.1.2. ¿Cuándo es recomendable un módulo de cogeneración CHP?

Un módulo de cogeneración produce simultáneamente calor y energía eléctrica al mismo tiempo. Por consi-guiente, el uso de un módulo de cogeneración CHP merece la pena cuando se demande simultáneamente servicio de producción de calor y de energía eléctrica a lo largo de todo el año si fuera posible. En orden a obtener un retorno de la inversión el sistema debe de funcionar varios miles de horas al año.

En una estimación inicial de viabilidad económica pode-mos medir el valor de tres diferentes parámetros.

1. Calor entregado por el módulo CHP respecto a una caldera:

El calor aportado por el módulo de cogeneración CHP no debería sobrepasar el 20% de una caldera están-dar instalada para satisfacer la potencia total de la instalación. Si es pequeño el calor aportado por el módulo CHP respecto la demanda térmica total, cre-cerá el número de horas trabajando el módulo CHP. Si el número de horas anuales trabajando el módulo CHP es grande con toda probabilidad la viabilidad económica será mayor.

2. Demanda continua de simultaneidad de producción de calor y electricidad:

La regla básica de combinar producción de calor y electricidad es la siguiente: sin consumo de calor no

hay generación eléctrica, sin generación eléctrica no hay ganancia (en términos económicos) y por lo tanto no tiene sentido un módulo de cogeneración CHP.

3. Precios específicos de la energía: Con toda probabilidad un sistema de cogeneración

CHP será económicamente viable cuando se incre-mente el ratio entre los precios específicos de la energía eléctrica y el precio del gas natural. La tabla 3 muestra una valoración cualitativa aproximada de los costes respecto a la comparativa de precios de la electricidad y del gas:

Principios básicos 2

Diagrama de funcionamiento de un módulo de cogeneración CHP para generar electricidad y calor.

Fig.3 Diagrama de funcionamiento de un módulo de cogeneración CHP para generar electricidad y calor.

Gas Suministro de gas naturalR RetornoV Ida

1 Caldera de apoyo (en picos de demanda térmica)2 Módulo de cogeneración3 Acumulador de inercia térmica4 Instalación de calefacción5 Red eléctrica

Ratio de precio de energía eléctrica respecto

precio del gas

Costes de uso del módulo cogeneración CHP

1:1 Muy Improbable

2:1 Improbable

3:1 Posible

4:1 Apropiado

5:1 Muy apropiado

Tab. 3 Viabilidad económica de un módulo de cogeneración respecto al ratio entre precio de la electricidad y precio del gas.


Tecnología de condensación en módulo CHP.

El uso de la tecnología de condensación incrementa sig-nificativamente la eficiencia térmica. El calor latente de condensación del vapor de agua contenido en los gases procedentes de la combustión de un módulo de cogene-ración CHP es aprovechado para conseguir la máxima eficiencia.

Los módulos de cogeneración CHP Buderus de mayor potencia (más de 50 kW) están equipados con intercam-biadores de calor para los gases de combustión, donde la temperatura más baja de dichos gases están en orden de los 110 a 120ºC.

Para el gas natural la temperatura de rocío o de cambio de estado a líquido está en torno a 60ºC para un valor de Lambda = 1 y aproximadamente 50ºC para trabajo de mantenimiento del calor interno. A menor temperatu-ra de retorno al módulo tendremos mejores rendimientos en el aprovechamiento del calor latente.

La utilización de la tecnología de condensación en módu-los de cogeneración respecto a módulos que no utilizan esta tecnología, permite conseguir ahorros de hasta un 20% por la recuperación de calor que de otra manera se dejarían escapar al exterior.

Criterio de selección de módulos de cogeneración CHP

Cada m3 de gas natural produce aproximadamente 1,5 litros de condensado en condiciones de un 100% de con-densación. El módulo más pequeño de cogeneración de Buderus por debajo de 50 kWel está equipado de fábrica con un intercambiador de calor de condensados.

Los costes adicionales por incorporar intercambiado-res de calor de condensados en los módulos de mayor potencia de Buderus requieren adquirir adicionalmente una serie de accesorios que pueden ser amortizados en muy poco tiempo.

Para piscinas o para aplicaciones en calefacción a bajas temperaturas como suelos radiantes con retornos por debajo de 50ºC, recomendamos instalar el intercambia-dor de calor de condensados.


Área de aplicación

Costes de uso del módulo cogeneración CHP

Demanda de calor

Demanda de

electricidad

Ratio de precios específicos de

energía

Viabilidad económica de

CHP

% de calor del CHP sobre el

total de demanda térmica

Calefacción de edificios (suministro individual)

Edificios de apartamentos O + Conforme Posible

10-20%

Hoteles y auditorios + + Conforme Apropiado

Restaurantes y hostelería + + Conforme Apropiado

Residencias de tercera edad y guarderías infantiles

++ + Conforme Apropiado

Edificios públicos

Edificios de la administración O + Disconforme Posible

10-30%

Complejos deportivos o centros escolares con pistas deportivas

O O Disconforme Posible

Piscinas de interior o exterior + + Conforme Apropiado

Hospitales ++ ++ Medio Apropiado

Producción de calor (generación de calor industrial)

Edificios comerciales (supermercados, tiendas, …)

++ + Conforme Apropiado

10-25%Producción (fábricas de galvanizados, cervecerías, viveros,…)

++ + Disconforme Posible

Conversión para frío (ciclos de absorción)

+ O Conforme Apropiado

Calefacción local (suministro a grandes superficies)

Chalets y adosados + + Conforme Apropiado

10-15%

Áreas residenciales o bloques de viviendas

O O Conforme Posible

Parques empresariales, complejos de vacaciones

+ O Conforme Apropiado

Tab. 4 Criterio de selección de módulos de cogeneración CHP ++ Muy alto + Alto O Moderado


2.1.3. Parámetros para sistemas de cogeneración

Cada sistema de instalación puede ser clasificado en cuanto a sus beneficios por parámetros cuantitativos. Los parámetros más inmediatos pueden ser calculados por tres valores básicos: de potencia eléctrica entrega-da, potencia térmica y consumo de combustible. Para valorar el funcionamiento de un módulo CHP también debemos considerar el rendimiento instantáneo y el estacional.

Para determinar el rendimiento instantáneo, las poten-cias de salida se comparan con el consumo estacional de combustible. Las potencias se obtienen de una medida de la energía entregada a la instalación. Las pérdidas transitorias en los arranques y paradas y en ciclos de carga no son tenidos en cuenta para contabilizar el rendimiento.

El rendimiento estacionario se aplica a largos periodos de operación (usualmente un año) aunque se permite determinar el rendimiento en una operación puntual, descontando pérdidas, energía para componentes auxi-liares, paradas y arranques y periodos de carga parcial, que en este caso sí son tenidos en cuenta. Por consi-guiente el rendimiento instantáneo siempre es supe-rior al rendimiento estacional. Mientras el rendimiento eléctrico aumenta con el tamaño, el rendimiento global apenas cambia con dicho tamaño del módulo.

Rendimiento eléctrico

La eficiencia o rendimiento eléctrico es la proporción que compara la potencia eléctrica generada respecto al calor aportado por el consumo de combustible consumido, referido al poder calorífico inferior.

Form. 1 Rendimiento eléctrico

hel Rendimiento eléctricoPel Potencia eléctrica en kWelQBHKW Potencia de combustible consumido por el módulo CHP en

kWBr

Rendimiento eléctrico estacional

El rendimiento eléctrico estacional es la proporción que compara la potencia eléctrica utilizada (potencia x tiem-po) respecto a la energía térmica aportada por el com-bustible consumido referido al poder calorífico inferior a lo largo de un periodo de tiempo.

Rendimiento térmico

El rendimiento térmico es la proporción que compara la potencia térmica entregada y el calor aportado por el combustible consumido referido al poder calorífico inferior.

Form. 2 Rendimiento térmico

hth Rendimiento térmicoQth Potencia térmica en kWthQBHKW Potencia de combustible consumido por el módulo CHP en

kWBr

Rendimiento térmico estacional

El rendimiento térmico estacional es la proporción que compara la potencia térmica utilizada (potencia x tiem-po) respecto a la energía térmica aportada por el com-bustible consumido referido al poder calorífico inferior a lo largo de un periodo de tiempo.

Rendimiento global

El rendimiento global es la suma del rendimiento eléctri-co y rendimiento térmico. Este rendimiento no tiene en cuenta los consumos de componentes auxiliares.

Form. 3 Rendimiento global

hges Rendimiento globalhel Rendimiento eléctricohth Rendimiento térmicoPel Potencia eléctrica en kWelQth Potencia térmica en kWthQBHKW Potencia de combustible consumido por el módulo CHP en

kWBr

Rendimiento global estacional

El rendimiento global estacional es la suma del rendi-miento eléctrico y el rendimiento térmico.

Ratio de potencia para calefacción

El ratio de potencia para calefacción es la proporción que compara la potencia eléctrica respecto a la potencia térmica. Es por tanto una medida de la electricidad ce-dida. Si contamos con una gran cantidad de electricidad cedida combinada con una pequeña cantidad de calor transferida es la clave para la viabilidad económica de un módulo de cogeneración CHP, diseñar con altos ratios de potencia para calentar sería lo deseable.

Form. 4 Ratio de potencia para calentar

s Ratio de potencia para calefacciónPel Potencia eléctrica en kWelQth Potencia térmica en kWth



2.1.4. Dimensionamiento de sistemas de cogeneración

Los módulos de cogeneración CHP pueden ser dimensio-nados con ayuda de la VDI 3985 alemana que sirve de guía para planificar (parte A), diseñar (parte B) y poner en marcha (parte C) módulos de CHP con motores de combustión interna en todas las fases del proyecto. La tarea inicial es determinar la energía requerida total (energía para calefacción, a.c.s., proceso de calenta-miento, potencia eléctrica, etc…) a lo largo de un día y por extensión a lo largo de un año. El coste de esta cantidad de energía puede ser conocido. En la mayoría de los casos, el dimensionado se consigue contando con la curva de calentamiento del servicio de calefacción.

Curva de demanda

Cada aplicación tiene una curva característica de demanda llamada curva de demanda que puede ser representada en un gráfico.

Esta curva es básica para dimensionar los módulos de cogeneración CHP porque facilita información sobre cuántas horas al año se requiere una demanda térmica. La curva de potencia de demanda acumulada se compa-ra con el tiempo en horas que se mantiene dicha deman-da por año. El punto máximo de la curva representa la demanda máxima el día más frío del año. En la figura 4 la curva de demanda se representa en porcentaje respecto el pico máximo de demanda, no es un valor absoluto en kW sino en %. Esta curva de demanda en muy raras oca-siones termina en el punto del 0% pues siemrpe existirá a lo largo del año un cierto consumo para el servicio de a.c.s. por ejemplo.

En ocasiones es difícil representar la curva de demanda anual porque no se dispone del detalle de energía consu-mida a lo largo del año.

La curva de demanda nos muestra que la máxima solicitud de potencia térmica se produce sólo en pocas horas al año y que una caldera convencional de apoyo puede hacer frente a estas necesidades. Como ejemplo en el gráfico, para un tiempo de operación de unas 6500 horas, la curva de demanda nos lleva a que durante este tiempo prácticamente está cubierta la demanda con el 20% de potencia necesaria del día más frío del año.

Es esta zona de trabajo el punto fuerte de las aplicacio-nes de los módulos de cogeneración CHP: largos perio-dos de funcionamiento continuo con producción combi-nada de electricidad y calor en los cuales se consigue el mayor rendimiento del funcionamiento del módulo.

Cuanto más horas esté el módulo CHP en funcionamien-to, la inversión inicial puede ser compensada por gran-des cantidades de potencia eléctrica y térmica generada. Esto significa que el coste de producción se reduce y consiguientemente sube la eficiencia del sistema de cogeneración.

La tab. 5 muestra una correlación aproximada entre el número de horas de funcionamiento y la eficiencia eco-nómica para un módulo de cogeneración CHP.

La vida completa de servicio de un módulo de cogenera-ción CHP es aproximadamente de 80.000 horas de ser-vicio, equivalente a 15 años funcionando a una media de 5000 horas al año. El tiempo medio mínimo de revisión de un motor a gas es aproximadamente de 40.000 horas de funcionamiento.


Fig. 4 Ejemplo de la “curva de demanda” de una aplicación

QP BHKW Potencia demandada en % respecto al máximot Horas de operación al año

Horas de funcionamiento al año

Eficiencia del módulo CHP

2000 Muy improbable

3000 Improbable

4000 Posible

5000 Apropiado

6000 Muy apropiado

Tab. 5 Viabilidad económica de un módulo de CHP respecto a las horas de funcionamiento al año.


Curva de demanda con acumulador de inercia térmica

Si la demanda térmica de la instalación es inferior a la potencia que entrega el módulo de cogeneración CHP, para poder alcanzar un equilibrio ente coste de operación y eficiencia del sistema debemos optar por intercalar en nuestro sistema acumuladores de calor, así conseguiremos que el módulo de cogeneración esté trabajando de forma continua durante más tiempo. La presencia de acumuladores de calor nos permite también independizar en cierta medida la demanda térmica de la demanda de potencia eléctrica. Por otro lado también podemos satisfacer demandas puntuales de corriente eléctrica cuando no tenemos demanda efectiva de calor de la instalación, y así no tener que disipar calor hacia refrigeradores que eliminarían calor a la atmósfera sin aprovechamiento térmico en nuestro sistema, desviaría-mos el excedente de calor al tanque de inercia.

A grandes rasgos se puede cuantificar las horas de fun-cionamiento del sistema empleando tanques de inercia térmicos. Es necesario definir primeramente un volumen de acumulación en el tanque de inercia para conseguir cubrir una parte de demanda térmica. Particularmente en los casos en los que la demanda media de los usua-rios crece repentinamente en un día determinado del año, la caldera de apoyo introducirá potencia de apoyo menos eficiente cuando no tengamos instalado el tanque de inercia. Debido a fluctuaciones bruscas de la deman-da térmica de entre una y dos horas puede provocar que el módulo de cogeneración produzca una potencia que puede exceder de forma instantánea a la demanda o por el contrario, que pueda quedarse por debajo.

En caso de que la potencia del módulo CHP se quede por debajo de la demanda, la caldera de apoyo entraría en funcionamiento. La caldera aportaría una gran cantidad de calor y el módulo de cogeneración rápidamente desconec-taría al llegarse a la potencia demandada por la instala-ción. Esto se debe a que la caldera tiene una potencia de arranque elevada y muy por encima del diferencial entre lo que aporta el módulo CHP y la potencia demandada por el sistema de forma instantánea. Estas cantidades pico de calor introducido a la instalación podrían ser almacenadas en un acumulador. Con una adecuada conexión hidraulica el módulo de cogeneración puede aprovechar parte de la energía almacenada en dicho depósito en su funcionamien-to en continuo haciendo frente a las variaciones repentinas de demanda térmica y sin necesidad que la caldera de apoyo arranque inyectando más potencia que la que el tanque de inercia y el módulo CHP pueda entregar.

El volumen de acumulación del tanque de inercia se pue-de dimensionar como el volumen equivalente a la energía para satisfacer al sistema durante una hora de funciona-miento continuo de forma autónoma.

Si la cantidad de calor necesaria es conocida en un periodo de tiempo para cargar inicialmente el sistema, el volu-men del tanque puede ser diseñado para esta carga. Con acumuladores de grandes dimensiones podemos acumular calor durante las horas nocturnas para poder emplearlo en los picos de demanda que se presentarán a primera hora del día (para a.c.s. o para el encendido de la calefacción).

Esto permite trabajar con el módulo de cogeneración CHP en horas que habíamos planificado hacerlo con él de acuerdo a la curva de demanda pero que en realidad sería cubierto por la caldera de apoyo en lugar de afron-tarlo con el tanque de inercia térmica.

Además se podría trabajar en paralelo si la demanda de potencia eléctrica es alta al mismo tiempo que se está cargando el sistema de acumulación térmica. Propor-cionar suministro eléctrico que se invierte a la red de la compañía eléctrica reduce significativamente los costes de operación de los módulos CHP

La Fig. 5 describe la curva característica de un módulo CHP trabajando con un tanque de inercia. El área no cubierta por encima de la línea del 20% es soportada por una caldera de apoyo trabajando en paralelo con el módulo de cogeneración CHP. Esta caldera de apoyo podría ser calculada teóricamente para cubrir el 80% de la potencia máxima de la instalación. Para aplicaciones prácticas podemos, de forma redundante con el módulo CHP, preveer que cubra el 100% de la demanda máxima en vistas a trabajar con dicha caldera en fallas del módu-lo CHP o trabajos de mantenimiento de dicho módulo sin dejar abastecido el sistema térmico.

En el área por debajo de la mínima potencia de trabajo del módulo CHP también podría arrancar la caldera de apoyo en casos de no disponer de un volumen de inercia suficiente.

Cuando contamos con grandes volúmenes de inercia, el módulo CHP también puede aportar calor en periodos transitorios durante el ciclo de funcionamiento.


Fig. 5 Duración de la carga en la curva de demanda anual e influen-cia del acumulador en condiciones de funcionamiento.

Q Potencia de calor demandada en % sobre la potencia máxima demandada por la instalación.

t Horas de funcionamiento con o sin tanque de inerciaa Calor cubierto por la caldera de apoyo en picos de demandab Horas de funcionamiento sin acumulador de inerciac Horas de funcionamiento con acumulador de inerciad Calor cargado en el acumuladore Calor descargado del acumulador


En ambos casos se debe de tomar en consideración que durante los periodos de calentamiento los módulos CHP podrían parar y realizar demasiados arranques.

También es posible utilizar módulos CHP modulantes en lugar de tanques de inercia. En este caso el ciclo de funcionamiento no se activa hasta que la potencia demandada en calefacción esté por debajo de la poten-cia mínima del módulo CHP. El módulo de cogeneración CHP puede continuamente ajustar su potencia térmica entregada con una rango del 60% al 100% (que co-rresponde a una potencia eléctrica entregada del 50 al 100%).

Sin embargo esta forma de trabajo necesita también grandes volúmenes en el sistema para mantener cons-tantes las temperaturas de impulsión de calefacción. El cambio de la potencia que se consume debe de ser realizada de forma lenta y continua. Grandes saltos de potencia no pueden provocar dramáticos cambios de la temperatura de retorno al módulo CHP. Estas condi-ciones no deben consentirse en la mayoría de sistemas, significando que un funcionamiento sin un tanque de inercia es generalmente inadmisible.

Además, un módulo de cogeneración CHP reduce su rendimiento cuando trabaja en fase de modulación, teniendo un impacto negativo en la valoración de la eficiencia y viabilidad del sistema. Adicionalmente los costes de mantenimiento en los que se incurre no tiene en cuenta la potencia entregada. El análisis económico de viabilidad se realiza siempre en condiciones de plena carga o potencia entregada. Por consiguiente, la opera-ción a carga parcial no cubriría todos los costes.

Nivel de cobertura de demanda térmica

El nivel de cobertura de demanda proviene de la curva de demanda térmica. El gráfico de la Fig. 6 muestra qué porcentaje de potencia térmica total (demanda media anual) se satisface con el porcentaje de la potencia de proyecto (o de dimensionado en el día más frío del invierno). En nuestro ejemplo este último valor se fijó en un 20% de la demanda térmica en el día más frío del invierno (temperatura de proyecto).

En el ejemplo de la Fig. 6, el primer 20% de la potencia térmica entregada el día más frío del invierno cubre el 60% del calor demandado, mientras el último 20% de la potencia entregada (correspondiente al 80% en el gráfico) apenas llega a cubrir el 3% del calor total demandado.

Teniendo en cuenta esto, si en la curva de demanda térmica anual dimensionamos el módulo de cogeneración CHP para cubrir el 100% de la demanda térmica total de la aplicación no lo aconsejaríamos por las siguientes razones:

• En primer lugar, los costes de inversión del módulo CHP por kilowatio hora son entre 20 y 30 veces más altos que para una caldera convencional.

• Por otra parte, el tiempo de funcionamiento medio de un módulo CHP (similar a una caldera) podría ser de aproximadamente de 1600 a 1800 horas a plena carga.

Un módulo CHP trabajará eficientemente cuando trabaje unas 5000 horas al año, el módulo CHP siempre se dimensionaría al menos para cubrir el mínimo de deman-da de calor anual o demanda básica, para alcanzar así el máximo tiempo en funcionamiento.

Alimentar a la red eléctrica del edificio con el máximo de corriente suministrada por el módulo CHP, a pesar del precio ventajoso en la venta de electricidad y subvencio-nes o ayudas a la cogeneración, pudiera no ser económi-camente aconsejable como la mejor opción en términos de viabilidad económica.


Fig. 6 Nivel de demanda térmica cubierta del ejemplo en Fig. 4.

Q Calor en % del máximoQ Horas de operación al año


2.2. Análisis económico de viabilidad

El análisis de viabilidad económica de una aplicación con módulos de cogeneración CHP es un criterio importante para la decisión de inversión y debe de tenerse en cuen-ta en la fase de prediseño o planificación.

Cuando pensamos en sistemas de energía desde el pun-to de vista del usuario, no nos planteamos que podemos alcanzar algún tipo de beneficio económico. Siempre nos limitamos a una mera comparación de constes y ahorros.

Los cálculos de viabilidad económica no pueden arrojar-nos un valor preciso de costes y beneficios en el futuro. Todos los supuestos, en particular consideraciones futuras de tendencias en precios o tasas de interés, está sometidas a inciertas medidas o condiciones que alteran los resultados obtenidos inicialmente.

El coste total de un sistema energético es la suma de la inversión de capital, consumos y costes de operación. Los costes del capital (intereses, depreciación, finan-ciación) se derivan de las inversiones necesarias para el sistema completo. Los consumos incluyen costes de combustible y energía auxiliar utilizada.

Inspección, mantenimiento y reparaciones al igual que los costes de seguridad y monitorización se consideran en la categoría de costes de explotación (operación, mantenimiento y costes de personal).

Hay varios métodos para el cálculo. Estos métodos se dividen en dos variantes según el cálculo de inversión con parámetros constantes y con parámetros variables o cálculo dinámico.

Cálculos con parámetros constantes

Cuando se evalúan cortos periodos de tiempo se pueden emplear estos métodos para realizar un estudio de viabilidad. Con estos métodos los costes y ahorros para el primer año de operación son asumidos como válidos para todo el periodo de vida del equipo. El método de retorno se emplea frecuentemente donde el periodo de tiempo se define como el tiempo hasta recuperar el capital invertido.

Cálculos con parámetros variables o dinámicos

En la mayoría de los métodos dinámicos de cálculo o con parámetros variables, se toman en cuenta todos los factores posibles que influyen (análisis de sensibilidad) a lo largo del periodo total considerado (generalmente el ciclo de vida del sistema energético) obteniendo una visión más precisa en lo que se refiere a los resultados económicos. El método incluye diferentes tiempos para tener en cuenta los costes y renovaciones. En la práctica el método de rentas anuales es el más utilizado, éste método compara los gastos medios anuales para una inversión. Esto se consigue al convertir la inversión en una serie de valores idénticos de pagos anuales (rentas anuales).

Antes de poder determinar el coste anual debe de ser fijado el ciclo de vida de servicio y el periodo de evalua-ción. Sólo unos pocos datos son suficientes para con-seguir un análisis económico de viabilidad inicial: el tipo de aplicación a ejecutar, demanda térmica y eléctrica así como los costes de combustible y electricidad permiten apuntar conclusiones sobre el periodo de recuperación económico.

Las tendencias alcistas en los precios de la energía son decisivas para la evaluación del retorno de la inversión en la aplicación de la tecnología de cogeneración.


Métodos de cálculo de inversión

Métodos con parámetros constantes

Métodos dinámicos

• Método de comparación de costes

• Método del valor actualizado neto

• Métodos de comparación de beneficio

• Método de valor de caja

• Retorno de la inversión • Método de rentas anuales

• Método de retorno • Tasa interna de retorno TIR

Tab. 6 Cálculo de inversión con parámetros constantes y parámetros variables o dinámicos.


2.2.1. Análisis económico de viabilidad

Bases de cálculo y ecuaciones

Los costes de producción de la energía eléctrica y térmi-ca son necesarios para un análisis económico. Compa-rar los costes de producción y los costes de adquisición de electricidad (caso 1), producción convencional de calor mediante una caldera (caso 2) o ambos (caso 3) proporciona información sobre la eficiencia económica.

Caso 1. Si el coste de producción de electricidad es variable como suposición, el coste de la energía térmica de una caldera sería tenida en cuenta para restarlo del coste total del sistema de cogeneración CHP. El coste resultante de producción de electricidad puede ser com-parado con el coste de la electricidad adquirida.

Caso 2. A la inversa, para los costes de producción de calor el coste correspondiente de producción de elec-tricidad y/o el procedente de la venta de electricidad puede se aplicado. El coste de producción de calor puede entonces ser comparado sólo con el coste de la producción de calor convencional con una caldera.

Caso 3. Para el suministro de energía de un módulo de cogeneración CHP y una caldera de apoyo, todos los costes del sistema de CHP y la caldera serán compara-dos con los costes por separado de producción de calor y electricidad.

Un cálculo económico de viabilidad del caso 3 se realiza-rá como se describe más abajo:

Para calcular el coste de capital anual K de una inversión I, se requiere el coste de adquisición, los años de servi-cio (n) y la tasa de interés (p).

Form. 5 Costes de capital.

a factor de rentas anualesK costes de capital en EUR por añoI montante de inversión total en EUR

Basado en la guía alemana VDI 2067, el factor de rentas anuales puede ser calculado con la siguiente ecuación:

Form. 6 Factor de rentas anuales según el periodo consideradoa factor de rentas anualesq factor de interés n vida de servicio en años

Form. 7 Factor de interésp Tasa de interés en % por añoq Factor de interés

El consumo de combustible para la energía térmica pro-porcionada normalmente está formado por una parte que depende de las condiciones metereológicas y otra que no, por ejemplo para la producción de a.c.s.

El calor útil aportado es calculado en sistemas existentes multiplicando el consumo de gas por el poder calorífico superior (Hi ≈ Hi /1,11) y dividirlo por el rendimiento estacional.



Ejemplo de cálculo de costes ahorrados y periodo de retorno en una aplicación de módulos CHP.

Tab. 7 En las siguientes páginas se muestra un ejemplo de análisis de viabilidad estático en una aplicación de módulos CHP. En este caso el módulo seleccionado es el EN50:

Como primera parte partimos de recopilar los datos de una instalación existente así como la inversión inicial, precios de la energía, tasa de interés, horas de funcionamiento al año, consumos de gas y electricidad de la instalación actual,…

Con estos datos ya podemos hacer un cálculo de costes de explotación sin considerar el módulo de cogeneración CHP:


Dato Valores de cálculo Nota

Datos del módulo

Potencia eléctrica 50 kW el

Potencia térmica 80 kW th +/- 5%

Consumo de combustible 148 kW Hi +/- 5%


Costes de operación (sin módulo CHP)

Costes de adquisición de gas 1.000.000 kWh año x 0,06 €/kWhHS = 60.000 € año

Costes de adquisición de electricidad 450.000 kWh año x 0,18 €/kWh = 81.000 € año +/- 5%

Total costes de operación 141.000 €/año +/- 5%


Condiciones de partida

Inversión inicial (I) 90.000 €

Tasa de interés (p) 5% por año

Factor de interés (q) 1,05 Fórmula 7

Ciclo de servicio (n) 15 años

Factor de renta anual (a) 0,09634 Fórmula 6

Conversión de poder calorífico superior a inferior (Hs/Hi)

1,11

Horas de uso 6.000 horas/año

Proporción de electricidad producida (consumo propio)

5.000 horas/año Se supone 5/6

Proporción de electricidad producida (inyectada en red)

1.000 horas/año Se supone 1/6

Rendimiento estacional (caldera) 85% (Hi) Supuesto

Energía final utilizada (gas natural) 1.000.000 kWh por año (Hs)

Tasa anual de producción (caldera) (1.000.000 kWh año x 0,85)/1,11 = 765.000 kWhHi por año

Energía final utiilizada (electricidad) 450.000 kWh por año

Precio del gas de mercado 0.06 €/kWhHs

Precio de electricidad de mercado 0,18 €/kWh


Ahora valoraremos los costes de operación considerando el funcionamiento de un módulo CHP (en nuestro caso el EN50):

Con los datos de la anterior tabla obtendremos los costes de explotación con el módulo de cogeneración CHP al aplicar precios de electricidad y valorar reembolsos y gratificaciones.

1) Complementos, descuentos e incentivos propios de cada región o condiciones particulares, en este ejemplo se han supuesto.



Producción/consumo de módulo CHP

Combustible consumido por el CHP al año 6.000 h año x 148 kWHi = 888.000 kWhHi año

Producción de calor del CHP 6.000 h año x 80 kWhth = 480.000 kWhHi

Nivel de cobertura térmica del CHP respecto al total demandado

(480.000 kWhHi año / 765.000 kWhHi año) x 100% = 63%

% del total de potencia térmica demandada

Energía eléctrica generada (consumo propio) 5.000 h año x 50 kWel = 250.000 kWh año

Nivel de cobertura eléctrica generada por el CHP respecto al total demandado

(250.000 kWhHi año / 450.000 kWhHi año) x 100% = 56%

% del total de potencia eléctrica demandada

Potencia eléctrica generada (inyectada a red) 1.000 h año x 50 kWhel = 50.000 kWh año


Costes de operación con módulo CHP

Potencia eléctrica contratada para cubrir la demanda (energía de consumo propio menos la inyectada a red por su precio)

(250.000-50.000) kWh año x 0,18 €/kWh = 36.000 e año

Demanda térmica pico (caldera de apoyo=potencia térmica total menos la cubierta por el CHP)

(765.000-480.000)/0,85) x 1,11 x 0,06 e/kWhHs = 22.331 e año

Costes de gas (sólo módulo CHP) 888.000 kWhHi año x 1,11 x 0,06 e/kWhHs = 59.141 e año

Costes de mantenimiento y operación (sólo módulo CHP)

1,5 e/h año x 6.000 h año = 9.000 e año

Venta de electricidad a la compañía eléctrica (a 0,0911 EUR/kWh) 1)

50.000 kWh año x 0,0911 e/kWh = 4.555 e año A descontar

Potencia eléctrica producida para consumo propio (a 0,0511 EUR/kWh) 1)

250.000 kWh año x 0,0511 e/kWh = 12.775 e año A descontar

Gratificaciones por potencia enganchada a la red (a 0,005 EUR/kW) 1)

50 kWel x 1.000 h año x 0,005 e/kWh = 250 e año A descontar

Reembolso de impuesto eléctrico (a 0,0055 EUR/kWh de gas natural consumido) 1)

888.000 kWhHi año x 1,11 x 0,0055 e/kWh = 5.421 e año A descontar

Total de costes de operación caldera + módulo CHP

36.000 + 22.331 + 59.141 + 9.000 – 4.555 – 12.775 – 250 – 5.421 = 103.471e año


Por último la comparativa final de trabajar sin módulo de cogeneración CHP y con dicho módulo, así como el balance de energías y periodos de retorno de la inversión aplicando la Fórmula 5 de este apartado.

