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Miércoles, 18 Diciembre 2019 11:46

Equipos autónomos de generación de CALOR

PRO19 Articulo 8 Foto 0En España, año 1998, se incluyó una nueva tipología de Equipos en el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE), Real Decreto 1751/1998: los Equipos Autónomos de Generación de Calor con calderas

 

 

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Previamente, en 1995, ADISA CALEFACCIÓN, empresa Española pionera en éstos equipos, los diseñaba, fabricaba y suministraba a diversos países europeos : Francia, Inglaterra, Italia…

Tras el RITE, en la norma española UNE 60.610, constaron los requisitos y características de dichos equipos.

En la actualidad es un Equipo habitual a nivel de Ingenierías, Instaladoras, Constructoras,… pero en dicho intervalo de tiempo han evolucionado considerablemente. 

Conforme al RITE, Apéndice I, un equipo autónomo de generación de calor:

es el equipo, compacto o no, que contiene todos los elementos necesarios para la producción de calor, dentro de un único cerramiento, preparado para instalar en el exterior del edificio y realizar el mantenimiento desde el exterior del mismo.

Por tanto:

El mantenimiento debe hacerse desde el exterior del Equipo, no en su interior. 

Si no se cumple, la norma UNE 60.601, en su apartado 3.8, prescribe que no es un Equipo Autónomo, y tendrá la consideración de sala de máquinas, con lo que deberá cumplir con los requisitos correspondientes a sala.

  • RITE: IT 1.3.4.1.2.1: No tienen consideración de sala de máquinas los equipos autónomos de generación de calor para agua, preparados en fábrica para instalar en exteriores.
  • Requisitos del Cerramiento (UNE 60.601, apdo. 5.4.1) : paredes y techo clasificación por reacción al fuego A2-s1,d0, suelo : Bfl-s1.
  • Instalar a la intemperie (RITE, IT 1.3.4.1.2.5): Preparado para soportar las inclemencias del tiempo, en el exterior del edificio.
  • Conforme a norma UNE 60.601, apartado 5.4.2, el cerramiento del equipo debe ser autoportante. 

 

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Aplicación y tipología

Para producir agua caliente y suministrar al edificio: Calefacción y/o Agua Caliente Sanitaria (A.C.S.), tanto en nueva edificación como en reforma.

Pueden clasificarse por diferentes consideraciones:

> Potencia

> Estandarización o Personalización

Equipos de potencia superior a 70 kW : 

  • El RITE prescribe la realización de un proyecto, firmado por técnico titulado competente, y visado por un Colegio Profesional.

Equipos de potencia igual o inferior a 70 kW : 

  • De tamaños reducidos : ejemplo : 50 kW, en un equipo de base : 0,75 x 1 metro (o incluso menor). Equipos que no precisan de proyecto, pero sí de Memoria Técnica, realizada por instalador habilitado, o por técnico titulado competente.

Los Equipos Estandarizados parten de un diseño base, al que añadir módulos o accesorios también de forma estandarizada.

Generalmente:

> Incluyen : calderas murales o de pie. 

> Según fabricante, se pueden conectar varios juntos para alcanzar potencias considerables.

> Suministran calor, circuito primario, tubería de ida y de retorno que conecta a la instalación.

 

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Por otra parte, encontramos los Equipos Personalizados cuyo diseño interno (generadores, circuitos, componentes…) se realiza en colaboración entre : Ingeniería y/o Instaladora y Fabricante, adaptándolo a las necesidades del edificio.

A continuación vemos varios ejemplos en el que los Equipos pueden incluir :

> Varios circuitos: Calefacción y A.C.S.

> Bombas simples o dobles, adaptadas a los requerimientos de cada circuito

> A.C.S. con intercambiador de placas y acumulador, o bien con interacumulador.

> Inclusión de parte de circuitos y/o equipos de energías alternativas (bombeo solar o aerotermia…)

> Control/regulación, Contaje de energía…

Reducción de emisiones : incremento de eficiencia del conjunto

Una mayor eficiencia implica menor consumo de combustible para proporcionar el mismo o mayor confort, y comporta menores emisiones de contaminantes.

El control es un factor fundamental para conseguir optimizar la eficiencia energética en todo momento de uso de la instalación, ya sea en verano (solo A.C.S.), o bien en invierno (Calefacción, o bien Calefacción + A.C.S.).

