Posts Tagged ‘Calderas’

Siguiendo con nuestro artículo anterior, en el que indicábamos qué era la eficiencia energética, a grandes rasgos, rescatamos el concepto de dónde empieza la eficiencia energética y qué podemos conseguir con ello.

Partiendo de nuestro axioma, que dice que “eficiencia energética es la relación entre el Máximo Confort con el Mínimo Consumo” o la “Máxima Calidad con el Mínimo Coste”.

En primer lugar, todo parece indicar que lo primero que tenemos que saber es CUANTO gastamos. Los “muchos”, los “pocos”, los “bastantes” y los “demasiados” no son sistemas de medida que nos puedan arrojar un dato lo suficientemente fiable como para establecer una comparativa en el tiempo.

Así pues, la premisa primordial es MEDIR. No importa de lo que estemos hablando. En definitiva, medir se basa en comparar algo con un patrón establecido y en nuestro caso puede ser comparar nuestro consumo mensual con respecto al mes anterior, en parecidas circunstancias de uso.

Generalmente, cuando hablamos de ahorro energético, hablamos de calor, de energía eléctrica, de combustible, de agua.

Para hacernos una idea de lo que consumimos, podemos tomar como referencia de uso estos medidores (que casi todos tenemos en nuestras viviendas). Ellos nos sirven para darnos una idea de la cantidad energética que consumimos en un intervalo determinado de tiempo.

Pero estas lecturas nos indican exclusivamente la cantidad de energía que hemos gastado durante un período de tiempo, pero no nos van a facilitar muchos datos más.

Para conocer datos más profundos requeriremos equipos más sofisticados que nos arrojen algo más de luz sobre nuestro entorno. A título meramente informativo, mostramos algunos de los más usuales utilizados en una auditoría energética.

Generalmente, los equipos de medida con cierta precisión son muy caros para instalar en una instalación individual, aunque en ocasiones se están empezando a comercializar equipos a muy bajo coste (el analizador de redes empotrado en carril DIN, por ejemplo).

Una vez que sepamos lo que consumimos debemos de plantearnos dónde y como reducir nuestro consumo energético. Podemos tomar las siguientes medidas.

  1. Analizar el sector al que nos estamos dirigiendo. No es lo mismo el consumo que hay en una vivienda, que en una oficina o una industria. Las posibilidades de ahorro siempre son distintas, tanto a nivel de sector genérico como de zona climática, pero sobre todo a nivel individual.
  2. Análisis de nuestro consumo, hábitos de consumo y costumbres “poco energéticas”. Equipos de climatización o calefacción encendidos sin ningún tipo de regulación, iluminación excesiva o poco eficiente, sistemas de agua poco eficaces, así como un nulo control de nuestros sistemas provocan un chorreo permanente de gasto energético y, consecuentemente, de dinero.
  3. Promover el ahorro energético con medidas sencillas y de coste ínfimo e incluso nulo. Echarle imaginación, aplicar sentido común. Gestos como subir un grado el termostato de la refrigeración o bajarlo un grado el de la calefacción puede suponer un importante ahorro sin una merma de confort significativa. Flexibilizar el encorsetamiento de corbatas y chaquetas en verano, fomentar la ventilación natural a primera hora de la mañana y última de la tarde (incluso ventilación nocturna) con el fin de reducir la carga térmica de la estancia o edificio.
  4. Analizar nuestra tarifa energética. No siempre tenemos la que más nos conviene, e incluso tenemos contratada más de la necesaria para evitar tener problemas de cortes de luz o de sobrecostes por exceso de potencia. Un histórico de nuestra facturación energética nos ayuda a desvelar algunas claves estacionales de nuestro consumo. No obstante, nos interesa conocer nuestra curva diaria de consumo, para saber dónde y cuando consumimos más y estudiar la forma que hay de poderla reducir. Verifiquemos que los consumos que nos marca la factura son reales y no son solo los que dice la compañía energética.
  5. Evitar los consumos pasivos. Generalmente, un 30-40% de los consumos que se producen suelen producirse en horas de “no utilización”. Es decir, derrochamos energía a mansalva. Es importante monitorizar para conocer qué sistemas están operando y cuando.
  6. Evitar la energía reactiva y los armónicos. La energía reactiva es una energía que no se utiliza. Viene motivada por arranques de equipos eléctricos y electrónicos, como motores, equipos informáticos, fluorescencias, etc. La energía reactiva desvirtúa la calidad de la red, provoca calentamiento de los cables y está fuertemente penalizada por las compañías eléctricas. En cuanto a los armónicos, producen fluctuaciones en la red que pueden llegar a provocar el mal funcionamiento de equipos electrónicos. Debemos “limpiar” nuestra red eléctrica para un mejor aprovechamiento de la misma.
  7. Concienciación, información. Ser realistas de que los costes por consumo energético siempre van a subir. Tomar conciencia de que todo lo que podamos reducir irá en nuestro propio beneficio.