Tabla 7 Método simple de análisis de viabilidad constante (ejemplo de cálculo)

Ejemplo de cálculo de ahorros de emisiones de CO2 con módulo de cogeneración CHP.

La tabla 8 toma un ejemplo de cálculo comparativo de emisiones de CO2 de un sistema convencional y otro con módulo de cogeneración CHP.


Reducción de emisiones de CO2 Cálculos

Con módulo CHP

Energía entregada (eléctrica) 6.000 h año x 50 kWel = 300.000 kWh año

Energía entregada (térmica) 6.000 h año x 80 kWth = 480.000 kWh año

Energía consumida 6.000 h año x 148 kWHi x 1,11 = 985.680 kWhHs año

Emisiones de CO2 tipo de gas natural 0,251 kg/kWhHs

Emisiones de CO2 985.680 kWh año x 0,251 kg/kWhHs = 247.406 kg año = 247,4 t año

Con sistema convencional

Energía entregada (eléctrica) 300.000 kWh año / 1,0 = 300.000 kWh año

Energía entregada (térmica) 480.000 kWh año / 0,85 x 1,11 = 626.824 kWhHs

Factor de emisiones de CO2 de potencia eléctrica primaria 0,601 kg/kWh

Emisiones de CO2 (eléctricos) 300.000 kWh año x 0,601 kg/kWh = 180.300 kg año = 180,3 t año

Emisiones de CO2 (térmicos-gas natural) 626.824 kWh año x 0,251 kg/kWhHs = 157.333 kg año = 157,3 t año

Ahorros debidos al módulo CHP

Ahorros de CO2 180,3 + 157,3 – 247,4 = 90,2 t año

Ahorros de CO2 a lo largo del ciclo de vida 15 años x 90,2 t = 1.353 t CO2

Balance total

Costes de operación sin módulo CHP 141.000 e año

Costes de operación con módulo CHP 103.471 e año

Ahorros en costes de operación respecto a tener módulo CHP

141.000 – 103.471 = 37.529 e año

Coste de capital por año 90.000 e x 0,09634 = 8.671 e año

Coste de capital a lo largo del ciclo de vida 8.671 e año x 15 años = 130.065 €

Periodo de retorno 130.065 e año / 37.529 e año = 3,5 años


3.1. Nivel de equipamiento

Un módulo completo de cogeneración CHP Loganova de Buderus contiene los siguientes componentes:

• Estructura para el montaje del motor con sus acceso-rios, generador, panel de control y sistema de inter-cambiadores de calor.

• Motor y generador síncrono con controlador de cos j o controlador asíncrono montado en la estructu-ra soporte con conexión flexible, elementos flexibles de instalación del módulo completo sobre bancada de la sala de máquinas.

• Válvula de seguridad de paso de gas (según DVGW) de accionamiento térmico y válvula de bola.

• Suministro de aceite por medio de un tanque con control de nivel automático para el óptimo llenado del cárter del motor.

• Sistema de limpieza de la salida de gases con cataliza-dor de tres vías con sonda y control Lambda.

• Panel de mando y control con accionamiento de po-tencia eléctrica, con mandos principales accesibles así como control y monitorización.

• Batería para el arranque con cargador.

• Cableado eléctrico para el cuadro de control y mando resistente a las condiciones térmicas y vibratorias propias del funcionamiento de la máquina.

• Intercambiadores de calor fabricados y probados se-gún la directiva 97/23/EC sobre Equipos a Presión.

• Intercambiadores de calor aislados para el refrigerante del motor y los gases de salida.

• Intercambiadores de calor y tuberías preinstaladas para la conexión a la instalación de calefacción y salida de gases, aisladas en caso de precisarlo. Intercambia-dores de salida de gases y refrigerante con conexiones para la limpieza y vaciado.

• Silenciador con ventilador de extracción. Elementos de aislamiento acústico fácilmente desmontables para el mantenimiento.

• Recirculación de aire ambiente a través de aperturas en los paneles laterales con protección y aislamiento acústicos

Para una fácil instalación a las tuberías del módulo a la instalación de gas, salida de gases quemados, agua caliente de primario para el circuito de calefacción y condensados todas las conexiones están dispuestas en la periferia del módulo CHP Loganova.

Descripción técnica del producto3

3 Descripción técnica del producto


3.2. Componentes

3.2.1. Localización

Descripción técnica del producto 3

Fig. 7 Componentes del módulo de cogeneración CHP Loganova 1 Cuadro mando y control2 Tanque de aceite3 Rampa de seguridad de gas (gas natural)4 Control Lambda (gas natural)5 Motor de gas6 Intercambiador de calor de gases de combustión7 Generador síncrono8 Control de velocidad de salida9 Unidad de encendido10 Plataforma de soporte11 Silenciador de gases de escape12 Intercambiador de calor del refrigerante del motor

Fig. 8 Cuadro de control del módulo de cogeneración CHP Loganova 1 Pantalla táctil de operación y visualización2 Parrilla de entrada de aire ambiente al cuadro de control3 Interruptor para permitir la operación sin corriente (opcional)4 Iluminación de cabina5 Cerradura especial para el cierre del armario de control6 Parrilla de entrada de aire ambiente al cuadro de control7 Parada de emergencia8 Confirmación parada de emergencia + alarma de humo9 Interruptor de servicio


3.2.2. Breve descripción

Motor de gas natural

El motor de gas natural es un motor de combustión interna que trabaja según el principio del motor Otto de cuatro tiempos y usa combustible gaseoso (gas natural) en lugar de combustible líquido. Similar a un motor de cuatro tiempos que premezcla gasolina y aire, comprime el combustible gaseoso en el pistón y lo combustiona por medio de una bujía que produce una chispa.

En términos operativos, los motores industriales has-ta ahora utilizados han sido adaptados en el ámbito constructivo y termodinámico para el uso con com-bustibles gaseosos y diseñados para trabajar de esta forma alrededor de unas 40.000 horas. Gracias a un rápido desarrollo, el rendimiento de estos motores se ha incrementado en casi un 40% respecto a los motores en el pasado. Respecto a la proporción aire/combustible, se distinguen: los motores de aspiración natural Lambda 1 con catalizador de tres vías, motores de Lambda > 1 (motores pobres) y motores de carga (la mayoría con sistema turbo de compresión).

Generador

Para los módulos CHP Loganova con potencia < 50 kW, se utilizan generadores asíncronos trifásicos con agua refrigerante.

Los módulos CHP Loganova con potencia eléctrica > 50 kW trabajan con autorregulación, generador síncrono con excitador montado y control externo de reactancia (control del cos j).

El generador es refrigerado con aire ambiente fresco. Seleccionar potencias de generadores generosas con un máximo de eficiencia sobre la potencia teórica calculada para el módulo CHP asegura eficiencias óptimas para el módulo CHP. La unión entre el motor y el generador se realiza por un embrague flexible.

Formación de la mezcla

Los motores de cuatro tiempos requieren formar una mezcla externa de combustible y aire. El combustible gaseoso pasa por un mezclador que en base al efecto Venturi toma una cantidad determinada de aire. La pro-porción exacta aire/gas es controlada por una válvula de gas en la entrada de gas natural a la máquina. Una son-da Lambda en la salida de gases de combustión mide el contenido de Oxígeno en los gases quemados. El control Lambda envía señales a la válvula de control en caso de desviación de la proporción de consigna.

Sistema de encendido

En motores de cuatro tiempos, la mezcla gas/aire es prendida por una chispa producida en una bujía de alto voltaje.

Se utiliza la descarga de un condensador controlado por un sistema electrónico microprocesado. Estos sistemas no tienen grandes piezas móviles y producen una energía adaptada precisamente a la necesidad en el momento óptimo del arranque para provocar el encendido con el objeto de conseguir siempre bajas emisiones de gases y una larga vida de las bujías de encendido. La posición del cilindro es modificada y su movimiento es transmitido por medio de un árbol de levas.

El sistema microprocesador de encendido trata de adap-tarse a varios tipos de gas natural o a fluctuaciones de la calidad de dicho gas. El tiempo de encendido y la energía necesaria pueden ser modificadas por el control.

Intercambiadores de calor

El gasto de calor del motor es transferido en varios inter-cambiadores de calor al agua de calefacción. Esencial-mente son: El intercambiador del refrigerante, del aceite refrigerante y el intercambiador del gas de escape.

Silenciador de gas de escape

El silenciador de acero inoxidable de primario de los gases de salida está ubicado en la estructura del módulo CHP. La brida de la salida de los gases de escape está en la parte trasera del módulo.



Sistema de limpieza de gases de escape

El sistema de limpieza de los gases quemados asegura niveles de emisiones de NOx < 125 mg/m3 y de CO < 150 mg/m3 para módulos CHP con motores de aspira-ción natural y potencia eléctrica entregada < 50 kW o niveles de NOx < 250 mg/m3 y de CO < 300 mg/m3 para módulos de potencia eléctrica > 50 kW. Se necesi-ta una sonda Lambda para controlar el sistema cataliza-dor, con un metal catalizador con un baño especial y una carcasa de acero resistente a las altas temperaturas.

Se usa un catalizador de 3 vías. El principio químico en que se basa es la reducción de óxidos de Nitrógeno (NO y NO2) y la oxidación simultánea de hidrocarburos (CmHn) y monóxido de carbono (CO). Los productos resultado de la reacción son dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2) y agua (H2O).

El catalizador está integrado en la salida de gases de escape antes del intercambiador de calor de gases que-mados. El catalizador puede ser reemplazado sin tener que realizar un intenso trabajo. La temperatura de salida de gases es continuamente controlada para optimizar la vida media del catalizador.

Rampa de seguridad del gas

La rampa de seguridad del gas contiene: filtro de gas, válvula de doble solenoide, presostato, válvula de se-guridad de control Lambda, manguera flexible de acero inoxidable y válvula de bola para corte de gas activado térmicamente.

Sistema de lubricado del motor

Cada módulo de cogeneración CHP Loganova está equipado con sistema de control del nivel de aceite del motor. Un indicador muestra el nivel de aceite del motor. También hay un nivel electrónico con dos contactos de alarma “Min oil” y “Max oil”. El consumo de aceite es reemplazado desde un vaso de expansión. El tamaño de este vaso está determinado para un intervalo de mantenimiento dado en función de un uso apropiado del aceite. Durante un cambio de aceite, el motor debe ser rellenado manualmente desde el vaso usando válvulas desviadoras. Se monta una llave de grifo y una bandeja debajo del motor. Por razones de seguridad, la bandeja puede alojar todo el aceite contenido en el cárter y el aceite del vaso. Se recomienda utilizar aceite sintético para minimizar el consumo y asegurar una larga vida útil del motor. El motor se suministra para su operación lleno con el aceite sintético adecuado.

Sistema de arranque

Cada módulo está equipado con un sistema de baterías para el arranque. Está compuesto por un motor eléctrico de arranque, libre de mantenimiento, baterías de alto rendimiento a prueba de vibraciones y un cargador de batería independiente de la unidad de control del módulo CHP.

Unidad de control (PLC)

La unidad de control del módulo de cogeneración CHP está diseñado como un sistema de control microprocesa-dor con un PC compacto. Se monta un display integrado con pantalla táctil de 5,7 pulgadas para introducir los pa-rámetros y comandos necesarios para el funcionamiento así como para mostrar los valores de funcionamiento y mensajes de operación.

Velocidad y control de salida

La velocidad y potencia de salida pueden ser ajustados por la válvula de ajuste de mariposa.

El control de velocidad está sólo disponible en la fase de arranque para sincronización y en operaciones de sustitución en reparaciones. El control de potencia está orientado al ajuste de la potencia de consigna interna o externa del generador.

El sistema trabaja bajo el control de la potencia de salida cuando el motor está arrancando o cuando funciona sólo. El valor de la velocidad es medida en el borde del engranaje del motor. El valor prefijado o de consigna es de 1.500 r.p.m. (correspondiente a 50 Hz) para un gene-rador de 4 polos.

Después de haber sido conectado al suministro el sistema trabaja controlando la velocidad de salida. Los valores de velocidad son medidos por un tacómetro,

Dispositivo de sincronismo

Se necesita un dispositivo de sincronismo para el ge-nerador síncrono para poder conseguir las siguientes condiciones:

• Diferencial de voltaje: 0,8 x Unorm a 1,12 x Unorm

• Diferencial de frecuencia: 47,5 Hz a 50,2 Hz

• Diferencial del ángulo de fase. +/- 10º

La frecuencia y el voltaje del suministro eléctrico y del generador son medidos y enviados al procesador de trabajo como señales eléctricas. El procesador analiza estas señales y transmite las órdenes para sincronizar la consigna y el valor real medido. Si el valor medido se encuentra en las condiciones de conexión (consigna con los diferenciales anteriores), una señal es transmitida del procesador para conectar el generador.

Los generadores asíncronos se conectan a velocidades sobre el 105% de la velocidad de sincronismo.

Dispositivos de conexión

Para conectar el sistema de generación a la red de su-ministro eléctrico de la compañía, se usa un interruptor automático con capacidad de encendido para proporcio-nar la corriente fijada en la planta de generación.




3.3. Especificaciones

Loganova CHP module Unidad EN20 condens EN50 EN70 EN140 EN240

Sin Con

Modo de funcionamiento % 100

Generación de corriente trifásica V/Hz 400/50

Temperatura de calefacción ºC 80/60 50/30 90/70 90/70 90/70 90/70

Potencia eléctrica (Cos j =1) kWel 19 50 70 140 240

Potencia térmica (±5%) kWth 31 38 80 109 212 374

Potencia de combustible (±5%) ISO3046-1 kWth 31 38 80 109 212 374

Rango modulación kWel 9,5-19 25-50 35-70 70-140 120-240

Relación arranque/parada (media anual) Hs/arranque

6:1

Rendimientos en funcionamiento paralelo con la red

Rendimiento eléctrico % 35,1 35,1 33,8 34,3 36,5 35,9

Rendimiento térmico % 57,3 70,2 54,1 53,4 55,2 55,9

Rendimiento global % 94,2 105,4 87,8 87,7 91,7 91,8

Ratio de potencia de calefacción kWel/kWth 0,61 0,50 0,63 0,64 0,66 0,64

Poder calorífico inferior (Hi) kWh/m3 10.0

Temperatura media ambiente DIN ISO 25ºC

Humedad media de operación % 30

Presión atmosférica kPa 100

Instalación sobre nivel mar m <100

Número metano >80

Descripción del motor

Tipo de motor Motor Atmosférico Otto de gas

Modo de trabajo 4 tiempos

Número de cilindros/distribución 4 línea 4 línea 4 línea 6 linea 6 línea V12

Carrera mm 82,5/92,8 108/125 108/125 128/166 128/142

Cilindrada dm3 1,984 4,58 6,87 12,82 21,93

Revoluciones rpm 1525 1500

Velocidad media del émbolo m/s 4,72 6,33 6,30 8,30 7,10

Presión efectiva media bar 8,09 9,43 8,73 9,36 9,12

Relación de compresión 13,5:1 13:1 13:1 12:1 12,5:1

Potencia estándar para gas natural (DIN 6271/ISO 3047-1)

kW 21,12 54 75 147 250

Consumo específico de gas naturalkWh/kWh mec

2,84 2,79 2,72 2,61 2,67

Consumo de gas natural m3/h 5,4 14,8 20,4 38,4 66,9

Consumo de aceite lubricante motor g/h 2,2 aprox 40 50 60 100

Ruido superficial del motor dB(A) 109 98,6 98,9 104,2 105,2

Ruido en orificio de gases dB(A) 115 153,6 139,0 130,4 147,4

Motor arranque 24V (KB Bosch) kW 2,0 4,0 4,9 6,5 6,5

Longitud motor de gas mm 551 825 1090 1330 1490

Ancho motor de gas mm 450 740 740 830 1265



Altura motor de gas mm 685 940 930 1035 1240

Descripción del generador

Generador trifásicoAsíncrono, refrigerado

por aguaSincrono, refrigerado por aire

Potencia de salida kVA 26 63 88 175 300

Cos j regulado >0,76 >0,95

Grado de efectividad a carga total y cos j = 1

% 93,2 94,2 94,5 95,1 96,1

Conexión del estator Estrella

Temperatura ambiente máxima °C +60 +40

Tensión V 400

Corriente nominal A 37,5 72 101 202 346

Corriente de cortocircuito kA(a 0,1 s) 0,242 1,008 1,011 1,414 3,044

Frecuencia Hz 50

Revoluciones rpm 1525 1500

Momento de inercia kgm2 0,3051 0,9785 0,9785 1,738 7,41

Grado de radiointerferencias DIN/VDE 0875

N

Clase de aislamiento DIN 40050/IEC 529

H

Tipo de protección IP55 IP23

Forma constructiva B34

Peso del generador kg aprox 310 460 460 615 1253

Longitud generador mm 470 875 875 985 1311

Ancho generador mm 464 537 537 527 740

Altura generador mm 420 661 661 765 867

Medio de refrigeración Agua Aire encapsulado

Compensación kV/Ar 12,5 Regulado

Nivel de intensidad acústica (medición en campo acústico libre)

Ruido del módulo CHP encapsulado dB(A) 56 65 68 71 70

Ruido de gases con silenciador de gases de escape primario

dB(A) a 1m 66 75 79 71,6 77,4

Ruido de gases con silenciador de gases de escape primario y secundario

dB(A) a 1m 35 61 64 57,2 63,3

Tubería de extracción de aire con Parrilla I/II

dB(A) a 1m — 43 51 59,3 61,2

Dimensiones y peso

Longitud mm 1810/1900 2930 3275 3730 4380

Anchura mm 750/900 960 960 1160 1510

Altura mm 1300/1300 1730 1730 1930 1980

Peso en funcionamiento kg 1115aprox 2360

aprox 2800

aprox 4000

aprox 5200

Peso en vacío kg 970aprox2200

aprox 2500

aprox 3900

aprox 4400


Sin Con



Condiciones ambientales

Temperatura ambiente admisible °C de +4 hasta +30

Humedad relativa del aire sin rocío % ≤70

delta p área de aspiración Pa ≤50

Altura de emplazamiento m <300

Intercambiador de calor del agua de refrigeración del motor

Potencia térmica (±5 %) kW 22,6 46 63 128 236

Temperatura agua de refrigeración °C 93/86,5 86/80

Temperatura del agua de calefacción °C 90/75,4 70/82 70/82 70/82 70/83

Pérdida de carga agua calefacción mbar <200 160 234 150 150

Material intercambiador calor completo 1.4404 1.4401

Intercambiador de calor de gas

Potencia térmica(±5 %) kW 11,5 18 34 46 84 138

Temperatura de gases °C 500/110 500/50 620/110 610/110 590/110 570/110

Temperatura del agua de calefacción °C 60/80 30/50 82/90 82/90 82/90 83/90

Pérdida de carga agua de calefacción mbar 7 7 93 88 95 95

Perdida de carga de gases mbar 3,5 3,5 9 8 11,5 11

Material 1.4301 (fino) St. 35

Material entrada de gases 1.4403 1.4878/HII

Material salida de gases 1.4403 1.4571

Material camisa de agua 1.4571 St. 37

Gases después de catalizador (estado nuevo)

NOx g NOx/Nm3 <0,125 ≤0,125 ≤0,25 ≤0,25 ≤0,25

CO g CO/Nm3 <0,15 ≤0,15 ≤0,30 ≤0,30 ≤0,30

HCHO g HCHO/m3 ≤0,060

NMHC g NMHC/m3 ≤0,15

Todos a 5% de volumen de O2 contenido seco en gases de salida

Suministro de gas natural

Poder calorífico (Hi) kWh/Nm3 8,2 - 10,2

Número metano ≥80

Presión de suministro de gas mbar 25 - 30

Temperatura de gas °C ≤30

Conexión de gas roscada R1/2 interno DN 25//R1 DN32/R11/4 - -

Conexión de gas con brida para soldar - - - DN40/PN16 DN50/PN10

Material bronce St 37 St 35 St 35 St 35

Generación de calor

Temperatura de retorno mín/máx. °C 50/70

Caudal m3/h 1,38 1,66 3,44 4,69 9,10 16,09

Presión máxima de servicio admisible bar 6

Máximo sobrecalentamiento K 20

Pérdida de presión con caudal estándar bar 0,2 0,2 0,50 0,48 0,55 0,56

Conexión ida/retorno (PN6) DN25 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65


Sin Con



Bomba de circulación Magna 25-60-180UPS32-

120FUPS32-

120FUPS40-

180FUPS65-

120F

Ajuste estándar de la bomba Variable 2 3 2 2

Altura residual de presión mWS 1 2,0 2,5 2,0 2,0

Aire de combustión y ventilación

Calor de radiación kW 3 3 12 16 30 42

Masa de aire de combustión <25ºC m3/h 40 140 199 367 642

Masa de aire de combustión kg/h 52 181 257 475 830

Temperatura de aire de entrada °C + 4/+ 25

Cabina de insonorización

Temperatura de entrada de aire máxima °C <25 ≤+30

Temperatura de salida de aire máxima °C +50 +52

Ventilador de aire de entrada

Caudal m3/h 600 400-3483 400-3483 400-5932 400-5932

Compresión Pa 180 605 605 675 675

Consumo de corriente A 0,7 0,30-1,85 0,30-1,85 1,1-3,1 1,1-3,1

Potencia del ventilador kW 0,19 0,40-1,048 0,40-1,048 1,0-2,0 1,0-2,0

Revoluciones del motor rpm 750 500-1561 500-1561 500-1358 500–1358

Potencia acústica dB(A) 44 44 ≤83 ≤83 ≤77 ≤77

Peso (sin accesorios) kg 3 3 62 62 90 90

Gases de escape

Volumen de gases a 110 °C Nm3/h 80 218 301 567 1043

Caudal de gases húmedo kg/h 71 192 281 528 921

Presión gases de escape inferior a mbar 2 7,5 7,5 5,0 5,0

Conexión de los gases PN 10 DN 65 DN50 DN65 DN100 DN125 DN 150

Material salida conden. Aluminio natural

Conexión de condensados Rosca 18 mm 19 mm hembra 25 mm hembra

Cantidades de llenado

Depósito de aceite l 35,3 70 70 110 150

Aceite lubricante del motor l 4,5 12 34 28 30

Agua de refrigeración (máxima) l 38 60 75 75 120

Agua de calefacción l 8 65 98 107 155

Datos eléctricos

Energía auxiliar consumo (anual) kW 0,5 0,5 1,0 1,7 2,5 3,9

Tensión V 400

Frecuencia Hz 50

Conexión eléctrica mm2/M 16 M6 M6 M8 M10

Pasacables Placa ciega


Sin Con


3.4. Diagramas de funcionamiento de los módulos CHP Loganova

Loganova CHP Módulo EN20


Fig. 9 Diagrama de funcionamiento del módulo Loganova EN20 AA Salida de gases de escapeAKO Salida condesadosAL Salida aire extracciónGas Entrada gasR Retorno calefacciónV Impulsión calefacciónVL Entrada aire de combustiónZL Entrada de aire de ventilación

1 Dispositivo de bloqueo térmico (TAE) con válvula de bola2 Filtro gas3 Electroválvula doble con presostato del gas4 Control de estanqueidad5 Ventilador de aire de entrada6 Mezclador gas-aire7 Regulador de revoluciones8 Colector de gases de escape refrigerado con agua9 Válvula de purga de aire10 Separador de aire agua de refrigeración del motor11 Motor de gas12 Refrigerador de aceite13 Acoplamiento de llenado tanque de aceite14 Depósito de aceite15 Relleno automático de aceite con indicador de nivel16 Vaciado aceite de motor17 Bomba para agua de refrigeración motor

18 Vaso de expansión19 Válvula de 3 vías 20 Intercambiador para agua de refrigeración motor21 Generador asíncrono 22 Corriente de potencia 400 V23 Catalizador24 Intercambiador de calor de gases/condensación25 Silenciador de gases de escape primario26 Bomba calefacción27 Conexiones flexibles

*) No incluido en el suministro 28 Vaso de expansión secundario29 Filtro30 Válvula de corte31 Sumidero de condensados (con filtro)32 Silenciador de gases de escape secundario33 Compensador


Loganova CHP Módulo EN50, EN70, EN 140 y EN 240.


Fig. 10 Diagrama de funcionamiento de los módulos Loganova EN50, EN70, EN 140 y EN 240. AA Salida de gases de escapeAKO Salida condesadosAL Salida aire extracciónGas Entrada gasR Retorno calefacciónV Impulsión calefacciónVent Extractor

1 Electroválvula - gas2 Dispositivo de bloqueo térmico (TAE) con válvula de bola3 Filtro gas4 Electroválvula5 Control de estanqueidad6 Electroválvula7 Válvula para ajuste de lambda8 Filtro aire de combustión9 Mezcladora Aire-Gas10 Regulador de revoluciones11 Regulador de presión cero12 Corriente de potencia 400 V13 Generador síncrono14 Motor de gas15 Regulación lambda16 Catalizador17 Intercambiador de calor de gases de escape

18 Silenciador de gases de escape primario19 Llave de llenar y vaciar agua de refrigeración motor20 Intercambiador para agua de refrigeración motor21 Llave de llenar y vaciar agua para agua de calefacción 22 Bomba calefacción23 Válvula de seguridad calefacción24 Llave para llenar tanque de aceite25 Vaciado aceite de motor26 Tanque adicional para aceite nuevo27 Relleno automático de aceite con indicador de nivel28 Bomba para agua de refrigeración motor29 Seguridad circuito de refrigeración motor

*) No incluido en el suministro 30 Sumidero de condensados (con filtro)31 Silenciador de gases de escape secundario


3.5. Dimensiones y conexiones


Fig. 11 Dimensiones y conexiones del módulo CHP Loganova EN20

1 Cuadro de control2 Puntos de apoyo

Tab. 10 Conexiones del módulo CHP Loganova EN20

Marca Conexión Tipo Norma Tipo dimensión

AA Salida gases Brida EN 1092-1 DN 50/PN 10

AL Salida aire extracción Orificio — 63x560 mm

AKO Condensados Manguera — Diam. 18 mm (int)

Gas Entrada Gas natural Rosca externa EN 10226-1 DN 15/R 1/2

V/R Ida y retorno de calefacción Brida EN 1092-1 DN 25/R 1

ZL Entrada de aire de ventilación Orificio — 63x560 mm








AL Salida aire extracción Orificio — Diam. 400 mm

AKO Condensados Manguera — Diam. 19 mm

Gas Entrada Gas natural Rosca externa EN 10226-1 DN 25/R 1

V/R Ida y retorno de calefacción Brida EN 1092-1 DN 32/PN 6










Gas Entrada Gas natural Rosca EN 10226-1 DN 32/R 1 ¼











Gas Entrada Gas natural Brida EN 10226-1 DN 40/PN 10











Gas Entrada Gas natural Brida EN 10226-1 DN 50/PN 10



4.1. Condiciones legales

A efectos normativos, cualquier tipo de instalación que se dedique a conseguir climatizar una instalación para el uso de las personas deberá cumplir con lo establecido en el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios RITE, así como lo marcado en el Código Técnico de la Edificación CTE para obra nueva o rehabilitación de edi-ficaciones existentes. Al tratarse de un aparato a gas se debe de observar también los requisitos establecidos en el actual Reglamento Técnico de Distribución y Utiliza-ción de Combustibles Gaseosos.

En concreto a lo referente al sistema de cogeneración se contemplará en el diseño del sistema las siguientes normativas y directrices:

• Fomento de la cogeneración de alta eficiencia recogido en el R.D. 616/2007 del 11 de mayo.

• Régimen económico de la cogeneración, R.D. 661/2007, de 25 de mayo.

• Guía Técnica IDAE para la medida y determinación del calor útil, de la electricidad y del ahorro de energía primaria de cogeneración de alta eficiencia aprobada en la Resolución de 14 de mayo de 2008. Edición de abril de 2008

• Regulación y modificación de aspectos relativos a la actividad de producción de energía eléctrica en régi-men especial correspondiente al R.D. 1565/2010 de 19 de noviembre editado en el B.O.E. núm 283 del 23 de noviembre de 2010. Y las correcciones a dicho R.D. del BOE núm 316 del 29 de diciembre de 2010.

• Condiciones técnicas de las compañías suministra-doras de electricidad para la conexión de equipos de cogeneración.

4.2. Regulación, normativas, leyes y reglamentos

El siguiente listado recoge la normativa y recomenda-ciones sobre instalaciones y maquinaria en sistemas de cogeneración así como los servicios y suministros derivados de dichos sistemas:

• Requerimientos legales

• Guías técnicas de aplicación en la fabricación del equi-po en Alemania; EN, DIN, VDE, VDI, guías de referen-cia del DVGW, código de prácticas AS,…

• Regulación sobre seguridad e higiene en el trabajo así como prevención de riesgos laborales.

• Regulación municipal y regional sobre suministro de consumibles y combustibles, así como de la instalación y operación de los módulos de cogeneración.

• Documentación técnica suministrada con los módulos CHP.

Regulaciones 4

4 Regulaciones

Normativa o recomendación Descripción

2006/42/CE Directiva sobre Máquinas CE

90/396/CEE Directiva CE para equipos de gas

97/23/CE Directiva para equipos de presión

EN 437 Categorías de aparatos gases de prueba–presiones de prueba–

EN 60204-1 (VDE 0113-1) Seguridad de las máquinas–equipamiento eléctrico de máquinas–Parte 1: requisitos generales

DIN EN ISO 12100 Conceptos básicos de la seguridad de las máquinas –, principios básicos generales

DIN EN 294 Distancia de seguridad en zonas de peligro

DIN ISO 3046-1 Motores de combustión alternativos; requisitos–Parte 1: condiciones normativas y datos sobre potencia, combustible y consumo de aceite lubricante

DIN 4109 Insonorización en edificios elevados

DIN EN 13384 Sistemas de gas de escape - Métodos de cálculo hidrodinámicos y de calor

DIN EN 12828 Sistemas de calefacción en edificios–Planificación de instalaciones de agua caliente y calefacción

DIN 4753 Calentadores de agua e instalaciones de calentamiento de agua para agua potable y agua de proceso


Regulaciones4

Normativa o recomendación Descripción

DIN 6280 Grupos de generación de energía eléctrica con motores de combustión alternativos Parte 14–Principios, requisitos, componentes, construcción y mantenimiento Parte 15–Revisiones

DIN ISO 8528-1 Grupos de generación de energía eléctrica con motores de combustión alternativos Parte 1–Uso, dimensiones y modelos

DIN 18380 VOB reglamento de adjudicación y contratación para construcción–Parte C: condiciones generales técnicas de contrato para contratos de construcción (ATV); instalaciones de calefacción e instalaciones centrales de calentamiento de agua

DIN 45635 Medición de ruidos en la maquinaria; medición de sonidos aéreos, método de superficie envolvente Parte 11–Motores de combustión

DIN 51857 Combustibles gaseosos y otros gases–Cálculo de condensación, poder calorífico, densidad, densidad relativa e índice Wobbe de gases y mezclas de gases

DIN EN 50110-1 (VDE 0105-1) Funcionamiento de instalaciones eléctricas

DIN EN 50110-2 (VDE 0105-2) Funcionamiento de instalaciones eléctricas (anexos nacionales)

DIN VDE 0105-100 Funcionamiento de instalaciones eléctricas

DIN VDE 0298 Empleo de cables y conductos aislados para instalaciones de alta tensión.

