Calefacción por biomasa: Estufa de leña para calentar la casa y el ACS

Finalmente, tras haber puesto el serpentín inox. (pinchar) al fuego y el serpentín al depósito, sólo me quedaba instalar el termostato KELD que ya había preparado.

El esquema de la instalación actual es el siguiente (aquí está el documento GoogleDoc):

Esquema dibujado en Google Doc insertando dibujo (Pinchar en la imagen para ampliarla)

He buscado simbología de fontanería en internet para hacer el esquema, y no he encontrado gran cosa, pero es suficiente. Gracias a Google Docs otros pueden utilizar el esquema para hacer sus pinitos.

Como podéis ver en el esquema, ahora mismo el agua caliente pasa por el serpentín del depósito, dejando gran parte del calor, y luego pasa por la calefacción (en este caso suelo radiante, muy eficiente a bajas temperaturas), por lo que vuelve al serpentín del fuego a unos 18ºC, y se vuelve a calentar a 33ºC aprox.
Según pasan una o dos horas, el suelo empieza a estar caliente y la temperatura de la sonda 1 se acerca a los 40ºC, subiendo lenta pero progresívamente.
Luego, un calentador de gas al mínimo (Fagor Fa20 ECO) o mejor, un calentador para Energía Solar Térmica (como el Junkers) asegura que el agua alcanza la temperatura adecuada para el servicio.

Continuando con la instalación
Finalmente coloqué el purgador en la salida del agua caliente, pues es una zona en caída donde suele quedarse aire. Y coloqué la sonda 1 amarrada con una brida con tornillo y con la termoencoladora a la T de latón:



Como el cable de las sondas no me llegaba, tuve que empalmarlos con cable de 0,25 y para evitar problemas con el agua (que puede falsear temperaturas), soldé los cables y los aislé con la termoencoladora, y luego cinta aislante (la cinta aislante sola no aisla bien del agua, por muy bien pegada que esté, lo tengo comprobado, siempre queda algún resquicio por donde puede pasar).



La sonda dos la coloqué en el tubo de retorno que va al serpentín colocado en la estufa de leña, pero alejado del serpentín.

Conecté otro cable al motor circulador y otro para el enchufe que alimentaría el termostato, para que los terminales quedaran fuertes los estañé antes de conectarlos al termostato.


Antes de atornillarlos, los pasé por la caja de plástico para aislar de la humedad, pues está debajo del voladizo de las escaleras y suele haberla con la lluvia.


La ficha técnica del termostato nos avisa de que la temperatura ambiente de trabajo del termostato es entre 5 y 40ºC, por lo que he colocado espuma a modo de aislante en el interior de la caja, ya que queda en la calle y podría hacer bajo cero alguna noche:



Y una vez enchufado ya nos marca la temperatura de la sonda 1:



Enciendo el fuego y compruebo la temperatura que coge el agua a su paso por el serpentín, con la bomba circuladora en segunda marcha:


Podemos ver que la diferencia de temperatura entre el agua de retorno y el de ida es de 15ºC con fuego vivo:

En la imagen siguiente he aislado los tubos de cobre con coquilla (los tubos de Polibutileno no es necesario aislarlos; aunque es conveniente quedan en la calle y las temperaturas por la noche bajan de 0ºC para prevenir congelaciones y problemas con la circulación del agua, y la consiguiente refrigeración del serpentín situado en el fuego.

Ahora mismo el agua del depósito puede llegar a estar a 45ºC con dos horas de fuego, ya que los radiadores enfrían completamente el agua, lo que no está nada mal para precalentarla en invierno y ahorrar mucho gas, sin embargo si queremos dar prioridad al ACS, la cosa se complica mucho.
Con una válvula de tres vías motorizada como la siguiente:



podemos hacer que el agua pase por un circuito u otro. Con corriente, se activa la entrada B - A/B, y sin ella, vuelve a su sitio y el agua pasa por A - A/B.

Si evitamos calentar la calefacción mientras el depósito no se ha calentado (además de que tu(s) compañer@(s) se quejarán del frío), podemos tener el problema añadido de que el serpentín del depósito sea poco eficiente y el agua calentada suba por encima de los 100ºC, por lo que tenemos que tener en cuenta la curva de la energia obtenida por el serpentín según la temperatura del agua que le entra (a mayor termperatura, menor eficiencia).