Ejemplo 1: Equipo que suministra Calefacción a diversos circuitos

Equipo de potencia 1200 kW, con calderas a gas de condensación, suministra la calefacción a 3 edificios (total 228 viviendas), y el A.C.S.  Fabricado en 2019.

 

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Gestión del conjunto por el propio equipo.

Incluye tres circuitos de calefacción, uno por edificio, cada uno con:

> Bomba alta eficiencia, velocidad variable.

> Válvula 3 vías control temperatura impulsión.

> Contador de energía por cada circuito (acorde con RITE, IT 1.2.4.4. Contabilización de consumos).

Cada circuito de calefacción (uno por edificio) se configura con una curva de funcionamiento distinta, de modo que la temperatura de ida de agua caliente para calefacción sea la que corresponde a cada bloque y en función de la temperatura exterior.

Las propias calderas gestionan su temperatura y modulación de potencia, según la demanda térmica total y temperatura máxima solicitada.

Reduciendo las pérdidas térmicas tanto en generación como en distribución, y aumentando la eficiencia de la instalación. 

Ejemplo 2: Equipo Autónomo de Generación de Calor, que suministra Calefacción + A.C.S.

 

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Este Equipo suministra: Calefacción mediante suelo randiante y A.C.S., con apoyo de energía solar térmica, e incluye en su interior: dos calderas de condensación, 2 interacumuladores de A.C.S. (uno de calderas y otro solar), bomba doble circuito calefacción y válvula 3 vías, bomba sistema solar y seguridades y el control.

El control determina la consigna de la temperatura (32c) común de calderas (1A) en función del circuito que demande más temperatura en dicho momento.

Cuando hay consumo de A.C.S. (sonda 32a), si la aportación solar no es suficiente, la consigna de calderas será el valor necesario para producir A.C.S. y cumplir reglamentación.

Y gestiona la válvula 3 vías (15h) para enviar la temperatura adecuada al circuito de calefacción según demanda.

Al finalizar el consumo de A.C.S., varía la consigna común de temperatura de calderas (32c) a una similar a la del circuito de calefacción (32h), permitiendo que las calderas trabajen a temperaturas más bajas y que condensen, optimizando el rendimiento.

 

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El control que incluye el equipo también gestiona:

  • Secuencia / cascada de calderas, inversión de arranque de la caldera, y modulación de potencia de cada caldera.
  • Choque térmico anti-legionela en producción A.C.S., permite definir: día, hora, duración y temperatura.
  • Al parar una caldera por poca demanda, se para la bomba circuladora asociada (menor consumo eléctrico).
  • Las bombas dobles tienen la opción de uso manual o bien en modo automático: con alternancia periódica de funcionamiento entre bombas (para evitar agarrotamiento de las mismas si están mucho tiempo fuera de uso), y activación de la otra bomba si la que estaba en uso tiene un problema.

De éste modo se optimiza en todo momento el funcionamiento del conjunto, permitiendo la máxima eficiencia anual para el conjunto, con el consecuente ahorro energético, reducción de consumo de combustible y menos emisiones.

 

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Mantenimiento, gestión y supervisión

El RITE, en su instrucción técnica  IT 3.4.4, prescribe que el mantenedor:

> En instalaciones de potencia mayor de 70 kW, debe realizar un seguimiento periódico de la evolución del consumo de la energía y de agua.

> Asesorar al titular de la instalación para incrementar la eficiencia energética de la misma.

Es fundamental la supervisión continuada, poder medir y disponer de datos de uso, analizar y actuar.

El Equipo puede ser diseñado de forma tan flexible que se adapte a varias formas de control como:

  • Control propio del equipo, con señal externa paro/marcha global, y extraer señales de alarma.
  • Solución mixta: señal externa control calderas (0…10 V), y el resto de control se realiza internamente. 
  • El control central del edificio gestiona los componentes internos del equipo: calderas, bombas, válvulas 3 vías…
  • Gestión remota / control a distancia. 

 

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Esta gestión se realiza usando un simple navegador web mediante un Smartphone, netbook, tablet o PC, sin instalar programa alguno adicional. 

Estos equipos pueden ser conectados al sistema de gestión integral que disponga el edificio (BMS : Building Manage System), ya sea mediante protocolo de comunicación Modbus TCP/IP, Modbus RTU, BACnet, o similar.

Facilitando la verificación de información y cambio de consignas en el mismo lugar de trabajo donde se hace la monitorización de todos los sistemas del edificio, unificando sistemas.

