TIPO DE INSTALACIONES EFICIENCIAS ENERGETICAS Se trata de comparar la eficiencia general de dos tipologías de instalaciones energéticas destinadas a abastecer las necesidades de calefacción y ACS. Estas son: Instalación 1: Producción instantánea e individual de ACS y calefacción en un grupo de viviendas mediante calderas mixtas de gas. Con este esquema queremos representar una instalación individual donde a partir de una caldera mixta instantánea se abastecen las necesidades de calefacción y ACS de cada una de las viviendas de un edificio o grupo de viviendas.
Instalación 2: Suministro centralizado de calefacción y ACS con acumulación centralizada y red de recirculación. Válvula termostática Depósito A.C.S. T7 V4 A CONSUO DE CONSUO Centralita xxxxxxxx Alimentación eléctrica IC-5 RC-3 RC-4 RC-5 Agua fría IC-2 IC-4 IC-3 P5 P6 P4 P3 IC-1.1 Colector Calefacción - Ida Colector Calefacción - Retorno T8 Exterior Caldera RC-2 Válvula de seguridad RC-1 RC-1.3 Vaso de expansión Con este esquema, queremos representar una instalación colectiva que a partir de una caldera central de gas se suministran las necesidades de calefacción. El ACS es abastecida desde un acumulador, también calentado por la caldera central, y del cual parte un circuito de distribución y recirculación hacia todas las viviendas. Tanto el anillo de calefacción como el de recirculación de ACS, permanecen constantemente a la temperatura de distribución programada para el abastecimiento a las temperaturas de consumo en las viviendas. Como consecuencia de las pérdidas existentes en la transformación de la energía, en la acumulación del ACS y en el transporte hasta los puntos de utilización, para el abastecimiento de las necesidades netas del usuario, es necesaria una aportación energética muy superior a la realmente utilizada por el usuario. Para la realización de este análisis contemplaremos las necesidades de ACS y calefacción de forma separada.
Subsistemas de cada instalación y rendimientos. Instalación 1: o Rendimiento en producción de ACS = R 1ACSPRO Depende: De las características técnicas de la caldera, cuyo valor viene reflejado en la documentación. Cuanto mejores prestaciones en el rendimiento de la transformación, mayor eficiencia. De las características de la instalación. Principalmente los conductos de evacuación/chimenea. Del ajuste de la caldera, durante la puesta en marcha, de la relación aire gas lo más próxima posible a la mezcla estequiométrica (máxima eficiencia) posibilitando una buena combustión. De las temperaturas a las que se demande el ACS. Si aproximamos la consigna de la producción en caldera a la temperatura de uso, mejoraremos la eficiencia gracias a la generación de condensaciones parciales y la disminución de pérdidas. Además favoreceremos la utilización de menos cantidad de agua, al disminuir la necesidad de mezcla para rebajar la temperatura del agua para su uso. o Rendimiento en distribución de ACS en vivienda= R 1ACSVIV Cuanto más próxima a la temperatura de consumo sea la temperatura seleccionada en la consigna de la caldera, tendremos menos pérdidas en la distribución ya que la diferencia de temperaturas entre el agua distribuida y el exterior (choque térmico) será menor. o Rendimiento en producción de CALEFACCIÓN = R 1CALPRO En lo referente a la caldera, los condicionantes son los mismos que los descritos en R 1ACS,, pero, en el caso de la calefacción, el rendimiento además depende de las temperaturas de trabajo demandadas por cada tipo de instalación (radiadores, suelo radiante, etc.). o Rendimiento en distribución de CALEFACCIÓN en vivienda= R 1CALVIV La distribución de la calefacción, en el interior de la vivienda, es un factor de gran transcendencia en el consumo de energía. Además, si esta distribución dentro de la vivienda se programa atendiendo a su uso, y a las necesidades de la instalación, mediante horarios, válvulas de control y variando la temperatura y el caudal de impulsión, se puede reducir el consumo de energía de forma muy significativa. Además programando una temperatura de impulsión lo más baja posible, obtendremos una mejor sensación térmica ya que cuanto menor es la diferencia entre la temperatura del local y la de distribución de calor, menor es la convección (corriente de aire) favoreciendo obtener una mejor sensación térmica con una menor temperatura en el recinto. Para gestionar la temperatura de impulsión, utilizaremos sondas externas que nos permitirán ajustarla de forma automática.
