INSTALACIONES TÉRMICAS EFICIENTES de Equipos a Sistemas Integrales. Madrid 2 de julio de 2008

Transcripción

1 INSTALACIONES TÉRMICAS EFICIENTES de Equipos a Sistemas Integrales Madrid 2 de julio de 2008

2 Saunier Duval en España Empresa líder de climatización en España. Con un 28% de cuota de mercado en calefacción doméstica. Con una posición en crecimiento en soluciones globales de confort (bomba de calor, suelo radiante/refrescante, energía solar). Líder en su oferta de sistemas de producción de ACS de calidad y con una completa gama de productos. Marca relevante en el mercado de las energías renovables. Con una excelente red de servicios post-venta.

3 No sólo fabricamos y comercializamos Equipos de climatización Calefacción y producción de ACS con generadores de combustión estándar lo más eficientes posible. (rendimiento constante H-MOD, microacumulación, regulación adaptativa..) Calentadores de agua con microacumulación. Alta calidad en la producción de ACS. Calefacción de baja temperatura y producción de ACS con calderas de condensación. Climatización por aire y por agua. Climatización integral por suelo, con bomba de calor, o con calderas de condensación y bombas de calor. Aplicaciones de la energía solar térmica (ACS, suelo radiante, climatización de piscinas), viviendas individuales, construcción vertical, sector terciario. Aplicaciones de climatización integral por suelo con energía solar. Nuestro trabajo se orienta al desarrollo de sistemas de climatización para la edificación individual y colectiva

4 Orientación a Sistemas Energía solar: Tubos de vacío Helioset Caldera de condensación Bomba de calor Suelo radiante: Tubo Materiales aislantes Colectores Regulación

5 Ejemplo de sistema: Vivienda unifamiliar ACS por energía solar térmica Caldera de condensación como generador complementario Bomba de calor para climatización apoyada por caldera de condensación

6 Marco normativo Reducción de la demanda Arquitectura bioclimática Incremento de rendimiento Calificación energética Fuentes energía renovables IMPULSO DE LOS GENERADORES DE ALTA EFICIENCIA La energía que menos contamina es la que no se consume

7 Sistemas de alta eficiencia energética Caldera de condensación Bomba de calor aire/agua Energías renovables: Solar Térmica Helioset Suelo radiante: Tubo Materiales aislantes Colectores Regulación Ahorro - Ecología Confort

8 Consumo energético de los hogares Energía final en España Del consumo energético del hogar: 39% Calefacción 12,6% ACS

9 El ciclo de vida y el impacto ambiental Fases del ciclo de vida de las instalaciones térmicas: 1. Fabricación 2. Distribución 3. Uso impulsar las soluciones de alta eficiencia 4. Final de vida

10 Eficiencia energética en el entorno doméstico Los fabricantes debemos desarrollar y promover el uso de tecnologías y prácticas que impliquen: Compromiso con la sostenibilidad y el medio ambiente Ahorro de recursos energéticos Ahorro económico para el usuario Trabajando con: La administración y organismos públicos Las compañías energéticas La construcción Arquitectos e ingenieros Instaladores Usuario final

11 Eficiencia energética en el entorno doméstico El análisis del uso térmico puede dividirse en tres niveles: Edificio Instalación El que consume es el edificio Usuario El rendimiento depende de la instalación y uso

12 Fase 1: Diseño de la instalación Fase 2: uso y mantenimiento de la instalación

13 Calderas de Condensación: La tecnología que más ahorra y menos contamina En cualquier instalación A cualquier temperatura En cualquier zona climática

14 Las calderas de calefacción y ACS: rendimiento 110 Diferencias de rendimiento ( q = 10 % ): Caldera de condensación Caldera de baja temperatura 30% 55% máx. condens. conven. = 55 % condens. B.T = 17 % B.T conven. = 36% Rendimiento estacional (%) ( q = 30 % ): condens. conven. = 30 % condens. B.T = 14 % B.T conven. = 16 % Caldera convencional Carga de la caldera (%) Temperatura exterior ( C)

