Para ello se debe poder medir el caudal de agua que pasa en el circuito y la diferencia de temperaturas ∆T entre la entrada (Temperatura de “Impulsión”) y la salida (temperatura de “Retorno”) del sistema y aplicar la constante de transmisión de calor apropiada definida y almacenada en su calculador. 

Un contador de Energía Térmica se compone por lo tanto de tres elementos:

• Un Caudalímetro que mide el caudal de agua que pasa por la tubería

• Un par de Sondas de Temperatura que miden la diferencia de temperatura ∆T entre la impulsión y el retorno.

• Un Calculador que contiene las constantes térmicas tabuladas y realiza el calculo final de la energía. Además almacena los datos registrados de caudal y energía, los picos, las alarmas, etc. Opcionalmente, el calculador puede disponer de una tarjeta de comunicación que permite, comunicar los datos registrados a otros dispositivos a través de los protocolos más habituales: Mbus, Modbus, etc.

Principio del Cálculo de la Energía Térmica: 

Energía (E) = Volumen (V) x (Tº_Impulsión - Tº_Retorno) x k

Como funciona un contador de Energía Ultrasonido

Un contador de Energía Ultrasonido usa un caudalímetro ultrasonido sin partes móviles que permite medir el caudal de agua que pasa a través de la tubería mediante la medida del tiempo entre la transmisión y la recepción de una señal ultrasónica. A modo de ejemplo, el medidor de la imagen se compone de 2 transductores acústicos y de 2 espejos que envían una señal acústica entre sí. El transductor acústico “A” emite una señal acústica que recibe el transductor acústico “B” y este a la vez emite otra señal en sentido inverso. Se mide la diferencia de tiempo entre la ida y la vuelta de la señal y se calcula el caudal de agua que pasa en la tubería: 

      ∆t = tv – ti (tv: tiempo de vuelta, ti: tiempo de ida)

• Si el agua es inmóvil, el tiempo de la señal de ida es el mismo que la señal devuelta y por lo tanto, se determina que el caudal es “0”: ∆t = 0

• Si el agua pasa en sentido normal, el sonido viaja más rápido en el sentido del agua (ya que va con la corriente) y por lo tanto, la duración de la señal de ida es mas corta que la señal de vuelta (que va a contracorriente) y se determina un caudal “positivo” es decir en el sentido normal y correcto de la instalación: ∆t>0 

• Si el agua pasa en sentido inverso (retorno de agua), la duración de la señal de ida es más larga que la señal de vuelta y se determina un caudal “negativo” o de “retorno” es decir en el sentido incorrecto de la instalación: ∆t<0 

Las ventajas de la tecnología por Ultrasonido en la medición de la energía térmica o frigorífica

La medición por ultrasonidos es la tecnología que asegura una mayor precisión en la medida a la vez que proporciona una mayor durabilidad de los caudalímetros con un menor mantenimiento en las condiciones de uso y temperatura del agua desde los 0ºC hasta los 150ºC en comparación con las soluciones tradicionales. Gracias al contar con un diseño de detección del paso del flujo totalmente electrónico y sin partes mecánicas.

Además, la medición por ultrasonido confiere mayor robustez del equipo de medida frente a posibles burbujas de aire resultantes del incorrecto purgado de la instalación, dado que no va a medir erróneamente el aire ni éste tampoco desgastara ningún elemento del caudalímetro. 

En caso de mal dimensionamiento o análisis de diseño, si el caudalímetro debe soportar picos de caudal superiores a Qss (Caudal máximo punta o de Saturación), la tecnología ultrasónica lo soportará y lo medirá hasta 10% más del Qs sin mayor problemática posterior. 

Así pues, son muchos los aspectos funcionales-operativos que establecen la medición ultrasónica como la más adecuada, gracias a su precisión y a un coste de mantenimiento reducido en la instalación de circuitos de energía térmica o refrigeración. 

