Original Guia de Calderas Twenergy

Gua de Calderas

Si consideramos la calefaccin y el agua caliente sanitaria (ACS) podemos observar que ambos representan el 66% del consumo total.

El consumo de energa en nuestra vivienda depende de varios factores como son, la zona climtica donde se encuentra la vivienda, su orientacin, el nivel de aisla-miento, el grado de equipa-miento o el uso que damos a los equipos, entre otros.

Teniendo en cuenta que el consumo medio de una vivienda es de 10.521 kWh al ao, en el grfico 1 podemos ver desglosados los por-centajes de dicho consumo dependiendo del uso de la energa.

Gua de Compra ecolgica | 4

19%

22%47%

7%4%

1%

Debido a que ms de la mitad del consumo de las viviendas procede de la ge-neracin de calor, ya sea para calefaccin o para ACS, es aconsejable utilizar calderas que tengan un rendimiento alto.En esta gua se hace una introduccin a los tipos de calderas que podemos encontrar en el mercado y se dan las claves para poder seleccionar las ms eficientes. Adems, se comparten algunos consejos para aumentar an ms su eficiencia energtica.

ACS

Electrodomsticos

Calefaccin

Cocina

Iluminacin

Aire Acondicionado

Grfico 1: Reparto en el consumo del hogar Fuente: Proyecto SECH-SPAHOUSEC IDAE - 2011


Tipos de calderas (calefaccin y acs)

Las calderas se pueden considerar como una caja negra, en la que entra agua fra y combustible y sale agua caliente y gases. En su interior se quema el combustible con el aire, liberando calor.En el funcionamiento de la caldera intervienen dos circuitos independientes, uno para el agua y otro para los gases. En la siguiente imagen se pueden observar los dos circuitos y los componentes de una caldera.

El uso de las calderas puede ser para calefaccin, ACS o para ambas cosas (mixtas).

Las calderas pueden estar asociadas a un termo de ACS que suele tener una capacidad de 30 a 150 litros.Las clasificaciones de las calderas que podemos encontrar en el mercado se pueden hacer dependiendo de varios factores como la temperatura, la pre-sin y el combustible, entre otros.

Segn la temperatura

Busca equipos que trabajen con temperaturas lo ms bajas posibles y que sean capaces de regularse para adaptarse a las distintas demandas energti-cas.

Los tipos de calderas que podemos encontrar son:

I. ConvencionalesEn este tipo de calderas el agua de retorno, una vez que pasa por las unidades terminales, llega a la caldera con una temperatura muy elevada y constante, por lo que su funcionamiento no se adapta a las necesidades de la vivienda.

Imagen 1: Partes de una calderaFuente: Gua Tcnica Diseo de centrales de calor eficiente IDAE (2010)


II.Baja temperaturaEste tipo de calderas funcionan continuamente con una temperatura de retorno del agua de 40 a 60 C. Adems de trabajar con temperaturas ms bajas, pueden regular la temperatura dependiendo de las necesidades de la vivienda. Se consigue un ahorro energtico del 15% en comparacin con las calderas convencionales.

III.CondensacinEs una caldera parecida a la de baja temperatura, con la diferencia que esta est diseada para que condense continuamente una parte impor-tante del vapor de agua contenido en los gases procedentes de la com-bustin, consiguiendo as un mayor aporte de energa. Esto se consigue porque utiliza la energa que se libera al pasar el agua de estado gaseoso a lquido. La temperatura ptima de funcionamiento es de 30 a 40 C. Son las ms eficientes, su rendimiento puede estar por encima del 100%. Un inconveniente es que se debe instalar un desage para el agua que se condensa.

Teniendo en cuenta aspectos como la eficiencia, el rendimiento, el tipo de combustible, etc. de las calderas antes mencionadas se obtiene la siguiente tabla comparativa.

