R0021 : La Utilidad de los programas informáticos en prácticas

LA UTILIDAD DE LOS PROGRAMAS INFORMÁTICOS EN
PRÁCTICAS
Teresa Arciniega Arroyo – Pedro González Alcalá
C/ María de Luna, s/n. 50018 Zaragoza
Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Zaragoza
Teléfono: 976 76 25 67 , Fax: 976 76 26 16
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RESUMEN
Hoy en día, dónde las líneas políticas en materia energética se centran en el
ahorro y en la eficiencia no tiene sentido instalar sistemas individuales de
calefacción, salvo que no haya alternativa.
Para demostrar esto se ha desarrollado a modo de práctica de la asignatura de
Tecnología Energética y Optimización, un caso en el que se comparan los
gastos y costes de la calefacción de un edificio destinado a viviendas, cuando
se instala una caldera colectiva y cuando se instalan calderas individuales. Se
ha estructurado de manera que el cambio en alguno de los parámetros de la
instalación permita conocer la repercusión en el coste total.
1. Objetivo
En esta práctica se va a comparar, con ayuda del EES acrónimo de Engineering
Ecuations Solver, tres alternativas para satisfacer la demanda de calefacción y agua caliente
sanitaria para un edificio de 120 viviendas, utilizando gas natural como combustible y
conocida la demanda térmica
2. Alternativa A
En esta primera alternativa se instalarán calderas de gas atmosféricas individuales,
cuyas características serán las siguientes:
Precio de cada caldera: 300 euros
Potencia útil: 26.5 Kw
Rendimiento estacional: 75%
Mantenimiento anual por caldera: 80 euros
La caldera elegida es modulable en cuatro etapas.
3. Alternativa B
Para este segundo caso se considerará una instalación comunitaria con dos calderas,
una para calefacción y otra para ACS, con las siguientes características:
Caldera comunitaria para calefacción:
Precio: 15645 euros
Potencia útil: 1320 Kw
Rendimiento estacional: 68%
Mantenimiento anual: 1000 euros
Caldera comunitaria para ACS:
Precio: 6745 euros
Potencia útil: 310 Kw
Rendimiento estacional: 40%
Mantenimiento anual: 800 euros
4. Alternativa C
Caldera de condensación comunitaria para calefacción:
Precio: 39950 euros
Potencia útil: 1200Kw
Rendimiento estacional: 80%
Mantenimiento anual: 1650 euros
Caldera comunitaria de condensación para ACS
Precio: 15640 euros
Potencia útil: 310 Kw
Rendimiento estacional: 85%
Mantenimiento anual: 1050 euros
5. Consideraciones adicionales
•
En los tres casos la vida útil de las instalaciones será de 20 años.
•
Para cubrir la demanda de calefacción + ACS, la caldera A deberá trabajar
modulada al 50% de su potencia útil, mientras que si solo suministra ACS
bastará con modularla al 25%
•
Las calderas deberán funcionar 180 días al año, durante 5 horas al día para la
calefacción, y dos horas diarias para ACS.
•
En el caso A condideraremos que en la época de calefacción el 80% del
tiempo que se requiere ACS la calefacción está encendida, con lo que la
demanda de ACS queda cubierta, siendo necesarios solamente 24 minutos
adicionales de funcionamiento de la caldera para ACS.
•
El consumo de las calderas en cada caso se puede hallar de la siguiente forma:
Cgas = P útil/(PCI*Rend)
Siendo:
Cgas = Consumo de gas (m^3/hora)
P útil = Potencia útil
PCI = 39835.4 Kj / m^3 para el gas natural
Rend = Rendimiento estacional de la caldera
•
El precio del gas es de 0.07euros/termia
Los datos adicionales serán similares a los de la primera parte, pero en este caso, las
calderas para calefacción serán modulables cada 10% de su potencia útil, tanto la de la
alternativa B como la de la C, y la demanda será variable, de modo que no deberán
trabajar los 180 días al 100%, sino como marca la siguiente tabla:
Nº Días
18
27
36
54
27
18
% P útil
100
80
70
50
30
10
6. Resultados
Caso A
Caso B
Caso B`
Caso C
Coste anual
Tipo de
caldera
Individual
modulable en 182641 €
4 etapas
Comunitaria
no modulable 180178 €
Comunitaria
modulable
cada 10%
Comunitaria
Condensación
mod.cada10%
Ahorro
mensual
/vivienda
VAN
TIR
Payback
8.08 €
166304 €
4.698 %
5.706 años
20.35 €
552851 €
15.1 %
1.133 años
94542 €
66899 €
Esta tabla representa los resultados obtenidos para cubrir la demanda de calefacción y
ACS en un edificio de 120 viviendas mediante distintas opciones. Cada una de las columnas
representa:
•
•
•
•
•
Coste anual: Es el gasto anual de cada una de las opciones. Se incluye
amortización de la instalación, mantenimiento, y gasto en gas.
Ahorro mensual / vivienda: Representa el ahorro mensual por vivienda si a
la hora de comprar la casa la instalación ya está realizada.
VAN: Valor Actual Neto pasados 20 años (Vida útil de la instalación).
TIR: Tasa Interna de Rendimiento.
Payback: Periodo de recuperación de la inversión.
Los últimos cuatro datos se calculan comparando la opción B es respecto de la opción
A y la C es respecto de la opción B.
En el cálculo de VAN, TIR y Payback se considera inversión a amortizar la diferencia
de costo entre dos opciones.
Referencias
Calefacción y ACS, J.A. de Andrés y Rodríguez-Pomalta
Calefacción eléctrica, Confort, Cálculo y Sistemas, A. Alonso Andonegui, Ed. Paraninfo.
Catálogo técnico de calderas de ROCA.