sistema centralizado vs individual

SISTEMAS DE CALEFACCIÓN CENTRALIZADOS E INDIVIDUALES

1/1

COMPARATIVA ENERGÉTICA ENTRE INSTALACIONES CENTRALIZADAS E INSTALACIONES INDIVIDUALES


2/2

Indice:

OBJETO

Conclusiones

1.- COMPARATIVA DE RENDIMIENTOS EN CALDERAS.

1.1.- CALDERA CENTRAL DE BAJA TEMPERATURA POTENCIA REGULABLE 150/250 kW

1.2.- CALDERA CENTRAL DE BAJA TEMPERATURA POTENCIA REGULABLE 170/450 Kw

1.3.- CALDERA INDIVIDUAL 28 Kw Potencia Media

1.4.- CALDERA INDIVIDUAL 35 Kw Potencia Alta

1.5.- CALDERA INDIVIDUAL 28 Kw Con Acumulación

1.6.- COMPARATIVA DE DATOS BAJA TEMPERATURA

1.7.- DATOS COMPARATIVA CALDERA CONVENCIONALES


3/3

2.- EXPLICACIÓN DE LAS PÉRDIDAS CUANTIFICABLES A TENER EN CUENTA EN LOS SISTEMAS

CENTRALIZADOS

2.1.- PÉRDIDAS EN DEPÓSITOS DE ACUMULACIÓN

2.2.- PÉRDIDAS EN TUBERÍAS Y ACCESORIOS

2.2.1.- CIRCUITO DE CALEFACCIÓN

2.2.2.- CIRCUITO DE A.C.S.

2.3.- PORCENTAJE DE PÉRDIDAS

3.- OTRAS PÉRDIDAS A TENER EN CUENTA EN LOS SISTEMAS CENTRALIZADOS DIFÍCILES DE

CUANTIFICAR

3.1.- PÉRDIDAS DE EQUILIBRADO

3.2.- PÉRDIDAS POR LA NO UTILIZACIÓN DE TERMOSTATO AMBIENTE CON PROGRAMADOR EN

CADA VIVIENDA

3.3.- CONSUMO ELÉCTRICO


4/4

OBJETO:

En este estudio se analiza, con objeto de comparar consumos y el volumen de las emisiones emitidas

a la atmósfera, el rendimiento tanto de las propias calderas de calefacción centralizada y una

individual como de las instalaciones a las que están incorporadas ambas, en su funcionamiento

normal a cualquier régimen de carga.

Por supuesto, no se deben olvidar otros elementos de la instalación que provocan que el rendimiento

global de la misma se vea disminuido.

Estos puntos se referencian al final del estudio.


5/5

Conclusiones:

Los rendimientos de las instalaciones con calderas individuales son entre un 4-6 % más

elevados que las equipadas con calderas centrales.

De esto se obtienen:

1. como consecuencia directa de esto un menor consumo

2. mejor aprovechamiento de la energía en términos medio-ambientales

3. reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera.

Estos beneficios se obtienen sea cual sea el tipo de caldera central utilizada, baja

temperatura o con calderas convencionales. En el último caso las diferencias son las

más apreciables, alrededor del 5,5 %.


6/6

1.- COMPARATIVA DE RENDIMIENTOS EN CALDERAS.

1.1.- CALDERA CENTRAL DE BAJA TEMPERATURA POTENCIA REGULABLE 150/250 Kw.

(Datos técnicos recogidos de catálogos)

Rendimiento caldera a 80/60 ºC: 92.8%

Pérdidas de calor en caldera a 70º C potencia máxima: 1%

Pérdidas de calor en caldera a 50º C potencia mínima 1%

Tª máxima humos (gasoil 12,5% CO2): 167 ºC

Pérdidas Tª máxima:6,95% (Tabla A.15)

Tª mínima humos (gasoil 12,5% CO2): 115 ºC

Pérdidas Tª máxima: 4,5 % (Tabla A.15)

Pérdidas debidas a la distribución de calefacción y A.C.S., depósito de acumulación según los ejemplos de los

apartados 2.1, 2.2 y 2.3 : 1,74 % a potencia mínima y 1,1 % a potencia máxima.

Rendimiento máximo instalación: 100-4,5-1-1,74 = 92,76 %

Rendimiento mínimo instalación: 100-6,95-1-1,1 = 90,95 %


7/7

Rendimiento medio: 91,8 %

1.2.- CALDERA CENTRAL DE BAJA TEMPERATURA POTENCIA REGULABLE 170/450 Kw.