Como se instala un contador de Energía 

Un contador de energía se instala siempre en la parte menos critica de la instalación, sea cual sea el tipo de sistema: 

:: Calefacción: se instala el caudalímetro en el retorno, donde hay menos temperatura.

:: Frío: se instala el caudalímetro en el retorno, donde hace menos frío.

:: Combinado: se instala el caudalímetro en el retorno, donde hay menos temperatura en modo calefacción y donde hace menos frío en modo de enfriamiento. 

• El Caudalímetro Ultrasonido se puede instalar:

:: En Vertical.

:: En Horizontal con un ángulo máximo de +45º o -45º con respecto a la posición 0.

El caudalímetro ultrasonido no necesita de tramos rectos ni antes ni después: 

> Clasificación “U0D0”

:: Donde “U” significa Up Stream (Aguas arriba),

:: Donde “D” significa Down Stream (Aguas abajo),

:: Donde “0” significa cero tramos rectos.

Nota: aunque se especifique U0D0, la experiencia aconseja dejar siempre que sea posible un tramo recto de 5DN aguas arriba.

• El Calculador debe de tener una entrada con un peso de pulso que coincide con la salida de pulso del Caudalímetro en caso de que se suministre por separado: un Caudalímetro con salida 10litros/pulso debe conectarse a un calculador con una entrada de 10litros/pulso.

Por otro lado, hay que considerar que el calculador no es un elemento 100% estanco (suele ser IP64) y, por tanto, no puede ser instalado a la intemperie ni en zonas inundables o con proyecciones habituales de agua. Se debe de instalar en un sitio ubicado en la medida de los posible por encima del caudalímetro y con los cables de las sondas de temperatura colgando a una altura inferior para evitar la entrada de agua por goteo o condensación punto en el calculador. 

El calculador suele venir como elemento separable del caudalímetro (típicamente con un cable de 1,5m) para que sea posible su instalación en un lugar de fácil acceso para su lectura, bien sea fijado a la pared o a una tubería no caliente.

Los cables del calculador no deben estar cerca de cables de red o de posibles perturbaciones electromagneticas.

• Las Sondas de Tº (Impulsion y Retorno)

Las sondas siempre van pareadas y siempre se deben instalar o sustituir el par de sondas a la vez y los cables de las sondas nunca se deben acortar ni alargar.

Su lugar de inserción en la tubería depende del tipo de aplicación:

:: En aplicaciones de Calefacción las sondas se deben inserta por arriba de la tuberia.

:: En aplicaciones de Frío las sondas se deben inserta por la parta baja de la tuberia.

:: En aplicaciones Combinadas(Frío/Calor) las sondas se deben inserta por la parta baja de la tuberia.

La profundidad de inmersión de las sondas es importante y hay que hacer coincidir la extremidad de la sonda con el centro de la tubería.

Las sondas pueden montarse de tres formas posibles (ver imagenes a continuación):

:: En angulo recto con la tubería

:: En angulo de 45º con la tuberia pero siempre orientada en sentido contrario al sentido del caudal.

:: En un codo axialmente en el centro de la tuberia orientada en sentido contrario al sentido del caudal.

Hay que tener cuidado con los cables de las sondas:

:: Riesgo de condensacion que gotea encima de los portasondas.

:: Riesgo de agua o de condensacion que gotea hacia el calculador.

• Se deben hacer un bucle con los cables y situarlo por debajo del calculador y del punto de inserción de las sondas en sus portasondas.

:: No se deben poner en contacto o fijar a tuberias que pueden alcanzar Temperaturas >55ºC

Para instalaciones que requieren sondas con cables largos se aconseja usar sondas de 4 hilos que permiten compensar la resistencia propia de los cables y dar así mayor precisión en la medida.

Conclusión: las ventajas de un contador de energía térmica ultrasónico frente a uno mecánico:

:: Mayor precisión y durabilidad en la medida incluso en condiciones extremas de temperatura

:: Mayor robustez

:: Mayor facilidad de instalación

:: Menor mantenimiento