Hacer partícipes a nuestro entorno de nuestros objetivos, nuestros logros, nuestras medidas a tomar. Implicar al personal a nuestro cargo, con información y participación proactiva del personal.

Actualizarse con métodos y recursos a implementar. Pequeños “trucos” para reducir energía, sopesar la posibilidad de implantar energías renovables, controlar y sistematizar nuestros sistemas.

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Continuando con la entrada Sistemas de calefacción en el sector residencial (I), valoramos la problemática de los sistemas de calefacción centralizados.

Las comunidades de propietarios. Ventajas, inconvenientes y soluciones

Gestionar un sistema de calefacción de una instalación centralizada antigua no era un trabajo muy reconfortante. Además de decidir en junta de vecinos cuando se encendía y se apagaba el sistema, no había regulación, con las consiguientes incomodidades. Para que la temperatura de confort estuviese a gusto de la mayoría (generalmente los pisos centrales), había que impulsar suficiente calor, lo que provocaba que os habitantes de las plantas bajas y primera tuvieran un exceso de calor, viéndose obligados a abrir las ventanas, y los habitantes de las últimas plantas (sobre todo si el edificio era alto) requerían de un sistema complementario de calefacción, pues de lo contrario tenían frío. Las disputas entre vecinos venían porque todos pagaban a partes iguales, por lo que el que tenía frío no veía cubiertas sus necesidades igual que uno de la planta intermedia. O sea, un auténtico desbarajuste.

Así pues, de un tiempo a esta parte y para evitar problemas, la tendencia general en edificios en bloque de nueva construcción está encaminada a la instalación de calefacción individual, con una caldera por vivienda. De este modo, cada familia gestiona de forma individual su calefacción, ya sea en temperaturas, horarios o temporada sin tener que someter su criterio a ningún vecino.

Sin embargo, un sistema centralizado es más económico y rentable que un sistema individual. Varias afirmaciones lo demuestran:

  1. La inversión total en la instalación de un solo sistema de calefacción centralizado es menor a la suma del coste de instalación de todas las calefacciones individuales de un edificio.
  2. La variedad de combustibles, incluido algunos renovables (como la geotermia o la biomasa) son mayores que en calefacción individual, limitándose ésta solo a gas natural o gas propano.
  3. La caldera centralizada requiere menos potencia térmica que la suma de potencias necesarias para todas las calefacciones individuales, de lo que se desprende que su consumo energético será menor que en estas últimas.
  4. La vida útil de una caldera centralizada es mayor que en la mayor parte de calderas individuales. Además su rendimiento térmico suele ser mejor.
  5. También son mas económicos los gastos de mantenimiento anual y reparaciones, que se reducen a una sola factura, a repartir entre todos los vecinos, que en el caso de una caldera individual, que el propietario asume toda la responsabilidad y coste de su mantenimiento.
  6. El reparto del tiempo de calor (por tanto el aprovechamiento de la inercia térmica) se suele producir en edificios con calefacción centralizada, principalmente si hay personas de avanzada edad.

Como hemos dicho, antiguamente la regulación del calor era un grave problema para este tipo de instalaciones. De un tiempo a esta parte, mediante diversos sistemas, se ha conseguido solventar todos los inconvenientes que presentaban las instalaciones centralizadas, con algunos elementos, como son la termorregulación de las temperaturas de forma individual y el contador de calor.

