Buen día,

Abro el siguiente post para aceptar todo tipo de críticas y sugerencias de todo tipo de expertos y especialistas del sector para la instalación de calefacción con biomasa que estamos diseñando para una piscina cubierta utilizando suelo radiante:

Si no os apetece/interesa leer no os salgáis de lo que está en negrita.

Situación:

Tengo disponible y parada una estufa HIDROCOPPER Súper de 29 KW que está parada porque la instalación de las tuberías de salida de humos del salón no ha sido dimensionada correctamente y no se genera el tiro necesario, ni con la turbina de la caldera al máximo, para extraer los humos, por consiguiente, los humos se almacenan en la caldera hasta conseguir apagar la llama. Una vez apagada se generan subidas de presión en el hogar cada vez que se enciende de nuevo la combustión ocasionando fugas de humos por la parte alta del intercambiador y llenando el habitáculo de humo. Originalmente se ideó esta estufa de pellets para ayudar a la estufa principal de gasoil para calentar una casa unifamiliar con el objetivo de bajar el consumo de gasoil, pero hemos optado por aumentar la eficiencia con un termostato Nest en vez de la caldera de apoyo y la verdad estamos muy contentos con el resultado.
Recientemente hemos decidido cubrir una piscina de 50m3 y utilizar la caldera que tenemos parada para calentar el habitáculo de unos 100m2 a la vez que el agua (¡Y esta vez dimensionar correctamente el sistema de salida de humos!). Dado el poco espacio disponible hemos optado por escoger suelo radiante en vez de radiadores. Por ello quería aprovechar la caldera para realizar un circuito de doble uso, suelo radiante además de calentar el agua de la piscina.

Después de muchos cálculos y bocetos hemos conseguido hacer un dimensionamiento del sistema de suelo radiante con una potencia de 7.2 kW. (Explicación en detalle más abajo) que se podría incrementar a 8.5 kW pero no creo que sea conveniente puesto que para un aumento de 1.3 kW de potencia la cantidad de tubería e circuitos necesarios se duplica llegando a los 170W/m2 para una temperatura de impulsión de 50º y un ambiente de 20º. El balance térmico nos dicta que las necesidades térmicas del habitáculo están limitadas a una diferencia de 10º entre la temperatura interior y exterior si sólo conseguimos suministrar al ambiente 8 kW (Suficiente para el uso y disfrute del espacio en cuestión a excepción de unos 50 días al año en los que la temperatura cae por debajo de 10º, valores tomados de los últimos 7 años en la zona en cuestión). Cabe destacar que a este balance no se le ha sumado el aporte de calor a través del agua de la piscina y la consiguiente evaporación. Haciendo un análisis tomando la piscina como volumen de control, para una temperatura de 28º serían otros 7kW, pero de los cuales 6kW sería vapor de agua con lo cual también ayudaría al aporte de calor del ambiente, pero crea el problema de la condensación, siendo necesario eliminar unos 10l/h del aire de los cuales el sistema de condicionamiento del aire actual sólo eliminará unos 2l/h haciendo necesaria ventilación exterior y la pérdida de esos 6kW más alguno del suelo radiante…

En relación al intercambiador de la piscina hemos escogido una combinación de 20kW y una bomba de 9.3m3/h que no nos permitan sobrepasar de una temperatura de impulsión de 30º.

Solución:

Para ello hemos diseñado el esquema de funcionamiento de la imagen inferior. Éste permite la selección individual de los sectores a calentar (Caldera+ piscina ; Caldera+ Suelo; Caldera+Suelo+Piscina (serie+paralelo); Refrigeración suelo-piscina)

Instalación combinada suelo radiante e intercambiador con Hidrocoper Super 29kW-captura.png

Al ser mi primera aventura en temas termodinámicos no académicos tengo las siguientes cuestiones:
1. Observaciones generales, fallos garrafales de diseño, errores fundamentales de cálculo y otras reseñas de importancia que un experto familiar con el tema puede detectar a simple vista.
2. Es necesario un sistema anti condensación en la caldera?
3. ¿Consideráis que la selección del intercambiador de piscina en serie o paralelo es una buena opción o consideráis que un sistema más simple únicamente en serie o paralelo será suficiente? Tengo serias dudas para la configuración en serie ya que si la caldera consigue calentar a unos 65º En teoría la salida del intercambiador sería unos 48º para 1m3/h y pero para alcanzar el máximo rendimiento del suelo habría que bajar a unb flujo volumétrico de 0.67m3/h por lo que la temperatura de salida del intercambiador sería de sólo unos 37º limitando la capacidad de transferencia de calor al suelo.
4. No hemos puesto una bomba de recirculación específica para la piscina (primario del intercambiador) ya que utilizamos la bomba de la caldera. Tomamos la piscina como un sumidero de calor infinito (y con ello la necesidad de un acumulador) en caso de que la caldera genere un exceso de calor que el suelo radiante no es capaz de transmitir al ambiente. ¿Es una buena decisión de diseño o deberíamos crear un colector con dos circuitos paralelos?
5. ¿Qué válvulas de seguridad son necesarias?
6. ¿Cómo controlo la potencia de la caldera cuando caliento la piscina en paralelo o únicamente la piscina? Ya que no hay control de retroalimentación de la temperatura de la piscina a la caldera. Había pensado en simular la resistencia NTC de temperatura para solicitar más o menos potencia de la caldera sin interferir con la propia caldera en función de las demandas del sistema completo. Existe una solución más ortodoxa de comunicarse con la caldera?


Un saludo y muchas gracias por pasarse por el tema.



Dimensionamiento suelo radiante:
Para un calentamiento 150W/m2 se requieren 6.2 líneas de 112.5m
Potencia ideal necesaria = 8340.0W

Con 6 líneas de 100.0m se cubrirán 600m con tubo equivalente a cubrir el 0.86% de superficie disponible
Cada línea cubre: 9.27 m2
Potencia térmica real de instalación: 7.2kW

Caudal total necesario: 619.20 l/h y 103.2 l/h = 0.029 l/s por línea
Con diam 25mm - 0.28KPa/m (Polietileno reticulado) para 630 l/h
Para caudal 0.029 l/s se detecta unas pérdidas de 0.06 kPa/m
Perdida en circuito de 6.0 kPa y conexiones de 1.5 kPa para un total de 9.75 kPa

Bomba recirculación necesaria: 619.2 l/h y 9.75 kPa = 0.619 m3/h y 1.0 mCa