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Calderas de Biomasa: Costos de instalación

calderas de biomasa

Al igual que muchas opciones de energía renovable, el costo de las calderas de biomasa puede ser difícil de precisar.

Podemos ver los diferentes sistemas de calefacción y lo que se espera que paguemos por estas calderas de biomasa.

La biomasa puede ser utilizada para uso doméstico y comercial.

Puede ser utilizado tanto para calefacción como para agua caliente.

El esquema de RHI también se aplica a las calderas de biomasa y debe considerarse al considerar los precios.

La biomasa se considera un tipo de fuente de energía renovable.

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Coste de instalación de calderas de biomasa.

En general, el costo de las calderas de biomasa puede ser alto.

La instalación promedio le costará £ 12,000 para ser instalada, para una caldera alimentada automáticamente.

Una caldera alimentada a mano costará menos y podría ahorrarle alrededor de £ 5,000.

Las calderas de biomasa pueden costar entre 14,000 y 19,000 para una caldera de pellets alimentada automáticamente.

Esto incluye la instalación de una chimenea, almacén de combustible e IVA.

Una caldera de leña cuesta entre £ 11,000 y £ 23,000 y una estufa de pellets entre £ 400 y 4500.

calderas de biomasa

Estas calderas cuestan más que su caldera promedio y la mayoría requiere un gran espacio y almacenamiento de combustible.

calderas de biomasa

Estos costos son para sistemas más pequeños a medianos: todo es más grande y el costo varía mucho dependiendo de lo que necesite.

En el primer año de tener una caldera de biomasa doméstica, puede costar alrededor de £ 15,000 instalar y ejecutar un sistema de tamaño promedio.

Costos de combustible de calderas de biomasa

El combustible para tu caldera tendrá que ser comprado. Cuanto más pueda comprar, más rentable será.

Hay 3 tipos de combustible: pellets, astillas de madera y troncos.

El precio estimado para pellets de madera por kilo es de £ 245, registros de £ 100 y astillas de madera de £ 60.

calderas de biomasa

En promedio, puedes esperar usar 11 toneladas de combustible por año.

calderas de biomasa

La cantidad que puede comprar dependerá de tu espacio de almacenamiento, pero la compra en grandes cantidades te ahorrará dinero.

Las astillas de madera son el combustible más barato de usar.

calderas de biomasa

 

La biomasa puede reducir drásticamente sus facturas de energía, reducir el dióxido de carbono y las emisiones y ahorrarle dinero, en comparación con otros tipos de calefacción.

Son extremadamente eficientes al 90%, lo que es significativamente más alto que su caldera normal de gas o aceite.

calderas de biomasa

La cantidad de electricidad utilizada en su hogar también se reducirá, ya que las calderas de biomasa no requieren mucha electricidad.

Es posible que el ahorro que haga no se vea hasta seis o siete años: las calderas de biomasa son una inversión a largo plazo y no verá un rendimiento inmediato.

La cantidad de ahorro que haga dependerá de qué tipo de sistema de calefacción está reemplazando.

Si tenía calefacción eléctrica, sus ahorros serían mayores de £ 990 al año en comparación con la calefacción de gas de £ 225 por año.

Mantenimiento de calderas de biomasa

Su caldera necesitará un mantenimiento regular.

Una vez cada 12 meses se recomienda tanto para la eficiencia como para evitar averías importantes después de la acumulación de cenizas, etc.

Todos los aspectos deberán ser inspeccionados, como la chimenea, el motor y el termostato.

Todos los componentes deben mantenerse limpios para mantener bajos los costos de reparación.

Un servicio básico para calderas de biomasa pequeñas es de alrededor de £ 200 y de hasta £ 500 para calderas más grandes.

Fondos

existen compañías por ahí que le prestarán el dinero para su proyecto de biomasa, y esto puede ayudar con los grandes costos iniciales.

Los esquemas como el RHI y los ahorros en las facturas pueden ayudar con los reembolsos.

Es mejor buscar información de varias de estas compañías antes de aceptar cualquier cosa.

Tenga en cuenta los riesgos y beneficios de usar un préstamo para pagar la factura.

Calefacción de leña, el combustible más natural del mundo.

El aumento del costo de los combustibles fósiles y la llegada de nuevas soluciones continúan aumentando la demanda de energía renovable.

La calefacción a leña es una buena alternativa a la calefacción a gas o petróleo, y no solo porque esta solución es parte de un enfoque ecológicamente responsable.

De hecho, otros argumentos abogan a favor de esta materia prima natural. La madera es un combustible local cuyo precio es muy ventajoso y no fluctúa.

La biomasa se quema en una cámara de combustión, que libera calor para calentar el agua de la caldera. La biomasa puede tener varias aplicaciones, como para aplicar a la calefacción del hogar para calentar los hogares o viviendas multifamiliares.

También se utilizará para producir electricidad en sistemas de cogeneración y centrales térmicas.
Las calderas de biomasa de Viessmann tienen una excelente eficiencia energética y son económicas.

Estas instalaciones se pueden utilizar como generadores de calor únicos o para complementar las calderas de gas o petróleo existentes. El uso de una caldera de leña reduce los costos de combustible y gas y se amortiza rápidamente.