La termorregulación de temperatura

Es fundamental para el buen rendimiento de una instalación el correcto dimensionado de la misma, de forma que garanticemos el máximo confort, tanto en situaciones excepcionales de frío extremo, o cuando las temperaturas son más favorables.

Así pues, se hace imprescindible una regulación correcta de temperatura en las estancias, que nos garantice una temperatura constante, independientemente de las condiciones climáticas que haya en el exterior.

Hasta hace poco, esto era inviable en los sistemas de calefacción centralizada más antiguos, que tan solo disponían de una centralita de control, en la que se establecían los horarios de funcionamiento del sistema y la regulación de la temperatura de impulsión en función de la temperatura exterior. De este modo, la temperatura de entrada del agua en los radiadores de las estancias era la misma, independientemente de las características de la habitación en cuestión y de las necesidades de cada usuario.

Este sistema de regulación es precario, al no tener ningún parámetro fiable con el que diferenciar a los usuarios. Sobre todo si, como era bastante habitual, el equilibrado del sistema de calefacción era poco fiable y se establecía “de fábrica”.

Esto provocaba diferencias importantes entre estancias. Si la temperatura era idónea en las primeras plantas del edificio, la última estaba fría y viceversa. Si conseguíamos una temperatura de confort en la última planta, eso significaba calentar en exceso las zonas más calientes. No se tenía en cuenta la orientación de las fachadas, norte o sur, los pisos interiores y los que daban al exterior, etc.

La consecuencia era obvia. Derroche de energía, disconfort en todos los usuarios, problemas en las Juntas de comunidad, etc.

La posibilidad de instalar válvulas termostáticas en cada radiador, permite que se puede regular la temperatura de cada habitación, de manera que podríamos aprovechar el calentamiento del sol a través de las ventanas, o cuando la habitación está muy concurrida. Estas válvulas regulan la entrada de agua caliente de forma automática, cerrándose en cuanto la temperatura ambiente se acerca a la deseada, desviando el agua caliente a aquellos radiadores aún abiertos de la vivienda.

Una de las grandes ventajas de estas válvulas es que si en las plantas bajas se ha conseguido llegar a la temperatura de confort, las válvulas cierran automáticamente el radiador, permitiendo que todo el agua caliente de la tubería general se vayan a las plantas que más lo necesitan.

Para su implementación basta con sustituir la válvula de cierre del radiador por la nueva válvula termostática, vaciando previamente el circuito de calefacción. El ahorro de energía que puede alcanzarse instalando este tipo de válvulas puede ser superior al 20%.

Contador energía térmica

El contador de energía térmica

Otro de los caballos de batalla de los sistemas centralizados era el reparto de cuotas de calefacción, ya que pagaba lo mismo el que estaba en casa las 24 horas como el que no estaba durante todo el día.

Este inconveniente queda anulado con el contador de contador de energía térmica. Este dispositivo, instalado de forma individual, consigue que cada propietario pague solo el calor que realmente consume.

No obstante, conviene puntualizar que con el contador de calor no independizamos todos los costes de calefacción a cada usuario, sino solo los de consumo. Al igual que sucede con la electricidad, la factura del gas se compone de una cuota fija (término fijo) que se paga siempre, independientemente de si hay o no consumo, y una cuota variable (consumo energético). La cuota fija se reparte entre todos los vecinos en partes iguales.

Además hay que añadirle los costes de mantenimiento que sean comunes para el edificio, como son la/s caldera/s y aquellos aparatos conectados al sistema de calefacción.

Conclusiones

Así pues, aquellas comunidades que, hartas de pelear por la calefacción, valoren la posibilidad de instalarse sistemas individuales, con el coste de equipos y mano de obra que conlleva, deben CONSIDERAR LA IMPLEMENTACION DE ELEMENTOS QUE AHORREN ENERGÍA Y QUE PERMITAN AL USUARIO ABONAR LA CANTIDAD DE ENERGÍA QUE REALMENTE CONSUME, consiguiendo la misma autonomía que con un sistema individual, pero sin necesidad de obras y con unos costes de mantenimiento mucho menores que con un equipo individual, al repartir el gasto de las revisiones entre todos los vecinos.