Algunas Comunidades Autnomas ofrecen ayudas para cambiar las calde-ras actuales por unas ms eficientes - dichas ayudas se suelen conocer con el nombre de Plan Renove de Calderas. Lo que busca la administracin es sustituir todas las calderas convencionales por unas ms seguras y eficientes. De esta manera, se reduce el consumo y por tanto, la dependencia energtica del pas.

El calor generado en la caldera pasa a las viviendas por medio de unas uni-dades terminales. Los ms utilizados, en el caso de edificios residenciales, son los radiadores o el suelo radiante, que utilizan agua para distribuir el calor.

(*) La limitacin se da cuando los terminales son de alta temperatura. Las calderas, al trabajar con temperaturas bajas, no son capaces de calentar las unidades terminales, por lo que no se consigue una temperatura ptima en la vivienda.


Lo ms adecuado es utilizar las unidades terminales que requieran una menor temperatura del agua de retorno. En la siguiente tabla se muestran las carac-tersticas de estos terminales:

Segn la presin

El tipo de caldera, segn la presin, viene determinada por el tipo de cmara de combustin, lugar donde se quema el combustible con la ayuda del aire. Hay dos tipos dependiendo de donde se obtenga el aire, la atmosfrica y la estanca.

I. AtmosfricaEl aire necesario para realizar la combustin completa del gas se toma de la misma estancia donde se encuentra la caldera. Para que dicha combustin se realice correctamente, la estancia debe de tener un determinado sistema de ventilacin.

Este tipo de calderas no se instalan desde el 1 de Enero del 2010, segn el Reglamento de Instalaciones Trmicas de los Edificios (RITE), ya que son poco seguras y menos eficientes.


II. EstancaEste tipo de caldera tiene la cmara de combustin totalmente aislada, no tiene intercambio de aire con la estancia donde se encuentra la caldera. La admisin de aire y la evacuacin de gases tienen lugar en una misma chime-nea, formada por dos tubos concntricos, uno de entrada y otro de salida. El intercambio de calor entre el aire que entra y el gas de salida hace que aumen-te el rendimiento de la caldera. El hecho que est aislada hace que sean ms seguras al no haber peligro de posibles fugas de combustible.




Quemadores

El quemador es el aparato destinado a facilitar la combustin de los carburan-tes (lquidos o gaseosos) de las calderas o de otras instalaciones trmicas.

Segn la forma en que toman el aire de combustin, se pueden distinguir dos tipos de quemadores, atmosfrico o mecnico.

Atmosfrico

Se usa para combustibles gaseosos. Parte del aire necesario para la combus-tin se introduce directamente en el quemador por los conductos y otra parte se obtiene por difusin del aire que rodea la llama. A travs del encendido automtico se consigue la energa para encender la llama.Su principal ventaja es su simplicidad y bajo coste

Mecnico o de sobrepresin

En este tipo de quemador el aire de combustin es introducido mediante un ventilador. Las calderas que tienen quemadores mecnicos, cuentan con un sistema de control que arranca la caldera en funcin de los requerimientos de la vivienda. En este caso podemos regular la temperatura de funcionamiento.

Dependiendo del nmero de etapas se distinguen los siguientes quemadores:

I. Una etapa (todo - nada)El consumo de combustible es constante mientras est funcionando el quemador. Se da en calderas con un rango de consumo determinado. El inconveniente que tiene este tipo de quemador es que trabaja al 100% de potencia, por lo que slo es aconsejable cuando la demanda energtica es constante, de otra forma se producen prdidas de energa por los constan-tes arranques y paradas.

Todas las calderas tienen tres periodos de funcionamiento: tiempo de arranque, tiempo empleado en el funcionamiento y tiempo de parada. En las calderas con un quemador de una etapa se emplea mucho tiempo y energa en los arranques y en las paradas. Cada vez que se vuelve a en-cender la caldera lo hace al 100% de su potencia.

II. Dos etapas (todo poco nada)Con este tipo de quemador la caldera funciona en dos niveles de potencia, con una potencia del 100% y del 50%, mientras se mantiene continua la combustin del quemador.