Las calderas de biomasa usan madera y otros productos de madera como paja, corteza o nueces para generar calor. Su uso es similar al de una caldera convencional de petróleo o gas, pero la cámara de combustión tiene la ventaja de ser más ecológica.

De hecho, los residuos orgánicos se quemarán en la caldera y las calorías se difundirán en el circuito de calefacción (un piso de calefacción o un radiador, por ejemplo).

El funcionamiento de la caldera de biomasa.

La caldera de biomasa se basa en un sistema hidráulico para suministrar su calefacción central durante todo el año. Al utilizar residuos orgánicos, la caldera de biomasa es perfectamente ecológica ya que se basa en un recurso natural renovable.

La caldera de biomasa también tiene la ventaja de cubrir sus necesidades de agua caliente sanitaria y calefacción. Por lo tanto, es más interesante que una estufa de leña, por ejemplo, que se puede utilizar como solución auxiliar.

Las calderas de biomasa son energéticamente eficientes y económicas. Estas instalaciones se pueden utilizar como generadores de calor únicos o complementar las calderas de gas o petróleo existentes.

Este equipo se amortiza rápidamente gracias a los ahorros realizados.

La caldera de biomasa se puede utilizar perfectamente en funcionamiento manual. En este caso, el usuario siempre debe asegurarse de cambiar el combustible.

Sin embargo, para facilitar su uso, existe una versión automática, que implica agregar un silo de almacenamiento para contener el combustible.

Las ventajas de una caldera de biomasa

Este tipo de caldera tiene una serie de ventajas, comenzando con la de estar completamente involucrado en las energías renovables. De hecho, este equipo emite pocos gases de efecto invernadero y los combustibles utilizados (troncos, astillas, gránulos) son recursos naturales inagotables. La caldera de biomasa ofrece combustibles a precios muy bajos.

En general, la eficiencia de la caldera es cercana al 85%. Tenga en cuenta finalmente que la caldera de biomasa es compatible con el circuito de calefacción central para garantizar aún más potencia y comodidad.

Al comprar este equipo, contribuye a la protección sostenible del clima. De hecho, el impacto del calentamiento de leña es neutral en términos de emisiones de CO2. Esto significa que la cantidad de dióxido de carbono liberado al medio ambiente es la misma que la que absorbe la madera durante su crecimiento.

Una caldera de biomasa a menudo aparece como un equipo de gran fiabilidad con una larga vida útil. Muchos profesionales destacan la comodidad de uso de este tipo de caldera y los importantes ahorros realizados.

El uso de una caldera de biomasa permite no depender de otras formas de energía, como el combustible o el gas. Es realmente una opción ecológica y económica.

Para hogares que desean ir más allá, es perfectamente posible combinar la caldera de biomasa con técnicas de calefacción por suelo radiante. Esto aumenta la comodidad y el ahorro de energía.

Como todas las calderas de leña, la caldera de biomasa requiere un mantenimiento regular para cumplir con ciertos criterios ambientales.

El monitoreo regular también mejora su vida óptima. Utilice especialistas en calefacción reconocidos para evaluar el nivel de partículas en el intercambiador e informar sobre su rendimiento general. Las calderas funcionales de biomasa siempre garantizan un buen rendimiento, al tiempo que limitan las emisiones de contaminantes.

Conexión al circuito de calefacción central.

Las calderas de biomasa se pueden conectar perfectamente a un circuito de calefacción central existente. Sin embargo, la combustión es diferente de la de las calderas de petróleo o gas.

La combustión en una caldera de biomasa es como una gran barbacoa. Tarda un poco en calentarse. El encendido y apagado repetido del quemador en la caldera tradicional es malo para la caldera de biomasa y genera pérdidas de rendimiento, consumo excesivo y desgaste.

Por lo tanto, se recomienda encarecidamente asociar una caldera de biomasa con un tanque de compensación. Otras fuentes de calor alternativas como la bomba de calor o los paneles fotovoltaicos también se pueden conectar a este tanque de compensación.

Alta eficiencia

El agua contenida en el tanque tampón es calentada por la caldera de biomasa u otras fuentes de energía alternativas. El calor se puede almacenar y usar donde y cuando sea necesario.

De esta forma, evita el encendido y apagado repetido de la caldera, lo que garantiza una mayor eficiencia, menores emisiones y una mayor vida útil de la caldera.

 

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Producción y consumo de pellets en España.

pellets

Según los últimos datos suministrados por AVEBIOM, se ha generado una producción en España de 529.000 a 684.000 toneladas de pellets y se ha alcanzado un consumo de 600.000 toneladas.

Esta es la diferencia de producción de pellets entre 2017 y 2018, lo que corresponde a la mayor subida desde que la asociación ofrece las cifras.

Aunque estos números representan el 35% de capacidad total de las plantas, España certifica el 85% de esta producción con sello de calidad ENplus.

El pellets que halla el consumidor en el mercado procede de España.

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España, se sitúa entre los países con más empresas certificadas de Europa, así como Alemania, Italia y Austria.

Entre el 2011 y 2018, se emitieron en España un total de:
-52 certificados con alcance de producción
-26 con alcance de comercialización.

Si se hace un conteo de las empresas productoras definitivamente España ocupa el segundo puesto tras Alemania.

Según el Consejo Europeo del Pellet, describieron en una lista que de los 52 productores, solamente mantienen el sello activo 38 y a 14 de ellos se les ha finalizado la vigencia,

Por su parte, las empresas comercializadoras, 24 se encuentran activas y 2 aparecen en suspensión temporal.