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Elegir el sistema de calefacción no siempre resulta una tarea fácil. Generalmente, ya sea adquiriendo una vivienda, ya sea mediante el alquiler, la calefacción y el agua caliente ya vienen “de serie” con la vivienda que adquirimos/alquilamos.

No obstante, informarse sobre los sistemas de calefacción existentes en el mercado suele darse cuando tenemos que cambiar el sistema de calefacción por obsolescencia o avería, por falta de productividad, por que no tengamos un sistema centralizado de calefacción (caso de viviendas de más de 50 años, o segundas viviendas que se entreguen sin sistema de calefacción) o por motivos coyunturales que nos obligan a ello.

Básicamente comentaremos los principales sistemas de calefacción existentes en el mercado, que se utilizan para el sector residencial.

No haremos mención en este artículo sistemas como la cogeneración, o las energías renovables, tan solo comentaremos sistemas convencionales de energía.

Tal como indicamos en el artículo “el consumo energético en el sector residencial”, en el caso de viviendas unifamiliares, el equipo de calefacción más utilizado es el gas natural, con un 82% del total de hogares con sistema de calefacción. Sin embargo, solo el 8% de los hogares disfruta de calefacción central centralizada, que suele ser de diversos tipos, por orden de importancia, electricidad (144 millones de TJ), gas natural (123.000 TJ), gasóleo y GLP (58.000 TJ), y carbón (295 TJ).

La calefacción individual

La calefacción individual es ideal en viviendas unifamiliares o en edificios hasta 3 alturas. En viviendas unifamiliares, los sistemas de calefacción suelen ser calderas individuales, calentadores a gas o termos eléctricos.

Antes de elegir el tipo de caldera que queremos instalar, tenemos que tener presentes varios factores, para su correcta elección:

  • Emplazamiento de la vivienda: Orientación respecto al norte, ubicación geográfica, temperaturas medias de la zona, etc.
  • Tipología de la vivienda: Chalet adosado, pareado, vivienda aislada o vivienda en bloque, etc.
  • Tamaño de la vivienda: Dúplex, estudio, vivienda de hasta 80 m², de hasta 120 m², de más de 120 m².
  • Número y tipo de habitantes: Cuantos habitantes tienen. De ellos cuantos son niños, cuantos adultos, cuantos de edad avanzada.

En función de estos datos, se puede llegar a tener una idea aproximada de la potencia que tendrá que tener la caldera, tiendo en cuenta que tanto un infradimensionado de la caldera como un sobredimensionado provoca grandes derroches de energía.

Si el sistema de calefacción que hemos seleccionado tiene como combustible el gas natural, conviene instalar una caldera mixta, que nos facilite también el Agua Caliente Sanitaria, para lavabos, cocina y ducha.

Conviene prestarle especial atención al rendimiento. Una caldera con un 80% de rendimiento tendría unas pérdidas de un 20%, por tanto de cada m³ de combustible, solo aprovecharíamos 0,8 m³. Cuanto mayor sea el rendimiento, mejor será la caldera. Actualmente la UE exige un rendimiento mínimo de un 86%.

Lo mas habitual en una vivienda es una caldera mural (para instalar en pared), que puede ubicarse en una cocina, en un balcón, una terraza, etc. Pueden ser de dos tipos:

  • Atmosféricas: Toman el aire del local donde están instaladas. Los humos se evacuan a través de la chimenea por tiro manual.
  • Calderas estancas: Tienen un ventilador que provoca el tiro forzado, transportando aire desde el exterior hasta el interior del local donde está ubicada la caldera. Son las más frecuentes y las más seguras.

Los tipos de calderas murales son:

 Caldera estándar

Cortesía de ROCA

Tienen un rendimiento de un 86%, de fábrica, pero este rendimiento suele ser menor con el paso del tiempo y en aquellos periodos con temperaturas no muy frías, en las que requerimos de la caldera solo una parte de su potencia. Al no ser una caldera regulable, su rendimiento baja.

