Optimización energética en calderas
La utilización de calderas se ha popularizado por los múltiples ahorros que representa su aplicación. Para elegir e instalar correctamente este tipo de sistemas, es posible seguir algunas sencillas recomendaciones.
Un sistema de calefacción centralizada puede ser aquel que emplea una caldera en la que se calienta el agua y donde emisores tipo radiador, o de suelo radiante, se encargan de llevarla caliente por medio de una red de tuberías, aunque también pueden existir equipos de calefacción por vapor o mediante aire caliente.
La aplicación de estos sistemas aprovecha la central de calor que suele instalarse en conjunto con la producción de agua caliente sanitaria (ACS), pues también funcionara con rendimientos mucho más efectivos que los sistemas individuales, por ello, la creciente popularidad de este tipo de instalaciones.
Las calderas de agua caliente son, entonces, el sistema más utilizado para la calefacción de las instalaciones en el sector industrial, pero también han tenido un importante crecimiento en aplicaciones comerciales, con el propósito de homogeneizar el acceso a agua o aire caliente en edificaciones residenciales o comerciales.
Ahora bien, para optimizar la energía y conseguir ahorros significativos, es posible seguir ciertas recomendaciones.
1. El primer paso para obtener un buen rendimiento en este tipo de sistemas es el dimensionamiento que se les dará a las calderas, donde la adecuación de potencia a la demanda deberá ser congruente y no se deberá sobredimensionar de forma innecesaria.
2. Es conveniente contar con un buen sistema de control en la instalación, para evitar pérdidas excesivas de calor cuando la caldera está en posición de espera. Una revisión periódica de los equipos también tendrá que formar parte del itinerario de operación en este tipo de instalaciones, de manera que se mantengan sus niveles de funcionamiento en buen estado y con rendimientos óptimos.
3. La combinación de sobredimensionamiento y las pérdidas de posición pueden llegar a generar hasta un 35 por ciento de gasto energético al año, por lo que a nivel global y sumando varios periodos podrá significar una pérdida que sobrepasa la efectividad del sistema.
4. Cuando se realice una revisión periódica de calderas es recomendable realizar un análisis de la combustión, a fin de saber si está funcionando correctamente. Otro aspecto primordial es la conservación y reparación de los aislamientos de las calderas, así como de los depósitos acumuladores y de las tuberías de transporte que llevan el agua caliente hasta donde se requiere.
Las calderas convencionales trabajan con temperaturas de agua caliente entre 70 y 90 grados centígrados y con temperaturas de retorno del agua superiores a los 55 grados centígrados, esto bajo condiciones normales de funcionamiento.
El diseño de una caldera de baja temperatura acepta una entrada de agua a temperaturas menores a 40 grados centígrados, por ello, los sistemas de calefacción a baja temperatura presentan menos pérdidas de calor en las tuberías de distribución que las calderas convencionales.
5. Las calderas de condensación están diseñadas para recuperar más calor del combustible quemado que una caldera convencional y, en particular, recupera el calor del vapor de agua que se produce durante la combustión de los combustibles fósiles.
Dicha diferencia estriba en la mayor inversión de este tipo de calderas, que suele ser de un 25 a 30 por ciento más alta para las bajas temperaturas y puede hasta duplicar la inversión en el caso de las calderas de condensación, por lo que la determinación al momento de elegir este tipo de equipos tendrá que ver, en primer lugar, con el presupuesto asignado y con el tipo de uso que se les dará.
6. Ahora bien, la necesidad de agua caliente sanitaria ha formado parte importante en el consumo de energía en edificaciones comerciales y residenciales que utilizan calderas. La producción de ACS se realiza, generalmente, mediante calderas de agua caliente, por lo que también es conveniente que la temperatura de almacenamiento no sea muy alta para minimizar las pérdidas, sin que, en ningún caso, sea inferior a los 60 grados centígrados.
La instalación de sistemas de bajo consumo de duchas y baños, que reducen el caudal suministrado sin perjuicio de la calidad del suministro, conlleva importantes ahorros energéticos, gracias a que disminuye notablemente el caudal de agua a calentar, con una reducción que en algunos de estos equipos alcanza valores de hasta el 60 por ciento en el consumo de agua.
7. Otra medida para el ahorro consiste en la instalación de válvulas termostáticas para la limitación y regulación de temperatura del ACS, con lo cual se evitarán las pérdidas de agua caliente por ajuste de la temperatura en el momento en que se requiera por un usuario final.
Como medidas complementarias, se tendrán que minimizar todas las fugas de agua caliente con un mantenimiento apropiado de las conducciones y los grifos de duchas y lavabos. Se tendrán que evitar temperaturas de almacenamiento muy altas, con el objetivo de limitar las pérdidas, así como aislar adecuadamente las conducciones y depósitos de almacenamiento.
8. Instalar regaderas o llaves de paso en lavabos y servicios en las zonas generales ayudará a disminuir el desperdicio de calor.
La instalación de un sistema de bajo consumo en las duchas y baños no tendrá que reducir la calidad del suministro, sino que tratará de ahorrar, lo más que pueda, el consumo de agua. Instalar contadores del consumo de agua caliente permitirá dar seguimiento a las condiciones de cada instalación.
9. Otro factor que contribuirá al ahorro de energía en el uso de calderas es el que se puede conseguir con el bombeo, ya que el consumo eléctrico para este factor puede llegar a ser mayor al esperado dentro del consumo general. Para que una instalación de bombeo funcione satisfactoriamente desde el punto de vista energético, es necesario que, como en el caso de la caldera, se dimensione correctamente. Cabe destacar que para poder variar la velocidad de los motores se utilizan reguladores eléctricos, los cuales se pueden adquirir en múltiples establecimientos especializados en el sector.
La acción de tener reguladores de velocidad será muy positiva, pues éstos accionan las bombas automáticamente cuando su uso es necesario, y pueden conseguir ahorros equivalentes al 50 por ciento en el consumo eléctrico.
10. Aunado a estos puntos, el correcto mantenimiento que establecen algunos estándares de calidad ayudará a reducir el consumo de energéticos, por ello, se recomienda realizar un mantenimiento correctivo que traerá como resultado un mejor rendimiento de la instalación, una reducción en los costos y una mejor calidad en el servicio.
11. Las técnicas de comunicación permiten la implantación de sistemas de gestión de energía, capaces de gestionar gran cantidad de datos y controlar las instalaciones.
Cuando se instala un sistema de gestión o un sistema experto, el objetivo será obtener un uso más racional de las instalaciones, ahorrar energía, reducir mano de obra, averías y prolongar la vida útil de los equipos, parte de las medidas principales.
Los sistemas expertos controlan el consumo de energía optimizando los parámetros, de forma que se obtenga un mínimo costo energético.
El sistema de gestión está basado en un ordenador y en un software de gestión. Su instalación puede significar ahorros equivalentes a un 10 o a un 30 por ciento.
12. Elección correcta del suministro de materia prima de las calderas. A medida que van extendiéndose las redes de distribución de gas natural, su aplicación adquiere mayor terreno en su aplicación.
En el caso de las calderas, se ha demostrado que existe un ahorro energético importante en su aplicación, lo que hace que los costos destinados al combustible disminuyan. La utilización de un combustible más limpio hará que la emisión de SO2 o CO2 se vean en menor medida.