Rendimiento caldera a 80/60 ºC: 92 %

Pérdidas de calor en caldera a 70º C potencia máxima: 0,65 %

Pérdidas de calor en caldera a 55º C potencia mínima 0,4 %

Tª máxima humos (gasoil 13% CO2): 178 ºC

Pérdidas Tª máxima: 7,1% (Tabla A.15)

Tª mínima humos (gasoil 13% CO2): 115 ºC

Pérdidas Tª máxima: 4,1 % (Tabla A.15)

Pérdidas debidas a la distribución de calefacción y A.C.S., depósito de acumulación según los ejemplos de los

apartados 2.1, 2.2 y 2.3 : 1,74 % a potencia mínima y 1,1 % a potencia máxima.

Rendimiento máximo instalación: 100-4,1-0,65-1,74 = 93,5 %

Rendimiento mínimo instalación: 100-7,1-0,4-1,1 = 91,4 %

Rendimiento medio: 92,4 %


8/8

A estas pérdidas se deberían de añadir las pérdidas por disponibilidad de la instalación (Mantenimiento de

la caldera a temperatura sin que la caldera se encuentre en marcha) que pueden estar en el orden de 3,5 %

(Perdidas por disponibilidad estimadas para una caldera de baja temperatura de acuerdo con el artículo del

Dr. Ingeniero Alberto Viti aparecido en el nº 337 de la revista El Instalador).

Por lo que se podría hablar de un rendimiento de la instalación en funcionamiento del:

del 88,3 % en el tipo de caldera REGULABLE 150/250 Kw.

y del 88,9 % en la caldera REGULABLE 170/450 Kw.


9/9

1.3.- CALDERA INDIVIDUAL 28 Kw Potencia Media

Rendimiento a potencia máxima (están incluidas pérdidas por calor en la caldera): 91,09 %

Rendimiento a potencia mínima (están incluidas pérdidas por calor en la caldera): 90 %

Rendimiento medio: 90,5%

En este tipo de calderas no hay lugar a las pérdidas por disponibilidad puesto que la caldera no debe

mantener una temperatura mínima de funcionamiento, por lo que se puede hablar de un rendimiento de

la caldera en funcionamiento del orden del 90,5 %


10/10

1.4.- CALDERA INDIVIDUAL 35 Kw Potencia Alta


Rendimiento a potencia mínima (están incluidas pérdidas por calor en la caldera): 90 %

Rendimiento medio: 91%



la caldera en funcionamiento del orden del 91 %


11/11

1.5.- CALDERA INDIVIDUAL 28 Kw Con Acumulación


Rendimiento a potencia mínima (están incluidas pérdidas por calor en la caldera): 88,1 %

Rendimiento medio: 89,5%



la caldera en funcionamiento del orden del 89,5 %


12/12

1.6.- COMPARATIVA DE DATOS BAJA TEMPERATURA.

De la comparativa de rendimientos entre un sistema de calefacción y A.C.S. individual y centralizado

con calderas de baja temperatura se obtienen las siguientes tablas:


13/13

Caldera Consumo

útil anual

(kWh)

Rendimiento Consumo

anual

(kWh)

Consumo

gas (Nm3)

Emisiones

CO2 Anual

(kgr)

Caldera BT

150/250 kW

330000 88,3 373725 36039 79646

CALDERA

INDIVIDUAL

28 Kw

330000 90,5 364640 35163 77710

CALDERA

INDIVIDUAL

35 Kw

330000 91 362637 34970 77283

CALDERA

INDIVIDUAL

28 Kw Con

acumulación

330000 89,45 368921 35575 78620


14/14

Caldera Consumo

útil anual

(kWh)

Rendimiento Consumo

anual

(kWh)

Consumo

gas (Nm3)

Emisiones

CO2 Anual

(kgr)

Caldera BT

170/450 kW

620000 88,9 697412 67252 148628

CALDERA

INDIVIDUAL

28 Kw

620000 90,5 685082 66063 145999

CALDERA

INDIVIDUAL

35 Kw

620000 91 681318 65700 145197

CALDERA

INDIVIDUAL

28 Kw C.A

620000 89,45 693124 66839 147714


15/15

1.7.- DATOS COMPARATIVA CALDERA CONVENCIONALES

En base a los datos de las calderas de Baja Temperatura que hemos utilizado en el estudio y puesto

que las calderas convencionales presentan rendimientos menores por:

1. que la temperatura de humos está unos 20º C por encima en las temperaturas máximas y mínimas

y por lo tanto se reducirá el rendimiento en un 2 %.

