La tecnología de la condensación como solución para equipos productores de calefacción y A.C.S.
La preocupación por el cambio climático llevó en 1988 a la creación del Grupo Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) y sus conclusiones, provocaron la aprobación de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). En este artículo técnico, Noelia González, responsable de Soluciones Hoteleras de ACV España, explica la evolución que ha venido desarrollando durante los últimos años este acuerdo y las principales novedades introducidas en la Directiva Europea.
El objetivo de la Convención (CMNUCC) es alentar a los países industrializados a estabilizar las emisiones de gases de efecto invernadero y el Protocolo de Kyoto, aprobado en 1997 y vigente hasta el 2020, pone en práctica este objetivo.
En 2010, la Comisión Europea desarrolló una estrategia que incluía los ya conocidos objetivos: reducción del 20% de las emisiones de gases de efecto invernadero respecto de 1990, alcanzar el 20% de fuentes renovables en el consumo energético de la UE en 2020 y aumentar la eficiencia energética con el fin de ahorrar un 20% del consumo energético de la UE respecto de las proyecciones para el año 2020.
Desde entonces, la UE ha estado desarrollando directivas y proyectos como la Directiva de Eficiencia Energética en los Edificios (EPBD), el Programa Soluciones en Energías Renovables (RES) y ahora la Directiva de Ecodiseño (ERP).
Directiva de Ecodiseño ErP. Generalidades
Se trata de una Directiva Europea de obligado cumplimiento para los estados miembros de la UE de aplicación en el diseño de Productos relacionados con la Energía (ErP).
Aunque esta directiva afecta a más de 1000 categorías de productos, para aquellos relacionados con la climatización y la producción de ACS aplica a calderas, bombas de calor, acumuladores, sistemas de cogeneración, sistemas combinados de productos…, definiendo para éstos:
- Los niveles mínimos de eficiencia
- los niveles máximos de emisiones de NOX
- El mínimo aislamiento para los acumuladores
- El nivel máximo de emisiones acústicas para bombas de calor
A partir de la entrada en vigor de la Directiva, solo se podrán comercializar con marcado CE aquellos productos fabricados según los requisitos ErP.
Directiva de Ecodiseño ErP. Calderas solo calefacción y mixtas
Las calderas solo calefacción y mixtas que deberán cumplir los requisitos de Ecodiseño desde septiembre de 2015 son aquellas con potencias ≤ 400 kW. Para estos equipos, la normativa define un nivel de eficiencia energética mínimo a cumplir desde el 26 de septiembre de 2015, que será más restrictivo para algunos de ellos a partir de septiembre de 2017.
Esto significa que la nueva directiva ErP prohibirá la comercialización de aquellas calderas solo calefacción y mixtas menos eficientes, que no cumplan los requisitos mínimos de rendimiento indicado en la Directiva. Otra novedad que incorpora la normativa de Ecodiseño es que el rendimiento que siempre se había calculado en base al PCI (Poder Calorífico Inferior) ahora se calculará basándose en el PCS (Poder Calorífico Superior).
Por este motivo, los rendimientos superiores al 100% que antes estábamos acostumbrados a ver para las calderas de condensación, ahora estarán alrededor del 90% mientras que las calderas convencionales tendrán un rendimiento basado en el PCS del orden del 80%.
Cómo afecta la ErP al sector hotelero
Desde septiembre de 2015, todos aquellos hoteles de nueva edificación o existentes que quieran acometer una renovación en su sistema de calefacción y ACS mediante calderas a gas o gasóleo con potencias ≤ 400 kW, deberían incluir en sus proyectos equipos fabricados según las directrices de eficiencia de la nueva normativa ErP.
Existe, claro está, un tiempo en que convivirán en el mercado equipos fabricados con anterioridad a la entrada en vigor de esta Directiva de Ecodiseño que podrán ser comercializados hasta agotar stocks.