DIN EN 50178 ( VDE 0106) Equipamiento de instalaciones de alta tensión con medios de producción electrónicos

DIN VDE 0100 Disposiciones para la construcción de instalaciones de alta tensión con tensiones nominales de hasta 1000 V

DIN VDE 0116 Equipamiento eléctrico de hogares– Parte 1: disposiciones para la planificación de uso y construcción

DIN EN 60034-1 (VDE 0530-1) Maquinaria eléctrica giratoria–Parte 1: dimensionamiento y comportamiento de servicio ATV-DVWK Hoja de trabajo ATV

DVWK-A 251: Condensados de las calderas de condensación BImSchV 4ª ordenanza para la aplicación de la Ley Federal Alemana para el control de la polución, emitida en julio de 1985 (ordenanza sobre instalaciones que requieren autorización, 4. BImSchV)

DVGW Hoja de trabajo G 260–Consistencia del gas

DVGW Hoja de trabajo G 600–Normativa técnica para instalaciones de gas (TRGI 2008)

EnEV Ordenanza sobre aislamientos térmicos para el ahorro de energía y sobre técnica de instalaciones de bajo consumo energético para edificios (ordenanza relativa al ahorro energético–EnEV)

FeuVO Reglamento de incendios de los estados federales alemanes

GPSG Ley sobre seguridad de aparatos y productos IT ruido Instrucciones técnicas relativas al ruido IT aire Instrucciones técnicas para la prevención de la polución del aire NPRL Normas de prevención de riesgos laborales para instalaciones y medios de producción eléctricos (VBG 4)

VDEW Condiciones técnicas de conexión para baja tensión Directivas para el funcionamiento en paralelo de centralitas de autogeneración con la red de baja tensión de la compañía de suministro de electricidad

VDI 2035 Hoja 1–Prevención de daños instalaciones de calefacción por agua caliente–Incrustaciones en instalaciones de calefacción de agua caliente y de calentamiento de agua

VDI 2067 Hoja 7– Cálculo de costes de instalaciones de suministro de calor–Centralitas de cogeneración

VDI 3985 Reglas sobre planificación, construcción y recepción de cogeneración con motores de combustión interna

VDI 6025 Cálculos empresariales para bienes de equipamiento e instalaciones


5.1 Resumen de los requisitos fundamentales para la operatividad

Los módulos CHP Loganova de Buderus están diseña-dos para un servicio continuado con un periodo anual operativo de aproximadamente 8.000 horas.

Si se tienen en cuenta los puntos siguientes, se garan-tizará una vida útil larga del sistema CHP y un servicio fiable y seguro:

• Observar los espacios libres mínimos hacia el módulo CHP en la sala de la instalación; apoyar el módulo sobre toda su superficie en el suelo o una base con suficiente capacidad de carga de tal manera que esté aislado contra vibraciones.

• Asegurar que la presión del sistema de alimentación de gas sea correcta y que la calidad del gas correspon-da a las exigencias (entre 25 mbar y 80 mbar, número de metano > 80).

• Dimensionar y equipar los edificios con silenciadores de gases de escape y de aire de extracción conforme a la evaluación de ruidos. Incluir siempre uniones flexi-bles (compensadores).

• Asegurar que haya siempre suficiente suministro de aire fresco, disipar aire de extracción caliente, asegu-rar que el aire de refrigeración y de combustión estén libres de suciedades y halógenos, dimensionar e insta-lar correctamente las tuberías para gases de escape y de aire de extracción por separado. Las tuberías para gases de escape y de agua de condensación deben estar con presión y deben instalarse correspondien-temente. La seguridad de funcionamiento debe estar documentada a través de una prueba de presión.

• Utilizar únicamente aceite y agente refrigerante que esté homologado por el fabricante del CHP. Cambiar el aceite en los intervalos especificados.

• Evitar operaciones cíclicas de ‘ON-OFF’ (tiempo medio anual de funcionamiento mínimo > 6 horas por arran-que antes del primer apagado controlado; en caso de necesidad especificar potencia reducida del módulo); dimensionar acumulador de inercia suficiente.

• Prevenir paros sucesivos debido a que la temperatura de retorno es demasiado alta o demasiado baja (para el CHP Longanova EN20, la temperatura de retor-no debe situarse entre 30 ºC y 60 ºC, para el CHP Longanova EN50, entre 50 ºC y 70 ºC; en caso de necesidad proporcionar un dispositivo de aumento de la temperatura.

• El módulo CHP produce una potencia de 400 V. Por motivos de seguridad viene equipado con unos dispositivos de sensores de protección del sistema eléctrico que reaccionan a cargas del sistema en la red del cliente tal y como se especifica en las regulaciones (requisitos de conexión técnica). Los paros debido a fallos de la red eléctrica no son fallos del CHP.

• Evitar fallos erróneos debido a sobrecargas; dimensio-nar las cargas eléctricas correctamente en operacio-nes autónomas (sólo Longanova EN50 a EN240).

• Preservar el módulo durante interrupciones operativas prolongadas. Desconetar las baterías.

• Tener mantenimiento periódico, realizado exclusiva-mente por personal suficientemente cualificado. Reco-mendamos firmar un contrato de mantenimiento.

5.2 Requisitos para la instalación y puesta en marcha

Antes del envío se realiza un funcionamiento de prueba de todo el módulo en fábrica, bajo condiciones de carga y documentado en un informe sobre dicha prueba. Los informes de las pruebas sirven como muestra de los servicios prestados.

Finalmente, antes de la puesta en marcha hay que pedir a la empresa suministradora del gas que asegure que el número de metano no caiga por debajo del número de metano mínimo nominal definido en la hoja de datos respectiva (por ejemplo, se pueden haber mezclado mezclas de butano / aire, lo que afectaría al número de butano). Cumplir los requisitos de conexión aplicables de la compañía eléctrica relevante.

Completar el sistema, incluida la puesta en marcha y el ajuste del sistema así como la instrucción del personal operario del operador del sistema. Los agentes líquidos requeridos (p. ej. aceite de motor, refrigerante, etc.) deben ser proporcionados por el operador del sistema según las regulaciones de agentes líquidos establecidas por el fabricante del CHP.

Condiciones operativas 5

5 Condiciones operativas

Número de metano: Número normalizado para caracterizar la capacidad del gas natural para no llegar a producir detonación en los motores. Se mide como la detonación que produce el combustible comparada con los patrones de referencia conocidos. El número de metano es conceptualmente igual que el número de octano, solo que es superior a 100 para el gas natural, por ello ambos conceptos están relacionados.


5.2.1 Ajuste de la potencia en dependencia de la altura de instalación con respecto al nivel del mar (Longanova EN50, EN70, EN140, EN240)

La potencia del motor depende de la temperatura del aire de ventilación y de la altura de la instalación con respecto al nivel del mar.

El módulo CHP está configurado para la salida nomi-nal en el momento del suministro – la salida nominal se aplica a una temperatura de aire de 298 K (25 ºC), a una presión del aire de 100 kPa (100 m sobre el nivel del mar) y a una humedad relativa de 30 %. Una reducción en la salida debido a otras condiciones de la instalación debería tomarse en cuenta conforme al gráfico 16 (salida según lo definido en la ISO 3046/1 o la DIN 6271).

Los datos de salida para motores de gas son para una operación:

• Gas natural H1 = 10 kWh/min/m3

• Número de metano > 80

La media de la presión del aire en la atmósfera de la tierra es 1013,25 hPa a nivel del mar. En ese sentido, el aire es menos denso en alturas más elevadas.

A una altura de 300 m por encima del nivel del mar se puede esperar una reducción de la potencia eléctrica suministrada por el equipo. (véase fig. 16)

Fig 16 Reducción de la potencia del motor debido a cambios de temperatura y a la altura de la instalación(Loganova EN50, EN70, EN140, EN240)

a At T = 25 ºCb At T = 35 ºCc At T = 45 ºCH Altura sobre el nivel del marPmot Potencia del motor

Si la temperatura del aire de ventilación aumenta, la menor densidad con el mismo recorrido del cilindro cau-sa una reducción de la cantidad de aire en el cilindro y, debido a ello, del oxígeno.

En la puesta en marcha se tiene que ajustar la salida para adaptarla a la altura del lugar de la instalación, de otro modo, el motor se sobrecargaría, sería más ruidoso y su vida útil se reduciría.

5.2.2 Reducción de la potencia debido a la altura de la instalación (Longanova EN20)

La salida del motor depende de la altura de la instalación con respecto al nivel del mar.

Durante la puesta en marcha, un S.A.T. / técnico autorizado por el fabricante debe ajustar la salida para adaptarla a la altura del lugar de la instalación.

Tabla 22 Reducción de la salida debido a la altura de la instalación (Loganova EN20)

Condiciones operativas5

Reducción de la salida debido a la altura de la instalación

Altura de la instalación (m)

Reducción de la salida (kW)

0 19,0

100 18,8

200 18,5

300 18,3

400 18,1

500 17,8

600 17,5

700 17,3

800 17,0

900 16,9

1000 16,5


5.3 Requisitos para el aislamiento acústico

Un sistema operativo con potencia y calor combinados causa eco en el aire y ruidos inducidos. Ese ruido pasa de la sala de la instalación a otros espacios cerrados y hacia el exterior a través del suelo, los techos, paredes, cuartos cercanos y por el sistema de los gases de esca-pe (gráfico 17).

El resultado puede ser un ruido excesivo. Por ello es im-portante que el arquitecto, constructor, planificador / in-geniero, así como el instalador del sistema de calefacción trabajen conjuntamente desde la fase de planificación.

Principios y conceptos del aislamiento acústico

La tabla 23 explica los principios y conceptos más importantes del aislamiento acústico utilizado

Tabla 23 Glosario “Principios del aislamiento acústico”


Concepto Explicación

Sonido

Contaminación acústica

Vibraciones y ondas mecánicas en medios flexibles y en estructuras sólidas (ruido inducido), aire (eco en el aire) y líquidos (eco en líquidos). El eco del aire y los ruidos inducidos son importantes para el servicio de las fuentes de calor.

Cada tipo de ruido que molesta a las personas se considera contaminación acústica

Frecuencia El número de vibraciones por segundo, establecido en la unidad Hz (Hercios). El oído humano puede percibir vibraciones de aproximadamente 16 Hz (pico bajo) hasta 16.000 Hz (pico alto)

Ruido Sonido que comprende varios tonos de frecuencias aleatorias

Potencia del sonido

La energía del sonido que se produce por unidad de tiempo desde una fuente de sonido.La potencia es una característica fija de la máquina que no depende del lugar de la instalación.El valor del logaritmo asociado es el nivel de la potencia del sonido.La emisión del sonido, como nivel de la presión acústica en un punto específico del lugar de la instalación de la máquina, se puede calcular a partir de la potencia del sonido. Para poderlo hacer se deben conocer la potencia del sonido de la fuente del sonido, la distancia del lugar de la recepción del sonido y las características del sonido (absorción).

Presión acústica

Nivel de la presión acústica

Las ondas de presión son fluctuaciones físicas de la presión del aire. Medidas en la unidad ‘µbar’ (microbar = la millonésima parte de un bar). El oído humano logra un ancho de banda muy grande de presiones de sonido entre el umbral de audibilidad (2 x 104 µbares) y el umbral del dolor (2 x 102 µbares).

En la práctica, la presión acústica no se presenta en µbares, ya que se expresa como el nivel de presión acústica en decibelios (dB).La gama de hasta 120 dB es significante.

Nivel de presión de sonido nominal

El aire no tiene la misma sensibilidad en todas las frecuencias. Es posible que con el mismo nivel de presión los tonos más bajos y los tonos más altos no se perciban como tan elevados como los tonos de nivel medio. En las pruebas de oído, el nivel de presión acústica de tonos bajos y altos varia hasta que se percibe el mismo volumen como un tono inicial de 1000 Hz. Las “Curvas de la percepción idéntica de volumen” se podrían definir de esta manera. Los niveles de la presión acústica medidos se valoran conforme a un método definido. La valoración A con la unidad dB(A) es de significancia. En la práctica, p. ej., para medidas de reducción de sonido, el sonido medido no es vital, lo que importa es el volumen percibido en diferentes frecuencias.

Para dos fuentes de sonido que son igual de ruidosas, el nivel de la presión acústica total se sitúa 3 dB por encima del nivel de la presión acústica de las fuentes individuales del sonido.

• Ejemplo: Fuente de sonido 1 con 60 dB + fuente de sonido 2 de 60 dB = el nivel de la presión acústica total es de 63 dB

La mayor parte de las personas no pueden percibir un cambio de 3 dB en el nivel de la presión acústica.

El nivel de la presión acústica total se determina sobre todo por el nivel de la presión acústica de la fuente con el sonido más alto. Un ruido adicional más débil que sea más de 10 dB inferior a la fuente con el sonido más alto no supone un incremento perceptible del nivel de presión acústica total.

• Ejemplo: Fuente de sonido 1 con 75 dB + fuente de sonido 2 de 60 dB = el nivel de la presión acústica total es de < 78 dB

Un incremento de 10 dB en el nivel de presión acústica total se percibe normalmente como el doble de alto y una reducción de 10 dB como la mitad de alto.


5.3.1 Vías de transmisión de ruidos del eco del aire y del ruido inducido

Desarrollo del eco del aire y de los ruidos inducidos con el módulo CHP

El ruido del eco del aire se desarrolla, sobre todo, du-rante el proceso de combustión y se transmite por la ra-diación del motor, el generador y la tubería de los gases de escape. El ruido de combustión se puede amplificar por efectos de resonancia debido a que los motores de combustión internos y los silenciadores de los gases de escape juntos con el sistema de gases de escape consti-tuyen un sistema que puede vibrar.

Los ruidos inducidos se desarrollan a través de vibraciones mecánicas en el sistema de generación de calor y se trans-mite a través de estructuras sólidas, tales como cimientos, muros, pavimentos y particiones en el sistema de gases de escape. Radiados por superficies adyacentes se transfor-ma en un ruido de eco de aire y se hace audible.

Vías de transmisión de sonido

El ruido del servicio de los módulos CHP se transmite a través del ruido inducido de la estructura.

El diagrama del gráfico 17 muestra cómo se transmiten los distintos ruidos p. ej. desde la sala de la instalación a través del pavimento, del sistema de gases de escape y otros conductos. Radiado a través de superficies adya-centes, el ruido inducido se transforma en ruido de eco del aire y se hace audible.

El ruido excesivo se percibe en algunas edificios más al-tos lejos del sistema de calefacción, p. ej. en una planta alta de un edificio adyacente.

Efectos de la planificación del sistema CHP

Para poder dimensionar correctamente las medidas re-queridas de reducción del ruido se tienen que conocer el nivel de presión acústica de los módulos CHP en la sala de la instalación y el ruido de combustión en la salida de la tubería de gases de escape. Esta es la única manera en la que se puede cumplir el máximo nivel de presión de ruido admisible en las salas que requieren aislamiento acústico y en las áreas residenciales adyacentes y, así, evitar la contaminación acústica.

Edificios críticos para el sonido

Si se requieren unas exigencias acústicas más elevadas para una propiedad específica, p. ej. basadas en los requisitos de una inspección del edificio, se debería encargar el dimensionamiento y la selección de silencia-dores adicionales a un especialista de sonido cualificado y licenciado.

¿Por qué?:

El nivel de la presión acústica del entorno no se debería desatender para edificios críticos. Esto significa, por lo general, que el módulo CHP posiblemente sólo tenga una potencia acústica adicional muy baja.

Al mismo tiempo se tienen que tener en cuenta los picos en el volumen de distintos tonos y no sólo el nivel de la presión acústica total.

Así que existen otros factores ‘suaves’ que pueden re-sultar en requisitos de seguridad más estrictos.

Esto significa que utilizando silenciadores terciarios adicionales o silenciadores del aire de extracción sin tener en cuenta estos factores, es muy probable que no se obtengan los resultados deseados, incluso cuando el aislamiento acústico de los ruidos producidos por el módulo CHP parece suficiente.

Una evaluación final sólo puede realizarse por un es-pecialista de sonido realizando análisis cualificados de bandas de frecuencia.


Fig 17 Posibles vías de transmisión de ruidos del módulo CHP A Tubería de gases de escapeGA+V Ruido de gases de escape y de combustión GH Ruido de la sala de la calderaLdir Ruido directo del eco del aireLK Ruido del eco del aire proveniente del ruido inducidoLP+S Ruido de eco del aire proveniente de la bomba y ruidos del

caudalLR Ruidos de eco del aire provenientes de la reflexión acústica


5.3.2 Emisiones acústicas permitidas por las regulaciones

Con el fin de evitar una contaminación acústica se han aprobado las siguientes regulaciones para la protección contra un ruido excesivo. Naturalmente, el ruido de los módulos CHP se sitúa también dentro del ámbito de estas regulaciones.

Cuando se instala un módulo CHP se tiene que determi-nar si se trata de un sistema de construcción dentro de CTE (Código Técnico de la Edificación) DOCUMENTO BÁSICO HR de CTE; Protección frente al ruido.

Artículo 14. Exigencias básicas de protección frente al ruido (HR)

El objetivo del requisito básico protección frente el ruido consiste en limitar, dentro de los edificios y en condi-ciones normales de utilización, el riesgo de molestias o enfermedades que el ruido pueda producir a los usuarios como consecuencia de las características de su proyec-to, construcción, uso y mantenimiento.

Para satisfacer este objetivo, los edificios se proyecta-rán, construirán y mantendrán de tal forma que los ele-mentos constructivos que conforman sus recintos tengan unas características acústicas adecuadas para reducir la transmisión del ruido aéreo, del ruido de impactos y del ruido y vibraciones de las instalaciones propias del edifi-cio, y para limitar el ruido reverberante de los recintos.

El Documento Básico “DB HR Protección frente al ruido” especifica parámetros objetivos y sistemas de verifica-ción cuyo cumplimiento asegura la satisfacción de las exigencias básicas y la superación de los niveles míni-mos de calidad propios del requisito básico de protec-ción frente al ruido.

Caracterización y cuantificación de las exigencias

Para satisfacer las exigencias básicas contempladas en el artículo 14 de este Código deben cumplirse las condi-ciones que se indican a continuación, teniendo en cuenta que estas condiciones se aplicarán a los elementos constructivos totalmente acabados, es decir, albergando las instalaciones del edificio o incluyendo cualquier ac-tuación que pueda modificar las características acústicas de dichos elementos.

Con el cumplimiento de las exigencias anteriores se entenderá que el edificio es conforme con las exigencias acústicas derivadas de la aplicación de los objetivos de calidad acústica al espacio interior de las edificaciones incluidas en la Ley 37/2003, de 17 de noviembre, del Ruido y sus desarrollos reglamentarios.

Valores de aislamiento acústico a ruido aéreo en dBA entre un recinto protegido y el exterior en función del índice de ruido Ld.


Tabla 24

Ld dBA

Uso del edificio

Residencial y sanitarioCultural, docente,

administrativo y religioso

Dormitorios Estancias Estancias Aulas

Ld≤60 30 30 30 30

60<Ld≤65 32 30 32 30

65<Ld≤70 37 32 37 32

70<Ld≤75 42 37 42 37

Ld>75 47 42 47 42


Ruidos de baja frecuencia

• Se deberían evitar los picos de baja frecuencia, espe-cialmente aquellos por debajo de 200 Hz.

• Adicionalmente al nivel máximo de presión acústica admisible se tiene que tener en cuenta que los ruidos de combustión que se transmiten del módulo CHP y de la tubería de gases de escape en forma de ruido de eco de aire hacia la estructura y las habitaciones y salas que requieren aislamiento acústico, se tienen que clasificar como sonidos de baja frecuencia. En unida-des residenciales de la vecindad y en habitaciones y salas que requieren aislamiento acústico adyacentes a la sala de instalación, estos ruidos de baja frecuencia también pueden resultar como contaminación acústica, incluso si se puede probar que cumplen los niveles per-mitidos de presión acústica.

Esto se puede atribuir al hecho de que los ruidos de baja frecuencia se comportan de manera diferente que los ruidos de mediana frecuencia y de alta frecuencia en áreas determinadas debido a que los ruidos de baja frecuencia tienen un aislamiento relativamente pobre en las vías de transmisión de ruidos.

Este fenómeno se puede observar fácilmente cuando es posible escuchar los tonos de los bajos del equipo de estéreo de un vecino, pero ninguna conversación. Los ruidos de baja frecuencia se pueden amplificar en edificios por efectos de resonancia.

• En valoraciones, los métodos usuales dan una evalua-ción inferior a los ruidos de baja frecuencia que a los ruidos de alta frecuencia del mismo nivel A en los tér-minos de la contaminación acústica actual. El problema de los ruidos de baja frecuencia recibe un tratamiento especial.

Ruidos de fondo

• Los ruidos de fondo (ruido externo) también se tienen que tener en cuenta en las habitaciones y salas que requieren aislamiento acústico.

• Si estos son significativamente más bajos que el ruido de servicio de los módulos CHP, el ruido de servicio sería perceptible desde la perspectiva del sonido y se podría clasificar por la legislación civil como un nivel de presión acústica molesto en habitaciones y salas que requieren aislamiento acústico, incluso aunque no se so-brepase el máximo nivel de presión acústica permitido.

5.3.3 Medidas de protección contra ruidos

Protección de ruidos en el lugar de la instalación

En lo posible no se deberían instalar el módulo CHP y el tubo de los gases de escape al lado de habitaciones que requieren aislamiento acústico. (véase fig. 18)

Las aperturas de ventilación y de la extracción de aire no deberían ubicarse cerca de ventanas y patios de habita-ciones que requieren aislamiento acústico. De lo contra-rio se necesitarán silenciadores de ventilación y de aire de extracción que sean compatibles.

El final del tubo de los gases de escape no debe estar tapado con un protector contra lluvia. Esto previene que los ruidos de combustión se reflejen hacia abajo. La apertura del tubo de gases de escape no debería estar cortada en un ángulo de menos de 45 grados para prevenir que se formen ondas estacionarias en la parte vertical del tubo de gases de escape.

Si hay habitaciones que requieran aislamiento acústico directamente debajo del techo en edificios residenciales u hospitales, sería una buena idea llevar el tubo de gases de escape bastante más alto sobre el tejado del edificio de lo que normalmente se hace en sistemas de calderas. La sala de instalación del módulo CHP debería estar dimensionada de tal manera que haya suficiente espacio para incorporar más tarde sin problemas medidas nece-sarias de aislamiento acústico.

Es recomendable instalar el tubo de gases de escape di-rectamente debajo del techo en el la sala de instalación para hacer espacio para cualquier medida de protección acústica adicional que se pueda integrar más tarde. Como valor de referencia se deberían planificar como mínimo 2,5 m de espacio para la instalación subsecuente de un silenciador adicional de gases de escape.


Fig. 18 Selección ideal de la sala de instalación de un módulo CHP en un edificio

1 Módulo CHP2 Tubería de gases de escape3 Sala de instalación 4 Habitaciones que no requieren aislamiento acústico5 Habitaciones que requieren aislamiento acústico


Protección acústica secundaria utilizando sistemas de protección acústica

Las medidas de protección acústica secundaria están sujetas a las condiciones locales y al nivel máximo de presión acústica permitido en habitaciones y salas que requieren aislamiento acústico y en áreas residenciales. En lo posible se deberían utilizar sistemas de protección acústica que reduzcan el ruido directamente en el lugar en el que se desarrolla.

Funcionamiento de los sistemas de protección de ruidos de los módulos CHP

Los elementos de aislamiento acústico contra ruidos in-ducidos (absorbedores de vibraciones) previenen que los ruidos inducidos se transmitan desde el módulo CHP a la estructura del edificio. Esto evita la polución de ruidos en habitaciones adyacentes que requieren aislamiento acústico. Los elementos del aislamiento de los ruidos inducidos en su versión estándar forman parte del sumi-nistro estándar de los módulos CHP Loganova.

Los silenciadores de gases de escape se utilizan para reducir el ruido de combustión de los módulos CHP. Ellos previenen la polución de los ruidos en habitaciones que re-quieren aislamiento acústico y hacia el exterior. Un primer silenciador adaptado a las características de los ruidos del motor y de los gases de escape ya viene integrado en los módulos CHP Loganova. Buderus también puede suminis-trar – como opción adicional – silenciadores de gases de escape (secundarios / terciarios) para reducir aún más las emisiones acústicas. Prácticamente se pueden cumplir to-dos los requisitos si se ajustan cuidadosamente los ruidos de combustión del módulo CHP y los niveles máximos de presión acústica, siempre que se haya planificado suficien-te espacio.

Los compensadores previenen la transmisión de ruidos in-ducidos desde el módulo CHP a la estructura del edificio a través de la tubería. Estos compensadores también absor-ben la expansión térmica de la tubería. Los compensadores se pueden fabricar y suministrar para todos los diámetros de los tubos en varios diseños y para las áreas de aplica-ción requeridas. La instalación correcta es muy importante.

Las capós de los silenciadores se utilizan para insonori-zar la maquinaria. Si las caperuzas de los silenciadores tienen el diseño correcto y han sido adaptadas y ajus-tadas cuidadosamente al módulo CHP, el ruido de estos módulos se puede reducir hasta 25 dB. Las capós de los silenciadores están integradas en el módulo CHP para los módulos compactos Loganova.

La aperturas grandes de ventilación y de aire de extrac-ción que son necesarias debido a la gran cantidad de aire requerido por los motores, tanto para la combustión como para la refrigeración, son especialmente importan-tes en lo que se refiere al aislamiento acústico.

Los silenciadores de aire de ventilación y de aire de extracción previenen que el ruido sea trasladado hacia el exterior de la sala de instalación. La polución de ruidos en el exterior se puede evitar si se ajustan cuidadosa-mente los silenciadores. Las secciones transversales cla-ras de los silenciadores deben cumplir las regulaciones aplicables. Se debería tener en cuenta que el ventilador de los módulos CHP tiene que superar la resistencia del aire que viene del capó del silenciador y las demás re-sistencias en las vías de aire, tales como rejillas, amorti-guadores, divisores y conductos de aislamiento acústico, tanto en el lado del aire de ventilación (lado de entrada) y del lado del aire de extracción (lado de presión).

Si los sistemas de protección acústica se instalan poste-riormente se tienen que revisar los valores de combus-tión del módulo CHP. En ese sentido, los silenciadores


Fig. 19 Sistemas de protección acústica en un módulo CHP

1 Aislamiento acústico de ruidos inducidos dentro del módulo 2 Aislamiento acústico de ruidos inducidos entre el módulo y el

edificio3 Ventilador de salida de aire4 Conexión flexible al conducto de aire5 Silenciador de aire de salida6 Silenciador adicional de aire de extracción7 Rejilla de aire de salida8 Silenciador primario de gases de escape dentro del módulo9 Silenciador secundario de gases de escape 10 Conexión flexible al tubo de gases de escape11 Silenciador adicional de gases de escape (terciario)12 Tubo de gases de escape13 Rejilla de ventilación 14 Silenciador de aire de ventilación


que no utilizan deflexión y resistencia para mantener las caídas de presión bajas son especialmente útiles. Esto incrementa la eficiencia de los módulos CHP.

Aislamiento acústico de los ruidos inducidos en otros componentes de la calefacción

El ruido inducido se puede originar en todos los compo-nentes de la calefacción que hay en la sala de la instala-ción. Esto puede crear sonidos que se transmiten hacia habitaciones adyacentes que requieren aislamiento acús-tico, excediendo los niveles máximos de presión acústica permitida y causando molestias en la vecindad.

Por eso – adicionalmente a los módulos CHP – también se tienen que equipar desde el principio todos los compo-nentes de la calefacción (unidad de caldera, calentador de agua, vasos de expansión, bombas de circuito de la calefacción, distribuidores, tuberías, etc.) con elementos eficaces de aislamiento acústico. Integrar más tarde un sistema de aislamiento acústico suele salir bastante caro.

Análisis de aislamiento acústico realizado por un espe-cialista de sonido independiente

En muchos casos es recomendable consultar a un especialista de sonido durante la fase de planificación. El especialista genera un análisis de estado realizando mediciones estándar en el lugar de la instalación y calcu-la las inmisiones esperadas basándose en las emisiones acústicas de la máquina. Las medidas de aislamiento acústico necesarias se determinan sobre esta valoración. Esto puede prevenir costes innecesarios evitando que se tengan que instalar posteriormente elementos de insonorización.



Para cumplir los niveles máximos de presión acústica permitidos en habitaciones que requieren aislamiento y áreas residenciales cercanas y prevenir la polución acústica se debería determinar si se necesitan sistemas de protección acústica cuando se planifica un nuevo sistema de calefacción o se quiere renovar un sistema

ya existente. En el caso de que se necesiten sistemas de protección acústica, se tiene que determinar qué siste-mas serían los más adecuados.

Se recomienda responder las siguientes preguntas para dimensionar sistemas de protección acústica

Las preguntas en la lista de chequeo muestran que las medidas para la protección contra ruidos tienen que calcularse y diseñarse de forma individual para prác-ticamente todos los sistemas de calefacción que son nuevos o que se van a renovar.

Este procedimiento es la única forma para garantizar que no se supera el nivel máximo de presión acústica permiti-do y para evitar que haya polución acústica.


5.3.4 Lista de chequeo para el aislamiento acústico – planificación y dimensionamiento de los sistemas de protección

Tabla 27 Lista de chequeo para el dimensionamiento de sistemas de protección cuando se planifica la instalación de sistemas CHP

Nº Pregunta Sistema planificado

1 ¿CHP: tipo planificado, potencia?

2

¿Existe un análisis de frecuencias en el ámbito terciario para el módulo CPH?• Emisiones de ruidos inducidos• Emisiones acústicas de gases de escape• Emisiones acústicas de aire de extracción

3¿Qué niveles máximos de presión acústica se tienen que cumplir en el exterior conforme a la normativa vigente?

4 ¿Se ha determinado ya el nivel de presión acústica existente?

5 Tubo de gases de escape: ¿Se ha planificado el fabricante, el tipo y el diámetro?

6 ¿Velocidad máxima esperada de los gases de escape?

7¿Hay habitaciones o salas por encima, por debajo o al lado de la sala de instalación del módulo CHP que requieren aislamiento acústico?

8¿Cuál es la distancia entre la apertura de la ventilación de la sala de instalación hacia las ventanas o balcones de habitaciones o salas que requieren aislamiento acústico?