2. que las pérdidas por convección y radiación medias reducen el rendimiento entre 1,3 % y 1,1 %.

Y suponiendo que las pérdidas por disponibilidad en este tipo de calderas las consideramos del mismo

orden que en las calderas de Baja Temperatura (es decir, 3,5%) y que ya las hemos descontado al

expresar el rendimiento en baja temperatura ( 88,5 – 150/250; 89,3- 170/450) obtenemos, en el

mejor de los casos:

*caldera convencional potencia 150/250: rendimiento de 85%

*caldera convencional potencia 170/450: rendimiento de 85,8%


16/16

Comparando el rendimiento de las calderas convencionales centrales con el de las individuales se

obtienen las siguientes tablas:


17/17

Caldera Consumo

útil anual

(kWh)

Rendimiento

Instalación

Consumo

anual

(kWh)

Consumo

gas (Nm3)

Emisiones

CO2 Anual

(kgr)

Caldera CV

(150/250 kW)

330000 85 388235 37438 82738

CALDERA

INDIVIDUAL

28 Kw

330000 90,5 364640 35163 77710

CALDERA

INDIVIDUAL

35 Kw

330000 91 362637 34970 77283

CALDERA

INDIVIDUAL

28 Kw Con

acumulación

330000 89,45 368921 35575 78620


18/18

Caldera Consumo

útil anual

(kWh)

Rendimiento

Instalación

Consumo

anual

(kWh)

Consumo

gas (Nm3)

Emisiones

CO2 Anual

(kgr)

Caldera CV

(170/450)

kW

620000 85,8 722610 69682 154000

CALDERA

INDIVIDUAL

28 Kw

620000 90,5 685082 66063 146000

CALDERA

INDIVIDUAL

35 Kw

620000 91 681318 65700 145197

CALDERA

INDIVIDUAL

28 Kw Con

acumulación

620000 89,45 693124 66839 147714


19/19

De los datos de las dos últimas tablas anteriores deducimos que:

1. Los rendimientos de las instalaciones con calderas individuales son más elevados que las que

equipan calderas centrales, bien con baja o temperatura convencional.

2. La consecuencia directa de esto es que las emisiones de CO2 a la atmósfera son inferiores para

una instalación con calderas individuales respecto a una instalación centralizada, en cualquiera de

sus variantes estudiadas. Siendo en el caso de calderas convencionales la diferencia más

apreciable, alrededor del 5,5 %.


20/20

Además y tal como se ha indicado al inicio de este estudio se deben tener en cuenta otros factores que

penalizan fuertemente a las instalaciones con calderas centrales, en lo referente a balance energético,

algunos de los cuales pasamos a reseñar:

- Pérdidas por equilibrado.

- Pérdidas por consumo eléctrico.

- Pérdidas por la no utilización de un termostato ambiente con programador en cada vivienda.

Estas pérdidas se mencionan en el punto 3 de este estudio y supondrían un aumento del consumo

energético, y por consiguiente un aumento de las emisiones de CO2 a la atmósfera, en las instalaciones

centralizadas.


21/21

2.- EXPLICACIÓN DE LAS PÉRDIDAS CUANTIFICABLES A TENER EN CUENTA EN LOS SISTEMAS

CENTRALIZADOS

(Incluidas y cuantificadas ya en los puntos 1.1 y 1.2 correspondientes a los datos de perdidas en

calefacciones centrales)



2.2.1.- CIRCUITO DE CALEFACCIÓN




22/22

2.-EXPLCIACIÓN DE LAS PÉRDIDAS CUANTIFICABLES A TENER EN CUENTA EN LOS SISTEMAS

CENTRALIZADOS


De acuerdo con la UNE 100030:2001N (Guía para la prevención y control de la legionela en instalaciones), en

el apartado 6.1.2.1 se indica que la temperatura de acumulación no debe ser menor de 60 ºC y que además

debe poder alcanzarse (diariamente según la tabla 2 de la mencionada norma) una temperatura de choque de

70º C.

Teniendo en cuenta que el depósito se aísle para que la temperatura en su superficie sea de 40º C (el RITE

indica que se deben aislar toda superficie que contenga un fluido de temperatura superior a 40º C).