15 La selección de la caldera: la condensación Las calderas de baja temperatura deben garantizar el mismo rendimiento al 100% y al 30%. Las calderas de condensación presentan mayor rendimiento al 30% que a carga total. Como consecuencia de ello, para seleccionar el tipo de calderas mas adecuado, se debe conocer la variación de la demanda a lo largo del año. En la vivienda la demanda es sumamente variable a lo largo del día, del mes y del año

16 58 Punto de rocío 53 Tª de ida y retorno de la caldera (Madrid) 80/60

17 Punto de rocío Tª de ida y retorno de la caldera (Madrid) 70/50

18 Condiciones de condensación En una localidad como Madrid, con un sistema de calefacción tradicional, la caldera condensa a partir de temperaturas exteriores > 0ºC; en sistemas de baja temperatura en cualquier condición invernal el 97% de los días de funcionamiento. En localidades más frías, se empieza a condensar a partir de temperaturas exteriores menores. El consumo de calefacción en una localidad como Madrid supone más del 90% de la demanda térmica de la vivienda si se cuenta con aporte solar térmico para el ACS y alrededor del 75% si todo el aporte energético de ACS es aportado por la caldera Para aumentar el funcionamiento en condensación pueden tomarse medidas como - Disminuir la Tª interior en 3 C (ECO) - Aprovechar la Radiación solar - Instalar radiadores de baja Tª

19 Es importante resaltar que: el rendimiento depende de la clase de transmisor utilizado.

20 Ahorros en gas Como hemos visto, en una caldera de condensación se consiguen rendimientos de hasta el 108 % (s/pci), cuando con el sistema tradicional de combustión raramente se sobrepasa el 91 % a potencia máxima. El aumento de rendimiento es aún más importante cuando se trabaja en potencias bajas, especialmente si el rango de modulación es amplio, ya que la caldera no arrancará tantas veces como las calderas con sistema tradicional, puesto que la potencia mínima de encendido es menor e incluso a estas potencias, los rendimientos son altos (108 %), en contra de lo que ocurre con los sistemas tradicionales (86 %). En la práctica esta condición de rendimiento máximo a potencia mínima es muy útil, ya que una caldera mixta cuando más consume es trabajando en calefacción y dentro de este periodo, la mayor parte del tiempo, la caldera trabaja en potencias muy bajas (de mantenimiento) con lo que el ahorro comparativamente hablando con sistemas tradicionales se puede establecer entre un 15 % y un 20 %, llegando hasta un 30 % si se compara con calderas antiguas de baja eficiencia

21 Protección del medio ambiente (I) El confort doméstico es responsable del 25% de las emisiones de CO2 en Europa, gas que es la principal causa del efecto invernadero. La combustión de gas genera NOx, responsable de las lluvias ácidas que destruyen los bosques. La falta de oxígeno en la mezcla comburente genera CO, gas tóxico y que puede llegar a ser letal en caso de exposición continuada a altas concentraciones. Segun el protocolo de Kyoto, la Unión Europea debe disminuir sus emisiones contaminantes en un 8% en el período , con respecto al año 1990.

22 Protección del medio ambiente (II) El sistema de condensación en las calderas permite un perfecto equilibrio con el medio ambiente, ya que debido a su intercambiador-condensador y al quemador de premezcla, permite una combustión de gran calidad y una transferencia de calor optimizada, lo que se traduce en: Menos NOx (Clase 5): reducida temperatura de llama. Poco o nada CO: equilibrio perfecto entre la cantidad de gas y oxígeno. Menos CO2: rendimiento elevado y por lo tanto menor consumo. La implantación masiva de estas calderas en España como en otros países europeos, ayudaría a la reducción de las emisiones de gases contaminantes que provocan el efecto invernadero en la atmósfera según el modelo del protocolo de Kioto.