9¿Pasa el tubo de los gases de escapa por habitaciones o salas que requieren aislamiento acústico?

10¿Cuál es la distancia entre la apertura para los gases de escape y ventanas o balcones de habitaciones o salas que requieren aislamiento acústico?

11¿Se quiere cumplir el nivel máximo de presión acústica permitido en habitaciones y salas que requieren aislamiento acústico, o se había acordado un nivel de presión acústica más bajo o se esperaba tácitamente?

12¿Indican las especificaciones del edificio que se requiere un aislamiento acústico elevado?

13¿Se encuentra el sistema de calefacción en un área silenciosa con muy pocos ruidos de fondo o por parte de terceras partes?

14¿Se dispone ya de los datos de planificación acerca de las emisiones o inmisiones admisibles?

15

¿Ha valorado un especialista acústico la transmisión de sonidos desde la sala de la instalación hacia habitaciones o salas que requieren aislamiento acústico?• Transmisión de ruidos por el eco del aire• Transmisión de ruidos inducidos• Propagación de ruidos de gases de escape


5.4 Emisiones de gases de escape

Los módulos CHP de Buderus funcionan con motores de combustión a gas internos recíprocos. Debido al sistema se liberan durante la combustión una serie de productos no deseados.

La configuración para el ratio de aire / combustible, Lambda (λ), tiene una gran influencia sobre la cantidad de emisiones de gases de escape. El gráfico de abajo indica el ratio que debe haber entre el aire de entrada y el combustible. Para λ = 1 sólo se alimenta la cantidad precisa de aire al gas que se requiere para una combus-tión estequiométrica (véase fig. 20).

Esto también se define como motor estequiométrico.

Sin embargo, este tipo de combustión tiene unos niveles elevados de óxido de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonos (CnHm). Estos gases dañinos se pueden eliminar al máximo posible a través de catalizadores.


ig. 20 Concentración de gases nocivos en los gases de escape debido a nº de exceso de aire λ

A Motor estequiométricoB Motor de mezcla pobreC Concentración de NOx, CO, y CnHm en los gases de escape De – (bajo) a + (alto)λ Exceso de aire / combustiblea NOxb COc CnHm


Con respecto a la reducción de emisiones se hace una distinción entre las medidas primarias y secundarias, así como entre la combinación de ambos métodos.

Las medidas primarias se pueden referir al diseño o a la operación, como p. ej. al diseño de la cámara de com-bustión, al ratio de compresión o a cambios en el tiempo de ignición. Estas medidas evitan, en primer lugar, la creación de altas concentraciones de elementos conta-minantes.

Las medidas secundarias son todos los mecanismos de tratamiento de los gases de escape durante todo el proceso de combustión, por ejemplo, el uso de cataliza-dores. El uso de catalizadores de 3 vías con control de Lambda 1 (λ = 1) es preferente para motores de cuatro tiempos que funcionan con gas natural. Ellos logran, al mismo tiempo, las emisiones más bajas de gases de escape para los tres tipos de elementos contaminantes (NOx, CO, y CnHm).

Con el paso del tiempo, los catalizadores pierden efectividad y la sonda Lambda no funciona tan bien, lo que significa que tanto los catalizadores como la sonda Lambda se tienen que cambiar periódicamente. Las reacciones químicas principales para un catalizador de 3 vías es la reducción de óxido de nitrógeno (CO) y la oxidación simultánea de los hidrocarbonos (CnHm) y del monóxido de carbono (CO). La reacción resultante que se produce es dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2) y agua (H2O).

Los motores de mezcla pobre son motores de cuatro tiempos que funcionan con un elevado exceso de aire / combustible (λ = 1,6 a 1,8). En combinación con medidas primarias adicionales, el elevado exceso de aire / combustible produce unas emisiones más bajas de NOx. En combinación con un catalizador de oxidación se reducen las emisiones de CO y CnHm (convirtien-do monóxido de carbono e hidrocarbonos en dióxido de carbono y agua), aunque no se logran unos valores tan bajos como con el motor de Lambda = 1. Tener en cuenta en este caso que la potencia de salida del motor se reduce, ya que entra menos combustible en la cámara de combustión.

Esto se suele equilibrar utilizando turbocargadores para comprimir externamente el gas combustible.



5.5 Requisitos para comsumibles

5.5.1 Características del agua de la calefacción

El agua de calefacción de baja calidad facilita la crea-ción de lodos y corrosión. Esto puede provocar un mal funcionamiento del sistema de la calefacción y dañar el intercambiador de calor. En consecuencia, los sistemas de calefacción seriamente contaminados deberían ser enjuagados con agua potable antes de llenarlos con agua de calefacción.

Los daños de corrosión se producen, si entra constan-temente oxígeno en el agua de calefacción, por ejemplo debido a vasos de expansión con dimensiones inadecua-das o defectuosos (AG) o sistemas abiertos.

Se requiere la separación del sistema a través de la utili-zación de un intercambiador de calor, cuando el sistema de calefacción no se puede instalar como un sistema cerrado.

Si el módulo CHP se instala en un sistema de calefac-ción existente, es posible que se formen impurezas en el módulo CHP, lo que produce un sobrecalentamiento lo-cal, corrosión y ruidos. Cuando se modernizan sistemas existentes hay que proteger el módulo CHP contra la formación de lodos provenientes del sistema de calefac-ción existente.

El agua de llenado, de relleno y de circulación se debe acondicionar in situ conforme a la directriz VDI 2035 y a la hoja de trabajo K8 de Buderus, para que se cumplan las características exigidas para el agua de calefacción. No hay requisitos adicionales para el acondicionamiento de agua de calefacción del lado del sistema para módu-los CHP.

Debido a que el módulo CHP tiene un circuito de refrige-ración interno, el motor a gas, en particular, está

protegido contra la formación de lodos como resultado de la entrada de suciedad a través del agua de la cale-facción. Aquí no se pueden depositar partículas del agua de calefacción impura suspendidas en las superficies calientes de los motores.

5.5.2 Características del refrigerante

Cuando se llena, por primera vez, el sistema refrige-rante del motor y cuando se vuelve a rellenar (circuito de refrigeración interno) se suele utilizar una mezcla de glicol y agua. La mezcla correcta está prescrita para que el agua tenga la protección contra corrosión, cavitación y congelación requerida. Cualquier pérdida de refrigerante se debe compensar utilizando una mezcla de agua, glicol y anticongelante. Regularmente se debe controlar la concentración durante los trabajos de mantenimiento y el refrigerante del motor se debería cambiar in intervalos periódicos debido a que el anticongelante suele enveje-cer y perder sus propiedades.


Nosotros recomendamos por ello la instalación de filtros y separadores de lodos en el retorno hacia el módulo CHP. Limpie los filtros y separadores de lodos cada vez que se haga la revisión técnica, por lo que es aconsejable que el sistema de calefacción tenga un acceso sencillo y fácil.

Tenga en cuenta las regulaciones aplicables acerca de líquidos así como la información del módulo CHP para cuando se apaga durante la época fría del año.


La eficiencia y la fiabilidad de un módulo CHP dependen, en gran parte, de un mantenimiento correcto. El cumplimiento de las actividades de mantenimiento y los intervalos prescritos es vital para un servicio seguro y sin fallos.

El servicio del sistema CHP está asociado con “costes de corrientes” para la inspección, el mantenimiento y las reparaciones.

Estos conceptos están definidos en las normas y direc-trices relevantes DIN 6280, DIN 31051, DIN 32541, VDI 4680, VDI 3985 y en la hoja de normas VMDA 24186-0

(véase resumen sinóptico en la tabla 28)

Tal y como se muestra en el diagrama de la tabla 28 hay varios tipos de contratos para el servicio establecido:

• Contrato de inspección

• Contrato de mantenimiento

• Contrato de reparaciones

• Contrato global

La Federación de Ingeniería Alemana (VDMA) define las siguientes formas de contrato para el servicio técnico:

• Un contrato de inspección cubre la inspección única o periódica de las condiciones actuales y se paga con una cantidad fija o sobre una base de tiempo y mate-rial.

• Un contrato de mantenimiento cubre medidas para preservar las condiciones establecidas y se paga de la misma manera que el contrato de inspección. Las me-didas que se tienen que llevar a cabo se describen en una lista y tienen que ser acordadas por separado. Las actividades se llevan a cabo periódicamente o están sujetas a la condición.

• Un contrato de reparación cubre las medidas nece-sarias para restaurar la condición establecida. Las medidas que se tienen que llevar a cabo se describen en una lista y tienen que ser acordadas por separado. Los repuestos que se tengan que suministrar también tienen que ser acordados. El pago se realiza principal-mente sobre una base de tiempo o de material.

• Un contrato global cubre todos los trabajos para asegurar un servicio seguro y se paga con una can-tidad fija. Aquí se incluyen trabajos de inspección, mantenimiento y reparación, incluido el suministro de materiales tal y como se ha acordado y la eliminación de defectos, presuponiendo que el operador no puede identificarlos y eliminarlos con sus propios medios. El pago se realiza con una cantidad acordada; sin embar-go algunos servicios (en particular las reparaciones) se pueden pagar también sobre una base de tiempo y de material. Debido a que un contrato global se firma nor-malmente por un periodo de diez años, incluye también medidas de inspección.


Tabla 28 Organización del mantenimiento según la DIN 31051

1) Piezas de desgaste (basado en la DIN 31051) son aquellas piezas que de-bido al servicio correcto se desgastan inevitablemente por lo que se tienen que reponer. Se trata esencialmente de las bujías y de los filtros de aire y de aceite. Este trabajo de recambio se realiza en intervalos periódicos.

2) Repuestos (basado en la DIN 24420-1) son aquellos componentes, piezas o productos completos que se cambian cuando están dañados, destruidos o piezas, conjuntos o productos que faltan. Conforme a la DIN 31051, los componentes cuya vida útil es limitada son aquellos componentes que du-ran menos tiempo que el módulo CHP en su totalidad y cuya vida útil no es posible alargar a través de medidas técnicas y económicamente viables. En lo esencial se trata de culatas, casquillos, catalizadores e intercambiadores de calor. Estos se cambian en intervalos más largos como resultado de las inspecciones.

Organización del mantenimiento según la DIN 31051

Inspección Mantenimiento Reparaciones

Determinación y valoración de las condiciones

actuales

Preservación de las condiciones que se

requieren

Restauración de las condiciones que se

requieren

MedirChequearCalcular

ChequearAjustar

ReponerAñadir

LubricarLimpiar

CorregirCambiar

Reponer las piezas de desgaste 1)

Cambiar las piezas de repuesto 2)

5.6 Requisitos para el mantenimiento – inspección, mantenimiento y reparaciones


Cumplimiento del calendario de mantenimiento

El calendario de mantenimiento enlista las actividades que se tienen que llevar a cabo en intervalos periódicos.

El cumplimiento del plan de mantenimiento es extrema-damente importante para el módulo CHP. Esta es la úni-ca forma de asegurar una elevada eficiencia estacional, aumenta la vida útil de la máquina y protege el motor contra daños. Si se descuida el mantenimiento es posi-ble que surjan elevados costes en casos individuales.

El usuario del sistema puede llevar a cabo algunos de estos trabajos, estos requieren personal cualificado y es-pecializado que haya realizado un aprendizaje adecuado.

Las destrezas especiales requeridas que se exijan adicio-nalmente se tienen que obtener en talleres formativos específicos realizados por Bosch Termotecnia.

Algunos trabajos de reparación requieren destrezas técnicas especiales y tienen que ser llevados a cabo ex-clusivamente por colaboradores de Bosch Termotecnia.

Trabajos de servicio técnico para módulos CHP

El módulo CHP está – cuando se utiliza debidamen-te – sujeto a varias influencias, tales como desgaste, envejecimiento, corrosión así como al estrés mecánico y térmico. Debido a su naturaleza y a su uso, estos com-ponentes del módulo CHP sufren un desgaste inevitable y hay que cambiarlos para permitir un servicio fiable del módulo CHP conforme a las condiciones de servicio acordadas, antes de que surja algún fallo en las fun-ciones. Estos componentes tienen que ser cambiados. Nosotros diferenciamos entre componentes de desgaste y repuestos (véase tabla 28). El desgaste por uso no constituye un defecto del módulo CHP.

Se garantizará el acceso fácil a todos los componentes del sistema que requieren un servicio técnico. El man-tenimiento se tiene que llevar a cabo en cumplimiento con las reglas de seguridad del puesto de trabajo y por personas autorizadas.

La inspección, reparación y el mantenimiento correctos del módulo CHP por parte del fabricante o del personal autorizado por el fabricante es absolutamente esencial para asegurar un funcionamiento perfecto del módu-lo CHP y mantener la garantía. Utilice sólo repuestos originales y líquidos homologados (p. ej. aceite para el motor) – el operador del sistema es responsable del cumplimiento de las instrucciones de servicio entregadas por el fabricante del módulo CHP.

Para asegurar una ejecución correcta de estos trabajos, Bosch Termotecnia ofrece lo siguiente:

• Servicios de inspección, de mantenimiento y de repa-raciones

• Formación en áreas de mantenimiento para el personal del operador del sistema

Hay dos formas para prevenir descargas a fondo:

• Proporcionar carga a la batería desde la red, p. ej. el módulo Longanova CHP no debe aislarse de la red.

• Aislar las baterías.


Las baterías se estropean cuando se descargan totalmente


6 Control - monitoreo

6.1 Concepto de control

El módulo combinado de calefacción y potencia (CHP – en inglés Combined Heat and Power Module) requie-re para su funcionamiento un dispositivo que controle y monitoree todas las funciones del CHP. Adicionalmente a las funciones elementales, tales como las secuencias de arranque y parada del módulo CHP y de monitorear el funcionamiento de todos los componentes, hay una gran cantidad de tareas de control que se tienen que realizar durante el servicio.

El control del módulo CHP se realiza a través de la unidad de control integrada. La unidad de control monitorea y controla todos los componentes asociados directamente con el módulo. Las secuencias de arranque y de parada, la sincronización del módulo CHP así como el control de la salida energética forman parte de esta unidad de control.

Los módulos CHP Loganova pueden ser también contro-lados por una señal exterior en la carga eléctrica en el ámbito del 50 % al 100 %. Eso permite también que el módulo CHP sea controlado por una unidad de control de mayor rango (DDC/GLT).

6.2 Modo de servicio

6.2.1 Servicio con control del calor

La unidad de control del módulo CHP se orienta automá-ticamente conforme a la demanda de calor del edificio. El módulo CHP trabaja cuando hay una demanda de calor. La potencia que se genera simultáneamente se utiliza si hay requerimiento de energía eléctrica. La energía eléctri-ca excedente se envía a la red eléctrica. Esta es la forma de servicio normal del módulo CHP.

6.2.2 Servicio con control de la energía eléctrica

La unidad de control del módulo CHP se orienta automá-ticamente conforme a la demanda de energía eléctrica del edificio. El módulo CHP trabaja cuando hay un requeri-miento de energía eléctrica. Cualquier demanda adicional de energía eléctrica se cubre a través de la red pública. El calor que se genera simultáneamente se utiliza, si hay una demanda para ese calor. El calor excedente se enfría.

De todos modos, el servicio con control de la energía eléctrica con una disipación del calor es contrario a la idea de la combinación de calor y energía eléctrica.

Control de carga de la toma de la red sujeto a la deman-da de la energía eléctrica (‘cero control de carga’)

El control de carga de la toma de la red se utiliza para prevenir que grandes cantidades de energía eléctrica se envíen a la red. Esto resulta en una reducción de horas de servicio anuales del módulo CHP debido a que el servicio se suprime cuando hay una demanda de calor sin deman-da de energía eléctrica en la propiedad. El uso del control de carga de la red puede ser económico porque la poten-cia que se genera se utiliza casi siempre exclusivamente en la propiedad.

La salida para la toma de la red debe ser puesta a disposi-ción como señal de medición 0 – 20 mA, lo que correspon-de a 0 - …. kW. Si se excede la toma de la red establecida, existe una demanda del módulo CHP. El módulo se regula a la carga de toma de la red deseada (carga cero).

En sistemas con módulos en cascadas, los módulos adi-cionales arrancan en dependencia de la carga y se incor-poran al control de la carga.

Si la demanda de salida de la propiedad cae por debajo del límite inferior de modulación del módulo CHP, el mó-dulo CHP se apaga.

Cubrimiento de picos de energía eléctrica

La demanda para este modo viene de una unidad de mando externa, como un temporizador, de un monitor de pico de energía eléctrica en la PSU de alimentación o de una orden de un telemando centralizado. Todo el sistema CHP arranca y todos los módulos funcionan a máxima potencia.

Además, si un valor de temperatura ajustable sobrepasa lo ajustado al retornar al CHP, se puede controlar in situ un refrigerador o tanque de inercia térmica.

6.2.3 Servicio con control de red

Si el servicio del CHP se controla de forma centralizada para varios sistemas, se denomina CHP controlado por red. El control abarca los sistemas tomando en cuenta la salida dirigida por la demanda, la capacidad de los cilin-dros o condiciones generales económicas. El control por red tiene, en ese sentido, el objetivo de poner en servicio la idea de una planta de cogeneración virtual.

Control - monitoreo 6


6.3 Conceptos de suministro de energía

El suministro general de energía es electricidad suminis-trada por la red pública, una red semejante a la red públi-ca o una red equivalente. No existen requisitos específi-cos acerca de la garantía de suministro. Se debe tener en cuenta las normas vigentes.

6.3.1 Servicio en paralelo con la red

Los módulos CHP suelen funcionar normalmente en pa-ralelo con una red pública. Esto significa que los módulos CHP suministran la electricidad no utilizada a la red ade-más de suministrar a la propiedad calor y electricidad y cualquier otra demanda de energía eléctrica se cubre a través de la red.

6.3.2 Servicio durante un fallo de la red

Mientras que la red está disponible, el módulo CHP tra-baja en paralelo con una red pública. En caso de fallos en la red, el módulo CHP se aísla de la energía eléctrica de la red y del suministrador en el modo de ‘stand alo-ne’. Se selecciona funcionamiento durante un fallo de la red, cuando el módulo CHP debe generar también energía eléctrica en caso de un fallo de la red.

(Véase Servicio durante un fallo de la red /servicio con energía de emergencia)

6.3.3 Servicio en modo ‘stand alone’

Si no hay conexión a la red, el módulo CHP puede funcio-nar en el modo ‘stand alone’. El módulo CHP suministra a la propiedad calor y energía eléctrica con prioridad para el suministro de energía eléctrica. No se requieren em-presas de suministro de corriente para vigilar la instala-ción de sistemas de generación de energía eléctrica para su consumo in situ. Sin embargo, se tienen que asegurar siempre la planificación correcta del proyecto, la imple-mentación y la puesta en servicio así como el servicio y el cumplimiento de las normas relevantes y regulaciones de seguridad.

Para prevenir que el sistema de generación de energía eléctrica se apague debido a sobrecargas se necesita una información precisa sobre los consumidores eléctricos co-nectados y se tienen que tener en cuenta sus característi-cas, p. ej., demanda reactiva de corriente, características de encendido, etc. cuando se dimensiona el sistema de generación de corriente.

Se proporciona un sistema de refrigeración de emergen-cia para los casos en los que se requiere la generación de energía eléctrica y no hay demanda de calor. Por eso el servicio en modo ‘stand alone’ no cae bajo el tratado de CHP.

6.3.4 Servicio durante un fallo de la red - servicio con corriente de emergencia

El modo estándar de servicio del módulo CHP es el ser-vicio controlado por el calor en paralelo con la red. En el caso de que falle la red, el módulo suministra energía eléctrica a consumidores selectos. Esto requiere una uni-dad de control adaptada y un sistema de refrigeración de emergencia para el caso de que se tenga que seguir ge-nerando energía eléctrica y ya no hay demanda de calor y el tanque de inercia térmica está ya lleno. Los requisitos cubren una total independencia de la red eléctrica (gas natural sin accionamientos eléctricos adicionales), una batería de arranque de larga duración, dispositivos de re-sincronización y un refrigerador de emergencia para la disipación en el caso de fallo de la red y la generación de energía de emergencia sin demanda de calor.

1. Suministro de energía eléctrica durante un fallo de la red

Sistema de suministro de energía eléctrica con el fin de mantener funcionando un sistema eléctrico o una o varias partes de un sistema eléctrico en el caso de que se pre-sente una interrupción del suministro eléctrico normal por razones de seguridad. Los requisitos por tiempos de con-mutación, calidad de la tensión, duración del suministro y los sistemas suministrados se orientan únicamente por las necesidades del usuario del sistema. Normalmente no hay necesidad, p. ej., basada en los requisitos estable-cidos por provisiones de agencias oficiales o por los es-tatutos. Nivel de equipamiento del módulo según la DIN 6280, parte 14.

2. Suministro de energía eléctrica de emergencia

El sistema eléctrico para el suministro de energía eléc-trica de emergencia incluye las fuentes de energía de emergencia, cuadros de distribución, circuitos eléctricos de distribución y de consumidores hasta los terminales del equipo a suministrar. Suministra energía para el equi-pamiento de seguridad necesario durante un tiempo limi-tado en el caso de un fallo general del suministro eléctri-co. Los requisitos para un suministro de energía eléctrica de emergencia se basan, en general, en requisitos esta-tutarios. Nivel de equipamiento del módulo según la DIN 6280, parte 13.

Control - monitoreo6


6.4 Funciones de control adicionales

Control de potencia

El control de potencia controla la salida nominal dentro de las tolerancias y la regula según los valores establecidos previamente. El control de potencia sólo está activo en modo automático cuando el módulo funciona en paralelo con la red.

Monitoreo de la red

El monitoreo de la red aísla rápidamente el módulo de la red en el caso de que haya fallos en la misma del lado del sistema, tal y como sobrecargas de tensión, fallos de fase, saltos de fase, cargas desequilibradas inadmisibles, fallos de la red, cortocircuitos o defectos en el CHP. Con ello se cumplen normalmente los requisitos técnicos de la conexión de las empresas de suministro eléctrico. Se debe aclarar en cada caso que se piden cosas adicionales.

Control Lambda

Una válvula del motor eléctrico de velocidad gradual que cambia el suministro de gas a través de una válvula ma-riposa sirve para ajustar la mezcla y eso cambia el valor Lambda.

El control Lambda es necesario para asegurar las condi-ciones de servicio del catalizador de 3 vías, con el fin de lograr unas emisiones mínimas.

Monitoreo a distancia

Está disponible un módem de monitoreo a distancia del sistema

Un módulo CHP con un módem de monitoreo a distancia informa inmediatamente a un centro de servicio técnico sobre cualquier fallo, que puede recibir la información en un PC, un fax o un móvil. El sistema incluye un módem de control remoto (línea de transmisión hacia el módulo CHP in situ) y software de PC.

El sistema proporciona datos del servicio y mensajes de fallos.

6.5 Cuadro eléctrico

6.5.1 Descripción breve

Fig. 21 Unidad de control y de display en el cuadro eléctrico del módulo CHP Loganova

1 Unidad de control y display (pantalla táctil)2 Panel de módulo de control3 Botón de parada de emergencia

El cuadro eléctrico está equipado con una sección de con-trol y de potencia y ha sido probado en fábrica conjunta-mente con la unidad. Por eso, para la versión estándar, sólo se tiene que hacer una conexión al cuadro de distri-bución LV principal en el lugar de la instalación.

Por lo general se tiene que poner a disposición un contacto adecuado en la instalación para la versión estándar. Este contacto apaga o enciende el equipo en dependencia de la demanda de calor o de energía eléctrica. Subsecuente-mente, la unidad arrancará automáticamente, conectada a la red y regulada según la capacidad de carga establecida. La configuración de carga se puede cambiar en el mismo módulo. También es posible realizar una conexión al sistema de control Logamatic de Buderus. (Consulta disponibilidad)

En el caso de algún fallo, el módulo CHP Loganova se apaga automáticamente. El mensaje de fallo central se pone a disposición libre de tensión para transmitirlo al sistema de gestión del edificio, p. ej., a través del módem de telecontrol de Buderus, Logamatic Easycom (no dispo-nible en España). Además, todos los mensajes y valores analógicos y de diálogo se pueden transmitir a través de una conexión BUS adicional.

6.5.2 Componentes

El cuadro eléctrico CHP está instalado encima del módulo y tiene un diseño compacto que ocupa poco espacio, con-teniendo los siguientes componentes incluido el cableado dentro del módulo CHP:

Control - monitoreo 6


Sección de potencia del generador(módulos con generador sincronizado)

• Cortacircuitos de cuatro polos. Con dispositivo dis-parador termo-magnético y mecanismo de salto del motor eléctrico, se puede disparar de forma remota.

• Transformador de corriente para el control del genera-dor, integrado en el generador.

Control de la red (módulos con generador sincronizado)

• Diseñada como unidad procesadora independiente digital con ensayo tipo realizado.

• Control y sincronización de la red

• Control integrado y control cos φ para el generador sincrónico

• Recolección constante de datos de tensión, corriente, frecuencia, ángulo de fase, cos φ, salto de fase, carga desequilibrada, salida negativa, etc.

• Conectado a la unidad de control del CHP a través de CAN BUS para la evaluación y el almacenamiento de los datos.

• Display de datos de la red con pantalla táctil en la unidad de control del CHP

• Se puede paramentar antes de alimentación en caso de desviaciones

Control, monitoreo y accionamiento auxiliar

• Unidad de control de la bomba de refrigeración del mo-tor, motor de arranque, ventilador de extracción de aire

• Unidad de control para el control de la temperatura del caudal integrado (opcional)

• Control de la tubería de gas

• Unidades de alimentación para suministrar el control de tensión

• Cargador para la batería de arranque

• Toma de 230 V para el mantenimiento

• Iluminación mecánica de la sala

• Interruptor llave para trabajos de servicio técnico

• Seta de emergencia

• Interruptor llave para permitir el servicio durante fallo de red (opcional)

Unidad de control del CHP

Diseñada como microprocesador con un PC industrial compacto con las siguientes características:

• Pantalla táctil integrada (5,7 pulgadas) para la entrada de comandos y parámetros así como para la presenta-ción gráfica de los valores y los mensajes de servicio.

• Presentación de las condiciones de servicio actuales, valores establecidos y valores actuales integrados en diagramas de proceso.

• Display de curvas de tendencia para la salida eléctrica, temperatura del motor, temperatura de flujo y tempe-ratura de retorno.

• Procesador de 32 bits de alta ejecución.

• Pantalla táctil resistente de 4 cables.

• Interfaces de hardware: 1 x USB, 2 x LAN, 2 x RS232, 1 x RS485, 2 x CANopen.

• Frontal con seguridad contra salpicaduras IP65.

• Parametrización protegida con clave.

Transferencia de datos

• Transferencia opcional de datos remota utilizando el sistema de comunicación y de servicio técnico del fabricante.

• Transferencia de datos con RS232 a DDT.

• Bus de campo para transmitir los parámetros del CHP a un sistema de gestión del edificio con interface opcional.

Memoria de datos

• Memoria de historial y analógica para los parámetros de servicio más importantes para optimizar el servicio.

• Memoria de fallos para almacenar fallos y avisos.

• Log electrónico del operador.

• Almacenamiento permanente de datos en tarjeta SD, se lee con programas convencionales de hojas de cálculo.

Interfaces de telecontrol

Terminales para contacto sin tensión hacia el sistema de gestión del edificio

• Interruptor de generador ON (módulo CHP en servicio)

• Energía eléctrica de emergencia (opcional)

• Aislador de red ON

• Aislador de red OFF

• Fallo CHP

• Aviso CHP

• CHP listo para servicio

• Parada de emergencia

• Alarma de humos

• Señal externa analógica de demanda de carga, aislada galvánicamente a través de amplificador aislante inte-grado de 0/4 – 20 mA ó 0/2 – 10 V

• Contactos de entrada para el requerimiento de au-toarranque a través del contacto externo libre de voltaje

6.5.3 Control interno

Todas las temperaturas, presiones y niveles que puedan impedir un funcionamiento óptimo del módulo CHP Loga-nova se controlan; algunos dependen de un registro de larga duración, p. ej.:

• Presión del aceite

• Temperatura del refrigerante (valor analógico)

• Temperatura de los gases de escape (valor analógico)

• Temp. agua de calefacción (valor analógico)

• Revoluciones (valor analógico)

Control - monitoreo6

Una temperatura de refrigerante del motor demasiado elevada (insuficiente disipación del calor) o una presión de aceite demasiado baja pueden destruir el motor.

⇒ Sobrepasar los valores permitidos hace que el módulo CHP se apague inmediatamente. El fallo se muestra en la pantalla.


7.1 Motor a gas

Motor para servicio Lambda = 1 con todos los compo-nentes y dispositivos necesarios para el funcionamiento:

• Cárter del cigüeñal con bloque motor en una pieza de hierro fundido, cerrado en la parte inferior por el cárter de aceite y hacia atrás por la caja del disco volante

• Culatas de cilindro individuales con conductos heli-coidales de entrada y anillos rugosos de asiento de la válvula

• Pistones de metal ligero, refrigerados con inyección de presión de aceite y con boquillas de pulverización de aceite

• Bielas, cojinetes de cigüeñal, cojinetes hechos de bronce plomo al fundido con reverso de acero

• Válvulas suspendidas con guías de válvula reemplazables

• Una válvula de entrada y válvula de salida para cada cilindro, árbol de leva con cojinetes

• Lubricación a presión con filtro de aceite en el flujo principal y refrigeración con refrigerador de aceite

• Relleno automático del aceite del motor

• Purgador con separador de aceite y conexión al aire de combustión

• Sistema de circuito cerrado de refrigeración del motor, bomba con motor trifásico, válvula de seguridad y vaso de expansión

• Colector de escape refrigerado con agua y tubería de gases de escape aislada

• Entrada de aire a través de un filtro de aire seco de la sala mecánica

• Motor de arranque eléctrico (24 V)

• Sistema de ignición capacitivo de alta calidad electró-nico sin contacto con distribución de bajo voltaje, una bobina de encendido por cilindro

• Mezclador de aire / gas, válvula de control del gas para el control de la salida y la velocidad

• Actuador para el control de velocidad y de salida

Fig. 22 Componentes y conjuntos de la unidad del motor del módulo CHP Loganova (utilizando el ejemplo de Loganova EN70)

1 Depósito de aceite del módulo (aprox. 75 litros)2 Rampa para gas natural con - Filtro de gas - Válvulas magneticas de gas - Interruptor de presión - Regulador de presión del gas 3 Controles Lambda (gas natural)4 Colector de escape (refrigerado con agua)5 Detector de humos (interno)6 Sensor de temperatura para la cabina 7 Cortacircuitos de seguridad de límite alto para refrigerante del

motor8 Ventilación del refrigerante del motor9 Bomba de refrigerante del motor10 Interruptor de presión, refrigerador del motor11 Carcasa del catalizador12 Purgador13 Sonda Lambda14 Intercambiador de calor de gases de escape15 Relleno automático del cárter de aceite con la válvula mágneti-

ca (válvula esférica interior)16 Drenaje para el cárter de aceite del motor (válvula esférica

inferior en el interior)17 Vaciado para el depósito de aceite del módulo (válvula esférica

en el exterior)

Componentes del accionamiento 7

7 Componentes del accionamiento

La siguiente descripción se refiere a motores para los módulos CHP Loganova EN50 hasta EN240.