La combustión de la mezcla gas/aire se realiza en la atmósfera, por tanto, el control de entrada de aire no es muy fino, lo que le hace disminuir su rendimiento y elevar las emisiones de gases contaminantes, como el monóxido de carbono (CO), por producción de inquemados (material combustible que no se ha prendido en su totalidad).

Cortesía de VIESSMANN

Calderas de baja temperatura

Son calderas con un rendimiento de alrededor del 94%. Pueden funcionar de manera constante, con una temperatura de retorno entre 35 y 40º C. En ocasiones puede llegar a producir condensación. Su consumo eléctrico es superior al de las calderas estándar. Es muy recomendable en instalaciones donde haya suelo radiante como sistema emisor de calor.

 Calderas de condensación

Cortesía de Junkers

Actualmente son las mas avanzadas en cuanto a tecnología se refiere. Se llaman así al ser capaces de condensar parte del vapor de agua que se encuentran en sus gases de combustión (calor latente de condensación). El calor que se extrae es aprovechado por la caldera, saliendo los gases a una temperatura de unos 40-50ºC, cuando lo normal en una caldera convencional es que salgan a unos 150-200º C.

El consumo es inferior a una caldera estándar, llegándose a recuperar hasta un 18% los gases a través de la condensación. Por ello, el rendimiento de una caldera de condensación ronda el 105-108%.

Conviene puntualizar que ese máximo de prestaciones lo da la caldera cuando el sistema de calefacción funciona con bajas temperaturas del agua de retorno en torno a 35-40º C, por lo que es muy recomendable en instalaciones donde hay suelo radiante como sistema emisor de calor (al igual que las calderas de baja temperatura). Pueden funcionar sistemas de radiadores convencionales, aunque no se conseguirán los mismos ahorros que con el suelo radiante.

El dispositivo premezcla

Es un dispositivo que puede llevar cualquiera de las calderas analizadas anteriormente. Se trata de un quemador especial, en el que se canaliza el gas y el aire, para garantizar una combustión perfecta, a una temperatura aproximada de 900º C. De este modo, se limitan mucho las emisiones de gases contaminantes. Su rendimiento está entre el 92-93% y se mantiene constante incluso en períodos donde no se requiere el 100% de su potencia.

La calefacción por suelo radiante

A estas alturas, poca gente desconoce ya qué es el sistema de suelo radiante y cuales son sus propiedades más relevantes.

Por si queda aún algún despistado, explicaremos en pocas palabras su principio de funcionamiento.

La gran ventaja de los sistemas de suelo radiante con respecto a los radiadores tradicionales, es su temperatura de funcionamiento. Los radiadores funcionan a una temperatura variable, entre los 50º  C y los 80º C, mientras que en el caso del suelo radiante las temperaturas de trabajo oscilan entre los 30º C y los 35º C. Obviamente, al tener que trabajar con un menor salto térmico, el ahorro de energía es muy consistente.

Además, tiene la ventaja de una perfecta integración con los sistemas actuales de producción de energía renovable, tales como los paneles solares térmicos, biomasa o la geotermia, que son inviables o muy poco rentables con los radiadores convencionales.

El sistema de suelo radiante ofrece el mejor confort ambiental de todos los sistemas de calefacción.

Curva de calefacción ideal

En los sistemas convencionales de calefacción, el aire caliente, al pesar menos, asciende desde la parte más baja a la más alta de la sala a calefactar (estratificación), provocando una sensación de disconfort al tener una temperatura a la altura de la cabeza más elevada que en el resto del cuerpo. Sin embargo, este fenómeno no sucede con el suelo radiante, porque, tal como podemos ver en la ilustración, está muy próximo a la curva ideal de confort para el ser humano, eliminando de esta forma los puntos fríos y proporcionando una uniformidad de temperaturas ideal, garantizando además un valor de humedad relativa óptima para el confort ambiental (entre 40-60% de HR).