23 Condensación e Integración de sistemas

24 Condensación e Integración de sistemas

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26 Periodo de amortización de una caldera mixta individual de condensación, frente a un modelo similar en prestaciones de tipo estanco estándar. En este caso planteado, para la localidad de Madrid: No se considera aporte de energía solar para ACS, al tratarse de un enfoque de sustitución de una caldera por otra (mercado de reposición). Los usos para los cuales utilizaremos la energía serán: calefacción y ACS. La vivienda tipo medio tiene una superficie útil de 90 m2 y unas necesidades de 10 kw. El número de cuartos de baños será de 2 por vivienda tipo. El combustible será gas natural con un PCI de 10,688 Kwh/m3N. El sistema de emisión será radiadores diseñados para un salto térmico de 50 ºC y un cálculo en base a un percentil del 97,5%. Menor consumo Menos emisiones nocivas

27 Ahorro anual producido: 81 euros El periodo de amortización del mayor costo de la caldera de condensación es de menos de 2 años y medio en precio al usuario final Y 400 kg de C02 no emitidos a la atmósfera!

28 Este periodo de amortización se reduce: - A medida que las viviendas son de más tamaño y requieren más energía. - Si la zona climática es más fría. - A medida que tengamos sistemas de emisión a más baja temperatura, es decir, si el salto térmico entre temperatura media de radiador y ambiente fuese de 40 ºC, mejoraría a favor de la condensación. Igualmente si la emisión fuese a baja temperatura por radiación tipo suelo radiante, también aumentaría el diferencial de rendimiento estacional entre los dos sistemas, con el consiguiente beneficio sobre todo medioambiental.

29 En cualquier instalación y a cualquier temperatura Es rentable instalar una caldera de condensación en una instalación de radiadores convencionales antigua diseñada para trabajar a 80º de ida y 60º de retorno? Sí, porque una caldera de condensación, incluso trabajando a altas temperaturas de calefacción, el caso más desfavorable, (80ºC) consigue un rendimiento un 6% superior a la mejor caldera de no condensación. Pero sobre todo

30 porque el 95% del tiempo de demanda, con temperaturas exteriores medias de la temporada invernal, cualquier instalación puede y debe, en función de la Tª exterior, trabajar a temperaturas más bajas (radiadores tibios), con lo que la caldera condensa y por tanto obtiene altísimos rendimientos imposibles de conseguir con una caldera convencional; pero además también se obtiene un mayor confort. Esto es lo que hace rentable la condensación. Resulta pues, altamente recomendable instalar con la caldera una sonda exterior o un termostato autoadaptativo modulante que cumpla esa misma función.

31 El máximo potencial de la condensación En una instalación de suelo radiante o de radiadores de baja temperatura, la instalación de una caldera de condensación se hace casi imprescindible en base a criterios de consumo y ecología; los rendimientos obtenidos se sitúan en torno al 104%. En cualquier zona climática Si la instalación está correctamente dimensionada conforme a su zona climática, las calderas condensarán en cualquier punto de la geografía. Sin embargo, ahorrarán más cuanto más fría sea la región, porque la demanda energética es mayor.

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33 NUMERO Y DISTRIBUCION DE VIVIENDAS NUMERO Y DISTRIBUCION DE DORMITORIOS

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35 DEMANDA CLF = (P CLF / T CLF ) GD15,15 24ui DEMANDA CLF = (161 / 26) GD15,15 19,15

36 CALCULO CONSUMO DIARIO ACS ZONA DE RADIACION SOLAR DE MADRID: IV COBERTURA SOLAR MINIMA DE ACS: 60% (SEGÚN CTE HE 4) Demanda de energía para ACS = [2.772 l/díax días x 1,16 Wh/l C x (60 Tªred)]*(1-0,75)

37 DEMANDA ENERGÍA DEL EDIFICIO

38 RENDIMIENTO DE GENERACION ESTACIONAL CALDERAS

39 El periodo de amortización del mayor costo de la caldera de condensación es de 3-4 años en precio al usuario final. Y kg menos de emisiones de C02 al año!