7.2 Sistema gas / aire

El gas se suministra al mezclador de gas / aire a través de la tubería de seguridad de gas.

La tubería de seguridad de gas está diseñada para gas natural conforme a las regulaciones correspondientes y para las siguientes presiones de suministro de gas (presión de suministro de gas a la entrada de la rampa del gas)

• Presión mínima de suministro de gas: → 25 mbares

• Presión máxima de suministro de gas: → 80 mbares

El módulo debe operar con una presión de gas y una temperatura de gas constante.

Asegurarse en la empresa de suministro de gas para que el número metano no caiga nunca por debajo del número metano mínimo establecido en la hoja de datos respecti-va (por ejemplo: se podrían haber mezclado mezclas de butano / aire, lo que influye sobre el número metano). Cumpla con las exigencias de conexión aplicables de la empresa de suministro de gas. Si el número metano mínimo no se cumple, es necesario utilizar un control de golpeo.

La tubería de gas de seguridad está integrada en el módulo de tal manera que está aislada contra vibracio-nes del motor / generador e incluye las siguientes piezas (véase fig 23):

• Fuera de la caja de aislamiento (para todos los módu-los):

– Válvula magnética de gas de cierre normal

– Dispositivo de apagado de activación térmica y vál-vula esférica

• Fuera de la caja de aislamiento para el EN 20 y dentro de la caja de aislamiento para el EN50, EN70, EN140 y EN240:

– Manómetro de presión con dispositivo de apagado

– Filtro fino de gas

– Interruptor de presión para presión de gas mínima

– Válvula solenoide doble

– Test de estanqueidad para la válvula solenoide doble (opción; no se requiere un test de estanqueidad an-tes de una salida térmica de 1.200 kW según la EN 756-2 y es recomendado por la DIN 33831-2 a partir de 390 kW)

• Dentro de la caja de aislamiento (para todos los mó-dulos):

– Regulador de presión cero

– Servoválvula Lambda

– Conexión flexible

– Mezclador gas / aire

– Válvula de mariposa para el control de la velocidad y de la salida

Todos los componentes están probados según DVGW y cumplen con la Directiva CE Aplicaciones de Gas

El aire de combustión entra a través de un filtro seco. El aire de extracción del cárter del cigüeñal se mezcla con el aire de combustión a través de un separador de aceite.

Componentes del accionamiento7


Componentes del accionamiento 7

Fig. 23 Diagrama de la tubería de gas de seguridad de un módulo CHP Loganova (utilizando el ejemplo de los módulos EN50 a EN240) (véase diagramas completos de funciones para los módulos CHP)

A Fuera de la caja de aislamientoB Dentro de la caja de aislamientoG GeneradorGas Conexión de gas naturalM Motor a gas

1 Válvula magnética de gas2 Toma de gas con dispositivo térmico de apagado3 Manómetro 4 Filtro fino de gas5 Interruptor de presión de gas mínimo6 Válvula magnética doble7 Control de estanqueidad8 Regulador de presión cero9 Servoválvula Lambda10 Conexión flexible11 Filtro de aire de combustión12 Mezclador de gas / aire13 Válvula de mariposa


7.3 Suministro de aceite del motor

El sistema integrado de suministro de aceite incluye un depósito de aceite de reserva y un dispositivo automáti-co de relleno con un indicador de nivel. (véase fig 24).

El aceite se impulsa con la bomba de aceite integrada en el motor y pasa por el filtro de aceite principal y un refrigerador de aceite. Si el nivel de aceite en el cárter de aceite del motor cae por debajo del valor establecido, se proporciona automáticamente aceite del depósito de reserva hasta alcanzar el nivel máximo. Cuando el aceite cae por debajo del nivel mínimo, el módulo CHP se apa-ga automáticamente.

En dependencia del contrato de servicio, la empresa de mantenimiento se encarga del llenado de aceite nuevo y la eliminación del aceite viejo.

El depósito de aceite de reserva está diseñado para un ser-vicio ininterrumpido entre dos intervalos de mantenimiento.

Para realizar el mantenimiento en los intervalos plani-ficados y cumplir con las condiciones de garantía, sólo se puede utilizar aceite de motor homologado por el fabricante del módulo CHP.

El aceite viejo se drena con la gravedad. El aceite viejo se recoge en un contenedor para aceite usado y se tiene que eliminar conforme a las regulaciones de protección del medio ambiente. El aceite nuevo se puede llenar y el aceite usado drenar con mangueras utilizando una manguera conectada a una bomba de aceite. Como alternativa existe la posibilidad de llenar el aceite nuevo con bidones de aceite (20 litros) utilizando un filtro en la entrada.

Componentes del accionamiento7

Fig. 24 Diagrama del sistema de aceite de motor integrado en un módulo CHP Loganova (véase diagramas completos de funciones para los módulos CHP)

G GeneradorM Motor a gas

1 Acoplamiento rápido para relleno de aceite nuevo2 Válvula para relleno de aceite nuevo3 Depósito de aceite de reserva4 Relleno automático de aceite con indicador de nivel5 Cárter de aceite del motor6 Interruptor de la presión del aceite y manómetro de presión del

aceite7 Válvula magnética para el dispositivo de relleno automático de

aceite8 Válvula antiretonro9 Válvula de cierre para dispositivo automático de relleno de aceite10 Válvula de drenaje del aceite usado11 Acoplamiento rápido para drenaje del aceite usado


8.1. Descripción del sistema – conversión de energía eléctrica con el módulo CHP Loganova

El generador accionado por el motor de combustión interno proporciona corriente alterna trifásica con una frecuencia de 50 Hz y un voltaje de 400 V. La conexión eléctrica es hacia la red de baja tensión (nivel de 0,4 kV). Los módulos CHP trabajan normalmente en paralelo con la red pública. Los módulos CHP de Buderus con generadores sincrónicos pueden sustituir, en principio, el servicio de la red (servicio ‘stand alone’).

8.2 Generador

Para módulos CHP Loganova más pequeños con una salida eléctrica de < 50 kW se utilizan generadores asincrónicos refrigerados con agua. Esto incrementa la recuperación de la energía de calor del generador y el calor residual mejorando la eficiencia global del módulo CHP. Los generadores asincrónicos requieren una red de suministro trifásica existente para crear un campo magnético. Para mantener baja la potencia inductiva reactiva, típica de los generadores asincrónicos, se ha integrado un dispositivo de compensación en el módulo CHP.

Cuando los generadores asincrónicos se conectan a la red, el campo magnético que se produce, crea cargas eléctricas que pueden superar por varias veces la co-rriente nominal. Esto se tendría que tener en considera-ción cuando se planifican los componentes eléctricos (p. ej. medidores en la instalación).

Los módulos CHP Loganova más grandes con una salida de > 50 kW están equipados siempre con generadores sincrónicos refrigerados con aire con un control auto-mático cos φ que no requiere un dispositivo externo de compensación. Si el generador rota a la velocidad establecida después de arrancar, se conecta a la red de suministro con el dispositivo de sincronización interno del CHP.

Componente de energía eléctrica 8

8 Componente de energía eléctrica

Condiciones de uso de los distintos tipos de generadores:

Generadores asincrónicos se utilizan, sobre todo, para el servicio en paralelo con la red debido a que no tienen un sistema activador y, por lo tanto, no son capaces de mantener un servicio ‘stand alone’.

Los generadores sincrónicos, por otro lado, están equipados con un dispositivo auto acti-vador, por lo que es posible sustituir el servicio de red. En ese sentido son muy adecuados para suministrar energía eléctrica cuando hay fallos de red y energía de emergencia así como para soluciones ‘stand alone’.

(Los términos de salida de los generadores sincrónicos y asincrónicos se especifican en la norma DIN ISO 8528-3).


Descripción breve del generador asincrónico

• Diseño refrigerado con agua para un servicio muy si-lencioso y poca disipación de calor dentro del blindaje

• Caja gris de hierro fundido con circulación forzada del medio refrigerador; el diseño especial de la caja permi-te limpiar el circuito refrigerante

• Diseño de un cojinete de rodillos con lubricación per-manente

• Aislamiento del generador

• Generador protegido por PTC integrado en combina-ción con una unidad de disparo. Autocontrol.

Descripción breve del generador sincrónico

• Autorregulado, generador sincrónico de 2/3 pasos con armadura estacionaria sin cepillos y un activador integrado, celda amortiguadora y bobinado de cobre con tres sensores de temperatura PTC

• Diseño con una distorsión armónica baja

• Diseño de dos cojinetes con lubricación permanente

• Generador con optimización de la eficiencia con una reserva generosa de salida, permite un servicio a toda carga del CHP cerca de la eficiencia eléctrica óptima

• Motor y generador conectados con un acople flexible dentro de la carcasa de acoplamiento.

Vista de los componentes y conjuntos

Gráfico 25 Componentes y conjuntos del generador de un módulo CHP Loganova

1 Caja conexción del generador2 Generador3 Caja de acoplamiento / acoplamiento4 Detector rápido5 Cableado hacia el cuadro eléctrico del módulo6 Cuadro eléctrico del módulo

Componente de energía eléctrica8


9.1 Utilización de la energía térmica a través de la descarga del circuito refrigerante del motor

Circuito refrigerante interno

El motor se tiene que llenar con una mezcla de agua / glicol para prevenir la corrosión, así como el sobreca-lentamiento y congelación. El circuito de refrigeración del motor está diseñado – con su propia bomba – para la cantidad precisa de energía térmica que se tiene que disipar. Este proceso absorbe calor del aceite de mo-tor, del refrigerante del motor y del colector de escape refrigerado con agua, por ese orden. El calor del circuito de refrigeración interno del motor se transmite a través de su propio intercambiador de calor hacia el sistema de calefacción (agua de calefacción).

La energía térmica en los gases de escape se transfiere a través de un intercambiador de calor específico direc-tamente al agua de calefacción. En los módulos CHP del tamaño < 50 kW, el calor residual del generador también pasa al agua de calefacción. En consecuencia, todas las cantidades de calor útiles se encuentran en el agua de calefacción.

Vista de los componentes y conjuntos

Gráfico 26 Componentes y conjuntos del intercambiador de calor de un módulo CHP Loganova (utilizando el ejemplo de EN50 a EN240)

1 Intercambiador de calor de gases de escape (con aislamiento)2 Salida del refrigerante del motor3 Sensor de temperatura, bajada del refrigerante a motor4 Bomba de refrigerante del motor5 Interruptor de presión para presión mínima del refrigerante6 Vaso de expansión7 Silenciador de gases de escape (con aislamiento)8 Manómetro de presión para la presión de refrigerante9 Intercambiador de calor del refrigerante (intercambiador de calor

de placas)

Componentes de energía térmica 9

9 Componentes de energía térmica


9.2 Sistema de intercambiador de calor de Loganova EN20

El sistema del intercambiador de calor integrado en el marco inferior del módulo con todos los intercambia-dores de calor para transmitir el calor del refrigerante, del aceite y de los gases de escape así como el calor residual del generador al sistema de calefacción.

• Sistema de refrigeración completo con bomba y motor trifásico (400 V, 50 Hz) y control eléctrico de la bomba, válvula de seguridad del refrigerante del motor, control de temperatura, vaso de expansión, relleno, drenaje, válvulas de salida de aire y de cierre en versión es-tándar así como tubería completa con aislamiento (en caso de que se requiera)

• El circuito interno de refrigeración del motor pasa por el bloque del motor, el intercambiador de calor del aceite (en el flujo bypas) y el colector de escape refri-gerado por agua.

• El calor residual del motor se transmite a través de un intercambiador de calor del refrigerante desde el circuito primario (circuito de caldera) hacia el circuito de la calefacción (circuito secundario).

• Un termostato asegura unas condiciones de tempera-tura constantes en el circuito primario.

• El agua de calefacción pasa a través de la bomba del circuito de calefacción integrada en el módulo CHP, el generador, el intercambiador de calor de los gases de escape y, finalmente, la parte secundaria del intercam-biador de calor del refrigerante del motor. La bomba del circuito de calefacción está diseñada como bomba de alta eficiencia con control electrónico. Utiliza modu-lación de salida para asegurar una temperatura cons-tante del agua de la calefacción en el flujo del CHP.

• En el módulo CHP Loganova EN20, el calor residual del generador se utiliza también en la mayor parte posible. El calor residual es transmitido directamente al agua de la calefacción sin pasar por ningún inter-cambiador de calor.

• El intercambiador de calor de los gases de escape está concebido como un intercambiador de calor de placas de condensación. En el intercambiador de calor de los gases de escape, se enfrían los gases de escape a un máximo a unos pocos grados por encima de la tempe-ratura del agua de la calefacción.

• Finalmente, el calor residual del motor se transmite desde la parte secundaria del intercambiador de calor del refrigerante del motor hacia el agua de la calefac-ción.

Componentes de energía térmica9



Fig. 27 Diagrama de la transmisión del calor desde el circuito de refrigeración de un módulo CHP Loganova EN20 a través del intercambiador de calor hacia el sistema de calefacción (mirar diagramas de funcionamiento completos para los módulos CHP)

A Circuito de refrigeración del motor (circuito primario)B Circuito del agua de calefacción (circuito secundario)

AA Salida de gases de escapeAKO Salida de condensadosG Generador asincrónicoM Motor a gasR Retorno del agua de calefacciónV Implusión del agua de calefacción

1 Intercambiador de calor del aceite de motor2 Colector de escape refrigerado con agua3 Tubo de gases de escape (calientes)4 Intercambiador de calor de gases de escape5 Tubo de gases de escape (fríos)6 Silenciador de gases de escape7 Bomba de refrigerante del motor, circuito primario8 Dispositivo de seguridad del circuito primario9 Válvula de 3 vías10 Intercambiador de calor, circuito primario – circuito secundario11 Bomba del circuito de calefacción, circuito secundario12 Válvula de seguridad, circuito secundario

*) No incluido en el suministro estándar 13 Conexión flexible14 Vaso de expansión, circuito secundario15 Colector de suciedades16 Válvula de cierre


9.2.1 Sistema de intercambiador de calor de Loganova EN50, EN70, EN140, EN240

El sistema del intercambiador de calor integrado en el marco inferior del módulo con todos los intercambia-dores de calor para transmitir al agua de calefacción el calor del refrigerante, aceite y gases de escape.

• Sistema de refrigeración completo con bomba y motor trifásico (400 V, 50 Hz) y control eléctrico de la bomba, válvula de seguridad del refrigerante del motor, control de temperatura, vaso de expansión, relleno, vaciado, válvulas de salida de aire y de cierre en versión es-tándar así como tubería completa con aislamiento (en caso de que se requiera)

• El circuito interno de refrigeración del motor pasa por el bloque del motor, el intercambiador de calor del aceite y el colector de escape refrigerado por agua.

• El calor residual del motor se transfiere a través de un intercambiador de calor del refrigerante (intercam-biador de calor de placas) desde el circuito primario hacia el circuito de la calefacción (circuito secundario).

• El control de salida del módulo CHP garantiza una temperatura constante en el circuito primario conjun-tamente con el dispositivo opcional de aumento de la temperatura de retorno.

• El agua de calefacción pasa a través de la válvula de tres vías y la bomba integrada en el módulo CHP (sólo para la opción de dispositivo de aumento de la tem-peratura de retorno). La bomba está diseñada como bomba de alta eficiencia de tres niveles.

• Primero pasa el calor residual útil del motor desde la parte secundaria del refrigerante del motor al agua de calefacción.

• Luego el calor residual de los gases de escape es transmitido directamente al agua de la calefacción sin pasar por ningún intercambiador de calor.

• El intercambiador de calor de los gases de escape está concebido como un intercambiador de calor de tubos. La cámara del catalizador está ubicada en el interior del intercambiador de calor. En el intercambiador de calor de los gases de escape se enfrían los gases de escape a una temperatura de aprox. 110 ºC.

• Como opción están disponibles intercambiadores de calor para la condensación de los gases de escape para el uso del calor latente. Estos deberían insertarse in situ en el recorrido de los gases de escape (bajada del silenciador secundario) e integrarse hidráulicamen-te en el sistema de calefacción.

Componentes de energía térmica9



Fig. 28 Diagrama de la transmisión del calor desde el circuito de refrigeración de un módulo CHP Loganova EN50, EN70, EN140, EN240 a través del intercambiador de calor hacia el sistema de calefacción (mirar diagramas de funcionamiento completos para los módulos CHP)

A Circuito de refrigeración del motor (circuito primario)B Circuito del agua de calefacción (circuito secundario)

AA Salida de gases de escape

1 Colector de escape refrigerado con agua2 Tubo de gases de escape (calientes)3 Cámara de catalizador4 Intercambiador de calor de gases de escape5 Silenciador de los gases de escape6 Tubo gases de escape (fríos)7 Bomba de refrigerante del motor, circuito primario8 Dispositivo de seguridad del circuito primario9 Intercambiador de calor, circuito primario – circuito secundario10 Bomba del circuito de calefacción, circuito secundario11 Servoválvula para el dispositivo de aumento de la temperatura

de retorno 12 Vaso de expansión, circuito secundario13 Válvula de seguridad, circuito secundario

*) No incluido en el suministro estándar 14 Conexión flexible15 Filtro16 Válvula de cierre


10.1 Sala de la instalación e introducción

Requisitos a la sala de instalaciones

El módulo CHP está diseñado para realizar su servicio en salas secas sin temperaturas bajo 0 ºC y suele estar integrado en la sala de calefacción.

La sala de instalación debe tener unas dimensiones que permitan un acceso fácil a todo el equipo técnico para realizar los trabajos de mantenimiento y reparaciones. En dependencia del tipo de salida de energía, se aplican distintos requisitos a la sala de instalación por razones funcionales de protección incendios y de seguridad. Para la legalización de la instalación se debe tener en cuenta las normas vigentes.

Requisitos para edificios al instalar módulos CHP

• Sala de instalación sin polvo con suficiente espacio para el funcionamiento y el mantenimiento del sistema.

• Suficientes vías de transporte y opciones para manejar módulos y equipos durante y después de la instalación del sistema

• Proporcionar ventilación adecuada. Para prevenir temperaturas excesivas del cuadro eléctrico y del aire de entrada, la ventilación debería tener unas dimensio-nes suficientes para que la temperatura de la sala no supere los 30 ºC.

• Tener en cuenta el equipo técnico en combinación con el diseño y de las necesidades estructurales

• Ubicación de los tubos de gases de escape y aire de salida necesarios.

• Mantener las emisiones acústicas bajo control, p. ej. al ubicar el centro de calefacción lejos de habitaciones sensibles a ruidos.

• La pavimentación del suelo se debe hacer con materia-les que no pueden vibrar.

• Opciones de conexión para energía, agua, desagüe a la mínima distancia posible.

Periféricos10

10 Periféricos


Dimensiones de la sala

El acceso a los módulos CHP debe ser fácil. Se debe planificar suficiente espacio hacia la pared del lado de los gases de escape. Este espacio se necesita para los tubos y la instalación del silenciador secundario de gases de escape.

Las dimensiones óptimas para una sala para módulos individuales se ven en la figura 29 y la tabla correspon-diente, tabla 29.

Periféricos 10

Fig. 29 Sala de instalación para un módulo CHP Loganova (dimensiones en mm para módulos individuales → tabla 29) 1 Módulo CHP Loganova (vista desde arriba)2 Apertura de aire de ventilación en el lugar3 Apertura de aire de salida en el lugar

Tabla 29 Distancias hacia las paredes y la altura de la sala de instalación de un módulo CHP Loganova

Debido a las dimensiones del motor, el módulo CHP Loganova EN240 requiere una distancia mínima hacia la pared de 1.400 mm en uno de los lados longitudinales, si es posible en el lado cuyo acceso es más fácil.

Para sistemas con módulos múltiples en los cuales los módulos CHP se instalan uno al lado del otro se tiene que aplicar la distancia mínima entre los módulos. En este caso no se tienen que agregar los valores.

Cimentación

Los módulos Loganova CHP se caracterizan por un mon-taje interno flexible de los generadores de energía.

Por eso no requieren normalmente unos cimientos espe-ciales. La capacidad de carga del suelo debe ser adecua-da para el módulo CHP.

Dimensiones unidad EN20 EN50 EN270 EM140 EN240

Distancia a la pared ADistancia a la pared C (en un lado)

mm> 900

— > 900

— > 900

— > 900

— > 900

> 1.400

Ancho (B) del módulo mm 900 960 960 1.160 1.510

Largo (L) del módulo mm 1.900 3.050 3.395 3.850 4.530

Altura (H) de la sala (mínima) mm 2.000 2.500 2.700 2.900 2.900


Introducción

El acceso a la sala de instalación debe ser suficiente-mente grande para trabajar en los módulos CHP y no debe haber escalones, plataformas, instalaciones sus-pendidas etc. siempre que sea posible.

Los siguientes elementos se pueden desmontar para reducir el peso:

• Puertas del aislamiento acústico

• Baterías de arranque

• Silenciador primario

El módulo CHP se puede suministrar sin el cuadro eléc-trico. El marco se puede dividir conforme a los planos del fabricante o se puede dividir según lo requieran las condiciones in situ, si el espacio es realmente limitado. Las unidades más grandes y pesadas son el motor, el generador y el cuadro eléctrico.

Fig. 30 Introducción el módulo CHP utilizando una grúa y cables

En principio, el módulo completo se puede introducir de las siguientes maneras:

• Utilizando una grúa y dos cables que abracen el marco inferior

• Utilizando diferentes medios de transporte

– Cuando se transporta con un elevador de horquilla o algo similar se tienen que observar las regulaciones de funcionamiento para los medios de transporte. La capacidad máxima de carga de los medios de trans-porte deben corresponderse con el peso del módulo CHP.

– Cuando se transporta en espacios limitados, es aconsejable utilizar patines armados. La capaci-dad de carga máxima para cargas locales debe ser adecuada para los módulos CHP. Los conectores o el cuadro eléctrico no se pueden utilizar como puntos de carga.

10.2 Aire de combustión y ventilación

Ventilación de la sala de instalación

Por razones de seguridad, la sala de instalación debe estar ventilada tal y como estipulan las regulaciones. La vía de entrada del aire de combustión exterior no se debe utilizar como ventilación. La sala de instalación debe estar ventilada utilizando una apertura de aire de ventilación (directamente del exterior) que no se pueda cerrar. El cumplimiento de las secciones transversales prescritas es obligatorio. Adicionalmente es recomen-dable tener aperturas de aire de salida en la sala de ins-talación que permitan una ventilación cruzada. Para una ventilación natural debería estar la apertura para el aire de ventilación en la zona del suelo y la apertura de salida del aire en la pared de enfrente cerca del techo.

Regla básica: El calor radiado se tiene que disipar utili-zando la cantidad de aire requerida. Si hay otras fuentes de calor en la sala mecánica, es necesario adaptar la ventilación correspondientemente. Puede ser necesario asegurar la ventilación de la sala utilizando un ventilador controlado por un termostato. En caso de ventilación técnica se tiene que asegurar que el aire de salida salga cerca del techo.

Por razones de protección acústica, la velocidad del aire no debería superar límites específicos (2 m/s a 2,3 m/s) en las aperturas de entrada y salida para evitar ruidos de flujo en las rejillas debido a las secciones transversales estrechas. Por eso es importante tener unas aperturas que sean suficientemente grandes.

Suministro de aire de combustión en la sala de instala-ción y ventilador de aire de salida

Para un equipo de combustión abierta – como lo es el módulo CHP Loganova – con una entrada de calor nominal de más de 50 kW, el suministro de aire de combustión es suficiente si cada sala de instalación tiene una apertura o tubo de aire hacia el exterior. La sección transversal de apertura tiene que ser al menos de 150 cm2 más 2 cm2 adicionales por cada kilovatio por encima de 50 kW. Los tubos de aire tienen que tener unas dimensiones equivalentes en lo que se refiere al flujo. La sección transversal requerida se puede dividir en un máximo de dos tubos de aire. La entrada de calor establecida o la salida de combustible se toma como la salida nominal para módulos CHP.

Los conductos de aire o las aperturas de ventilación no se deben cerrar o cubrir nunca, excepto que haya un equipo especial de seguridad que asegure que el equipo de combustión sólo pueda trabajar, cuando la sección transversal esté abierta. La sección requerida no se puede ver restringida por un cierre o una rejilla. Para un equipo de flujo abierto se puede documentar un suminis-tro suficiente de aire de combustión de otra manera (p. ej. DVGW – TRGI).

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Adicionalmente a alimentar el motor con aire de com-bustión, el módulo está ventilado a fuerza por un venti-lador de aire de extracción para dispar las pérdidas de radiación.

El sistema de ventilación produce una presión negativa en el módulo, el aire de ventilación entra en el módulo por aperturas designadas, pasando por el módulo vía el generador y el motor. Asegure que la sala de instalación reciba suficiente aire. El aire de ventilación tiene que estar libre de polvo y no estar contaminado con haló-genos u otros vapores solventes y tampoco debe estar calentado. Tenga mucho cuidado con cloro para piscinas interiores o exteriores y amoniacos para congeladores.

La temperatura del aire de ventilación no debe pasar de los 30 ºC. El ventilador del aire de salida es parte de la cubierta del silenciador y, por eso, está incluido en el suministro estándar de los módulos CHP Loganova.

El aire de ventilación entra en el módulo desde la sala de instalación. El aire de salida es extraído en el área cercana al techo del módulo CHP y se tiene que descar-gar en el exterior a través de un conducto de chapa con un silenciador de desvío que corre a cargo del cliente. Este direccionamiento del aire de ventilación y de salida asegura la prevención de que se concentre calor.

Aperturas de ventilación y de aire de salida requeridas

La dimensión mínima de la apertura del aire de ventila-ción Azu depende de la cantidad de aire v y la velocidad máxima de flujo vS en la apertura de ventilación o de aire de salida (véase fórmula 13).

Fórmula 13 Dimensiones mínimas de la apertura de aire de ventilación

Azu Dimensiones mínimas (área) de la apertura del aire de ventila-ción en m2

v Cantidad de aire (salida del ventilador) en m3/hvS Velocidad máxima de flujo en m/s

Fórmula 14 unidad ecuación para fórmula 13

Es preferible realizar una ecuación utilizando una veloci-dad de flujo de vS = 2 m/s a 2,3 m/s en la rejilla o en la válvula de salida.

(Resultar cumplimiento con la normativa vigente).

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Es vital que las aperturas de entrada y salida de aire no se obstruyan. Con eso se garantiza una refrigeración correcta del módulo.

La sala de la caldera debe estar protegida de bajas temperaturas y de heladas.

Se tiene que tener en cuenta la demanda de aire de ventilación igual que las presiones mí-nimas admisibles en el lado del aire de ventila-ción para todas las calderas de circuito abierto en la misma sala.


Sistema de conductos de aire de ventilación y de aire de salida en la sala de instalación

Los conectores para los conductos de aire de salida en el lugar se pueden instalar en ambos lados del colector de aire.

Se tiene que proporcionar una rejilla tanto en la entrada como en la salida del aire. En dependencia de los requisi-tos acústicos, tienen que estar previstos divisores en los sistemas de aire de ventilación y de salida.

Las pérdidas de la superficie debido al bloque del motor, al generador y a los intercambiadores de calor se pue-den usar como aire caliente de salida (aproximadamente 5 % de entrada de energía) para calentar la sala de instalación. Con este fin está disponible un amortigua-dor de recirculación controlado electrónicamente como equipamiento adicional. Para un aislamiento acústico óptimo se debería instalar un silenciador adicional de aire de salida por encima del amortiguador de circula-ción (véase fig 32).

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Fig 31 Conducto de aire de salida (componentes)

1 Carcasa ventilador2 Conexión flexible3 Reducción4 Divisor 1 (Silenciador) 5 Unidad de recirculación (aire de salida pieza 3)6 Amortiguador de aire de salida7 Amortiguador de recirculación8 Divisor 2 (Silenciador)

Fig 32 Conductos de aire de ventilación y de salida en la sala de instalación

AL ExtracciónRL Calentamiento de aire de la sala ZL Aire de ventilación1 CHP2 Colector con ventilador de aire de extracción3 Conexión flexible4 Reducción5 Divisor 1 (Silenciador)6 Unidad de recirculación (aire de salida pieza 3)7 Amortiguador de aire de salida8 Amortiguador de recirculación9 Divisor 2 (Silenciador)10 Divisor 3 (Silenciador) (opcional)


10.3 Sistema de escape

10.3.1 Tubo de gases de escape

El combustible se enciende en el cilindro del motor a gas de cuatro tiempos del módulo CHP Loganova. El motor recíproco empuja los gases de escape a través del siste-ma de escape por impulsos. La cantidad de sobrepresión que desarrolla se basa en la resistencia del sistema de escape conectado.

El tubo de gases de escape se tiene que diseñar para ser estanco a presión y resistente a la condensación. Recomendamos un diseño conforme a la DIN V 18160 o como sistema de chimenea conforme a la DIN EN 1856-1, aplicación clase T H1 W V2. Pregunte al fabricante del sistema de chimenea acerca del uso con un motor a gas de los módulos CHP.

La temperatura de los gases de escape del módulo CHP puede superar los 100 ºC. Se debe instalar un aislamien-to térmico como protección contra un contacto acci-dental, en las áreas con las que se puede llegar con las manos. Para que el aumento de la temperatura en la sala sea mínimo, recomendamos aislar el tubo de los gases de escape en su totalidad.

Siempre se debería planificar un tubo de gases de esca-pe individual para cada módulo CHP. Se debería llevar hacia el exterior del edificio por el camino más corto y directo que sea posible. Se debe tener en cuenta la nor-mativa vigente de evacuaciones de gases de escape)

Si se piensa instalar uno o varios silenciadores, se tienen que equipar con salidas de condensados individuales con los sifones de sellado correctos o con válvulas de condensación.

10.3.2 Aislamiento acústico

Los tubos de gases de escape deben instalarse en la brida de salida respectiva de los CHP. Esto corre a cargo del cliente.

La velocidad de flujo en los tubos de gases de escape debe ser menos de 10 m/s. Tenga cuidado de las emi-siones acústicas en dependencia de los requisitos del proyecto. Estos requisitos hacen normalmente necesario el uso de aislamiento acústico y de silenciadores secun-darios y terciarios.