Las comunidades autónomas que albergan mayor producción de Pellets prevalece en relación al porcentaje de certificación a nivel estatal.

Por ejemplo:

España se encuentra a la cabeza de Europa junto con Alemania y Austria.

Para el mes de septiembre del 2018, se dio a conocer que durante el año 2017 se fabricaron en España 469.464 toneladas de péllets.

Según información publicada por la Asociación Española de Valorización Energética de la Biomasa (Avebiom), a través de su Mapa de los biocombustibles sólidos 2018 para España, Portugal, Chile, Argentina y Uruguay.

Ésta última cifra representa un porcentaje escaso en comparación a la capacidad de producción de 1.568.000 de toneladas.

Posteriormente se realizó una actualización de los datos de producción y de capacidad para el año 2017 los cuales arrojaron los siguientes resultados y manteniendo la ratio entre ambas:

-Producción: 529.000 toneladas
-Capacidad: 1.747.000 toneladas

Las estimaciones para el año 2018 incrementan sustancialmente, visualizándose por producción 684.000 toneladas y la capacidad de las plantas a 1.870.000, superando la ratio en un 35%.

Según proyecciones y estimaciones que realiza la asociación pronostica que la radio se mantendrá por debajo del 50% hasta el año 2022.

Asimismo pronostica que para el 2020 se obtendrán:

-Pellets provenientes de 90 plantas activas: 915.000 toneladas.
-Capacidad: 2.193.000 toneladas.

Y para el año 2022:

-Pellets provenientes de 100 plantas activas: 1.207.000 toneladas .
-Capacidad: 2.550.000 toneladas.

Pero lo que no se puede negar es que en el 2018 la producción incremento muy por encima de la media estimada de los últimos años.

Fósiles más caros e invierno más frío = Más pellets y estufas a la venta.

Debido al incremento del precio de los combustibles fósiles, en especial del gasóleo, ha permitido que en el 2018 se genere buenos resultados de producción y consumo (se logró las 598.000 toneladas).

Un punto importante del consumo del año 2018 en comparación a las 529.000 toneladas del 2017, se debe al sector Residencial que suma las 375.000 toneladas.

Así mismo, fabricantes reconocen aumento de ventas del 300% en 2018, ya que se han agregado nuevas instalaciones y la estación de invierno llega con más frío.

Fuentes del sector también expresan que el incremento de las ventas se debe tanto por las estufas como los pellets, especialmente a los numerosos centros comerciales quienes mantienen la oferta y generan más demanda.

Producción española exigente

El presidente de AVEBIOM, Javier Díaz mencionó que en cuanto la certificación valora la implicación de los fabricantes. E incluso acota que los mismos propusieron implantar para el año 2013 controles más exhaustivos.

Esto quiere decir que ahora se desarrolla un sistema de vigilancia adicional que está relacionado con la aplicación de dos auditorías aleatorias las cuales no son programadas y que se llevan a cabo una en planta y otra en un punto de venta.

Quién es responsable de la certificación ENplus en AVEBIOM, Pablo Rodero, mencionó que sea elevado a 300 en número total de análisis realizados a las empresas productoras y comercializadoras desde el año 2012.

Y hasta el momento no se han reflejado o detectado desviaciones graves. Solamente se ha presentado un caso en el que se le ha retirado el sello y otros 5 que procedieron a la suspensión temporal hasta que corrijan las deficiencias.

Capacidad de producción de pellet en España supera ya los 2.000.000 de toneladas anuales

Un año más la Asociación Española de Valorización Energética de la Biomasa (AVEBIOM) ha actualizado y publicado el mapa de los#biocombustibles sólidos de nuestro país.

Si bien es cierto que este año pasado 2018 el mapa recoge 83 #fábricasdepellets (7 menos con respecto al año pasado), la buena noticia es que la capacidad de producción de pellet en España supera ya los 2.000.000 de toneladas anuales (un cuarto de millón más que en 2017).

Y este aporte Nacional viene dado también por una de nuestra fabricas de pellets, que mes tras mes seguimos creciendo sin parar gracias a vuestra confianza en nuestros productos de biomasa.

biomasa

Avebiom y Apropellets pronostican una producción de 700.000 toneladas de pélets en 2019.

Los últimos datos publicados sobre 2018 por la Asociación Española de Valorización Energética de la Biomasa (Avebiom) en el Mapa de los biocombustibles sólidos 2019 de España, Portugal, Chile, Argentina y Uruguay cifran la producción de pélets en nuestro país en 566.718 toneladas.

Como presentación de la I Conferencia Internacional del Mercado del Pellet Doméstico (CIMEP), Avebiom y Apropellets pronostican que este año dicha cifra subirá a las 700.000 toneladas.

Se trataría de una subida récord, ya que sería casi del veinticinco por ciento con respecto a 2018.

Tanto Avebiom como la Asociación Española de industrias Productoras de Pellets (Apropellets) estiman que “la producción nacional de Chile, que ha alcanzado cifras récord desde 2012, superará las 700.000 toneladas este año y se situará previsiblemente en torno al millón de toneladas en 2021”.