Se puede regular el tiempo de funcionamiento dependiendo de la demanda energtica de la vivienda. De esta forma se consiguen reducir los tiempos


de arranque y parada, en comparacin con el quemador de una etapa, dando como resultado una caldera ms eficiente.

En un primer momento, la potencia de funcionamiento es del 100% pero al disminuir la demanda de calor, la potencia desciende aproximadamente hasta el 50% mantenindose constante hasta que la demanda de calor desaparece. De esta manera se reduce significativamente el consumo de combustible.

III. ModulanteEstos quemadores reducen los arranques y paradas de la caldera, ahorrn-dose energa, al adecuar, en todo momento, el aporte de calor a la deman-da real. Este tipo de quemador se instala en aquellas viviendas donde la demanda energtica sufre muchas variaciones.

En la tabla 4 se muestran los requisitos de regulacin que exige el RITE dependiendo de la potencia de la caldera. Se puede observar que, inde-pendientemente de la potencia de la caldera, el quemador modulante es el que se adapta mejor.

La potencia de las calderas de un hogar por norma general est por debajo de los 70 kW por lo que, segn la tabla 4, el quemador tiene que ser de una etapa o modulante.

Las calderas centrales tienen una potencia superior a 70 kW, en este caso el quemador deber ser de dos etapas o modulante, dependiendo de la demanda de las viviendas. En las comunidades de vecinos la calefaccin y ACS pueden suponer ms del 60% de los gastos comunes por lo que se debe estudiar qu tipo de caldera es la ms adecuada segn las necesi-dades de los propietarios. Aunque es muy comn que las viviendas en las comunidades de vecinos tengan calefaccin individual, lo ms eficiente es tener calefaccin colectiva. Esto se consigue siempre que cada vivienda re-gule su consumo individual y el pago de las facturas tambin sea individual. Adems, la calefaccin central puede acceder a tarifas ms econmicas.


La tendencia actual es a sustituir los combustibles slidos y lquidos por gas. No obstante, actualmente se estn introduciendo las calderas de biomasa, de mayor inversin inicial y mantenimiento, pero con incentivos de algunas admi-nistraciones por tratarse de un combustible renovable.

En el siguiente grfico se puede observar los distintos tipos de combustibles que se consumen en Espaa.

En el grfico 2 se puede observar que el combustible que menos se utiliza es el carbn. Por exigencia del RITE est prohibida la utilizacin de este combus-tible desde el 1 de Enero de 2012.

Los combustibles tipo que utilizan las calderas son el gasleo, el gas natural y la biomasa. En la siguiente tabla se detallan las propiedades de cada uno de ellos.

Combustibles

Grfico 2: Consumo de energa final en Espaa (ao 2011)Fuente: Boletn anual del IDAE Evolucin Mensual de Consumos de Energa Final en Espaa - Actualizacin 2012

14%52%15%

7%6%

4% 2%Carbn

Productos Petrolferos

Gas Natural

Electricidad no renovable

Electricidad renovable

Energas renovables

Biomasa y Biogs


La tendencia actual es a sustituir los combustibles slidos y lquidos por gas. No obstante, actualmente se estn introduciendo las calderas de biomasa, de mayor inversin inicial y mantenimiento, pero con incentivos de algunas admi-nistraciones por tratarse de un combustible renovable.

En el siguiente grfico se puede observar los distintos tipos de combustibles que se consumen en Espaa.En el grfico 2 se puede observar que el combustible que menos se utiliza es el carbn. Por exigencia del RITE est prohibida la utilizacin de este combus-tible desde el 1 de Enero de 2012.

Los combustibles tipo que utilizan las calderas son el gasleo, el gas natural y la biomasa. En la siguiente tabla se detallan las propiedades de cada uno de ellos.