Para cada tubo de gases de escape individual se tiene que proporcionar lo siguiente:

• Contrabrida para la brida de salida del CHP

• Compensador axial para separar el ruido inducido y para absorber estrés térmico (kit accesorio con co-nexiones flexibles)

• Tuberías y accesorios

• Silenciadores de escape secundarios y, posiblemente, silenciadores terciarios diseñados para requisitos es-peciales de frecuencia de ignición (opción: accesorios)

• Conexiones de limpieza y de drenaje más manguitos de prueba

• Donde sea aplicable, salida de muro desde la sala de instalación hacia el exterior o hacia la chimenea

• Aislamiento correspondiente a la temperatura máxi-ma posible de los gases de escape (aprox 110 ºC a 130 ºC)

• Certificación acerca de la aptitud del sistema en lo que se refiere a la fiabilidad de servicio (prueba de presión, informe impreso)

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La legislación local requiere normalmente que el sistema de escape sea inspeccionado perió-dicamente


10.3.3 Diseño del sistema de escape

La resistencia total del sistema de escape resulta de la suma de las resistencias individuales en la tubería. Todos los silenciadores traseros planificados (silenciadores secundarios de escape, accesorios) se tienen que tener en consideración.

No se debería utilizar la presión máxima de retorno, cuando se diseña el sistema de escape. Si el espacio y las condiciones del lugar lo permiten, debería seleccionar secciones transversales se tal manera que la resistencia total en la bajada del módulo CHP Loganova no supere los valores indicados en la tabla 30.

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Tabla 30 Parámetros de gases de escape de los módulos CHP Loganova


Parámetros de gases de escape unidad EN20 EN50 EN270 EM140 EN240

Entrada de combustible (tolerancia ± 5 %) kW54

148 204 384 669

CO a 5 % O2 en gases de escape secos gCO/m3 < 0,150 < 0,150 < 0,300 < 0,300 < 0,300

Flujo aprox. de gases de escape a 110 ºC m3/h 80 218 301 567 1.043

Caudal de masa de gases de escape, húmedo Kg/h 71 192 281 528 921

Máxima presión de escape del módulo mbares 2,0 7,5 7,5 5,0 5,0

Conexión de escape (PN 10) — DN 50 DN 65 DN 100 DN 125 DN 150


10.3.4 Evacuación de condensados

Formación de condensación

Cuando se quema combustible que contiene hidrógeno, el vapor de agua se condensa en el intercambiador de calor de condensación y en el sistema de escape. El volumen de condensación creada por kilovatio hora se determina por la ratio entre carbono e hidrógeno en el combustible. El volumen de condensación depende de la temperatura de retorno, de la cantidad de aire exce-dente durante la combustión y de la carga de la fuente de calor.

Drenaje de condensación hacia el alcantarillado público

Dirija la condensación de los módulos CHP hacia el sistema de alcantarillado público conforme a las regu-laciones locales. Es crucial determinar, si la condensa-ción debe ser neutralizada antes de introducirla en el sistema de alcantarillado. Para módulos CHP de gas natural con un catalizador de tres vías, la condensación se puede introducir también sin neutralización bajo condiciones específicas. La entrada del combustible es aquí el factor clave.

Como valor orientativo, un máximo de 0,14 kg/kWh, aunque todavía no existe ninguna normativa sobre la evacuación de condensados en España. Se deben neu-tralizar los condensados cuando existen en el desagüe materiales no resistentes a los condensados.

Es recomendable obtener información relevante acerca de las regulaciones locales para dirigir la condensación hacia el sistema público de alcantarillado, antes de que se realice la instalación. La empresa de suministro de agua local es la institución responsable de cuestiones que afectan a las aguas residuales.

La neutralización de la condensación se requiere en las siguientes situaciones:

• Dirigir agua residual doméstica a una planta pequeña de tratamiento de aguas residuales conforme a la DIN 4261 – 1

• Edificios y propiedades cuyas líneas de drenaje no cumplen los requisitos de material establecidos en el Código Práctico A 251 de la ATV.

• Edificios en los que los requisitos acerca de la mezcla adecuada con aguas residuales domésticas no se cum-plen (una ratio de 1 : 25).

Diseño de salida de condensados.

Para módulos CHP con una refrigeración de los gases de escape a 110 ºC, la cantidad de agua de condensa-ción que se acumula en el módulo y en el tubo inferior de gases de escape se tiene que reducir a tan sólo unos pocos litros al día. La condensación sólo se forma, si la temperatura cae por debajo del punto de rocío. Esto es posible, si los componentes individuales del módulo todavía no han alcanzado la temperatura de servicio.

Sin embargo, los módulos CHP que tienen una tec-nología de condensación interna o que utilizan inter-cambiadores de calor externos, producen una cantidad considerable de condensación. Esto se debe a la elevada temperatura de entrada en los módulos de CHP y el ser-vicio continuo con una carga nominal. Por eso se tiene que planificar el drenaje de condensación conforme al servicio con tecnología de condensación.

El tubo de gases de escape debería dimensionarse generosamente cuando se utiliza tecnología de conden-sación. Cuando la velocidad de flujo es alta, puede haber descargas incontroladas y la formación de condensación en adaptadores, codos, etc. dentro del tubo de gases de escape.

La condensación se debe llevar separada del módulo CHP y los silenciadores, así como de los intercambia-dores de calor de condensación. El sistema de escape también se tiene que drenar por separado, varias veces si es necesario.

Grandes cantidades de condensación se forman también debido al enfriamiento de los gases en la parte horizon-tal del tubo de escape debajo de los intercambiadores de calor de condensación. Estos también se tienen que drenar por separado.

Los distintos tubos de drenaje de condensación no se deberían unir para prevenir que los gases de escape pasen por los drenajes de condensación como flujo de compensación debido a las diferencias de presión. Esto podría causar más condensación.

El tubo de drenaje de condensación debe tener una pendiente adecuada y debería pasar por un sifón o por un colector flotante.

Se deben diseñar retenes interiores de tal manera que se pueda revisar el nivel del agua y se pueda subir en caso de necesidad. Para evitar la transmisión de ruido inducido a través de los tubos de condensación se debe-rían utilizar conexiones flexibles.

Como la cantidad de condensación que se forma durante el servicio continuo de los módulos CHP puede ser muy pequeña, el drenaje de condensación se debería che-quear periódicamente para asegurar que está limpio y el retén interior es adecuado.



Como alternativa en casos de instalaciones a nivel de suelo, se pueden utilizar sumideros. Para sacar con seguridad la condensación del sistema de escape, se debería planificar una inclinación adecuada para las vías horizontales del tubo de escape. Es recomendable eva-cuar los condensados – si las condiciones del edificio lo permiten – en el mismo sentido que el flujo de los gases de escape.

La condensación es ácida y, para gas natural, tendrá un valor pH de 2 ó 3 durante la fase de arranque. Sólo introduzca agua condensada en la alcantarilla pública,

después de consultar al organismo local de aguas o si utiliza un sistema de neutralización. Nunca la eche al exterior.

Los tubos de condensación deben ser resistentes al ácido y al calor, p. ej. acero inoxidable.

Recomendamos utilizar sistemas de neutralización con granulado de cal.

Periféricos10

Esquema del sistema con ejemplo de un tubo de drenaje de condensación

Fig. 33 Diagrama del sistema de escape periférico para módulos CHP Loganova. Con ejemplo de un tubo de drenaje de condensación (dimen-siones en mm)

1 Módulo CHP2 Trampa condensados3 Filtro4 Sumidero (condensados)5 Silenciador secundario de gases de escape (Opción; accesorios)6 Silenciador terciario7 Sifón (> 300 mm)8 Chimenea9 Colector de condensados10 Sistema de neutralización / de elevación 11 Conexión a la red publica


10.3.5 Sistema de escape

Requisitos para el suministro de gas natural

Todo el sistema de suministro de gas del CHP desde la entrada general de gas hasta la conexión de gas del módulo debe ser instalado por el cliente conforme a los requisitos técnicos.

El gas natural debe estar libre de neblina, suciedad y lí-quidos y tiene que tener un número de metano constante y un valor calorífico neto. No debe haber componentes corrosivos. El número metano es un valor que indica la tendencia a producir golpeos en el tipo de gas relevan-te. Un número metano que es demasiado bajo causará golpeos y puede provocar daños graves al motor.

Queremos dirigir su atención al hecho de que – especial-mente en las mezclas líquidas de gas (propano/aire y butano /aire) – el número metano suele caer significati-vamente. Solicite del fabricante que le haga indicaciones acerca de esto, ya que es un asunto muy importante. Existe la posibilidad de que sea necesario equipar cada módulo CHP Loganova con un control de golpeo de gas natural (accesorio).

Garantice que la temperatura no caiga por debajo del punto de rocío en ninguna parte de la red de suministro del gas. Recomendamos que las líneas de conexión hacia el módulo CHP se dimensionen generosamente. Esto permite que se absorban las fluctuaciones de presión que ocurren cuando las calderas se encienden. Además, proporcione también un monitor para la presión máxima del suministro de gas y un dispositivo de cierre delante de cada módulo. Si la presión de suministro de gas no cumple con los requisitos (→ tabla 31), el cliente debe proporcionar equipamiento adicional para incrementar o reducir la presión. Por eso se tienen que tener en cuenta los tiempos de control de los conductos de gas de segu-ridad en los módulos CHP.

Para operar con un catalizador de 3 vías, el gas natural y el aire de combustión no deben contener fósforo, arséni-co, metales pesados o halógeno.

Tenga en cuenta las condiciones de servicio de los módu-los CHP Loganova.

Sistema de alarma de gas

En un principio, el motor a gas dentro del módulo CHP no está sujeto a las regulaciones de protección contra explosiones. Lo que significa que no se necesita ni un sistema de alarma de gas o un detector de incendios. En este contexto, el motor a gas se trata igual que una caldera a gas. Los módulos CHP Loganova vienen ya con un detector de humos en el blindaje desde fábrica, incluso en los modelos estándar.

Si el módulo CHP está integrado en edificios públicos que están abiertos al público, p. ej. ayuntamientos, cole-gios, piscinas cubiertas, etc. la autoridad que tramita el permiso puede exigir requisitos más estrictos.

Cuando salta una advertencia de gas, el sistema de ven-tilación funciona, normalmente, a toda potencia hasta que se da un acuse de recibo a la alarma y el suministro de gas se cierra.

Con una alarma de la línea de gas, el sistema afectado, posiblemente también las calderas, se aíslan del sumi-nistro de potencia eléctrica.

Si se planifica el servicio de sustitución de la red, se tie-nen que proporcionar los dispositivos de cierre correctos con servicio de batería.

Como opción se puede suministrar un sistema de alarma integrado en el bloque del silenciador del módulo CHP Loganova.

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Tabla 31 Parámetros del gas natural para el servicio de un módulo CHP Loganova

Características unidadValor del

combustible

Valor calorífico mínimo (Hi) kWh/m3 8,3 – 10,2

Número metano mínimo 1) - 80

Presión mínima de suministro de gas2) mbares 25

Presión máxima de suministro de gas2) mbares 25

Fluctuaciones máximas de la presión del gas (breves fluctuaciones de control)

mbares ± 1

Máxima velocidad de cambio de la presión de gas

mbares / min

± 1

Temperatura máxima del gas ºC 30

Humedad relativa máxima % 60


Monitor de escapes de gas

El monitor de escape de gas está integrado en el con-ducto de gas del módulo CHP y controla que las válvulas realicen sus funciones de seguridad correctamente, una vez que el módulo CHP se ha cerrado. Si hay un escape no admisible, impide que el módulo CHP arranque.

El monitor de escape de gas incluye electrónica de pre-sión y de control y es adecuado para conductos de gas con dos válvulas de seguridad.

Dispositivo de control contra golpeo para gas natural

Las ‘golpeos’ ocurren cuando el número metano de un gas combustible es demasiado bajo (no se debe confundir con el contenido de metano en el gas). Si el número metano está por debajo del valor permitido para el motor, las propiedades termodinámicas del gas crean una mezcla de gas / aire para encenderse fuera de su ámbito de combustión. Eso lleva a una combustión des-controlada con varios frentes de llamas. Si esos frentes de llamas entran en contacto entre sí, resultan grandes olas de presión que son audibles en forma de un sonido de golpeo.

Ese golpeo viene acompañado de un gran desgaste y causa graves daños al motor, por eso es tan importante prevenir ese golpeo.

Ese es el propósito del dispositivo de control de golpeo, que forma parte del sistema de control de los módulos CHP y asegura la prevención fiable del golpeo. Si de to-dos modos hay golpeo, el módulo CHP reduce la salida. Si esa medida no ayuda, entonces se tiene que apagar el motor.

Los módulos CHP Loganova EN20 vienen con un dispo-sitivo de control de golpeo en su versión estándar.

El dispositivo de control de golpeo es una opción en los módulos CHP Loganova EN50 a EN240.

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10.3.6. Servicio paralelo con la red

Regulaciones

El servicio paralelo con la red está previsto como un servicio en paralelo de un sistema de generación de energía eléctrica en una red eléctrica existente. La red de suministro de la propiedad debe estar conectada eléctricamente con la red pública. Se tienen que tener en cuenta el “Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión” y las regulaciones o directrices de las compañías de suministro eléctrico.

Con el fin de operar un sistema de generación en planta se le tiene que notificar a la empresa de suministro eléctrico. Sin embargo, el sistema de generación eléc-trica (módulo CHP) no tiene que ser homologado por la compañía suministradora, si se trata de un producto de serie y si se pueden presentar certificaciones de no objeción para los dispositivos integrados de protección de la red. Como los módulos CHP Loganova disponen de un certificado de examen de tipo y un certificado de no objeción, por lo general, no se requiere una autorización de la Compañía Suministradora de Electricidad para los módulos.

Es recomendable contactar con la Compañía Suminis-tradora de Electricidad en la fase de planificación para resolver cuestiones técnicas, así como para aclarar las condiciones para energía eléctrica de alimentación a la red eléctrica.

Sincronización

Durante el servicio paralelo con la red, el módulo trabaja todo lo posible a carga total por razones de eficiencia de costes. Sin embargo, puede operar en el rango de modu-lación del 50 % hasta el 100 % a través de una señal en la instalación.

Cuando el módulo CHP está diseñado conforme a esto, la electricidad se utiliza primero para cubrir la demanda eléctrica de la propiedad y luego para alimentar la red pública con electricidad excedente.

Una característica especial de servicio en paralelo es la protección del generador: El módulo CHP sólo se puede conectar, si la tensión del generador y de la red están sincronizadas. El módulo se aísla inmediatamente de la red cuando la red falla.

La red y el generador sincrónico sólo se pueden in-terconectar si se cumplen simultáneamente todas las condiciones de sincronización definidas por la Compañía Suministradora de Electricidad respecto a la conexión para sistemas de alimentación a la red de baja tensión. Esto incluye lo siguiente, por ejemplo:

• Diferencial de tensión

• Diferencial de frecuencia

• Diferencial de ángulo de fase

Conexión eléctrica

La línea de alimentación del CHP se aplica eléctrica-mente a la barra colectora de la distribución LV principal a través de un interruptor trifásico. La dosificación de la energía que se toma de la red y se alimenta a la red debería diseñarse conforme a los requisitos técnicos de conexión aplicables. Contacte con su Compañía Sumi-nistradora de Electricidad local para ello.

La conexión eléctrica a la red tiene que ser realizada por un electricista autorizado. La sección transversal de los cables a utilizar debe acordarse con el electricista conforme a las normativas y regulaciones y a los requi-sitos del proyecto. Al dimensionar los cables se tiene que tener en cuenta que hay una carga permanente. Por eso, es más económico utilizar un cable con una sección transversal más grande de la técnicamente necesaria para longitudes mayores, ya que así hay menos pérdidas de conducción.

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Operación en paralelo de un módulo CHP

Fig. 34 Diagrama del circuito de la conexión eléctrica de un módulo CHP Loganova con sólo servicio en paralelo con la red A Módulo de cogeneración CHPB Cuadro eléctrico del CHPC Distribución LV principal (in situ)

CAN CAN BUS

G GeneradorM Motor a gas

1 Control de la red 2 Unidad de control CHP3 Fusible trifásico4 Transformador5 Disyuntor6 Interruptor del generador

a. Control de tensión de la redb. Control de tensión del generadorc. Activador “Estado de interruptor ON”d. Activador “Estado de interruptor OFF”e. Respuesta “Estado de interruptor ON”f. Respuesta “Estado de interruptor OFF”g. Control de suministro de tensión (si es necesario)


10.3.7. Servicio de sustitución de la red, servicio “stand alone”

Suministro eléctrico durante un fallo de la red y sumi-nistro de energía de emergencia

El suministro durante un fallo de la red – protección contra fallos de la red –, no hay - en un principio - obje-ciones para utilizar los módulos CHP como suministro eléctrico de emergencia según la VDE alemana.

Si los módulos CHP se utilizan como fuente de ener-gía eléctrica de emergencia, se tienen que cumplir los requisitos especiales de la Compañía Suministradora de Electricidad local. El cumplimiento es especialmente im-portante en lo que se refiere a los límites operacionales estáticos y dinámicos, tales como las características de voltaje y de frecuencia en caso de cambios de carga, las características de cargas desequilibradas o la distorsión total de la armonía, etc

Los motores a gas – independientemente de la ratio de la presión de carga – no pueden ejecutar la conexión de carga al 100 % en un solo paso. Esto se debe a la relativamente baja presión de precarga del gas y al retardo asociado con el conducto de gas de seguridad. La compresibilidad del combustible gaseoso lleva a unas características de control más lentas. Los motores a gas pueden aplicar un máximo de aprox. 2/3 de la potencia nominal (potencia de motor aspirada naturalmente) en el primer nivel de conexión y un máximo del 90 % de la potencia nominal en el segundo nivel de conexión.

En dependencia del uso, la potencia para los consumido-res se tiene que poder conectar en un solo nivel o en un máximo de dos niveles. En aplicaciones en instalaciones con fines médicos se tiene que lograr la conexión en dos niveles del 80 % y del 20 % respectivamente conforme a la DIN 6280, parte 13, por ejemplo. Pero para por ejem-plo instalaciones de bombeo se requiere una conexión al 100 % en un solo nivel.

Operación en red aislada

Una ‘red aislada’, independiente del suministro eléctri-co, se limita localmente a una propiedad. No existe una conexión eléctrica hacia la red pública. En este caso no se requiere una empresa de suministro eléctrico para supervisar la instalación de un sistema de generación de energía eléctrica para el consumo local. Sin embargo se tienen que asegurar en todo caso la planificación, la implementación del proyecto y la puesta en marcha correctas cumpliendo las normativas y regulaciones de seguridad relevantes.

Cuando se va a dimensionar el sistema de generación eléctrica se tiene que tener una lista exacta de los consumidores conectados y de sus características, p. ej. demanda de corriente reactiva, características de conexión, etc. Si no se le da suficiente atención a este punto, la generación eléctrica se puede apagar debido a sobrecargas.

Servicio de sustitución de la red (unidad de sustitución de la red)

El módulo CHP se puede utilizar también como sustituto de la red en el caso de un fallo de la misma. El módulo detecta automáticamente el fallo de la red y se aísla él mismo de la red pública. Una vez que se hayan desco-nectado todas las cargas de los consumidores no previs-tos para el suministro de corriente durante un fallo de la red del lado del cliente y se haya abierto el aislamiento de la red del cliente, el módulo puede activar su función de sustitución de la red.

Una vez que la red vuelva a estar disponible y tras una breve fase de estabilización de la red, el módulo se vuel-ve a sincronizar y se cierra el aislador de red del cliente y el módulo vuelve a funcionar en modo normal.

Debido a que también se produce calor en el modo de sustitución de la red, se tiene que asegurar una disipa-ción adecuada del calor. Se tendría que proporcionar aquí un sistema de refrigeración o un acumulador de inercia o colector térmico.

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Requisitos en la instalación para el servicio de sustitu-ción de la red

Requisitos para la instalación eléctrica

• Toma para la medición del voltaje en la subida del disyuntor de la red in situ.

– Fusible trifásico 400 V / 2 A

• Aislador de red con mecanismo de activación de ener-gía almacenada y accionamiento por motor (230 V AC)

– Para una señal de conexión externa con un contacto sin voltaje 24 V DC / 1 mA

– Para una señal de desconexión externa con un con-tacto sin voltaje 24 V DC / 1 mA (señal proporcio-nada por el cuadro eléctrico del CHP)

• Respuesta (señal de posición) al cuadro eléctrico del CHP

– El contacto de respuesta como contacto sin voltaje, normalmente abierto “interruptor está en ON”

– El contacto de respuesta como contacto sin voltaje, normalmente abierto “interruptor está en OFF”

• Entrada para señal in situ “carga < 60 %, habilitar energía eléctrica de emergencia”

– La energía eléctrica de emergencia en la instalación habilitada por el sistema de gestión energética, p. ej. para asegurar que la carga de conexión sea adecua-damente pequeña.

• La unidad de control del CHP es capaz de evaluar la posición de elementos de interrupción adicionales en la instalación. El cuadro eléctrico del CHP dispone para este propósito de una entrada para un contacto de señalización libre de voltaje.

Requisitos para la instalación de gas:

• El suministro de gas de la empresa pública se tiene que asegurar como mínimo durante el tiempo de sola-pe.

• Tiene que estar totalmente separado del suministro eléctrico general.

• Es necesario que la línea de gas se instale de tal manera que tenga un nivel alto especial para la protección contra fuego. Las líneas de gas cerca de las conexiones eléctricas de los edificios suelen tener unos dispositivos automáticos de cierre de emergencia y una alarma de gas.

Ejemplo de conexión de carga en el servicio de sustitu-ción de la red

• Fase 1: aproximadamente el 40 % de la salida nominal del módulo y corriente

• Fase 2: aproximadamente el 40 % de la salida nominal del módulo y corriente

• Fase 3: máximo el 10 % de la salida nominal del módu-lo y corriente

Se tiene que tener en cuenta una reserva estándar del 10 % de la salida nominal en la placa de datos para cada módulo CHP. Conforme a la DIN 6280, las fases de la conexión de carga resultan de la presión efectiva media del pistón del motor a gas que se utiliza.

En el servicio de sustitución de la red se tiene que tener en cuenta que el módulo CHP también tiene que propor-cionar toda la electricidad reactiva para los consumido-res que están conectados. Eso puede reducir la salida disponible.

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Observación: las fases de carga aplicadas a cargas resistivas

• Para consumidores inductivos, tales como motores, bombas, ascensores, etc. la corrien-te debería ser hasta 7 veces más alta que la corriente nominal

• Para consumidores con una gran capacidad eléctrica de arranque tales como lámpa-ras con una reactancia electrónica, etc. la corriente debería ser hasta 20 veces más alta que la corriente nominal

• Conectar demasiada carga causa un apaga-do inmediato por defecto del módulo CHP debido a una sobre-corriente del generador o un subvoltaje del generador.


Medidas para asegurar la disponibilidad operacional durante los trabajos de mantenimiento y de inspección de los módulos CHP

Para asegurar la disponibilidad operacional es obligatorio realizar periódicamente los trabajos de mantenimiento y las inspecciones. Debido a la gran cantidad de horas que los módulos funcionan durante el año, los módulos CHP se tendrán que revisar y, posiblemente, reparar varias veces al año.

Esto resulta en interrupciones del servicio ya que los módulos CHP no están disponibles. Si el módulo CHP es la única fuente de electricidad de emergencia o en sis-temas con varios módulos, en los que la electricidad de emergencia sólo se garantiza, si todos los módulos están operativos, se tienen que tomar medidas de contingencia para los periodos de mantenimiento y de inspección.

Una opción es regresar a una unidad móvil de energía de emergencia. También es posible planificar redundancia durante la fase de planificación del sistema CHP e insta-lar, como mínimo, un módulo más de lo necesario.

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Para sistemas de electricidad que sólo están previstos para los casos de fallos en la red, se puede acordar, en gran medida, libremente el ámbito de las inspecciones entre el contratista y el cliente, ya que asegurarse contra fallos de la red es una cuestión voluntaria.

Sin embargo, en el momento en el que el siste-ma asume también el suministro de electricidad de emergencia y está, por lo tanto, sujeto a las provisiones oficiales, se tiene que consultar a un experto homologado por las regulaciones locales de edificios.


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Servicio en paralelo con la red con función de sustitución de la red de un módulo CHP

Fig. 35 Diagrama de circuito de la conexión eléctrica de un módulo CHP Loganova en servicio paralelo con la red con servicio de sustitución de la red

A Módulo CHPB Cuadro eléctrico del CHPC Panel de distribución de la LV principal (in situ)D Panel de distribución de emergencia (in situ)CAN CAN BUSG GeneradorM Motor a gas

1 Control de la red 2 Unidad de control CHP3 Fusible trifásico4 Transformador5 Disyuntor

6 Interruptor del circuito 7 Gestión de carga8 Aislante de la red (panel de distribución de LV – panel de distri-

bución de emergencia)

a. Control de tensión de la redb. Control de tensión del generadorc. Activador “Estado de interruptor ON”d. Activador “Estado de interruptor OFF”e. Respuesta “Estado de interruptor ON”f. Respuesta “Estado de interruptor OFF”g. Control de suministro de tensión (si es necesario)h. Respuesta “Descarga completada”


El cuadro eléctrico integrado del CHP está equipado con una sección de control y eléctrica que han sido probadas en fábrica conjuntamente con el módulo CHP Logano-va. Por eso, cuando el único propósito del módulo es la operación paralela con la red, se tiene que hacer una conexión de cable de mando hacia el panel de distribu-ción principal LV en la instalación. El recorrido del cable se tiene que proteger.

Selección de cables de mando

Los cables deben ser previstos para la potencia de la salida nominal del módulo CHP y para un ciclo de servi-cio del 100 %. Tenga en cuenta que el cumplimiento de la caída de voltaje permisible del módulo CHP hacia el punto de alimentación depende del tipo de cable elegi-do, del tipo de enrutamiento, de la temperatura y de la longitud del cable. Los valores estándar en la tabla 32 son recomendaciones mínimas.

Todos los datos deben verificarse in situ por la empresa que realiza la instalación eléctrica, finalizando el trabajo y adaptando la instalación en caso de necesidad.

Protección del cable de mando

Los fusibles protegen los cables de mando de la corrien-te que puede ir del panel principal de distribución LV ha-cia el módulo CHP en el caso de un fallo (cortocircuito).

Por eso se determina la elección de protección después de haber elegido los cables de mando.

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10.3.8. Suministro de energía eléctrica – selección y protección de los cables de mando

La empresa que realiza la instalación eléctrica es sólo responsable del dimensionamiento y de la protección del suministro eléctrico.

Tabla 32 Secciones transversales de cables para el suministro eléctrico de los módulos CHP Loganova

1) Sólo si la demanda propia del CHP se suministra por separado del panel de distribución principal LV. En el estatus de suministro, la demanda propia se toma en paralelo a la producción a través del circuito puente interno del CHP. Sólo se requiere una separación y una conexión separada.

Tabla 33 protección por fusibles del suministro eléctrico de módulos CHP Loganova

1) Sólo si la demanda propia del CHP se suministra por separado del panel de distribución principal LV. En el estatus de suministro, la demanda propia se toma en paralelo a la producción a través del circuito puente interno del CHP. La separación y la conexión separada sólo como se necesita.

Módulo Loganova VHP

Salida eléctrica

Generación[kVA]

Corriente nominal a 100 % de carga

Cos φ = 1,0[A]

Cable

Generación Demanda propia 1)

[Tipo] [Sección transversal] [Tipo] [Sección transversal]

EN20 19 28 H07RN-F 5 X 10 H07RN-F 4 X 2,5

EN50 50 73 H07RN-F 5 X 35 H07RN-F 4 X 10

EN70 70 102 H07RN-F 5 X 50 H07RN-F 4 X 10

EN140 140 203 H07RN-F 5 X 120 H07RN-F 4 X 16

EN240 240 347 H07RN-F 5 X 240 H07RN-F 4 X 16

Módulo Loganova VHP

Salida eléctrica

Generación[kVA]

Corriente nominal a 100 % de carga

Cos φ = 1,0[A]

Cable

Generación Demanda propia 1)

[Tipo] [Sección transversal] [Tipo] [Sección transversal]

EN20 19 28 50 16 50 20

EN50 50 73 125 35 100 50

EN70 70 102 160 35 125 50

EN140 140 203 250 50 250 63

EN240 240 347 400 50 400 63


Procedimiento de arranque

El procedimiento de arranque de un módulo CHP Loga-nova para servicio paralelo con la red se ejecuta de la si-guiente manera después de haberse recibido el comando de arranque:

1. Los accionamientos auxiliares se conectan.

2. El módulo CHP Loganova arranca con el motor de arranque a través de la batería

3. El suministro de gas está activado al abrir ambas vál-vulas solenoides en el conducto de gas de seguridad del módulo CHP.

4. El grupo motor–generador funciona a una velocidad de 1.500 r.p.m. Cuando la frecuencia y el ángulo de fase son idénticos, p. ej. cuando el generador fun-ciona de forma sincronizada con la red, se realiza la conexión cerrando el interruptor de circuito del generador.

5. El módulo CHP funciona de forma continua a carga máxima. El módulo CHP mantiene esta situación estacionaria.

6. El porcentaje de corriente reactiva se mantiene estable por el control del sistema de excitación del generador con la ayuda del controlador del cos φ al valor establecido (cos φ = 1).

Procedimiento de apagado Apagado estándar suave

El apagado estándar suave del módulo CHP Loganova se realiza de la siguiente manera después de un coman-do de apagado:

1. La salida del módulo CHP se baja de forma continua-da desde carga total a carga cero.

2. El módulo CHP está aislado del suministro eléctrico de la red abriendo el interruptor del circuito del gene-rador.

3. El grupo motor–generador sigue funcionando en ralen-tí aislado de la red por razones térmicas. El sistema se apaga automáticamente una vez que se ha alcanzado la temperatura de apagado en el circuito de refrigera-ción del motor.

4. El módulo CHP se apaga y se cierran las válvulas solenoides.

5. Los accionamientos auxiliares siguen funcionando

6. Luego pasa el módulo CHP a modo de stand-by.

Apagado inmediato

El apagado inmediato del módulo CHP se activa a través de:

• Pulsando la seta de apagado de emergencia

• Excediendo los límites de seguridad (p. ej., sobretem-peratura)

El apagado inmediato de los módulos CHP Loganova se ejecuta de la siguiente forma:

1. Se interrumpe inmediatamente el suministro de gas y el módulo CHP se aísla simultáneamente del sumi-nistro eléctrico de la red abriendo el interruptor de circuito del generador.

2. Algunos accionamientos auxiliares siguen funcionando.

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10.3.9. Descripción de funciones de los procesos de conmutación eléctricos de un módulo CHP Loganova


Función de sustitución de la red eléctrica

Fallo de la red mientras el módulo CHP está apagado

El disyuntor de la red en el panel principal de distribución LV está abierto y reporta este estatus al módulo CHP Loganova.

Los consumidores que no están enganchados al suminis-tro eléctrico de emergencia en el panel de distribución normal están aislados de los consumidores enganchados al suministro de corriente de emergencia en el panel de distribución de emergencia a través del sistema de gestión de carga de la instalación.