 La bomba de calor

Por su constante evolución, su versatilidad (generalmente suele ser un sistema que proporciona calor o frío) y por su idoneidad (es muy utilizado en el sector terciario (comercios, oficinas, despachos, etc.) merece mención aparte. Es un aparato que puede transferir calor de un ambiente con temperatura más baja a otro con mayor temperatura y viceversa, es decir, extrae calor (o frío) del ambiente exterior (aire o agua) y lo inyecta en el local a climatizar. Mediante una válvula que invierte el flujo del fluido refrigerante, se invierten las funciones del evaporador y el condensador, proporcionando frío en verano y calor en invierno.

No son recomendables en lugares donde las temperaturas son extremas, en inverno o verano. Pueden suplir a un sistema de calefacción en su totalidad en zonas donde la temperatura ambiente por lo general no descienda de 5 o 6º C.

Tipos de bomba de calor

Son básicamente de tres tipos: split, multisplit y portátil.

El tipo portátil dispone de ruedas y es transportable de una sala a otra. Su capacidad de refrigeración no es muy alta, pudiendo servir para refrescar estancias de unos 25 m². Es económico, aunque ruidoso y obliga a sacar un tubo por una ventana para poder realizarse la condensación, lo que supone algunas pérdidas térmicas por el hueco de ventana.

Los equipos split y multisplit se componen de compresor (parte que se ubica en el exterior) y la/s consola/s, que suelen ubicarse en pared o techo (en caso de casetes). Son silenciosos y tienen muy buen rendimiento. Las conexiones se realizan a través de pared, por lo que no hay pérdidas térmicas. Los equipos multisplit están compuestos generalmente de 2 consolas para su ubicación en dos zonas distintas (dormitorio y salón, generalmente), permitiendo una regulación de la temperatura de cada zona de forma individual. Requieren un poco más de obra, al tener que estar conectadas las dos consolas al mismo compresor.

Un sistema de bomba de calor tiene la ventaja de tener un rendimiento muy alto. Se denomina COP (Coefficient Of Performance) a la relación entre la energía térmica que suministra un equipo y la energía eléctrica que consume.

Para entenderlo mejor, una resistencia eléctrica tiene un COP de 1. Esto es, suministra 1 kWh de energía térmica y absorbe 1 kWh de energía eléctrica.

Pues bien, los equipos de bomba de calor pueden llegar a un COP 5. Esto significa que por cada kWh eléctrico que consume el aparato, nos entregará 5 kWh térmicos.

Los equipos nuevos tienen además la ventaja de tener el sistema INVERTER. Estos equipos mantienen la temperatura prefijada de la estancia, regulando la velocidad del compresor, sin llegar a detenerlo, evitando así continuos arranques y paradas, que hacen que el consumo sea superior.

Otros sistemas de calefacción y agua caliente

Acumulación térmica

El principio de funcionamiento de la acumulación térmica se basa en acumular en un termo de metal la energía térmica para ser utilizada cuando sea necesaria. El agua caliente almacenada puede ser producida por fuentes renovables, gas, gasoleo o electricidad y puede ser usada tanto para calefacción como para agua caliente sanitaria.

Emisores térmicos

Son como los radiadores eléctricos de toda la vida, pero mejorados. Su principal ventaja está en la facilidad de instalación, pues no hay ejecutar ninguna obra para su colocación, basta con disponer un enchufe próximo a donde queramos instalarla. Por ello, es muy extendida en la segunda vivienda, donde no haya sistema de calefacción preinstalado.

Calefacción eléctrica por acumuladores de calor

Se diferencia del emisor térmico por las posibilidades de acumulación de calor. Su principal ventaja es la posibilidad de beneficiarse de la tarificación nocturna, y acumular calor de noche, para desprenderlo de día.

Sus inconvenientes principales son el precio de los acumuladores, la falta de aprovechamiento de la energía (peor que la bomba de calor) y que el precio del kWh es más caro que el precio del m³ de gas natural o del gasoil.

Calefacción eléctrica por convectores

Consta de una resistencia eléctrica y un electroventilador que calienta el aire y permite una circulación de éste por la sala a calefactor. Solo se recomienda en zonas cálidas, por su escaso rendimiento energético. Su precio es muy competitivo, pero su consumo es excesivo.

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