Gasleo

El gasleo es uno de los combustibles ms contaminantes que existen, debido a su alto contenido en carbono. Las emisiones producidas por su combustin son ms elevadas en comparacin con el gas natural.

Gas Natural

Es una mezcla de gases ligeros que se encuentra frecuentemente en yacimien-tos fsiles, acompaando al petrleo o al carbn. El gas natural es uno de los combustibles ms limpios al emitir menos CO2 que los combustibles deriva-dos del petrleo, adems se quema de forma limpia y eficaz.

Biomasa

Se denomina biomasa a la materia orgnica de origen vegetal, incluyendo resi-duos o desechos, que se utiliza como combustible para producir electricidad o calor.

Para la utilizacin de biomasa se necesitan otras calderas distintas de las que se han descrito en apartados anteriores. El diseo de las calderas depende del tipo de combustible.

Uno de los inconvenientes que tiene este tipo de caldera es que se necesita un lugar de almacenamiento para el combustible y un depsito prximo a la caldera que sirva de sistema de alimentacin. El tamao de ste determina la autonoma de la caldera.

Existen en el mercado equipos compactos de potencias de hasta 70 kW. Tie-nen un alto grado de rendimiento, por encima del 90% y llevan incorporado un depsito o tolva de combustibles, de forma que no es necesario disponer de un lugar adicional para el almacenamiento de la biomasa.


El combustible que se utiliza para este tipo de calderas es biomasa slida. Son muy comunes los residuos de madera naturales pretiturados (astillas, corte-zas, etc.), y los residuos agroindustriales como los huesos de aceitunas, las pepitas de las uvas o la cscara de almendras. Tambin se utilizan mucho los pellet, virutas y serrines compactados en forma de cilindro.

Como se puede observar en la tabla 5, la biomasa, es la que emite menos CO2. Esto se debe a que sus emisiones son consideradas neutras al liberarse la misma cantidad de CO2 que la planta, de la que procede, ha fijado durante su desarrollo.

Antes de comprar una caldera de biomasa hay que considerar una serie de aspectos:

Disponibilidad de espacio: el espacio que requiere es mayor porque se necesita un sistema de almacenamiento para el combustible.

Disponibilidad de suministro de combustible: se debe asegurar el su-ministro a medio-largo plazo, con una calidad de biomasa alta y constante. Actualmente la disponibilidad de biomasa es cada vez ms abundante pero la distribucin se podra organizar de forma ms efectiva.

Mantenimiento de la caldera: en relacin al mantenimiento de las calde-ras se tiene que prestar atencin a la acumulacin de cenizas y al nivel de combustible almacenado.

En el caso del coste, la biomasa es ms barata que el resto de combustibles. En la siguiente tabla puedes ver una comparativa de los costes de la biomasa y el gasleo para producir la misma cantidad de calor.

Fuente: Sistemas Automticos de Calefaccin con Biomasa en Edificios y Viviendas Comuni-dad de Madrid

Imagen 4: Equipos compactos de pelletsFuente: Sistemas Automticos de Calefaccin con Biomasa en Edificios y Viviendas Comunidad de Madrid


Para fomentar el uso de este tipo de calderas, las distintas Comunidades Autnomas publican anual o bianualmente unas campaas de ayudas para la instalacin de calderas de biomasa. Adems, es importante destacar que la compra de calderas de biomasa supone una reduccin fiscal del 10% de la inversin realizada.

Para la compra de tu caldera, por tanto, puedes seguir las recomendaciones que hemos recogido en esta tabla resumen.

Recomendaciones

(*) Debido a que su instalacin implica levantar el suelo, se recomienda en viviendas de nueva construccin o en reformas integra-les. En otros casos se recomiendan radiadores de baja temperatura.


Utilizando la herramienta de cambio de caldera de Twenergy se va a mostrar un ejemplo de los distintos ahorros que conlleva el cambio de caldera y de combustible.