El sistema de gestión de carga reporta al módulo CHP la descarga exitosa de la carga (energía eléctrica de emer-gencia está activada). El módulo CHP arranca. Una vez que se han alcanzado la tensión y la frecuencia correc-tas, el módulo CHP conmuta hacia el panel de distribu-ción de emergencia. El panel de distribución principal LV y los consumidores no enganchados a la electricidad de emergencia se mantienen aislados y, en ese sentido, sin energía eléctrica. La salida del motor no funciona a toda carga y depende de la demanda de los consumidores conectados a la electricidad de emergencia.

La conexión y la interrupción máxima permitida en el suministro se tienen que implementar conforme a las regulaciones.

Fallo de la red mientras el módulo CHP funciona

En el caso de una desviación de la tensión o de la fre-cuencia, el control de la red del módulo CHP Loganova detecta un “fallo de red” y desconecta el interruptor del circuito del generador. El motor sigue funcionando.

• Si la red se restablece después de una breve interrup-ción, el interruptor del generador está sincronizado y conectado y el módulo CHP permanece en “servicio paralelo con la red”.

• Si el fallo de la red dura más tiempo, se activa el aislador de la red en la instalación. Después de la res-puesta “servicio de sustitución de la red” del sistema de gestión de carga de la instalación, el interruptor del circuito del generador conmuta inmediatamente al panel de distribución de emergencia.

La descarga necesaria así como la reconexión en fases de los consumidores conectados al modo de servicio ‘stand alone’ se tienen que garantizar en la instalación a través del sistema de gestión de carga.

Restauración de la red eléctrica

El control de la red del módulo CHP Loganova detec-ta que se ha restaurado la red. Después de un tiempo regulable de estabilización salta la señal libre de tensión “servicio de energía eléctrica de emergencia”.

El interruptor de circuito de modulación sincronizada de la instalación se activa a través del control de la red. Esto reconecta el panel de distribución de emergencia con el panel de distribución normal sin interrupción (re-sincronización sin interrupción).

Re-sincronización

Este dispositivo logra la re-sincronización sin interrup-ción del módulo CHP Loganova con la ayuda de un aislador de sincronización de la red del que dispone la instalación.

Con el fin de lograr una re-sincronización sin interrupción el aislador de la red en la instalación tiene que tener, como mínimo, el siguiente nivel de equipamiento:

• Señales de posición (ON y OFF)

• Accionamiento por motor (230 V AC, 50 Hz)

• Mecanismo de salto de la energía almacenada, activa-ción remota (24 V DC)

• Tiempo de conexión > 200 ms

• Autocompresión después de la restauración de la red

Fallos en la red eléctrica

En el caso de fallos de la red, fallos de tensión, saltos de fases y desviaciones de frecuencias, el activador del control de la tensión o del control de la frecuencia abre inmediatamente el conector del generador e interrumpe el suministro de gas después de un pequeño retardo. Después de la restauración de la red, el módulo CHP vuelve a arrancar inmediatamente y se sincroniza.

10.3.10. Opción: control de carga de la red – no alimentación de electricidad excedente a la red

Para adaptar el servicio del módulo CHP Loganova a la demanda de energía eléctrica de la propiedad se requie-re un vatímetro trifásico para medir la salida tomada actualmente por la propiedad.

La salida del módulo se regula en el ámbito de carga del 50 % al 100 %, similar a la carga requerida por los consumidores.

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La función de sustitución de la red eléctrica se puede anular utilizando un interruptor llave en el cuadro eléctrico del CHP.


10.4.1. Acumulador de inercia térmica

Consumo de calor garantizado

Los módulos CHP Loganova logran su eficiencia de costes óptima con un funcionamiento prolongado a carga máxima. Un acumulador de inercia térmica se utiliza cuando los consumidores (circuitos de calefacción) no consumen constantemente calor. Con el acumulador se evita el funcionamiento en ciclos del módulo CHP y se logra un funcionamiento más prolongado con lo que se incrementa la eficiencia de costes del módulo CHP.

• El calor excedente del módulo CHP se puede almace-nar en el acumulador, es decir, el acumulador no tiene que cerrarse inmediatamente cuando la demanda ac-tual de calor de los consumidores (circuitos de calefac-ción) está por debajo de la salida del módulo CHP.

• Los picos de calor de corto plazo se pueden cubrir también con el acumulador térmico lleno (p. ej. des-pués de una caída nocturna o una breve interrupción del servicio), esto hace que no se tenga que encender la caldera para picos de calor, con lo que se incre-menta el tiempo de funcionamiento del módulo CHP Loganova y, por lo tanto, su eficiencia de costes.

• Además, los picos de potencia se pueden cubrir utilizando el acumulador de inercia térmica térmica a través del sistema de gestión de acumuladores, incluso si en ese momento no hay demanda de calor.

• La instalación de un acumulador de inercia proporciona , además, el beneficio de una separación hidráulica del módulo CHP y de los consumidores.

Sólo es recomendable que un módulo CHP funcione sin acumulador de inercia térmica, si el consumo de calor es constate, p. ej. para el calentamiento de agua de pisci-nas cubiertas y abiertas, así como para grandes redes de calefacción locales.

Sistema de gestión del cilindro

Buderus ofrece varios controles para apagar y encender un módulo CHP Loganova con un acumulador de inercia. Las conexiones correctas para las sondas necesarias en el acumulador corren a cargo de la instalación.

Con el control del acumulador de inercia, el módulo CHP sólo se apaga cuando el acumulador está calentado al máximo y vuelve a arrancar cuando el cilindro está total-mente descargado.

Cuando el acumulador de inercia tiene las dimensiones correctas, se puede garantizar un funcionamiento conti-nuo y de poco desgaste del módulo CHP.

Observe que el cilindro sólo sea calentado por el módulo CHP.

Diseño del acumulador de inercia

Si no hay otros criterios para dimensionar el acumulador, dicho acumulador debería ser capaz de almacenar como mínimo una hora de funcionamiento del módulo. En con-secuencia, el tamaño mínimo del acumulador de inercia de un sistema CHP debería calcularse de tal manera que el tiempo de calentamiento del acumulador sea de una hora de la salida térmica máxima del módulo CHP o de los módulos CHP.

Fórmula 15: Cálculo del tamaño mínimo del acumulador de inercia de un sistema CHP

c Capacidad específica de calentamiento de agua (c = 1(860 kWh/(l x K)

Δϑ Dispersión de calor del CHP en K (Δ = 20 K)t Tiempo de módulo que tiene que ser almacenado en h (t = 1h)Vsp,min Tamaño mínimo del acumulador de inercia en l QBHKW Potencia del sistema CHP Loganova en kW

Tabla 34 Volumen recomendado del acumulador de inercia térmica para un módulo CHP Loganova con una dispersión de temperatura de 20 K y un tiempo de funcionamiento del módulo de 1 hora

El diámetro interno de las uniones en el lado del sistema de calefacción del acumulador debería ser el mismo que el diámetro interior del retorno del sistema de calefacción. Esto minimiza la caída de presión en las bombas del circui-to de calefacción, permitiendo unas reservas de salida di-námicas del acumulador de inercia y, además, así se puede utilizar en su totalidad en los picos de consumo de calor.

Las válvulas de llenado y de drenaje del acumulador deberían designarse de tal manera que sea posible una buena estratificación, incluso con un caudal de agua grande. El volumen del acumulador de inercia térmica debería tenerse en cuenta cuando se dimensiona el equipo de mantenimiento de la presión. Es posible dividir el volumen del colector en dos acumuladores (aquí es preferible una unión en serie).

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10.4. Accesorios para el módulo CHP


Potencia térmica[kWth]

Volumen recomendado del acumulador [l]

EN20 34 1.500

EN50 80 3.500

EN70 109 5.000

EN140 212 10.000 (2 X 5.000)

EN240 374 16.000 (2 X 8.000)


10.4.2. Silenciador secundario de los gases de escape

Una gran parte del ruido causado por la combustión se puede transmitir a través del sistema de escape al edificio y a los alrededores. Por eso se debería planificar, al menos, un silenciador secundario de gases de escape. En dependencia de los requisitos de protección acústica de la propiedad, es posible que se tengan que instalar más silenciadores.

El silenciador secundario de los gases de escape que ofrece Buderus como accesorio obligatorio en la instala-ción se instala en el tubo de los gases de escape entre el módulo CHP Loganova y la chimenea (véase fig. 33). Está diseñado especialmente para la baja frecuencia de ignición del motor a gas. Se tiene que tener en cuenta la caída de la presión dentro del silenciador de gases de escape utilizado cuando se dimensiona el sistema de escape. Si es necesario se puede instalar un silenciador terciario para reducir más las emisiones acústicas del sistema de escape. Este funcionaría conjuntamente con el silenciador secundario.

Los silenciadores de gases de escape están hechos de acero inoxidable 1.4571. Las bridas de aluminio es-tán diseñadas conforme a la DIN 2642. El suministro estándar del silenciador secundario incluye un colector de condensación de acero inoxidable para la instalación vertical del silenciador directamente después del módulo CHP (véase fig. 36). El silenciador también sirve para la instalación horizontal. En este caso el drenaje de la condensación (AKO) se debe realizar en el punto más bajo del silenciador.

Para prevenir la transmisión de ruidos inducidos desde el tubo de escape hacia el edificio, los silenciadores y todos los componentes del sistema de escape tienen que fijar-se con aislamiento acústico.

El aislamiento térmico de los silenciadores de gases de escape no forma parte del suministro estándar.

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Fig 36 Dimensiones y conexiones del silenciador de gases de esca-pe para un módulo CHP.Loganova (dimensiones véase tabla 35)

Tabla 35 Dimensiones del silenciador secundario de gases de escape para un módulo CHP Loganova.1) Unión para drenaje de condensación


Silenciador secundario de gases de escape unidad EN20 EN50 EN70 EN140 EN240

H1 mm 960 1.250 1.500 1.500 1.750

H2 mm 720 1.020 1.270 1.270 1.520

D1 mm 250 256 306 356 356

DN (brida) — DN 50 DN 65 DN 100 DN 125 DN 150

AKO 1) pulgadas 1 ¾ 1 1 1

Caída de presión del lado de los gases de escape

mbares 1,2 1,2 1,2 1,1 1,2

Peso kg 16 24 36 45 59


10.4.3. Silenciador del aire de extracción

Una gran parte del ruido causado por el motor y el venti-lador del aire de extracción se puede transmitir a través del conducto del aire de salida al edificio y los alrededo-res. Por eso se debería planificar, un silenciador para el aire de extracción.

El silenciador del aire de extracción tiene una carcasa compacta con un revestimiento de chapa metálica galva-nizada (Fig 37).

El suministro estándar de los módulos CHP Loganova incluye un ventilador con distintas opciones de conexión así como un conector flexible de tela de vela para aislar los ruidos inducidos y absorber estrés térmico. Está ins-talado entre la carcasa del ventilador y el silenciador del divisor de aire de salida de los módulos CHP Loganova.

Válvula amortiguadora de recirculación

La válvula amortiguadora de recirculación calienta la sala con el aire de salida caliente del CHP. El kit incluye el conducto en forma de T, una válvula de rejilla de recircu-lación, ambos con un accionamiento motorizado, un ter-mostato y el controlador integrado en el cuadro eléctrico del CHP para la válvula de recirculación y la válvula del aire de extracción. El montaje y la conexión eléctrica se realizan in situ en la instalación.

Para el termostato de la sala escoja un lugar adecuado sin flujo de aire directo. En el controlador se debería establecer una temperatura entre 10 ºC y 35 ºC. En dependencia de la temperatura ambiente, las válvulas de rejilla se abren o se cierran para regular la temperatura establecida. Las rejillas se cierran cuando el módulo CHP se apaga. Eso previene la entrada de aire frío en el módulo CHP Loganova (riesgo de congelación).

Si hay una alarma previa de gas o responde el detector de humos, las válvulas se abren hacia el aire de salida.

La instalación debería ejecutarse, tal y como se muestra, en la bajada del silenciador de aire de extracción opcio-nal debido a que los ruidos de las máquinas / ventilador se pueden transmitir a la sala de instalación sin aisla-miento.

1 Silenciador de aire de extracción (con dos divisores largos y uno corto)

2 Carcasa del ventilador3 Conector flexible4 Adaptador de accesorios5 Conducto en forma de T6 Válvula de aire de salida7 Válvula de recirculaciónLas partes 2, 3, 4, 5, 6 y 7 son de obligatoria instalación.

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Fig 37 Dimensiones y conexiones del silenciador de aire de extrac-ción para un módulo CHP Loganova (dimensiones véase tabla 36)

Tabla 36 Dimensiones del silenciador de aire de extracción para un módulo CHP Loganova1) Para los módulos CHP EN20 de Loganova no hay silenciadores de aire de extracción

Pos Módulo CHP Loganova

unidad EN201) EN50 EN70 EN140 EN240

1 Longitud (divisores largos) mm 1.000 1.000 1.000 1.000

1 Longitud (divisores cortos) mm - 750 750 750 750

2 Longitud x Ancho x Alto mm - 670x670x670 670x670x670 800x800x800 800x800x800

3 Longitud (± 25) mm - 125 125 125 125

4 Longitud mm - 300 300 300 300

5 Longitud mm - 600 600 600 600

6 Longitud mm - 120 120 120 120

7 Longitud x Altura mm - 400 x 300 400 x 300 400 x 300 400 x 300

1, 3, 4, 5, 6

Ancho (dimensión del conducto) mm - 600 500 900 900

Alto (dimensión del conducto) mm - 300 500 500 700


10.4.4. Kit “Uniones flexibles”

Para aislar ruidos inducidos y compensar el estrés térmico se proporcionan compensadores flexibles en las uniones de tubos para cada módulo CHP Loganova. Son de obligada instalación junto a cada módulo Loganova.

Buderus puede suministrar un kit de accesorios adapta-do “Uniones flexibles” para cada módulo CHP Loganova.

Sólo se deben utilizar compensadores diseñados espe-cíficamente y adecuados debido a la carga continua de vibraciones. En dependencia de la dirección y la longitud de los tubos unidos para gases de escape, gas y agua de calefacción es posible que se requieran compensadores adicionales. Las secciones de los tubos individuales de-ben disponer de fijadores que aíslen los ruidos inducidos.

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Tabla 37 El dimensionamiento de componentes en el kit “uniones flexibles” para un módulo CP Loganova


“Uniones flexibles” unidad EN20 EN50 EN70 EN140 EN240

Compensador axial de gases de escape

Diámetro nominal - DN 50 DN 65 DN 100 DN 125 DN 150

Longitud acabada mm 150 170 225 245 260

Diámetro interior pulgadas 2 3 4 5 6

Líneas de mangueras corrugadas para el agua de calefacción


Longitud instalada (sin brida) mm 150 186 202 224 235

Diámetro interior pulgadas 1 1 ¼ 1 ½ 2 2 ½

Compensador axial de gas


Longitud acabada mm 157 150 165 190 210

Hilos pulgadas ½ 1 1 ¼ 1 ½ 2

Material -Fuelles de acero inoxidable 1.4571, accesorios hechos de fundición maleable,

galvanizado con homologación de la DVGW


10.4.5. Dispositivo de incremento de la temperatura de retorno para agua de calefacción

Si en los módulos CHP Loganova EN50 y superiores, la temperatura de retorno puede ser inferior a 60 ºC se debe planificar un dispositivo de incremento de la tem-peratura de retorno para cada módulo CHP Loganova.

El dispositivo de incremento de la temperatura de retor-no se debería planificar también, si la temperatura de retorno del agua de calefacción disponible no va a ser casi nunca constante.

El dispositivo de incremento de la temperatura de retor-no incluye lo siguiente:

• Mezclador de agua de calefacción con activador

• Bomba

• Dispositivo de seguridad separado con vaso de expan-sión y válvula de seguridad

• Sensores de temperatura necesarios

• Conexión hacia la unidad de control del CHP orientada hacia el control

El dispositivo de incremento de la temperatura de retorno está totalmente integrado en la caja de aisla-miento acústico del módulo CHP, con tubos de fábrica y conectada eléctricamente. La parametrización se realiza utilizando la pantalla táctil en el cuadro eléctrico del mó-dulo CHP. Puede encontrar el diagrama hidráulico para el dispositivo opcional de incremento de la temperatura de retorno en la Figura 29.

La bomba para el dispositivo opcional de incremento de la temperatura de retorno está adaptada a la salida térmica del módulo CHP y tiene un caudal estándar y también es adecuada para calentar un acumulador de inercia, por ejemplo.

La válvula de tres vías utilizada en el dispositivo opcional de incremento de la temperatura de retorno controla la transmisión de calor del módulo CHP al agua de cale-facción. Por un lado, se mantiene la temperatura de flujo deseada y, por otro lado, se mantienen las condiciones de temperatura en el circuito primario dentro de los márgenes permitidos.

Por razones de la fiabilidad de servicio, la válvula de tres vías tampoco separa la fuente de calor de la red cuando se cierra. Por eso no se debería ver como una válvula de cierre para sistema de calefacción.

Tenga en cuenta que no actúe presión diferencial sobre las uniones del módulo CHP para el agua de calefacción para garantizar las características de control deseadas.

Si se espera presión diferencial cuando se apague el módulo CHP y el módulo CHP debería estar aislado completamente de la red en lo que se refiere al flujo, entonces se deberían utilizar las válvulas de cierre o las válvulas de chequeo correctas en la instalación. Esto es especialmente importante para la integración de varios módulos CHP conectados en paralelo o para una co-nexión paralela directa con otras fuentes de calor.

10.4.6. Sistema de refrigeración de emergencia del CHP

Los módulos CHP funcionan normalmente en el modo controlado por el calor, es decir, la salida de energía se basa en la demanda de calor de la propiedad. Como consecuencia hay un resultado eléctrico específico en el lado del generador. Cuando opera durante fallos de la red eléctrica o en modo de energía de emergencia, el sistema tiene que proporcionar electricidad a la pro-piedad cuando esta demande poco o ningún calor. Para ello, la unidad de control tiene que conmutar hacia el modo controlado por la energía eléctrica. Aquí se tiene que garantizar que el calor excedente se disipe y que las bombas, válvulas, etc. necesarias reciban electricidad durante el fallo de la red.

Conexión hidráulica

Se tiene que garantizar que el calor producido por el mó-dulo CHP se pueda disipar totalmente durante los picos de energía eléctrica y en servicio de sustitución de la red eléctrica. Esta es la razón por lo que se tiene que insta-lar un sistema de refrigeración de emergencia diseñado para toda la salida térmica en el colector del retorno del agua de calefacción en la subida de los módulos.

Se pueden utilizar refrigeradores de agua / agua o de agua / aire como sistemas de refrigeración de emergen-cia.

La bomba primaria del refrigerador de emergencia (agua de calefacción), la bomba secundaria del refrigerador de emergencia (agua / glicol) y los motores de los venti-ladores para los refrigeradores en seco se controlan a través de la unidad de control del CHP. Los refrigerado-res en seco que están incluidos en el kit están diseña-dos para condiciones climáticas y requisitos acústicos normales. La adecuación de los refrigeradores en seco se debe verificar en el caso de que haya unos requisitos más estrictos en el lugar de uso.

El cableado, la instalación de tubos y las conexiones eléctricas e hidráulicas, incluido el llenado de la mezcla de agua / glicol se realizan en el lugar de la instalación.

Periféricos10


Refrigerador agua / agua para servicio a corto plazo

La opción más favorable es la refrigeración agua / agua desde la perspectiva de los costes de inversión. Sin em-bargo, los costes de funcionamiento como refrigerador (casi siempre agua potable) son más elevados.

El refrigerador está integrado en el retorno común del CHP y equipado con válvulas con fines de mantenimien-to.

Para compensar las caídas de presión entre la tubería y el intercambiador de calor de placas se debe disponer de una bomba (P) para el refrigerador de emergencia en forma de una bomba de alimentación. Si se sobrepasa una temperatura máxima del agua de calefacción en el sensor de temperatura de retorno dentro del módulo CHP, la bomba P se activa. Si la temperatura en el refri-gerador de emergencia sube por encima del valor esta-blecido, el controlador abre el grifo de agua fría hacia el refrigerador de emergencia sin energía auxiliar. Tenga en cuenta la temperatura máxima de entrada permitida en los conductos.

Control del intercambiador de calor de placas

El refrigerador de emergencia del CHP se controla y vigi-la totalmente a través de la unidad de control del módulo CHP utilizando kits ofrecidos por Buderus. Los compo-nentes necesarios tienen que estar cableados hacia el cuadro eléctrico de la instalación. La parametrización se realiza utilizando la pantalla táctil en la unidad de control del CHP.

En caso de sustitución de la red eléctrica o de modo de servicio ‘stand alone’, la unidad de control del CHP activa el sistema de refrigeración de emergencia para que éste disipe el calor a la temperatura permitida, si la temperatura de retorno hacia el CHP es demasiado alta.

El refrigerador de emergencia se tiene que diseñar y dimensionar específicamente para la salida térmica máxi-ma del módulo CHP y para las temperaturas máximas esperadas del agua fría.

1 Módulo CHP Loganova (con componentes de dispositivo opcional de incremento de la temperatura de retorno)

2 Refrigerador CHP agua / agua

AG Vaso de expansión AV Válvula de cierreEV Unión flexible (línea de mangueras corrugadas)EK Entrada de agua fríaFN Sensor de temperatura para refrigerador del CHPFR Sensor de temperatura de retorno en el módulo CHPG GeneradorGV Sumidero contra oloresKV Válvula de salidaM Motor a gasP Bomba para refrigerador de emergencia agua / aguaPR Bomba para dispositivo de incremento de temperatura de

retornoR retorno del CHPROH Controlador sin energía auxiliarSR Actuador dispositivo de incremento de temperatura de retornoSV Válvula de seguridadV Flujo CHPWT Intercambiador de calor

Periféricos 10

Fig 38 Diagrama del módulo CHP con refrigerador de emergen-cia agua / agua


Cogeneración con módulos Loganova1

Refrigerador agua / aire para servicio continuo

Si se esperan fallos de la red eléctrica con más duración o si se ha planificado un funcionamiento continuo en modo ‘stand alone’, se debe pensar en un refrigerador agua / aire (intercambiador de refrigeración).

En el retorno común del CHP hay integrado un inter-cambiador de calor de placas con válvulas para realizar trabajos de mantenimiento. Esto es necesario debido a que cuando el intercambiador de refrigeración se ha instalado en el exterior se tiene que agregar hasta un 50 % de glicol al refrigerante para protegerlo de congela-ción. Se tiene que tener en cuenta la baja transmisión de calor de la mezcla agua / glicol cuando se dimensionan el intercambiador de calor de placas, el intercambiador de refrigeración y la bomba secundaria del circuito.

El intercambiador de calor de placas y el intercambia-dor de refrigeración están conectados a la instalación. Las tuberías en la instalación deben estar previstas de protección de contacto. Como se trata aquí de un circui-to cerrado, el sistema secundario de glicol debe estar equipado con un vaso de expansión, con dispositivos de seguridad y con las válvulas de cierre necesarias.

Para el sistema de intercambiador de refrigeración se tienen que tener en cuenta los requisitos acústicos en dependencia con la instalación. En caso de servicio durante fallos de la red eléctrica o cuando opera sólo en modo de corriente de emergencia, se puede acordar normalmente con las autoridades que no son necesarias medidas de protección acústicas para tramitar el per-miso. Sin embargo, si se contemplan servicios con más frecuencia (energía pico), es posible que sea necesario utilizar divisores adecuados para el aislamiento acústi-co. Esto causaría más resistencia y, en ese sentido, una mayor potencia de salida del ventilador. En el caso de instalación en el área DHW se deberían ver e implemen-tar medidas de precaución contra descargas de glicol conjuntamente con las autoridades que dan el permiso.

El refrigerador se controla a través de la unidad de con-trol del CHP y la parametrización se realiza con la pan-talla táctil en la unidad de control del CHP. La función de refrigeración de emergencia sólo puede activarse cuando el CHP sustituye la red eléctrica o funciona en modo ‘stand alone’. Si la temperatura de retorno permitida es demasiado alta en el sensor del módulo CHP, se deman-dan las bombas P1 y P2 así como los ventiladores para el sistema intercambiador de refrigeración.

1 Módulo CHP Loganova (con componentes de dispositivo opcional de incremento de la temperatura de retorno)

2 Refrigerador CHP agua / aire

AG Vaso de expansión AV Válvula de cierreEV Unión flexible (línea de mangueras corrugadas)EK Entrada de agua fríaFR Sensor de temperatura de retorno en el módulo CHPG GeneradorGR Refrigeradores en seco de glicolKV Válvula de salidaM Motor a gasP1 Bomba 1 para refrigerador de emergencia agua / aireP2 Bomba 2 para refrigerador de emergencia agua / airePR Bomba para dispositivo de incremento de temperatura de

retornoR Retorno del CHPSR Actuador dispositivo de incremento de temperatura de retornoSV Válvula de seguridadV Flujo CHPWT Intercambiador de calor

Periféricos10

Fig 39 Diagrama del refrigerador de emergencia agua/– aire del CHP


10.4.7. Intercambiador de calor de condensación para gases de escape

Los módulos CHP Loganova más pequeños, los que tie-nen una salida inferior a 50 kWel, vienen de fábrica con un intercambiador de calor de condensación para gases de escape.

El coste extra por un posible intercambiador de calor de condensación adicional en los módulos CHP más gran-des, incluidos accesorios se amortizan normalmente en unos pocos años.

Para piscinas o propiedades con un elevado porcentaje registrado con un sistema de calefacción bajo suelo y unas temperaturas de retorno significativamente por debajo de 50 ºC recomendamos utilizar el uso de un intercambiador de calor de condensación.

Los intercambiadores de calor de condensación para gases de escape se suministran desde fábrica con la vál-vula de seguridad necesaria y un fusible de seguridad de límite elevado (HLSC), el HLSC se tiene que integrar en la cadena de seguridad de la unidad de control del CHP.

Para el drenaje de la condensación se tiene que tener en cuenta la sección 10.4.4. La cantidad de condensa-ción es de hasta 20 litros por hora para el módulo CHP Loganova EN50.

El intercambiador de calor de condensación para gases de escape se tiene que inspeccionar durante unos inter-valos más largos en el contexto de trabajos de repara-ción y posiblemente se tiene que limpiar.

Periféricos 10

Tabla 38 Especificación para el intercambiador de calor de condensación


unidad EN201) EN50 EN70 EN140 EN240

Salida kW 7,0 12 16,5 31,0 54,0

Temperatura del agua de calefacción- Entrada- Salida

°C°C

InternoInterno

4,04,3

4,04,3

4,04,3

4,04,3

Temperatura de los gases de escape- Entrada- Salida

°C°C

InternoInterno

11050

11050

11050

11050

Caudal del agua de la calefacción m3/h Interno 3,4 4,7 8,9 15,4

Temperatura máxima de flujo del agua de calefacción

°C 80 95 95 95 95

Presión de servicio máxima del agua de calefacción

bares 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0

Fusible de seguridad de límite elevado °C Interno 98 98 98 98


11.1 Información acerca de todos los ejemplos de sistemas

11.1.1 Equipamiento necesario y opcional

11 Ejemplos de sistemas

Ejemplos de sistemas11

Fig 40 Diagrama hidráulico con el equipamiento necesario y opcional para cada módulo CHP Loganova

1 Módulo CHP Loganova - equipamiento necesario con dispositivo de incremento de temperatura de retorno en la instalación

2 Módulo CHP Loganova - equipamiento necesario y opcional con dispositivo de incremento de temperatura de retorno integrado (tenga en cuanta caídas adicionales de la presión debido al colector de lodos (SF) y la válvula de regulación (RV) .

AG Vaso de expansión AV Válvula de cierreEV Unión flexible (línea de mangueras corrugadas)FR Sensor de temperatura de retorno en el módulo CHPFZB Sensor térmico adicional para el CHPG GeneradorHK Circuitos de calefacción KR Válvula de chequeoM Motor a gasPR Bomba para dispositivo de incremento de temperatura de

retornoR retorno del CHPSR Actuador dispositivo de incremento de temperatura de retornoSV Válvula de seguridadV Flujo CHP

Equipo necesario para cada módulo CHP

• Los componentes necesarios (Fig. 40, válvulas de cierre, etc.) se tienen que instalar en los periféricos del módulo CHP

• El dispositivo de incremento de la temperatura de retorno se integra en el módulo en la fábrica cuando se realiza el pedido

• El equipo de seguridad (válvulas de seguridad y equipo de mantenimiento de la presión) para el sistema de calefacción bajante se tiene que dimensionar específicamente para el sistema

• El vaso de expansión y la válvula de seguridad en el módulo CHP sirven como dispositivos de seguridad separados sólo para el módulo CHP

• Un colector de lodos (SF) debería instalarse siempre en el retorno a cada módulo CHP

• Para un servicio en paralelo con otras fuentes de calor o un servicio en paralelo directo con la red de calefacción, se debería disponer de servoválvulas o válvulas de chequeo para prevenir un flujo indeseado.


11Ejemplos de sistemas

11.1.2 Control de un módulo CHP individual y del sistema de caldera

Control interno del CHP

El control interno del CHP tiene una configuración modu-lar. Controla y vigila la gestión del motor, la sincroniza-ción con la red eléctrica, el control de seguridad, etc. del módulo CHP Loganova.

Control de la caldera

El módulo CHP Loganova asume la carga base térmica de un sistema. La caldera sólo se enciende en caso de picos en la demanda de calor.

La prioridad del módulo CHP se tiene que asegurar a través de un sistema hidráulico adecuado en combina-ción con la unidad de control del circuito de la caldera y de la calefacción.

En combinación con calderas de Buderus, los sistemas de control de Buderus ofrecen módulos adecuados adi-cionales, tal y como el FM444 para el control del acumu-lador de inercia térmica y la prioridad para fuentes de calor de carga básica. Puede encontrar en los siguientes apartados sistemas hidráulicos preferidos por Buderus y consejos de control.

Opción de monitoreo a distancia

El control interno del CHP tiene una interface para transmitir mensajes y valores medidos. Esto hace po-sible realizar un monitoreo a distancia del módulo CHP Loganova utilizando un módem de monitoreo a distancia que se ofrece como opción.

Con este módem, el control del CHP reporta inmedia-tamente todos los fallos o trabajos de mantenimiento planificados a un PC, teléfono o a un fax. El historial del módulo CHP se puede leer también a través de este monitoreo a distancia.

El módem de monitoreo a distancia se utiliza normal-mente en combinación con un contrato de mantenimien-to global con localización de averías. El módulo CHP transmite inmediatamente avisos, fallos a mensajes de mantenimiento al centro de servicio técnico. Los da-tos almacenados se pueden analizar en el caso de una avería, permitiendo así detectar la causa del fallo antes de que el servicio técnico llegue al lugar en el que está instalado el sistema.

Conexión opcional de BUS de datos

Cada módulo CHP viene equipado de fábrica con una interface RS232. Con la opción de conexión de BUS de datos, el módulo CHP puede conectarse a una unidad de control de mayor rango utilizando varios protocolos BUS.