Lo hacen dentro de la información previa a la conferencia Internacional del mercado del Pellet Doméstico (CIMEP), que tuvo lugar el 25 de septiembre en Valladolid, durante la celebración de la feria Expobiomasa.

De confirmarse dicho pronóstico, la producción subiría casi un veinticinco por ciento con respecto a 2018, según la cifra sacada del Mapa de los biocombustibles sólidos 2019 de España, Portugal, Chile, Argentina y Uruguay.

Cada vez más gente utiliza estufas a biomasa.

Al menos en España, la producción nacional de pellets no se detuvo nunca ni paró de crecer desde 2012 a la fecha y se espera alcanzar y superar todos los récord con 1 millón de toneladas para 2021.

Así como en el comercio y la industria nunca detuvieron su crecimiento, el uso personal también fue y es muy aceptado como método de calefacción renovable en pos del uso convencional a gas.

En Argentina, la distancia es abismal. Con la llegada del invierno en todo el territorio argentino, calefaccionar nuestra casa hoy lleva a tener un estricto control del consumo porque eso, a fin de mes, se traducirá en una tarifa que posiblemente nos traiga un dolor de cabeza.

De él se extrae una producción en ese año de 566.718 toneladas.

La empresa Avebiom piensa que, tras diversos ajustes, al final estuvo más cerca de las 600.000, aunque Apropellets dio por buenas las cifras del mapa.

Sin embargo es cierto es que desde 2012 la producción ha ido en aumento, pasando de las 225.000 toneladas de entonces, a las 400.000 de 2014 o las 500.000 de 2016.

Una de las razones del incremento sustancial que pronostican Avebiom y Apropellets para este año está en la progresiva entrada en funcionamiento de la mayor planta de producción de España, la de Forestalia en Erla (Zaragoza), con una capacidad a pleno rendimiento de 140.000 toneladas, y el aumento también de la fabricación en otras plantas.

La producción sigue alejada de la capacidad real.

Sin embargo, como se ha demostrado en otros años, hay determinadas variables que pueden alterar esos pronósticos.

Las condiciones climáticas (inviernos poco fríos), precios anormalmente bajos de los combustibles fósiles y paradas por averías de las líneas de peletizado de algunas plantas hacen descender a veces las producciones.

De hecho, en España están muy por debajo de la capacidad real de las plantas, que supera los 1,6 millones de toneladas. Ni siquiera con la previsiones para 2019 se llega a la mitad.

Otra de las previsiones que hace Avebiom de cara a este año es la referida al consumo, que cifra en 650.000 toneladas. En este caso el incremento es menor que el de la producción, ya que para 2018 la misma asociación lo situó en 598.000 toneladas.

La exportación se contempla como principal destino de esa diferencia entre las 700.000 toneladas producidas y las 650.000 consumidas.

Importaciones desde Portugal y exportaciones hacia Francia e Italia.

El equipo de trabajo «Bioenergy Task 40» de la Agencia Internacional de Energía (IEA) acaba de publicar su último informe global sobre la industria y el mercado del pellets de madera.

El informe contiene un inventario de las industrias y distintos mercados de pellets de madera en más de 30 países, e incluye referencias a los distintos marcos regulatorios, capacidades de producción, tendencias de consumo y precios, comercio, logística y aspectos de estandarización específicos de cada país.

En la cita con CIMEP en Expobiomasa se conocerán “las tendencias, tanto en el mercado de pellets nacional como en el internacional, ya que marcan la pauta de las previsiones de actividad para los profesionales del sector”.

Así lo explica Javier Díaz, presidente de Avebiom, quien añade que es importante conocer “las importaciones pronosticadas desde Portugal y otros países productores a España, así como las exportaciones previstas a Italia y Francia”.

Para Avebiom, principal organizadora de CIMEP, “las singularidades y el dinamismo del mercado de pellets domésticos ha aconsejado la celebración de una conferencia internacional que permita analizar sus características, entre las que cabe destacar el contraste entre los frecuentes síntomas de saturación seguidos de intervalos de alta demanda”.

Como ya se expuso en la presentación de la conferencia, se expondrán las tendencias de mercado no solo de España, sino también de los principales países productores (Portugal, Rusia, Canadá y Polonia) y de los consumidores, y por lo tanto importadores (Italia y Francia).

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Intercambiador para calderas que aprovecha el 100% de cualquier combustión.

intercambiador

Intercambiador para calderas  que aprovecha el 100% de cualquier combustión.

Una caldera es un recipiente donde se calienta agua u otros líquidos para calefacción, vapor, aceites u otros líquidos; incluso aire si es un generador de aire caliente, a una temperatura superior a la de ambiente, y con una presión atmosférica mayor.

El Sr, Jose luis Cordon de nacionalidad Española de Sartaguda (Navarra) ha inventado un intercambiador de calor y frío con el cual se puede fabricar todo tipo de calderas y utilizar todo tipo de combustibles como: gas, gasóleo, leña, carbón, pellets, y cualquier tipo de biomasa.

Con una patente de invención, protegida hasta el año 2.035 en todo Europa, Estados Unidos, y China ha relizado varias pruebas a fabricantes de calderas de vapor muy conocidos en su país y ha diseñado una caldera de vapor que tiene muchas novedades frente a las calderas convencionales.

Debido al intercambiador y a su diseño esta caldera de vapor tiene muchas ventajas como pueden ser:

A esta caldera de vapor se le puede introducir el agua completamente fría para la producción de vapor  sin que tenga influencia negativa en dicha producción.