Se ha tomado como ejemplo una vivienda de aproximadamente 70 m2 situada en el municipio de Arcos, provincia de Burgos. Dicha vivienda tiene instalada una caldera convencional de gasleo. Los dos tipos de calderas que se van a considerar para el cambio son:

Caldera de baja temperatura que sigue utilizando gasleo Caldera de condensacin, donde adems se cambia el combustible a gas natural

En los dos casos, adems, se ha cambiado el quemador a modulante.

Segn los resultados de la tabla, el cambio ms adecuado es el de la caldera de condensacin a gas natural. Este cambio consigue los valores ms altos de ahorro, como se puede ver en el siguiente grfico.

Ejemplo de cambio de caldera


Hay que tener en cuenta que la caldera convencional con la que se ha reali-zado el estudio es una caldera nueva, que se puede encontrar en el mercado. Considerando que las calderas que se fabrican hoy en da son ms eficientes que las que se encuentran en la mayora de nuestras viviendas, se puede afir-mar que los ahorros por el cambio de las mismas sern actualmente bastante mayores.

Para garantizar el ahorro y la eficiencia energtica, adems de los factores antes mencionados, habra que seguir unos buenos hbitos o adaptaciones de la vivienda.

Envolvente trmica: modificacin en la estructura de la vivienda para mejorar el aislamiento.

Temperatura: mantener una temperatura ptima en la vivienda. Segn el RITE la temperatura de confort en las habitaciones debe estar en 21 C invierno y los 26 C en verano.

Vlvulas termostticas: se pueden instalar vlvulas termostticas en los radia-dores o termostatos programables. Con ambos sistemas se puede elegir la temperatura de confort llegando a conseguir un ahorro entre el 8 y el 13%.

Mantenimiento: un buen mantenimiento de las calderas y las unidades termi-nales, puede hacernos ahorrar hasta un 15% de energa.

Buenas prcticas


Referencias:

Documentos Tcnicos de Instalaciones en la edificacin DTIE - Principios bsicos de las calderas de condensacin, 2008

Documentos tcnicos de Instalaciones en la edificacin DTIE Sistemas de Climatizacin. Edita Atecyr, 2009

Gua bsica Calderas de condensacin Fenercom -2009http://www.fenercom.com/pdf/publicaciones/Guia-Basica-Calderas-Con-densacion-2009-fenercom.pdf

Gua de aislamiento de viviendas Twenergyhttp://twenergy.com/guias/twenergy_guia_aislamiento_de_viviendas.pdf

Gua Tcnica Diseo de centrales de calor eficientes IDAE (2010)http://www.minetur.gob.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/RITE/Reconocidos/Reconocidos/CentralesCalor.pdf

Gua Prctica de la Energa Consumo eficiente y responsable IDAE (2011)http://www.idae.es/index.php/mod.documentos/mem.descarga?file=/documentos_11046_Guia_Practica_Energia_3_Ed.rev_y_actualizada_A2011_01c2c901.pdf

Gua Prctica - Sistemas Automticos de Calefaccin con Biomasa en Edifi-cios y Viviendas Comunidad de Madrid

http://www.madrid.org/cs/Satellite?c=CM_Publicaciones_FA&cid=1142317871962&idTema=1109265603131&language=es&pagename=ComunidadMadrid%2FEstructura&segmento=1&sm=1

Proyecto Sech- Spahousec Anlisis del consumo energtico del sector residencial en Espaa. Informe Final. IDAE, 2011.

http://www.idae.es/index.php/mod.documentos/mem.descarga?file=/docu-mentos_Informe_SPAHOUSEC_ACC_f68291a3.pdf

Real Decreto-ley 2/2003, de 25 de abril, de medidas de reforma econmicahttp://www.boe.es/boe/dias/2003/04/26/pdfs/A16223-16238.pdf

Reglamento de Instalaciones Trmicas de los edificioshttp://www.boe.es/boe/dias/2007/08/29/pdfs/A35931-35984.pdf


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