23/23

Ejemplo: Depósito de acumulación de 1500 litros (20 viviendas) de 1000 mm de diámetro y 2000 mm de alto.

Extrapolando los valores de la tabla I.6 para una temperatura de la superficie del depósito de 40º C y una

temperatura ambiente de 20º C obtenemos:

Pérdidas cubierta y fondo: 381,6 kcal/h

Pérdidas virola: 562 x 2 = 1124 kcal/h

Pérdidas totales: 1511 kcal/h

Como se observa tenemos unas pérdidas valoradas en potencia de unos 1,756 kW entre 2,8 y 2

veces las pérdidas por mantenimiento de las calderas de baja temperatura.


24/24


2.2.1.-CIRCUITO DE CALEFACCIÓN

En el circuito de calefacción nos encontramos con una serie elementos que a pesar de encontrarse aislados

añaden unas pérdidas al sistema. Estos elementos serán:

- Tuberías

- Válvulas de corte

- Colector de distribución y compensadores hidráulicos (sí existen)

- Bombas


25/25

A modo orientativo, las pérdidas por metro lineal de tubería para una temperatura en las mismas de 40º C y

una temperatura ambiente de 20º C Tabla I.2) se pueden cuantificar en:

- Tubería de 1” = 3 Kcal /h m

- Tubería de 2” = 6 kcal/h m

- Tubería de 3” = 8 kcal/h m

Ejemplo: Para una instalación (aprox. 20 viviendas) de 20 m x 3”, 40 m x 2 “ y 40 m x 1” nos encontramos con

unas pérdidas de 8 x 20 + 40x 6 + 40 x 1 = 520 kcal/h que en términos de potencia serían 604 kW lo cual

supone entre 0,7 y 1 veces la las pérdidas por mantenimiento de las calderas de baja temperatura.


26/26


En los sistemas centralizados se debe tener en cuenta que para garantizar el suministro de A.C.S. con calidad

se debe hacer recircular por el anillo de distribución con objeto de que ante una demanda de agua caliente

esta sea satisfecha con la mayor brevedad posible al objeto de poder dar confort y ahorrar agua.

Además, de acuerdo con la UNE 100030:2001N (Guía para la prevención y control de la legionela en

instalaciones), esta temperatura deberá de ser de 50º C en el punto más alejado del circuito.

Dado que los diámetros de distribución de A.C.S. serán sensiblemente inferiores, y en base al ejemplo

anterior, se pueden considerar unas pérdidas del orden de 0.,35 y 0,5 veces la las pérdidas por mantenimiento

de las calderas de baja temperatura.


27/27


Con los valores del ejemplo para un edificio tipo de 20 viviendas se pueden considerar unas pérdidas

porcentuales por los conceptos anteriores de 1,1 % para una caldera de 250 kW.


28/28

3.- OTRAS PÉRDIDAS A TENER EN CUENTA EN LOS SISTEMAS CENTRALIZADOS DIFÍCILES DE

CUANTIFICAR



CADA VIVIENDA



29/29


El desequilibrio entre diferentes ramales conduce a tener que suministrar un exceso de caudal, y por tanto,

de energía a unos locales para poder satisfacer la demanda en otros.

Este exceso de caudal que a priori puede traducirse en un retorno más caliente por lo que tendríamos una

modulación en caldera que no penaliza el rendimiento, en los más de los casos supondrá que el usuario final

evacue el calor con la apertura de ventanas con lo que ello supone en cuanto a eficiencia energética.


30/30


CADA VIVIENDA

No utilizar un termostato ambiente con programador en cada vivienda supone un suministro de energía

constante, en el horario de calefacción definido por la comunidad, que no tiene que ajustarse a la demanda

real del usuario. De esta forma si se cubren las necesidades de mayor ocupación de las viviendas en el edificio

se esta suministrando energía no demandada por las viviendas en las cuales la ocupación es menor, o lo que es

peor, se puede estar suministrando energía a viviendas que no se encuentran ocupadas durante un periodo de

tiempo.


31/31


El consumo eléctrico de la central térmica es prácticamente el mismo a lo largo del horario de calefacción

y para todos los regímenes de carga. En cambio el consumo eléctrico en la caldera individual viene dado por

la ocupación y horario determinado por el usuario.

sistema centralizado vs individual

Documents