Soluciones para el sector hotelero. La tecnología de la condensación
La normativa ErP, para calderas y calderas mixtas, define un rendimiento mínimo a cumplir que será solo alcanzable mediante la tecnología de la condensación de elevada eficiencia.
La tecnología de la condensación se basa en la recuperación del calor por cambio de fase del vapor contenido en los gases de combustión. En las calderas convencionales, los gases o humos son evacuados a través de la chimenea a elevadas temperaturas (>120ºC), mientras que en las calderas de condensación se aprovecha el calor latente de los gases para calentar el agua que circula por el interior de la caldera, expulsándolos a una temperatura muy inferior.
Para que la condensación sea posible, el agua que recibe el calor procedente de los humos debe estar a una temperatura baja, alrededor de los 35-45ºC. Para temperaturas más elevadas del agua, el vapor de los gases de combustión no condensa y el intercambio de energía entre estos humos y el agua no se puede realizar adecuadamente.
Este proceso de recuperación de calor y las características energéticas que se citan a continuación, hacen de las calderas de condensación la opción más eficiente y limpia de la que se dispone actualmente:
- Rendimiento estacional muy elevado, superior al 93% basado en el PCS, el 104% basado en el PCI (gracias a la recuperación de calor)
- Nivel de emisiones de NOx muy bajo
- Regulación de la temperatura en función de la demanda energética:
– Pueden trabajar a alta temperatura (radiadores antiguos)
– Pueden trabajar a baja temperatura (radiadores de baja temp., suelo radiante, fan-coils..)
Las calderas de condensación se pueden integrar en sistemas de calefacción y en sistemas de calefacción y producción de ACS, ya sean nuevos o existentes.
Si solo se requiere calefacción, el esquema resulta idéntico al que se implementaría con una caldera convencional, la temperatura de ida y retorno solo dependerá del tipo de emisores existentes (de alta o baja temperatura) y esto repercutirá de forma directa en la eficiencia del conjunto.
Cuando se trata de producir ACS y calefacción, el esquema para calefacción será el mismo, pero para la producción de ACS nos encontramos con dos posibles opciones:
- Sistema tradicional: Producción de ACS con gran acumulación
- Sistema más eficiente: Producción de ACS semi-instantánea
El sistema tradicional, se basa en acumular una gran cantidad de ACS a lo largo de todo el día, para poder disponer del volumen necesario en el momento que se generan las puntas de consumo.
Cuando la caldera de condensación produzca ACS no podrá condensar y su rendimiento será similar al de una caldera convencional, puesto que la temperatura de retorno del acumulador de ACS a la caldera es demasiado elevada para que esta pueda condensar.
En este sentido, es interesante la solución que ofrecen los equipos de producción de ACS y calefacción HEAT MASTER TC de ACV, que producen ACS de forma semi-instantánea adaptándose en todo momento a la demanda existente de forma flexible y eficiente, gracias a su tecnología Tank in Tank y a su sistema Total Condensing, que permite condensar en modo calefacción y en modo ACS (rendimiento estacional del 94% en modo calefacción y del 87% en modo ACS con perfil de carga XXL). Su elevado rendimiento posibilita un ahorro energético y económico de aproximadamente el 20% en comparación con sistemas convencionales nuevos.
El sistema Tank in Tank se caracteriza por disponer de una gran superficie de intercambio, de manera que el agua de consumo contenida en el acumulador interior al equipo es calentada de forma homogénea y rápida a partir del agua del circuito primario del generador. Esta tecnología Tank in Tank incorpora un diseño patentado que evita las incrustaciones y la calcificación en las paredes interiores del tanque, alargando la vida útil del equipo.
Su tamaño compacto permite la instalación del equipo en salas de reducidas dimensiones. Esto lo convierte en un producto ideal para reformas o reposiciones, reduciendo la obra civil e inversión necesaria para realizarlas. De igual forma, sus características permiten una simplificación del circuito hidráulico, lo que supone un ahorro económico adicional en la instalación de ACS.
Puede ampliar esta información en la página web de ACV: www.acv.com