Las calderas convencionales cada vez las fabrican más grandes para que esa influencia negativa al entrar el agua no se note tanto y además precalientan esa agua.

Las calderas se pueden fabricar entre cuatro y seis veces más pequeñas de volumen y ser tan eficaces a más si cabe, por que no necesitan precalentar el agua de entrada, ni mantener tantísimos litros de agua calientes para poder producir vapor.

El objetivo de este producto ecológico es reducir las emisiones de CO2 y el ahorro energético que como podrán apreciar, ambos son muy importantes.

En una caldera convencional si está produciendo vapor a 180º o 200º por la chimenea se van en el orden de 250º a 300º.

Como podrán ver en el vídeo del prototipo del sistema patentado no se va por la chimenea ni una sola caloría de la combustión.

 

El SR, Cordon, está a la búsqueda de alguna empresa que quiera fabricar todo tipo de calderas de calefacción y  hasta 100 o 200 kilos hora en vapor, ya que de esos tamaños en adelante está comprometida la patente con una empresa Asturiana de fabricación de calderas de vapor.

Además, el prototipo está a disposición de cualquier persona que desee ver el funcionamiento de la caldera.

Si deseas conocer más del proyecto, puedes comunicarte al siguiente correo: CALDERASCORDON@GMAIL.COM, o por vía telefónica con José Luis Cordon:  0034 665 63 42 42 / 0034 948 66 70 36. 

¿Que es una intercambiador de calor en una sala de calderas?

En las calderas modulares de bloque, se utilizan dos intercambiadores de calor de placas para preparar el agua caliente transfiriendo calor de un fluido caliente a otro calentado.

Estos intercambiadores de calor protegen las calderas de los siguientes factores externos: golpes de ariete, diferencias de altura, contaminación mecánica y química.

Además, la instalación de un intercambiador de calor en una caldera grande permite controlar los parámetros de funcionamiento (flujo, temperatura, presión) de cada circuito.

En este caso, el agua de la caldera transfiere parte del calor al refrigerante del circuito secundario mediante placas de intercambio.

Por lo tanto, la instalación de un intercambiador de calor aumenta en gran medida la fiabilidad de la caldera y aumenta su vida útil.

Para una respuesta más detallada, le sugerimos que pase por el enlace indicado.

Intercambiador de calor en la caldera.

Cuando se usan intercambiadores de calor de placas en calderas para calentar agua caliente, surge el siguiente problema

Un intercambiador de calor de placas, debido a sus altos coeficientes de transferencia de calor, se enfría muy fuertemente el agua de la caldera, la temperatura del agua de retorno de la caldera puede bajar a 50-30 ° C.

Pero casi todas las calderas industriales tienen un límite en la temperatura mínima del agua devuelta a la caldera. La sumisión de agua a baja temperatura a la caldera provoca condensación de vapor en la caldera y una falla rápida debido a la corrosión.

Para evitar esto, trate de mantener la temperatura del agua de retorno de la caldera no inferior a 60-80 ° C.

De lo anterior puede deducirse que no es deseable conectar el intercambiador de calor de placas directamente a la caldera.

Para que la temperatura del agua de retorno no sea inferior a la requerida, el intercambiador de calor de placas debe conectarse al circuito de la caldera a través de una válvula de tres vías como se muestra en el diagrama.

Diagrama esquemático del uso de un intercambiador de calor de placas para calentar agua caliente en la planta de calderas

Intercambiador de calor de placas para agua caliente.

Sensor de temperatura del agua caliente.

Regulador para la temperatura del agua de la caldera de retorno.

T1 – temperatura en la tubería de suministro de agua de la caldera.

T2 – temperatura en la tubería de retorno de agua de la caldera.

T2to es la temperatura del agua de la caldera de retorno después del intercambiador de calor de placas.

T3: la temperatura en la tubería de agua caliente calentada.

B1 – temperatura en la tubería de agua fría.

Gk – flujo de agua a través de la caldera.

Ghvs – consumo de agua caliente.

GTg: consumo total de agua de la caldera de calefacción para la instalación de suministro de agua caliente.

Gto es el flujo de agua de la caldera de calentamiento directamente en el intercambiador de calor de placas.

GB – Flujo de agua contaminable desde la caldera de calefacción.

Gp: flujo de agua de la caldera requerido para mantener la temperatura del agua de retorno requerida de la caldera.

Conectar un intercambiador de calor de placas a través de una válvula de tres vías resuelve dos problemas a la vez:

– no permite que la temperatura del agua de la caldera de retorno caiga por debajo del valor requerido (hasta cierto límite);

– le permite mantener la temperatura deseada del agua caliente, mientras que la válvula es controlada por una señal del sensor de temperatura del agua caliente.

De hecho, la solución al problema A fue el resultado de la solución al problema B, es decir, el uso de una válvula de tres vías para automatizar el mantenimiento de la temperatura del suministro de agua caliente.

Resultó en la normalización de la temperatura del agua de retorno de la caldera.

Sin embargo, para que se cumpla esta condición, es necesario que el mantenimiento automático de la temperatura del suministro de agua caliente no mantenga la temperatura del sistema de suministro de agua caliente más elevada que aquella para la cual el intercambiador de calor se han esquematizado placas.