Instalación 2 o Rendimiento en producción de ACS en caldera= R 2ACSPRO Las condiciones son las mismas que las descritas en R 1ACSPRO, con las características propias de la instalación y la caldera. o Rendimiento en el intercambiador de ACS de caldera= R 2ACSINT Las condiciones de temperatura de trabajo y el aislamiento de las tuberías y el intercambiador pueden provocar grandes pérdidas de energía. o Rendimiento en la acumulación de ACS = R 2ACSACU La temperatura a la que se acumule el agua va a ser causa de una necesidad de aporte de energía para compensar las pérdidas existentes en el acumulador. Estas pérdidas aumentarán al elevar la temperatura de acumulación. Teniendo en cuenta esto, ajustando la temperatura de acumulación podemos reducir el consumo de energía. Este ajuste se realizaría mediante el control de las temperaturas de acumulación, las necesidades en cantidad de demanda y controlando los horarios en que se producen. o Rendimiento en el anillo de distribución de ACS = R 2ACSANILLO Las temperaturas del ACS, los aislamientos de las canalizaciones, los periodos y las velocidades de bombeo van a provocar pérdidas de energía dependiendo de cómo las gestionemos. Estas pérdidas influirán en el rendimiento energético de este anillo. o Rendimiento en la distribución de ACS vivienda= R 2ACSVIV Las condiciones son similares a lo descrito en R 1ACSVIV o Rendimiento en producción de CALEFACCIÓN = R 2CALPRO Las condiciones son similares a lo descrito en R 1CALPRO o Rendimiento en distribución de CALEFACCIÓN = R 2CALDIS Las condiciones son similares a lo descrito en R 1CALVIV con la particularidad de que es más complicado el control de la disponibilidad. El sistema siempre deberá estar previsto para poder soportar fuertes picos de demanda aunque estas solo se produzcan en escasas ocasiones. En la distribución en el interior de la vivienda cada usuario puede establecer sus propios horarios y seccionamientos, pero en las instalaciones centralizadas, el sistema tiene que estar preparado para atender las necesidades en cualquier momento sin poder prever las variaciones que puedan darse. o Rendimiento en distribución de CALEFACCIÓN en vivienda= R 2CALVIV Las condiciones son similares a lo descrito en R 1CALVIV
Conclusiones Con el análisis desarrollado, podemos observar: Que en las instalaciones de ACS y Calefacción tenemos ingentes pérdidas de energía que determinan el rendimiento efectivo de las instalaciones térmicas. o Rendimiento Instalación 1: R 1ACS = R 1ACSPRO * R 1ACSVIV R 1CAL = R 1CALPRO * R 1CALVIV o Rendimiento Instalación 2: R 2ACS = R 2ACSPRO * R 2ACSINT * R 2ACSACU * R 2ACSANILLO * R 2ACSVIV R 2CAL = R 2CALPRO * R 2CALDIS * R 2CALVIV Que en los diferentes subsistemas de las instalaciones se producen unas pérdidas energéticas en función del rendimiento de cada uno de ellos: o Pérdidas Instalación 1: P 1ACS = P 1ACSPRO + P 1ACSVIV P 1CAL = P 1CALPRO + P 1CALVIV o Pérdidas Instalación 2: P 2ACS = P 2ACSPRO + P 2ACSINT + P 2ACSACU + P 2ACSANILLO + P 2ACSVIV P 2CAL = P 2CALPRO + P 2CALDIS + P 2CALVIV Que las pérdidas en los diferentes subsistemas pueden ser similares en ambas instalaciones dependiendo de los equipos instalados y la ejecución. Sin embargo hay pérdidas que sólo existen en una de las instalaciones. Tabla de pérdidas en ACS Tipo de pérdida Instalación 1 Instalación 2 Comparación Producción P 1ACSPRO P 2ACSPRO Similares Intercambiador P 2ACSINT Acumulación P 2ACSACU P 2ACSANILLO Anillo de distribución Distribución vivienda P 1ACSVIV P 2ACSVIV Idénticas Total P 1ACS = P 1 P 2ACS = P 2 P 1ACS << P 2ACS Tabla de pérdidas en CALEFACCIÓN Tipo de pérdida Instalación 1 Instalación 2 Comparación Producción P 1CALPRO P 2CALPRO Similares Distribución P 2CALDIS Distribución vivienda P 1CALVIV P 2CALVIV Idénticas Total P 1CAL = P 1 P 2CAL = P 2 P 1CAL << P 2CAL
Que en función de la elección de los generadores, las ejecuciones de las instalaciones y su puesta en marcha y mantenimiento, aislamientos, temperaturas de consigna, programaciones, etc., podemos variar la eficiencia en la gestión de la energía en los edificios.