Sin embargo como estoy comentando, mi objetivo para la primavera siguiente es hacer un captador solar térmico eficiente (si lo construyo antes, mejor) y terminar con el proyecto de calefacción y ACS sostenible en la casa, según indico en el esquema siguiente:


Un calentador posterior asegurará que la temperatura del agua alcance los 60ºC, que sea diseñado para energía solar térmica, y se adapte automáticamente para alcanzar esa temperatura mínima (evitar legionelosis).

Como mediante electroválvulas conseguiremos calentar más el agua del depósito, y puede superar los 70ºC, será necesaria la válvula termostática para regular la temperatura de salida después del calentador de gas de apoyo, regulada a 55ºC para evitar quemaduras ;-).

Mediante dos electroválvulas puedo alternar entre circuitos; una para que el agua pase por el serpentín del fuego o el captador solar, y otra para que el agua pase por la calefacción o no.

Cómo controlarlo mediante termostatos
Tras pensarlo mucho (mi experiencia en análisis y programación de programas informáticos ayuda ;-)), he resuelto que para controlar ambos circuitos necesitamos dos termostatos y dos electroválvulas de 3 vías:

• Por un lado, como lo más habitual va a ser que esté más horas recogiendo energía del sol que de la estufa de leña, la electroválvula de 3 vías del serpentín estará por defecto hacia el circuito del captador solar, así como la otra estará por defecto evitando el circuito de la calefacción.
• Un termostato (llamémoslo A) se encargará de controlar la electroválvula 1; cuando detecte calor en el serpentín del fuego activará el motor y la electroválvula correspondiente. Y por otro lado, cuando detecte que la sonda 1 sube por encima de 85ºC (este termostato tendrá que ser AKO, ya que el KELD no permite tener dos funcionamientos independientes), activará el relé 2 que a su vez activará un relé temporizado durante una hora que se encargará de la electroválvula 2, para no calentar demasiado el agua del depósito y dar tiempo suficiente para no estar activando y desactivando muchas veces en poco tiempo la electroválvula 2.
  
• Un segundo termostato B controlará la diferencia de temperaturas entre el depósito de agua y el captador solar, de forma que cuando sea suficiente llevará el agua calentada al depósito activando la bomba (importante respetar la polaridad, para que sea la misma que utiliza el otro termostato al activar también la bomba y evitar cortocircuitos).
  
• De esta forma, en invierno, al tener el termostato A control sobre ambas válvulas, evitamos que el otro termostato impida el paso del agua por el serpentín del fuego, que estancaría el agua produciéndose el consiguiente reventón en la tubería de PB.
• Y en verano, como no se activará el termostato A y tenemos las electroválvulas por defecto para aprovechamiento solar, no tendremos ningún problema en aprovechar el sol para el agua caliente.
  

Para finalizar
Sin embargo aunque esto es lo ideal y será necesario para evitar que el agua procedente del captador solar se pierda en la calefacción en verano (que bastante calor hace ya), de momento ya tengo resuelto el tema de calefacción y agua caliente para el invierno sin tener que usar válvulas de ningún tipo, por lo que ahora con la llegada del invierno y el cambio de hora seguramente que no le dedique mucho tiempo a estos inventos; ahora toca disfrutarlos y recuperar la vida social perdida ;-), mis amigos (reales y virtuales) y familia ya me echaban de menos.

De ahora en adelante las entradas serán menos habituales, pero no temáis, queridos lectores, estaré bien, jeje.

Enlaces relacionados:
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Aspectos a tener en cuenta en el mantenimiento de sistemas de ACS: Legionelosis


Responsabilidad del autor:
Este tutorial describe la instalación de forma no legalizada (no homologada) de un sistema de aprovechamiento de calor. Se ponen a disposición pública para compartir el conocimiento adquirido, a modo de experimento casero; sin las adecuadas medidas de seguridad puede ser peligroso para las personas. No me hago responsable de lo que pase por el mal o buen uso de esta información; cada uno debe utilizar su sentido común y conocimientos para salvaguardar sus bienes materiales y físicos.
Tenga en cuenta que en caso de algún problema con un sistema no homologado ningún seguro se hará cargo de los daños.