También que el flujo máximo sea mayúsculo que suministro de agua caliente y no sea mayor que el calculado.

Además, se instala una bomba de compensación con controlador de temperatura del agua de la caldera de retorno como un dispositivo para evitar que la caldera baje la temperatura del agua de la caldera de retorno.

Su función es evitar reducir la temperatura de retorno del agua de la caldera aumentando el análisis del suministro de agua caliente por encima del valor nominal.

Tomemos, por ejemplo, los diferentes modos de funcionamiento de una instalación de caldera de 1 Gcal / h con intercambiador de calor de placas solo con agua de alimentación de la caldera № 35ТС-10/1 con un área de intercambio de calor de 6.65 m2.

El intercambiador de calor corresponde exactamente a la carga completa de la caldera. Los parámetros térmicos del sistema son los siguientes: T1 / T2 = 95/70 ° С, В1 / Т3 = 5/60 ° С.

La caldera funciona para mantener una temperatura de suministro de agua constante. La consistencia del flujo GTg es proporcionada por el trabajo de la bomba de circulación no regulada del circuito de la caldera.

La temperatura del agua de retorno no debe ser inferior a 70 ° C. Para evitar subestimar la temperatura del agua de retorno.

Intercambiadores de calor utilizados en salas de calderas.

Intercambiador de calor: un dispositivo para transferir calor de un fluido caliente a un fluido frío.

TIPOS DE INTERCAMBIO DE CALOR APLICADOS EN SALAS DE CALDERA

Los elementos principales de los intercambiadores de calor de tubos y tubos son haces de tubos, placas de tubos, sobres, cubiertas y boquillas.

Los extremos de las tuberías se fijan en placas tubulares mediante abocinamiento, soldadura y soldadura fuerte.

  • Intercambiador de calor de doble carcasa
  • Principio de funcionamiento del intercambiador de calor tubular.
  • Intercambiador de calor elemental
  • intercambiadores de calor de placas

 

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Microgeneración: combinación de un sistema de cogeneración y biomasa como fuente de energía renovable

microgeneración

¿Qué es una microgeneración?

Microgeneración, también conocido como micro CHP (por micro combinado de calor y energía) se refiere a un sistema de co-generación de pequeña potencia eléctrica (por debajo de 36 kilovatios).

El nivel de potencia térmica de dichos sistemas se adapta a los requisitos de calefacción y agua caliente sanitaria de un solo edificio.

Por lo tanto, es un sistema de producción de energía descentralizada.

El edificio que está equipado puede prescindir de cualquier otro medio de calefacción o conexión a una red de calefacción.

  • La electricidad producida puede consumirse localmente (“autoconsumirse”)
  • Entregarse parcialmente (“venta excedente”)
  • Totalmente (“venta total”) en una red eléctrica pública.

Una ventaja importante de este tipo de cogeneración, en el caso de las llamadas redes inteligentes.

Ya que, la producción de electricidad en invierno coincide con el pico de demanda: “Calor para el lugar y generar electricidad”.

De hecho, la generación local de electricidad es un desafío importante en este período de transición energética.

Además, la microcogeneración puede producirse en invierno, sin depender de factores climáticos mientras se calienta el hábitat.

Desde finales de 2012, hay estufas de pellets de madera micro CHP que producen electricidad hasta 5 kWh para casas de 120 a más de 500 m2.

 Microgeneración: Sistema de Cogeneración

La cogeneración es una producción combinada de energía eléctrica y térmica a partir de una única fuente de energía primaria.

Se lleva a cabo mediante la recuperación del calor liberado durante la producción de electricidad.

El criterio de calidad para la cogeneración es un ahorro de energía mínimo del 10% en comparación con la producción separada.

Por lo tanto este ahorro estimado supone “electricidad verde” y el Microgeneración es llamado por su “alto rendimiento”.

Una unidad de cogeneración requiere una inversión importante, pero su uso proporciona importantes beneficios ambientales y económicos.

En el nivel de la vivienda, una unidad de microgeneración nunca reemplazará una caldera, pero la completará de manera útil.

La combinación de un sistema de cogeneración y biomasa como fuente de energía renovable, proporciona un sistema muy favorable para respetar el medio ambiente.

Microcogeneración y cogeneración doméstica

Cuando se habla de cogeneración, a menudo se refiere a la energía eléctrica por encima de 1.000 kilovatios.

Nos referimos a la mini-cogeneración  cuando la capacidad instalada no supere los 50 kilovatios.

Y el micro CHP cuando la capacidad instalada es inferior a 5 kW aplicables en magnitudes pequeñas (pisos, apartamentos, oficinas, etc.).

Las unidades de cogeneración a gran escala se instalan en centrales eléctricas o industrias.

Mientras que la microcogeneración se dedica a consumidores más pequeños como escuelas, hogares de ancianos, edificios de apartamentos y comunidades.

En la actualidad, las potencias de cogeneración instaladas varían entre 5 y 1000 kW eléctricos y entre 10 y 1000 kW térmicos dependiendo del tamaño del proyecto.

La cogeneración es ampliamente utilizada en el sector industrial, pero también se utiliza cada vez más en el sector terciario, por ejemplo:

Empresas, hospitales, edificios administrativos, piscinas, hoteles, hogares de ancianos, etc. que son grandes consumidores de energía.

