La residencia para personas mayores “El Vergel” del Gobierno de Navarra se ha convertido en sede de la central de biomasa con tecnología por condensación más grande construida hasta la fecha: 900 kW con 6 calderas del fabricante Biocurve.

La intervención, ejecutada por EULEN, S.A., ha sido concebida como una mejora integral con el objetivo de aumentar la eficiencia energética del edificio, que tiene 12.000 m2 y aloja a 161 personas, y proporcionar ahorros en el coste de calefacción y ACS e iluminación.

Así pues, además de la construcción de la nueva sala de calderas con los 6 equipos de condensación con biomasa, la actuación ha incluido la sustitución de luminarias por led, la colocación de válvulas termostáticas en los radiadores y la modernización del sistema de regulación, control y telegestión tanto de la energía térmica como de la eléctrica.

Vergel condensacion biomasa EULEN p_mini

El día de la puesta en marcha de las calderas, el joven técnico en eficiencia energética de EULEN, Julen Beloki, coordina a todos los participantes en el proyecto mientras atiende la visita de Bioenergy International:

Los técnicos de Biocurve encienden con éxito una por una las 6 calderas ante la mirada de Mikel Erasun, gerente de Berotza, la empresa instaladora, y de Mikel de Miguel, el ingeniero de Wintel Telegestión encargado del sistema de control y regulación; mientras, los técnicos de Leimen continuan con la instalación eléctrica.

Calderas de condensación

Las 6 calderas BCH150 de Biocurve se han instalado en cascada, tienen una potencia de 150 kW cada una y funcionan con pellet. Con este biocombustible alcanzan un rendimiento del 105% a potencia nominal cuando entran en modo condensación.

La instalación de las calderas en cascada automática permite minimizar arranques y paradas y ahorrar energía, ya que el aporte de calor se adecua a las necesidades.

Gracias a las medidas propuestas por EULEN se ha logrado reducir la potencia nominal de 1500 kW en la antigua sala de calderas de gasóleo a 900 kW con los equipos de biomasa, aumentando al mismo tiempo el rendimiento y el ahorro, que se ha garantizado en un mínimo del 23% y que incluye los consumos, el coste de la obra y su amortización.

La sala de calderas se ha construido en un jardín de la residencia. En su interior se sitúan los 6 equipos de condensación, dos depósitos de inercia de 5000 litros cada uno, dos bombas electrónicas modulantes DAB con variador de frecuencia, el contador de energía y el cuadro eléctrico.

El pellet se almacena en 4 silos al aire libre de 10 toneladas de capacidad cada uno. Limitaciones visuales impuestas por el entorno en el que se ubica la sala obligaron a adoptar esta solución en lugar de un único depósito más alto.

La alimentación a las tolvas de las calderas se realiza mediante un sistema de cadena sin fin BMM que, según Mikel Erasun, es más conveniente que los tradicionales tornillo sin fin o aspiración.

La sala de calderas antigua, compuesta por 3 calderas de gasóleo, permanece como backup de la nueva instalación.

¿Qué es una caldera de condensación?

Mientras que las calderas convencionales expulsan los humos de combustión a temperaturas superiores al punto de rocío del combustible –en el pellet es de 45-48ºC- para evitar la condensación del agua contenida en los humos e impedir que aparezca óxido y corrosión de los materiales, las calderas de condensación son capaces de aprovechar el calor latente contenido en el vapor de agua de los humos y aumentar así su rendimiento aparente por encima del 100%.

¿Rendimiento superior al 100%?

El rendimiento de las calderas se calcula teniendo en cuenta el poder calorífico inferior (PCI) del combustible, o calor desprendido en su combustión sin contar la parte correspondiente al calor latente del vapor de agua generado, por eso el rendimiento aparente de las calderas de condensación es superior al 100%, ya que son capaces de aprovechar la energía desprendida en el cambio de estado del agua de gas a líquido.

Una caldera de condensación puede trabajar también en modo de no condensación, pero su rendimiento es siempre superior al de calderas de combustión convencionales en condiciones similares.

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Calderas BioCurve

Las calderas de condensación Biocurve pueden funcionar en condensación o sin ella sin realizar cambios mecánicos o eléctricos; la temperatura de retorno no tiene límite, ni inferior ni superior; la doble consigna de temperatura de impulsión permite suministrar a varios circuitos independientes desde 27ºC a 80ºC; el intercambiador espiral patentado se limpia de forma automática mediante inyección de agua; el quemador de afloración giratorio con autolimpieza también está patentado.

El agua del condensado de pellet ENplusA1 es prácticamente inocua, con un pH cercano a 7, neutro en comparación con el ácido condensado proveniente de las calderas de gas natural. Su vertido directo al alcantarillado no suele requerir tratamiento previo.

En cuanto a las emisiones, éstas se sitúan siempre por debajo de los valores límite establecidos en la normativa española en vigor, EN-303, por la que obtiene la clase 5, y también cumplen la norma europea 2015/1189 de Ecodiseño.

BioCurve_caldera condensacion que es


 

Sistema de gestión técnica y energética

Uno de los pilares de la mejora energética de la residencia es la modernización del sistema de gestión técnica y energética (GTEE) del edificio, que por sí sola ya logra una mejora del rendimiento energético global del 10%.

La empresa Wintel ha desarrollado un sistema a medida, compuesto por autómatas de telegestión WIT que permiten obtener toda la información sobre consumos –térmico, eléctrico, agua, gas-, temperaturas, tiempos, averías, etc; para luego analizarlos y detectar consumos excesivos, fugas, reparto de consumos, seguimiento de enganches, etc; y poder así establecer acciones que reduzcan los costes de explotación de las instalaciones.