Permite: paro/marcha del conjunto del equipo, verificar y/o modificar consignas de temperaturas, ver alarmas y/o estados (calderas, bombas, falta de agua…), guardar históricos de datos.

De forma que permita verificar y optimizar parámetros de funcionamiento de la instalación para mejorar la eficiencia del conjunto. 

Diversos ejemplos de mejora de eficiencia energética:

 

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El IDAE (Instituto para la Diversificación y el Ahorro Energético) indica que reducir la consigna de temperatura ambiente en 1ºC, puede permitir ahorros energéticos hasta 8%.

Asimismo, incluir contadores de energía facilita la verificación de consumos (RITE, IT 1.2.4.4).

Algunas consideraciones a preguntas habituales

 

PRO19 Articulo 8 Foto 12 Electroválvula de corte de suministro de gas :

> Activada mediante detección de gas en el interior del equipo.

> UNE 60.601, apdo. 8.1.2 : ubicada en el exterior del equipo, tipo todo/nada y normalmente cerrada, de modo que si falla la energía eléctrica se interrumpa el suministro de gas. Sistema con rearme manual.

Chimeneas en caso de obstáculos o edificio cercano de mayor altura:

Han de cumplir con las normas UNE 123001, UNE-EN 13384-1 y UNE-EN 13384-2.

 

 La norma UNE 123.001 indica, entre otras consideraciones :

Respecto a obstáculos en la propia cubierta, ha de cumplir una de las siguientes :

  • Ubicada a distancia horizontal superior a 2 veces la altura del obstáculo
  • Si es inferior, debe superar en 1m la altura del obstáculo.

Respecto a obstáculos externos al edificio, ha de cumplir una de las siguientes:

  • Si distancia a obstáculo < 10 metros, ha de superar en 1 m la altura del mismo (el caso de la fotografía).
  • Si la distancia es entre 10 y 20 m, será igual o superior a la altura del edificio.

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En el caso de la fotografía, la suma total de potencia de las 3 calderas dentro del equipo suma más de 400 kW, y por prescripción del RITE, deben ser chimeneas independientes por generador (RITE, IT 1.3.4.1.3.2).

Requisitos en otros países:

Otros países europeos pueden tener requerimientos diversos a los precisados en España, tanto a nivel emplazamiento, constructivo o bien elementos internos y seguridades.

Por ejemplo :

> En España es preciso que el equipo incluya central y 2 sondas de detección de gas, que actúen sobre una electroválvula de gas, a rearme manual, que corta el suministro de gas al Equipo.

> En Italia : la electroválvula de gas se activa a partir de una sonda de inmersión de temperatura de agua en la tubería de ida común de calderas. La electroválvula ha de ser certificada  INAIL / I.S.P.E.S.L. (Istituto Superiore per la Prevenzione e la Sicurezza del Lavoro).

Otro ejemplo, tema chimeneas :

En España, la suma de potencias a una sola chimenea común no puede superar los 400 kW, en otros países el límite superior es mucho mayor (Francia, Inglaterra).

Ubicación :

Conforme indica el RITE: en el exterior del edificio, a la intemperie, en azoteas, o en planta a nivel de calle.

En caso de ubicación en azotea es importante que el equipo incluya :

> Purgadores automáticos de aire efectivos (por estar en la parte más elevada de la instalación).

> Seguridad presión agua : presostato que en caso de falta de agua, pare el equipo (bombas, calderas…) para evitar que trabajen sin presión de agua (RITE, IT 1.3.4.2.2).

Conclusión

Los Equipos Autónomos de Generación de Calor han evolucionado con los cambios del mercado, ofreciendo :

> Una solución compacta e idónea tanto en obra nueva como en reformas.

- Con un amplia gama de opciones para adaptarse a las necesidades de cada edificio y uso.

> Permiten comunicar con el sistema de gestión centralizado, verificar y modificar su funcionamiento. 

> Incluyen componentes acordes a la Directiva Ecodiseño (ErP) : calderas, bombas.

Siempre con el punto de mira en obtener la máxima eficiencia mediante la gestión optimizada del conjunto, en cualquier período de uso del edificio, y de éste modo :

  • Obtener una reducción de consumo de combustible.
  • Con el consecuente ahorro energético y monetario.
  • Y así minimizar las  emisiones al medioambiente. 

 

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