La cogeneración también se puede implementar en viviendas individuales.

Esto se llama micro-CHP. Así, en el residencial, unidades de micro-cogeneración operan exclusivamente en el gas natural y eléctrico (poder maximo1kW).

La energía térmica que varía según las necesidades de vivienda de calefacción.

Caracteristicas tecnicas de una microcogeneración

Generalmente, se define una unidad de cogeneración de acuerdo con la potencia eléctrica y térmica, la eficiencia térmica y/o la eficiencia global.

Una unidad CHP también puede ser caracterizado por su ahorro de energía primaria.

Técnicamente, la fuente de combustible utilizada, el tipo de motor, el generador, el tamaño de la unidad o el ruido son características que comúnmente informan los distintos fabricantes.

La eficiencia general de una unidad de cogeneración a menudo supera el 85%.

Ésta eficiencia, y por lo tanto el ahorro de energía, varía principalmente según la tecnología, el combustible y los sistemas de producción de calor y electricidad utilizados inicialmente.

Tipo de sistermas microcogeneración

Los principales sistemas de microcogeneración comercializados o en desarrollo se basan en las siguientes tecnologías de conversión termo-mecánicas:

  • Motores

Los motores de combustión interna se distinguen de aquellos con combustión externa.

Son estos últimos los que más proponen los fabricantes como unidad doméstica de cogeneración.

Diferentes combustibles pueden ser adecuados, pero principalmente se usan motores de gas o petróleo.

Los motores de combustión interna con gas son los más eficientes.

Tienen una eficiencia eléctrica general bastante buena (entre 20 y 26%) y están disponibles en baja potencia (para mini-cogeneración: alrededor de 3 a 8 kW).

También se adaptan muy bien a la demanda variable y a la producción de agua caliente.

Sin embargo, tienen una vida útil limitada, por lo general entre 50,000 y 60,000 horas, y requieren un mantenimiento regular, lo que aumenta su costo de mantenimiento.

No son propicios para la producción de vapor, pero su eficiencia eléctrica favorable les permite lograr una eficiencia general bastante buena de más o menos 90%.

 Los motores de combustión externa son de 14 a 16% menos eficientes que los motores de combustión interna, pero son particularmente adecuados para micro-CHP.

Sus potencias eléctricas son generalmente equivalentes a 1 kW en casos domésticos y no superan los 10 kW en todos los casos.

Sus capacidades de calentamiento disponibles están por debajo de 50 kW.

Para la unidad de microgeneración doméstica, la potencia térmica instalada siempre estarán basados en las necesidades del usuario y pueden variar entre 5 y 25 kW º en la mayoría de los casos.

Un motor de combustión externa permite la flexibilidad del combustible tanto en combustible fósil como en energía renovable.

Tiene un buen rendimiento a carga parcial, causa menos contaminación que un motor de combustión interna.

Debido a la ausencia de gas y explosión, genera ruido y reduce considerablemente las vibraciones.

  • Turbina

Las turbinas, ya sean de gas o de vapor, no están disponibles en pequeñas potencias.

Para obtener los mejores rendimientos, su potencia eléctrica debe ser mayor o igual a 30 kW.

Por lo tanto, son inadecuados para la microgeneración y están reservados para producciones de mayor escala en el sector industrial.

También son menos adecuados para la demanda variable y tienen una eficiencia eléctrica menor que los motores.

Sin embargo, las turbinas son ventajosas para grandes potencias con la necesidad de producción de vapor.

También requieren menos mantenimiento que los motores y se permiten todo tipo de combustibles.

  • Combustible

En general, los motores son alimentados con combustible como para un automóvil o, más comúnmente, como gas.

Sin embargo, algunos fabricantes están empezando a ofrecer unidades de cogeneración que funcionan con biomasa (líquida o sólida).

De este modo, mediante la adición de los beneficios de la biomasa a los de la cogeneración.

Una unidad de cogeneración de biomasa tiene el potencial de resolver el trilema de energía:

*Suministro seguro

*Energía económicamente asequible

*Proteger el medio ambiente.

El biogás capturado de este modo se puede quemar por combustión en una unidad de cogeneración.

Se puede vender la electricidad producida a la red y enviar el calor recuperado de los edificios en el sitio o los edificios cercanos.

De manera similar, los desechos a base de madera pueden alimentar un sistema de cogeneración por combustión o gasificación.

Finalmente, utilizando la biomasa como combustible, asegura un costo razonable y estable durante toda la vida del proyecto.

Por lo tanto, la cogeneración de biomasa permite acoplar el ahorro de energía primaria y las emisiones neutras de carbono.

Convirtiéndolo en un sistema muy respetuoso con el medio ambiente si se cumplen las condiciones de sostenibilidad de la biomasa.

Microcogeneracion con pellets: un potencial atractivo para el sector residencial

La gasificación de la madera y el uso de gas de síntesis.

La gasificación, cuando se aplica a la biomasa de tipo madera, es una técnica que consiste en transformar este recurso sólido en una mezcla de gases mediante un proceso complejo, a alta temperatura y en la presencia reducida y controlada de oxígeno.

Durante este proceso, se suceden cuatro fenómenos termoquímicos: 1) secado, 2) pirólisis, 3) oxidación y finalmente 4) reducción de la biomasa introducida inicialmente. Los productos de esta reacción de gasificación son cenizas y / o biochar, alquitranes y una mezcla de gases.