Regulación optimizada de la producción de energía térmica

El sistema GTEE garantiza la producción de agua caliente utilizando solo la energía que se necesita. Para ello, la cascada de 6 calderas se gestiona siguiendo una cronología de conexión de los equipos en función de criterios como la temporada de calefacción, las previsiones meteorológicas, el tiempo de funcionamiento de los equipos (quemadores, bombas) o los costes energéticos.

La tarjeta electrónica desarrollada de manera específica para el proyecto permite interpretar el protocolo de las calderas BioCurve a uno estándar (ModBus RTU). De esta manera es posible obtener información de hasta 50 variables por caldera y, a través de algoritmos funcionales, optimizar su rendimiento.

Gracias a la implementación de una “ley de arranque” es posible optimizar el tiempo de recuperación del sistema: la caldera entra a funcionar para alcanzar la consigna de temperatura ambiente justo cuando empieza el período de ocupación, ni antes ni después, y así lograr el máximo ahorro económico garantizando el confort de los ocupantes.

VERGEL red de calor con biomasa el vergel navarra p_mini

El sistema perfecciona esta ley mediante un mecanismo de auto-aprendizaje basado en lógica difusa.

Además, la curva de calefacción optimizada ajusta de manera automática la temperatura de impulsión de la caldera en función de las necesidades térmicas de confort. El cálculo de esta consigna tiene en cuenta la temperatura ambiente dentro del edificio, la exterior y la de la estructura del edificio.

El acceso a datos estratégicos de la predicción meteorológica -temperatura, humedad e irradiación solar- combinado con la tecnología IoT (internet de las cosas) permite usar el control predictivo y programar macros funcionales que mejoren el comportamiento energético del edificio.

Los espacios comunes del edificio se han sectorizado en 12 zonas, en las cuales se controla temperatura y humedad mediante sensores. También se monitorizan los consumos de gas en cocina, electricidad, agua caliente sanitaria y agua fría.

La sectorización ha tenido en cuenta la utilización de espacios, segregando aquellos que se utilizan esporádicamente –como oficinas y capilla- para una programación de la calefacción más eficiente.

Uso pionero de tecnología LoRa

Para adquirir los datos de los sensores se emplea un data logger con tecnología LoRa, que comunica con la CPU Redy del sistema WINTEL mediante ondas de radio de baja intensidad.

Esta instalación es una de las primeras en Navarra en utilizar esta tecnología, asegura Mikel de Miguel.

El protocolo de red utilizado es LoRaWAN; permite conexiones bidireccionales seguras, bajo consumo de energía, largo alcance de comunicación, bajas velocidades de datos, baja frecuencia de transmisión, movilidad y servicios de localización.

Este sistema facilita la interconexión entre objetos inteligentes sin la necesidad de instalaciones locales complejas, lo que supone una interesante reducción de los costes de instalación.

Contrato piloto ESE-Administración Pública

La contratación de servicios energéticos con garantía de ahorros de la residencia El Vergel de Pamplona se enmarca dentro del “Programa de gestión energética e impulso de los servicios energéticos en la Administración de la Comunidad Foral de Navarra”.

Martin Ibarra, Jefe de Sección de Plan Energético, perteneciente al Departamento de Desarrollo Económico del Gobierno de Navarra, explica los detalles de este modelo de contratación pionero que será referencia en futuros contratos de servicios energéticos en instalaciones públicas.

El contrato de servicios energéticos firmado por 10 años con la empresa Eulen comprende el suministro energético, la gestión energética, el mantenimiento de las instalaciones consumidoras de energía y la ejecución de medidas de ahorro y eficiencia energética. El pago se basa en el ahorro energético obtenido por la implentación de estas prestaciones.

Este modelo de contratación tiene un alto potencial de generar ahorros energéticos en la edificación. Sin embargo, supone una novedad para las Administraciones en general y para la Administración de la Comunidad Foral de Navarra en particular.

Sala de calderas de condensación. Al fondo a la derecha, residencia.

Relevancia de las mejoras implementadas

Los criterios técnicos para la adjudicación de la obra valoraron por igual la implementación del sistema de regulación y control, las reformas en la iluminación y en la instalación de calefacción.

Con el sistema de regulación y control la Administración conocerá en tiempo real el estado de las instalaciones y nivel de servicio prestado y podrá controlar el mantenimiento preventivo y correctivo realizado y atender las reclamaciones de los usuarios.

El sistema es abierto para que al finalizar el contrato pueda ser gestionado por otra empresa o la propia Administración titular sin incurrir en costes o reformas.

En cuanto a la iluminación, la propuesta de la empresa de sustituir luminarias interiores y exteriores permitirá un ahorro energético respecto al consumo actual superior al 60% y al 50% respectivamente.

En la instalación de calefacción, a la nueva sala de calderas con biomasa se añaden las mejoras de colocación de llaves termostáticas en los radiadores de las habitaciones y de termostatos en zonas comunes.

Ahorro garantizado

Previamente, la residencia disponia de suministro eléctrico, contratado de manera centralizada por la Administración, y de gasóleo para calefacción, gestionado directamente desde la residencia. A partir de ahora, la adjudicataria se encarga directamente del suministro de la biomasa para la instalación de calefacción.

El ahorro económico garantizado por el contrato es del 23,01% – la oferta no podía ser inferior a un 4%- y se ha calculado por la diferencia entre el gasto real y el gasto que se realizaría sin contrato de servicios energéticos.

El gasto real incluye el suministro de biomasa; la prestación del servicio energético a la ESE (gestión energética, mantenimiento y garantía total); y la amortización de las inversiones (10 años).

 

Ana Sancho/Bioenergy International

Publicado en BIE 39 – Primavera 2018

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