En un principio, todos los datos, valores configurados y actuales, display de fallos y avisos que están disponi-bles en la unidad de control del CHP se pueden leer con esta conexión BUS. El módulo CHP también se puede controlar y parametrizar a distancia con los derechos de usuario correspondientes.

Con protocolos BUS industriales convencionales, tales como CANopen, Profibus DP o el protocolo 3964 R, usted puede recibir los puntos de entrada de datos para su módulo CHP en forma de una lista de selección tras solicitarlo a su oficina comercial de Buderus.

Los puntos de entrada de datos requeridos se acti-van en el módulo CHP para su transmisión y se tienen que configurar como punto de entrada de datos en el sistema de gestión del edificio. Se requiere un software y un hardware adecuados en el sistema del cliente para configurar los puntos de entrada de datos e integrarlos en el sistema de gestión del edificio. El tiempo que se requiere para configurar y probar la conexión BUS es considerable. Esa es la razón por la que la conexión BUS sólo se utiliza en sistemas de calefacción grandes y extensivos, p. ej. en grandes hospitales.

Control opcional del estatus de calentamiento del acumulador de inercia

Siempre se debería planificar un acumulador de inercia térmica cuando el consumo de calor no es constante o con fines de separación hidráulica. El control del estatus de calentamiento del cilindro colector se recomienda para un apagado y encendido sencillo del módulo CHP Loganova.

El control del estatus de calentamiento del acumulador de inercia está totalmente integrado en la unidad de control del CHP y comprende los terminales de entrada para los sensores térmicos “acumulador arriba” y “acu-mulador abajo” así como el módulo de software adecua-do para el módulo CHP. Los sensores térmicos de tres hilos están incluidos en el suministro estándar.

Los límites para la parte superior y la parte inferior del cilindro se pueden configurar y el controlador se puede parametrizar con la pantalla táctil del módulo CHP. Pue-de encontrar ejemplos de sistemas hidráulicos con una descripción de funciones en páginas sucesivas.


Control opcional del análisis de calentamiento del acu-mulador de inercia

El control opcional del análisis de calentamiento del acu-mulador de inercia está totalmente integrado en la uni-dad del control del CHP y comprende los terminales de entrada para los sensores térmicos “acumulador arriba”, “acumulador mitad” y “acumulador abajo”, así como un sensor térmico adicional para el agua de la calefacción en la bajante del sistema del módulo CHP.

El control del análisis de calentamiento se adapta al módulo CHP como un módulo de software. Los sensores térmicos de tres hilos están incluidos en el suministro estándar.

Los límites para la parte superior y la parte inferior del acumulador se pueden configurar y el controlador se puede parametrizar con la pantalla táctil del módulo CHP.

El control opcional del análisis de calentamiento del acumulador de inercia analiza dinámicamente los proce-sos de calentamiento y de descarga en el acumulador e influencia la modulación del módulo CHP. Esto permite optimizar el tiempo de funcionamiento del módulo CHP.

Además, el control opcional del análisis de calentamiento del acumulador colector puede medir la temperatura del agua de la calefacción en la bajante del cilindro colector del CHP utilizando el cuarto sensor térmico (incluido en el suministro estándar).

Las calderas de picos de carga se pueden encender y apagar después de realizar la comparación con los valo-res establecidos.

No se puede utilizar la función como unidad de control de 2 módulos cuando el módulo CHP trabaja en modo de sustitución de la red eléctrica.

11.1.3 Control de dos o más módulos CHP con sistema de caldera utilizando el controlador multi-módulos (MMC)

Aplicación

Si se piensa instalar dos o más módulos CHP Logano-va para un sistema, los módulos CHP y el sistema de calefacción con varias calderas de pico de carga pueden controlar con el MMC (controlador multi-módulos).

El controlador multi-módulos se ubica en un cuadro eléc-trico separado y dispone de su propio PC industrial con pantalla táctil. El MMC también puede controlar módu-los CHP con la función de sustitución de la red eléctrica, los refrigeradores de emergencia y, si se solicita, otros periféricos específicos del proyecto.

Sólo los componentes y las funciones estándar del cuadro eléctrico del MMC se encuentran en la lista que viene a continuación.

Componentes del cuadro eléctrico del MMC

El cuadro eléctrico del MMC está cableado y listo para conectarse y dispone de los siguientes componentes:

• PC industrial

• Operación a través de pantalla táctil

• Entradas y salidas digitales

• Entradas analógicas

• Salidas analógicas

• Interface de datos para sistemas BUS convencionales (Profibus, CAN)

• Conexión serial de datos para un módem compartido de monitoreo a distancia

• Conexión CAN BUS para los módulos CHP Loganova conectados

• En dependencia de la propiedad, un hardware adicional en forma de dispositivos de control y de señalización, p. ej. para sistemas de sustitución de la red eléctrica

• Relé central de parada de emergencia con seta de emergencia

• Suministro eléctrico propio

11 Ejemplos de sistemas


Funciones estándar del MMC

• Control y monitoreo de lo siguiente

- Módulos CHP - Calderas - Circuitos de calefacción - Control del estatus de calentamiento del acumulador

de inercia - Calentamiento DHW

• Configuración del sistema con menú

• Encendido y apagado del módulo totalmente regulable en dependencia de las horas de funcionamiento

• Control del sistema de refrigeración de emergencia durante el funcionamiento de sustitución de la red eléctrica o servicio controlado por la potencia

• Control de secuencia de calderas utilizando el sensor térmico estratégico, 2 fases o en modulación

• Cumplimiento de las condiciones de servicio de las calderas a través del activador (SK) y/o el sensor térmico de flujo (FK)

• Control de las bombas del circuito de calefacción (PH) (dentro del circuito de calefacción) y de las bombas primarias de los cilindros.

• Control de los circuitos de calefacción en dependencia de la temperatura exterior

• Especificación de la salida térmica a través de una señal analógica u, opcionalmente, del BUS de datos

• Desinfección térmica del acumulador de suministro de a.c.s.

11.1.4 Información general sobre el diseño

• El módulo CHP Loganova asume la carga térmica bási-ca de un sistema. La caldera sólo se enciende cuando hay picos de demanda de calor

• El uso de un módulo sin acumulador de inercia sólo se recomienda si el consumo de calor de la propiedad es constante. Esto evita un funcionamiento cíclico del módulo CHP.

• La temperatura de retorno hacia el módulo CHP debe ser de entre 60 ºC y 70 ºC. (Para Loganova EN20 máx. 60 ºC)

• El módulo CHP Loganova está sujeto a un caudal constante. Para garantizar este caudal, el módulo CHP tiene que estar separado hidráulicamente.

• El caudal hacia el módulo CHP debe garantizar una dispersión de la temperatura de aprox. 20 K.

• Para ahorrar espacio no se incluye un diagrama del calentamiento de a.c.s. en los ejemplos del sistema. Sin embargo siempre es posible utilizar el calentamien-to de a.c.s.

• Las salidas de las uniones en el retorno del sistema conectadas al módulo CHP o al acumulador de inercia tienen que ajustarse a la dirección del flujo tal y como se muestra en los ejemplos del sistema (→ Fig 40)

• El control del módulo CHP Loganova y de las calderas por un control de mayor rango (DDC/GLT) es posible a través de los contactos estándar libres de tensión o la conexión BUS opcional.

Ejemplos de sistemas 11


11.2.1 Descripción de funciones del CHP en modo automático de control por el calor con control del refrigerante del motor

En el modo automático del CHP sin otro sistema de con-trol de mayor rango, el control del refrigerante del motor siempre está activo.

Después de haber activado el modo automático en el módulo CHP, el módulo aumenta su potencia de salida hasta llegar al valor definido. Si el consumo de calor del circuito de calefacción es demasiado bajo para el calor que produce el módulo CHP, aumenta la temperatura de retorno hacia el módulo CHP. Esto hace bajar la salida térmica transmitida desde el circuito del motor hacia el circuito de calefacción y hace que aumente la tem-peratura en el circuito refrigerante del motor (circuito primario). El control del refrigerante del motor varía ahora la transmisión de calor del circuito del motor hacia el sistema de calefacción externo conectado. La variable de control es la temperatura del refrigerante del motor y la variable de corrección es la salida.

Si la temperatura de retorno del sistema de calefacción externo aumenta brevemente, el módulo CHP puede reducir la salida de calor transmitido a través del control del refrigerante del motor. Si se sobrepasa una tem-peratura regulada del refrigerante del motor, la unidad de control del módulo CHP comienza a reducir la salida eléctrica hasta que se alcanza una salida mínima y una temperatura del refrigerante del motor de unos 95ºC. La salida mínima se puede ajustar entre el 100% y el 50% de la salida establecida del módulo CHP.

Este proceso reduce la frecuencia de apagado como consecuencia de que se alcance la temperatura máxi-ma permitida del motor. Si la temperatura del circuito de calefacción vuelve a caer, se revierte el proceso y el módulo CHP incrementa la potencia de salida hasta el valor establecido.

El control del refrigerante del motor es una función de control básica y siempre está activa en todas las demás versiones de control. El ámbito de modulación del mó-dulo CHP se puede limitar estableciendo los parámetros del control del refrigerante del motor de forma corres-pondiente.

11.2.2 Descripción de funciones del CHP en modo automático de control por el calor con acumulador de inercia térmica

Encendido del módulo CHP

El módulo CHP Loganova arranca cuando la temperatura del acumulador cae en el sensor térmico FPU por debajo de la temperatura de encendido configurada (recomen-dación: 70ºC).

Apagado del módulo CHP

El módulo CHP Loganova se apaga cuando la tempera-tura del acumulador sube en el sensor térmico FPU por encima de la temperatura de apagado configurada (re-comendación: 68ºC) o cuando la temperatura de retorno de 70ºC se supera en el sensor FZB adicional del CHP.

Encendido de la caldera

El sistema de calderas recibe la orden del control de calderas o de una unidad de control de mayor rango a través del sensor térmico en la instalación.

11.2.3 Descripción de funciones del CHP en modo automático de control por el calor con sensor adicional FZB

El sensor adicional FZB se puede utilizar durante el ser-vicio del CHP tanto con acumulador de inercia como sin él. Es un criterio adicional de encendido y apagado. Esto puede prevenir condiciones de servicio con carga parcial y la frecuencia de los ciclos.


El módulo CHP Loganova arranca cuando la temperatura de retorno en el sensor térmico adicional FZB del módu-lo CHP cae por debajo de la temperatura de encendido configurada (recomendación: 65ºC).

La diferencia de temperatura entre la temperatura de encendido y la temperatura de apagado (70ºC) en el sensor térmico adicional FZB del módulo CHP debería ser como mínimo de 5 K. La temperatura de apagado se debe establecer en dependencia de las condiciones de servicio dadas en el sistema.


El módulo CHP Loganova se apaga cuando se supera la temperatura de retorno de 70ºC en el sensor térmico adicional FZB del módulo CHP.

Para el módulo CHP Loganova EN20, las temperaturas de encendido y de apagado del módulo CHP deben ser más bajas y se tienen que elegir correspondientemente.

11.2 Descripción de funciones para los ejemplos de sistema 1 a 4



11.3 Ejemplo de sistema 1: Módulo CHP con acumulador de inercia y control estándar del cilindro colector


Fig 41 Diagrama hidráulico del módulo CHP Loganova con acumulador de inercia y control estándar del acumulador

1 Módulo CHP Loganova (con dispositivo opcional de incremento de la temperatura de retorno integrado)

2 Acumulador de inercia

AG Vaso de expansión AV Válvula de cierreDN1 Diámetro interno, adaptado a la salida del CHPDN2 Diámetro interno del retorno general del sistema EV Unión flexible FPO Sensor térmico, cilindro colector, arribaFPU Sensor térmico, cilindro colector, abajoFV Sensor térmico del caudalFZB Sensor térmico adicional para el CHPG GeneradorHK Circuitos de calefacción KV Válvula de salidaM Motor a gasPH Bomba del circuito de calefacción R Retorno del CHPRB Bypass de retornoSH Servomotor V Flujo CHP



El módulo CHP Loganova arranca cuando la tempera-tura del acumulador en el sensor térmico FPO cae por debajo de la temperatura de encendido configurada (recomendación: 70ºC).


El módulo CHP Loganova se apaga cuando la tempera-tura del acumulador en el sensor térmico FPO sube por encima de la temperatura de apagado configurada (reco-mendación: 68 ºC) o cuando la temperatura de retorno de 70ºC se supera en el sensor FZB adicional del CHP.

Información general sobre el diseño

• El acumulador de inercia térmica se requiere para el servicio del módulo CHP cuando los consumidores (circuitos de calefacción) no consumen calor de forma constante para prevenir el funcionamiento cíclico del módulo CHP.

• Con un acumulador de inercia grande y la gestión correcta del cilindro, el módulo CHP puede funcionar temporalmente en servicio controlado por la potencia (cubriendo picos de potencia).

• Es posible dividir el volumen del colector en dos acu-muladores.

• La separación hidráulica del módulo CHP y de los con-sumidores se garantiza con el acumulador de inercia.

• Se tiene que instalar el sensor térmico adicional FZB en el retorno de la calefacción cerca del punto de en-ganche del acumulador de inercia del CHP.

• El diámetro interno DN2 de los tubos de unión en el sistema de retorno del lado del acumulador debe ser el mismo que el diámetro interno en el retorno del siste-ma de calefacción. Esto permite que se utilice toda la reserva de salida dinámica del acumulador de inercia durante picos de consumo a corto plazo. Por eso se puede retrasar mucho tiempo la conexión de calderas adicionales.

• El diámetro interno DN1 en los tubos de unión del lado del acumulador hacia el módulo CHP tiene que ajustarse a la salida térmica del módulo CHP y al calor residual de la bomba del circuito de calefacción.

• Si se utiliza el dispositivo de incremento de la tem-peratura de retorno, la bomba integrada en el módulo CHP asume esta tarea.



11.4 Ejemplo de sistema 2: Dos módulos CHP con acumulador de inercia y control prioritario del acumulador


Fig 42 Diagrama hidráulico de dos módulos CHP Loganova con acumulador de inercia y control prioritario del acumulador



AG Vaso de expansión AV Válvula de cierreDN1 Diámetro interno (1 x salida de CHP)DN2 Diámetro interno (1 x salida de CHP) DN3 Diámetro interno del retorno del sistema EV Unión flexible FPM Sensor térmico, acumulador, mitadFPO Sensor térmico, acumulador, arribaFPU Sensor térmico, acumulador, abajoFV Sensor térmico del caudalFZB Sensor térmico adicional para el CHPFZS Sensor térmico estratégico adicional para el CHPG GeneradorHK Circuitos de calefacción KR Válvula de chequeoKV Válvula de salidaM Motor a gasPH Bomba del circuito de calefacción R Retorno del CHPRB Bypass de retornoSH Servomotor V Flujo CHP



El primer módulo CHP Loganova arranca cuando la tem-peratura del acumulador en el sensor térmico FPO cae por debajo de la temperatura de encendido configurada (recomendación: 70 ºC).

Si no aumenta la temperatura en el sensor FPO se en-ciende el segundo módulo CHP.


Los módulos CHP Loganova se apagan sucesivamente cuando la temperatura del acumulador en el sensor tér-mico FPO sube por encima de la temperatura de apa-gado configurada (recomendación: 68 ºC) o cuando la temperatura de retorno de 70 ºC se supera en el sensor FZB adicional del CHP.

Con el sensor FPM en la mitad del acumulador de inercia, el control de calentamiento del acumulador analiza dinámicamente los procesos de calentamiento y de descarga e influencia la modulación de los módulos CHP. Esto permite la optimización del funcionamiento del sistema CHP.

Información especial sobre el diseño

• Para sistemas con dos módulos, los dos módulos CHP están controlados de tal manera que el tiempo de funcionamiento sin modulación es lo más largo posible. Los módulos CHP se apagan o se encienden de forma sucesiva

• Se tiene que instalar el sensor térmico adicional FZB en el retorno de la calefacción cerca del punto de en-ganche del acumulador de inercia del CHP.

• El sensor térmico adicional FZS (sensor estratégico para el módulo CHP) se tiene que instalar en el retor-no de la calefacción en la bajada del módulo CHP y en la entrada a fuentes de calor adicionales.

• Si la temperatura en el sensor adicional FZS supera una temperatura específica, el control prioritaria de acumulador de inercia bloquea las calderas de picos de carga.

• El sensor FPM que se encuentra a la mitad del acu-mulador tiene la función de gestión estratégica del cilindro. Utilizando sus valores en combinación con los valores medidos por el FPO y el FPU, se modula el CHP para evitar un funcionamiento cíclico.

• El diámetro interno DN3 de los tubos de unión en el sistema de retorno del lado del acumulador debe ser el mismo que el diámetro interno en el retorno del sistema de calefacción. Esto permite que se utilice toda la reserva de salida dinámica del acumulador durante picos de consumo a corto plazo. Por eso se puede retrasar mucho tiempo la conexión de calderas adicionales.

• Los diámetros internos DN1 y DN2 en los tubos de unión del lado del acumulador de inercia hacia el módulo CHP tienen que ajustarse a la salida térmica del módulo CHP y al calor residual de la bomba del circuito de calefacción


• Para prevenir flujo por los módulos CHP que en ese momento no trabajan, se dispone de servoválvulas o válvulas de chequeo en los tubos de flujo de los CHP



11.5 Ejemplo de sistema 3: Módulo CHP con acumulador de inercia y control estándar del acumulador, caldera de condensación a gas, caldera convencional y controlador Logamatic


Fig 43 Diagrama hidráulico de módulo CHP Loganova con acumulador de inercia y control estándar del cilindro colector, caldera de con-densación a gas, caldera convencional y controlador Logamatic

1 Caldera (convencional) Logano con controlador Logamatic 4312

2 Caldera Logano Plus (de condensación) con controlador Logamatic 4321/22 y módulos de funciones FM447 y FM458.



AG Vaso de expansión AK Válvula de cierre, cierre normalAV Válvula de cierreDN1 Diámetro interno adaptado a la salida del CHPDN2 Diámetro interno del retorno del sistema general EV Unión flexible FA Sensor térmico exteriorFK Sensor térmico de caudal (circuito de calderas)FPO Sensor térmico, acumulador, arribaFPU Sensor térmico, acumulador, abajoFV Sensor térmico del caudal (circuito de calefacción)FVS Sensor térmico estratégico adicionalFZB Sensor térmico adicional para el CHPG GeneradorHK Circuitos de calefacción KV Válvula de salidaM Motor a gasPH Bomba del circuito de calefacción (circuito de calefacción)PK Bomba del circuito de calefacción (circuito de calderas)RB Bypass de retornoRK1 Retorno de temperatura bajaRK2 Retorno de temperatura altaRV Válvula de regulaciónSH Servomotor (circuito de calefacción)SK Activador (circuito de calderas)SV Válvula de seguridadUV Válvula de inversión



El módulo CHP Loganova arranca cuando la temperatura del acumulador en el sensor térmico FPO cae por debajo de la temperatura de encendido configurada (recomen-dación: 70ºC).


Si la temperatura del caudal en el sensor estratégico FVS está por debajo del valor establecido, la primera caldera (caldera principal) se enciende. El circuito de calefacción (HK) con la temperatura más elevada pro-porciona el valor establecido para el sensor estratégico FVS. Si la salida térmica de la primera caldera no es suficiente se enciende la segunda caldera (en sistemas con dos calderas).

Apagado de la caldera

Si la temperatura del caudal en el sensor estratégico FVS está por encima del valor establecido, la segun-da caldera (en sistemas con dos calderas) se apaga y después lo hace la primera caldera. El módulo CHP Loganova continúa operando hasta que no se supere la temperatura de retorno de 70 ºC en el sensor térmico adicional FZB del CHP.


El módulo CHP Loganova se apaga cuando la tempera-tura del acumulador en el sensor térmico FPU sube por encima de la temperatura de apagado configurada (re-comendación: 68ºC) o cuando la temperatura de retorno de 70ºC se supera en el sensor FZB adicional del CHP.


• El acumulador de inercia térmica se requiere para el servicio del módulo CHP cuando los consumidores (circuitos de calefacción) no consumen calor de forma constante para prevenir el funcionamiento cíclico del módulo CHP.

• Con un acumulador de inercia grande y la gestión co-rrecta del acumulador, el módulo CHP puede funcionar temporalmente en servicio controlador por la potencia (cubriendo picos de potencia).

• Es posible dividir el volumen de inercia en dos acumu-ladores. La separación hidráulica del módulo CHP y de los consumidores se garantiza a través del acumulador de inercia.

• Debido a que el retorno está derivado hacia la caldera de condensación a la subida del acumulador de inercia no se necesita un dispositivo de incremento de la tem-peratura de retorno.

• El diámetro interno DN2 de los tubos de unión en el sistema de retorno del lado del acumulador debe ser el mismo que el diámetro interno en el retorno del siste-ma de calefacción. Esto permite que se utilice toda la reserva de salida dinámica del acumulador de inercia durante picos de consumo a corto plazo. Por eso se puede retrasar mu-cho tiempo la conexión de calderas adicionales.

• El diámetro interno DN1 en los tubos de unión del lado del cilindro colector hacia el módulo CHP tienen que ajustarse a la salida térmica del módulo CHP y al calor residual de la bomba del circuito de calefacción.




11.6 Ejemplo de sistema 4: Módulo CHP con acumulador de inercia y control del acumulador, con módulo de funciones FM444, caldera de condensación a gas, caldera convencional y controlador Logamatic


Fig 44 Diagrama hidráulico de módulo CHP Loganova con acumulador de inercia y control del acumulador con módulo de funciones FM444, caldera de condensación a gas, caldera convencional y controlador Logamatic

1 Caldera (convencional) Logano con MC10 y BC10

2 Caldera Logano Plus (de condensación) con controlador Logamatic 4321

3 Módulo CHP Loganova (con dispositivo opcional de incremento de la temperatura de retorno integrado) con control a través del módulo de funciones FM444 (consultar disponibilidad)


AV Válvula de cierreDN1 Diámetro interno adaptado a la salida del CHPDN2 Diámetro interno del retorno del sistema general EV Unión flexible FK Sensor térmico de caudal (circuito de calderas)FAR Sensor térmico del retorno del sistemaFPM Sensor térmico, en la mitad del acumuladorFPO Sensor térmico, acumulador, arribaFPU Sensor térmico, acumulador, abajoFV Sensor térmico del caudal (circuito de calefacción)FVS Sensor térmico estratégico adicionalG GeneradorHK Circuitos de calefacción M Motor a gasPH Bomba del circuito de calefacción (circuito de calefacción)PK Bomba del circuito de calefacción (circuito de calderas)SH Servomotor (circuito de calefacción)SK Activador (circuito de calderas)SWE Activador para fuente de calor integrada o cilindro colectorSV Válvula de seguridad


El control del módulo CHP a través del módulo de funciones FM44 es especialmente útil para sistemas de calderas con unidades de control digitales de Buderus de la serie 4000. Esto permite un control conveniente de los circuitos de calefacción y de las calderas así como el control del acumulador de inercia con prioridad para el módulo CHP. El módulo CHP mismo está integrado y se le requiere a través de la entrada libre de voltaje WE-ON. La salida del módulo CHP está controlada por el control del refrigerante del motor.

Encendido del cilindro colector

El retorno del sistema está controlado por el acumulador de inercia a través de la inversión de la Servoválvula SWE hasta que la temperatura en el sensor térmico FPO es más alta que la temperatura en el sensor térmico FAR.


El módulo CHP Loganova arranca cuando la temperatura del acumulador de inercia en el sensor térmico (sensor térmico FPM) cae por debajo de la temperatura requeri-da por el sistema.

Por eso la posición actual del FPM determina el arran-que del módulo CHP y el volumen útil del módulo CHP. La posición del sensor térmico FPM se debe determinar en dependencia de los requisitos del sistema.

La experiencia práctica ha mostrado que es recomenda-ble establecer una posición entre justamente por debajo del sensor térmico FPO y bajando hasta aprox. 2/3 de la altura del acumulador.


La caldera no se enciende hasta que la temperatura en el acumulador (sensor térmico FPO) no cae por debajo de la temperatura establecida para el sistema.


La fuente de calor alternativa se apaga cuando la parte más baja del acumulador de inercia (sensor térmico FPU) se ha calentado hasta la temperatura establecida para el sistema.


• El módulo de funciones FM444 permite realizar va-riantes hidráulicas adicionales, p. ej. integración del módulo CHP a través del calentador de pérdidas bajas. Puede encontrar sugerencias para ello en el manual técnico para el sistema de control modular Logamatic 4000: controladores y funciones añadidas.

• El cilindro colector térmico se requiere para el servicio del módulo CHP cuando los consumidores (circuitos de calefacción) no consumen calor de forma constan-te para prevenir el funcionamiento cíclico del módulo CHP.

• Es posible dividir el volumen de inercia en dos acumu-ladores. La separación hidráulica del módulo CHP y de los consumidores se garantiza a través del acumulador de inercia.

• Debido a que el retorno está derivado hacia la caldera de condensación a la subida del acumulador no se ne-cesita un dispositivo de incremento de la temperatura de retorno.

• El diámetro interno DN2 de los tubos de unión en el sistema de retorno del lado del acumulador debe ser el mismo que el diámetro interno en el retorno del siste-ma de calefacción. Esto permite que se utilice toda la reserva de salida dinámica del acumulador de inercia durante picos de consumo a corto plazo. Por eso se puede retrasar mu-cho tiempo la conexión de calderas adicionales.

• El diámetro interno DN1 en los tubos de unión del lado del acumulador de inercia hacia el módulo CHP tienen que ajustarse a la salida térmica de los módulos CHP.



11.7.1. Demanda del módulo CHP a través de un contacto externo libre de tensión

El módulo CHP se requiere a través de un contacto externo libre de tensión (terminal 1 x 2 – autoarran-que). Cuando se cierra el contacto externo, el módulo CHP arranca inmediatamente. El módulo CHP funciona entonces rápidamente hasta que se alcanza la salida establecida. La salida establecida es la salida eléctrica guardada en la unidad de control del CHP, la misma que la salida eléctrica establecida del módulo CHP en estado de suministro (ver placa de datos).

Con el fin de transmitir la salida térmica establecida se requiere una diferencia de temperatura de 20 K entre la salida y el retorno. Las temperaturas de salida máximas VLmax son para Loganova.

• EN20: VLmax = 80 ºC

• EN50, EN70, EN140, EN240: VLmax = 90 ºC

Si la temperatura de retorno sube por encima del valor VLmax -20 K, entonces la diferencia de temperatura dis-ponible cae por debajo de los 20 K y el módulo CHP ya no puede seguir transmitiendo toda la potencia térmica. Esto tiene las siguientes consecuencias:

• La temperatura del refrigerador del motor sube

• La unidad de control del CHP reduce la salida basán-dose en una curva específica

• Si la temperatura del refrigerante del motor vuelve a subir después de reducir la salida a un mínimo del 50 % de la salida establecida (eléctrica) se efectúa un apagado controlado.

Si todavía se está pendiente de un requerimiento de autoarranque, el módulo CHP arranca después de en-friarse y de un pequeño retardo, sin tener en cuenta el diferencial de temperatura. Esto puede provocar varios apagados controlados en un periodo corto. Si hay más de cinco apagados controlados en una hora, el módulo CHP entra en un estatus de fallo. Este estatus de fallo debe recibir manualmente un acuse de recibo en el módulo.

• En caso de una requerimiento externo, asegúrese de que el módulo esté apagado a tiempo (señal de autoarranque en OFF) para evitar de forma segura que el módulo vuelva a arrancar en contra el apaga-do controlado.

Configuración para la gestión externa del acumulador de inercia

• Conmutador de umbral de temperatura en parte supe-rior del acumulador Cuando la temperatura cae por debajo de este umbral, el módulo CHP se enciende: Después de un requerimiento de establecer tempera-tura de retorno del sistema, máximo 75 – 78 ºC

• Conmutador de umbral de temperatura en parte infe-rior del acumulador Cuando la temperatura supera este umbral, el módulo CHP se apaga: 55 – 58 ºC (Puede aumentarse ligeramente después de un periodo prolongado de servicio a prueba, pero nunca por enci-ma de 65 ºC).

• En dependencia del nivel de temperatura del sistema, los valores térmicos se pueden seleccionar también en paralelo para que sea más bajo. Para ello debe haber un diferencial de temperatura adecuado (temperatura de salida requerida – parte inferior del colector) de 20 K cuando el módulo CHP arranque con el fin de poder funcionar a plena carga térmica.

11.7.2. Requerimiento del módulo CHP a través de señal analógica de requerimiento de carga

Adicionalmente al requerimiento a través del autoarran-que descrito arriba, se puede utilizar una señal analógica externa de -10 V, 4-20 mA para especificar la salida a través de la entrada analógica externa (configurar salida de CHP), terminal 1 X 4.

• 4 mA = 50 % de la salida eléctrica mínima configurada

• 20 mA = 100 % de la salida eléctrica máxima configu-rada

El controlador externo puede reducir la potencia de sali-da máxima configurada del módulo CHP sobre la base de una curva especificada en el controlador externo cuando se ha aproximado la temperatura de retorno máxima permitida de aprox. 58 ºC (o la temperatura de la parte inferior del colector cae por debajo del calor definido).

Esto puede evitar la intervención del control interno del refrigerante del motor del CHP.

En caso de un diferencial de temperatura de aprox. 12 K entre la salida y el retorno, la salida debería reducirse al 50 %. Si ese diferencial cae por debajo de aprox. 12 K, se tiene que apagar el módulo CHP (inte-rrumpiendo el contacto externo “autoarranque”).

11.7 Información de diseño para sistemas con demanda de módulos CHP Loganova de Buderus a través de un controlador externo y con gestión externa del acumulador de inercia



11.7.3. Optimización del sistema y parametrización en caso de requerimiento externo de calor

La configuración para y la optimización de periodos de servicio y de no servicio son fundamentales para el tiempo de ejecución y la frecuencia de arranque del módulo CHP.

• Asegure un tiempo de ejecución a plena carga adecuado con una frecuencia de arranque minimiza-da. Este es el requisito básico para la eficiencia de costes y un servicio del módulo CHP sin fallos.

La parametrización y la optimización de un requerimiento externo de calor no forma parte de la puesta en marcha o del mantenimiento de un módulo CHP.

Tenga en cuenta los siguientes puntos:

• Debe haber sensores térmicos en áreas con un flujo seguro

• Los sensores deberían utilizarse en nichos de sensores en el acumulador de inercia.

• La posición de los sensores térmicos en el acumulador se debe determinar en la instalación en dependencia del diseño del acumulador, de su tamaño y del caudal esperado.

• Las temperaturas actuales a configurar en la unidad de control del CHP o en el controlador de la instalación pueden variar debido a las tolerancias de los sensores y la desviación de control y se tienen que chequear como parte de la optimización del sistema. Si es nece-sario habrá que corregirlas varias veces.



Notas

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09/2011

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