Cuando se usa en cogeneración, este proceso de gasificación se lleva a cabo de manera que se maximice la producción de gas, reduciendo al máximo la cantidad de alquitranes y cenizas / biochar.

Este gas llamado gas de síntesis (de la Inglés gas sintético ) es una mezcla de gas que contiene hidrógeno (H 2 ), mono- y dióxido de carbono (CO y CO 2 ), una cantidad variable de alquitranes y agua y posiblemente trazas de metano (CH 4 ).

Los primeros dos gases (H 2 y CO) son combustibles y su contenido determinará el valor de calentamiento del gas de síntesis.

La ventaja de convertir madera en gas de síntesises usar este último en un motor de combustión interna. Este motor transformará esta energía en una fuerza impulsora, que podría, por ejemplo, conducir a un alternador y producir electricidad.

En comparación con el gas natural o el biometano, el gas de síntesis es un tipo de gas pobre, es decir, con un bajo contenido de energía. Su PCI varía entre 1.1 y 5.5 kWh / Nm³ de acuerdo con el proceso y el agente oxidante, contra 8.5 a 9.5 kWh / Nm³ para gas natural.

Por lo tanto, no es económicamente rentable transportar este gas de síntesis , incluso comprimido, a largas distancias.

Esta es la razón por la cual el equipo de gasificación se combina principalmente con un motor térmico que usa gas de síntesis a medida que se produce.

A medida que el proceso de gasificación, el enfriamiento del gas y el enfriamiento del motor emiten calor que puede actualizarse, se denomina cogeneración de calor y electricidad.

La tecnología de gasificación puede aplicarse teóricamente a toda una serie de tipos de biomasa que no sean madera (paja, residuos agroalimentarios, etc.), y los proyectos aún están en desarrollo.

Tenga en cuenta también que algunas tecnologías de gasificación producen una parte significativa de biochar. Este del final posiblemente pueda emplearse como una enmienda para los pisos agrícolas o ser valorizado energéticamente en una caldera apropiada.

Microcogeneración por gasificación de madera.

De qué se trata ?

Las unidades de micro-cogeneración de gasificación de madera  generalmente constan de tres elementos:

  1. la unidad de gasificación que comprende el elemento principal, llamado gasificador o reformador, donde tienen lugar los 4 pasos anteriores;
  2. un módulo para enfriar y filtrar el gas de síntesis  ;
  3. Una máquina de calor que utiliza gas de síntesis como combustible para producir electricidad.

Este tipo de unidad produce calor y electricidad (cogeneración) en una proporción de aproximadamente 1/3 de electricidad a 2/3 de calor .

Los diferentes fabricantes ofrecen rangos que van desde una distribución de aproximadamente 50 kW el + 100 kW th y que se reduce a 9 kW él + 22 kW th para el modelo más pequeño.

Con una capacidad de producción de calor (de 22 a 100 kW th ) que puede cubrir una amplia gama de necesidades de calefacción o secado, este tipo de unidad permite la producción de electricidad con una mejor relación electricidad / calor que Tecnología Stirling.

Sigue adaptado a toda una serie de proyectos cuyo tamaño no es suficiente para el uso de una tecnología de turbina de vapor.

Por lo tanto, es una solución interesante para quienes desean producir calor y electricidad a partir de madera, siempre que el proyecto sea adecuado.

¿Qué tipos de proyectos son adecuados para esta tecnología?

Dado que esta microgeneracion genera el doble de calor que la electricidad, es esencial tener una salida para este calor.

En general, los requisitos de calor para la calefacción de edificios (solo durante la temporada de calefacción) y la producción de agua caliente sanitaria (durante todo el año) pueden muy bien ser cubiertos por una caldera de madera “clásica”, operando en pellets o plaquetas.

Nota: una cogeneración de este tipo se vuelve rentable solo si se convierte al menos de 6,500 a 7,000 horas por año, o entre 74 y 80% del tiempo durante un año. Por lo tanto, es necesario utilizar el calor producido durante todo el año, incluso fuera del período de calefacción de los edificios.

Combustible adaptado

No obstante a distinción de varias calderas de biomasa que pueden soportar un combustible con distintos tamaños de grano y singularidades con la humedad,  la microgeneración actualmente en el mercado es  mucho  más exigente.

El combustible utilizado debe contener pocas partículas finas (máximo 10%) y la humedad debe ser inferior al 10% (sin embargo, algunos fabricantes mencionan un rango de humedad de 18% a 13%).

Estas condiciones actualmente limitan la elección del combustible utilizado: pellets o astillas de madera bien protegidas y secadas específicamente para lograr la humedad adecuada. 

A menos que esté equipado con una pantalla y un secador, por lo tanto, en la actualidad es difícil producir sus propios chips para este tipo de microgeneración.

Producir, consumir e inyectar electricidad producida.

Los proyectos de microgeneración de madera valona generalmente están destinados a producir electricidad que se consumirá en gran medida en el sitio de su producción.

Mantenimiento diario

Además de las operaciones de mantenimiento que se llevarán a cabo a intervalos definidos (en términos de horas de operación), la microgeneración por gasificación de madera requiere  pasar diariamente entre 5 y 15 minutos para verificar el correcto funcionamiento de los diversos elementos.

 

 

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