Sustitución de caldera de gasóleo por sistema de biomasa Enertres

ESQUEMA DE PRINCIPIO PARA INSTALACIÓN CON TRES CALDERAS DE BIOMASA

El esquema considerado para esta instalación contempla tres calderas de 100 kW con un funcionamiento en cascada, lo que permite disponer de toda la potencia instalada cuando se requiera. Asimismo, la cascada controlará el número de horas de funcionamiento de cada una de las calderas. El objetivo es asegurar la vida útil de cada una de las calderas por igual, esto es, en cuanto la primera caldera haya trabajado un número de horas determinado, dejará de ser la caldera principal y pasará a ser la última en entrar. La segunda caldera será en este caso la principal, siendo la tercera la esclava que entrará en segundo lugar. Este proceso se repetirá en función del número de horas trabajadas por las calderas.

El edificio contaba con un sistema de calefacción formado de radiadores de alta temperatura distribuidos en dos plantas y por toda la superficie calefactable, es decir, aulas, despachos y cafetería. Con el objeto de no incurrir en más costes de los necesarios, se sustituyeron únicamente los equipos generadores de calor y se aprovechó la instalación original. Por ello, las calderas realizan una impulsión directa a los circuitos de calefacción sin emplear una inercia intermedia.

Esquema de principio con calderas de biomasa en centro de formación                                         

DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA

Con esta instalación sería posible satisfacer al 100% las necesidades de calefacción y ACS del centro. No obstante, en la actualidad el sistema tan sólo se emplea para dar cobertura a la totalidad de necesidades de  calefacción, que se han estimado mediante un cálculo de cargas adecuado en función de la zona climática y la correspondiente severidad climática de invierno para cumplir HS1 del Código Técnico de la Edificación.

Se ha tenido en cuenta, por tanto los siguientes datos:

-    Superficie a calefactar: 2.500 m₂.
-    Emplazamiento de la instalación: Pontevedra
-    Sistema de calefacción: radiadores de alta temperatura.
-    Temperatura de impulsión: 70ºC.
-    Base de cálculo: 89.6 W/m₂.
-    Necesidades: 224 kW.
-    Horas de calefacción: 1260 h

Consideraciones según HS 1 del CTE:

-    Zona Climática: C1
-    Severidad Climática en invierno: C 

EL SISTEMA DE BIOMASA INSTALADO

Las calderas

Según los cálculos obtenidos, y para satisfacer las necesidades específicas, se ha llevado a cabo una instalación con sistema de biomasa consistente en tres calderas de pellets ENERTRES BI-1000, de 100 kW de potencia cada una, en una configuración en cascada.

A continuación se detallan las características técnicas de la caldera de biomasa ENERTRES BI 1000 en cuanto a potencia, rendimientos, dimensiones, diámetros de conexión, datos para los gases de escape y consumos eléctricos de los diferentes componentes.

Por otro lado, otras características a destacar de las calderas de biomasa ENERTRES, que hacen que se consiga una mayor eficiencia energética por un lado y contribuyan a un mayor confort por parte del usuario son las siguientes:

-    Incorpora una potente regulación climática.
-    Limpieza automática del quemador y del intercambiador de calor, que contribuye a un mejor aprovechamiento de la energía térmica generada en la caldera.
-    Modulación en potencia para evitar arranques bruscos de la caldera y así preservar la vida útil de la misma.
-    Sistema de compactación de cenizas automático.
-    Ajuste de los parámetros de la combustión mediante sonda lambda para conseguir una mayor eficiencia en fundón del poder calorífico del pellet que se esté utilizando.
-    Dispositivo antirretorno de llama.
-    Regulación de velocidad de los ventiladores de tiro y aire secundario.
-    Dual Combustión Control.

Sistema de almacenamiento de pellets

Para dimensionar el almacenamiento de pellets se deben tener en cuenta las recargas anuales deseadas y la disponibilidad de emplazamiento del mismo.

Dado que el centro no había sido concebido inicialmente para una instalación con biomasa, no disponía de una sala con las dimensiones suficientes para ubicar en el interior del edificio un sistema de almacenaje de pellets. Por ello, fue necesaria la instalación de 3 depósitos enterrados de 8 m₃ cada uno. Cada uno de los depósitos surte a una caldera y tienen una capacidad de almacenaje independiente de 4 toneladas de pellet.

Para saber cuáles son las necesidades de almacenamiento de pellet se tendrán en cuenta las necesidades térmicas en las horas de funcionamiento diarias de la instalación (5 horas).

El depósito enterrado ENERtank está especialmente indicado cuando no hay suficiente espacio disponible para el almacenamiento en el interior del edificio o anexo a la sala de calderas.

El depósito, fabricado en plástico de alta densidad, se entierra próximo a la sala de calderas tal y como se muestra en la siguiente imágen..

Detalle de los depósitos enterrados en la instalación. 

ESTUDIO ECONÓMICO

A continuación se presenta el estudio económico de costes de la instalación, el ahorro generado comparativamente  con el sistema de gasóleo que se ha sustituido y el período de retorno de la inversión necesaria para llevar a cabo la sustitución con un sistema de biomasa.

Comparativa de costes anuales

En el siguiente gráfico se representa una comparativa de costes durante el primer año entre el sistema con calderas de biomasa y el sistema con  gasóleo C, teniendo en cuenta los precios de los combustibles en el momento de la instalación.

Costes anuales de la instalación.

Ahorro generado

El ahorro generado tras 15 años de funcionamiento de la instalación con el sistema de biomasa respecto a las calderas de gasóleo C se muestra en el gráfico siguiente con los precios de combustibles en el momento de ejecución de la instalación y considerando un incremento anual en el precio del gasóleo C de  un 9% y un 3% para el pellet.

Figura 6. Costes anuales de la instalación.

Retorno de la inversión

El siguiente estudio analiza el periodo de retorno estimado de la inversión necesaria para la instalación del sistema de biomasa objeto de estudio, frente al sistema con Gasóleo C con el que ya contaba el centro.

Considerando la inversión inicial y los incrementos de precios de combustibles indicados en el apartado anterior, los datos nos indican que el período de retorno de esta inversión sería de 7 años, en caso de que no se reciba ninguna subvención, y se acortaría a los 5 años si la instalación se acogiese a un plan de subvención.

Análisis del retorno de la inversión.

CONLUSIÓN

Los datos aportados por esta aplicación real, en la que se ha sustituido un sistema de calefacción de gasóleo por uno de biomasa, evidencian las ventajas de contar con un sistema sustentado en el empleo de energías  renovables, puesto que, a la vez que resulta más respetuoso con el medioambiente, también conlleva un importante ahorro económico, que se pone de manifiesto en el reducido plazo de amortización de la inversión necesaria para llevar a cabo su implantación.

Más información:

www.enertres.com