Calderes i calentadors

L’article està dirigit a l’elecció de com escalfem l’aigua calenta sanitària (ACS) i com calentem la nostre llar, i la repercussió que té en la qualificació energètica del nostre habitatge. Mirat des del prisma del programa CE3X, un dels dos programes oficials per realitzar informes d’eficiència energètica.

Les formes més usuals en les ciutats de l’àrea metropolitana, és mitjançant una caldera per l’ACS o un calentador per realitzar les dues funcions a l’hora, calentar l’aigua i donar escalfor a la nostre llar. En aquest apartat tenim escalfadors elèctrics amb o sense acumulació, bombes de calor, estufes elèctriques i d’altres elements que incideixen en la contribució energètica.

En la majoria de casos a Catalunya, l’elecció de la forma en com aconseguim el nostre objectiu, dependrà de la disponibilitat del combustible. A les àrees metropolitanes del nostre país la forma més habitual és el gas natural, la electricitat o la bombona de gas buatà. En altres àrees el gasoil, els GLP (barreja de propà i butà), l’electricitat o la biomassa com la instal·lació del poble d’Alins al Pirineu, poden ser més predominants.

Per les calderes estàndard en ple rendiment requereixen d’un rendiment mínim d’un 86% per una potència de 9 kW (normalment només per esclafar aigua) i d’un 87%  per una potència de 26 kW (ACS i calefacció). En el cas de les calderes de baixa temperatura d’una potencia de 26 kW, el seu rendiment mínim hauria de ser aproximadament d’un 89,6%. I per últim, les calderes de condensació han de tenir un rendiment més alt de un 92,4% per una potencia de 26kW.

En el quadre següent, tenim com es calculen els rendiments útils que hauran de complir-se:

Classe de caldera Intervals de potènciakW Rendiment a potència nominal Rendiment amb carga parcial
Temperatura mitja del’aigua en la caldera(en ºC) Expressió del rendiment(en %) Temperatura mitja del’aigua en la caldera(en ºC) Expressió del rendiment(en %)
Calderes estàndard 4 a 400 70 ≥84 + 2log Pn  ≥50 ≥80 + 3log Pn
Calderes de baixa temperatura 4 a 400 70 ≥87,5 + 1,5log Pn  40  ≥87,5 + 1,5log Pn
Calderes de gas de condensació 4 a 400 70 ≥91 + log Pn  30  ≥97 + log Pn

En el quadre adjunt, podem veure que la gran diferencia de rendiments en claderes la tenim quan treballem a carga parcial, que en una caldera de 26 kw, la estàndard el rendiment mínim hauria de ser del 84%, en la de baixa temperatura d’un 89,6% i en la de condensació d’un 98,4%.

Com podem observar a ple rendiment (quan tenim la calefacció i l’ACS funcionant) com a mínim tindríem un 5% més de rendiment en les calderes de condensació, un percentatge no molt alt. La diferencia quasi és triplica com a mínim en el cas de carga parcial, un 14% de diferència.

Com influeix en programa de càlcul CE3X, en el cas d’una caldera mixta per ACS i calefacció amb una potència de 26kW, el canvi d’una caldera estàndard a una de baixa temperatura seria 1,2 punts i per una caldera de condensació de 1,5 punts, com podem observar la diferencia sobre els 45,3 punts de diferència entre la lletra A de qualificació i la lletra G és mínima.

On tenim una gran diferència de puntuació no és en la classe de caldera, sinó en si la caldera està ben aïllada i mantinguda, caldera antiga amb aïllament mig i antiga amb mal aïllament. La diferència de puntuació entre una caldera ben aïllada i una antiga mal aïllada és de 3,6 punts. Respecte la caldera antiga amb aïllament mig és de 2,4 punts. Obtenim una millor qualificació energètica d’edificis amb una caldera nova i ben aïllada que tenim una caldera de classe diferent.

Una petita descripció per diferenciar les calderes abans esmentades seria:

Caldera estàndard: la combustió és superior a 50ºC, per evitar que s’arribi a l’interior  de la caldera a la temperatura de condensació en compostos en forma d’àcid dels gasos de combustió. Això provoca que les calderes estàndard tinguin un menor rendiment a carga parcial que a carga total.

Calderes de condensació: pot funciona una mica per sobra dels 30ºC, amb un gran rendiment a carga parcial. Això és produeix a l’aprofitar el calor de condensació dels fums de combustió, que la caldera estàndard no podia aprofitar per la formació d’àcids per sota dels 50ºC. Aprofita el vapor d’aigua que es produeix en els gasos de combustió i el retorna en estat líquid.

Caldera de baixa temperatura: treballa a partir dels 40ºC, ja que per la seva forma de construcció permet treballar amb rendiments iguals en carrega parcial com en carrega total.

Fins en aquest moment hem parlat de les calderes més habituals en l’àrea metropolitana de Catalunya, i les dades s’han mirat amb l’alimentació per gas natural. Per pobles o zones rurals pròximes a ciutats, moltes calefaccions o calentadors funcionen amb gasoil. La diferència de qualificació energètica entre gasoil i gas natural és de 6,6 punts favorable al gas natural. Però tenim una font d’alimentació de calefaccions o calentadors que fa disparar la nostre qualificació energètica, és substituir el gasoil o gas natural per la biomassa, la millora són de més de 13 punts en el cas de gas natural i de més de 19 punts en el cas de gasoil.

Els estudis de l’IDAE diuen que les calderes de biomassa són les que tenen un menor cost per energia produïda, la seva rendibilitat seria a partir de 8 any aproximadament.

En els càlculs següents he tingut en compte un interès del 3%, i surten uns números que ens poden donar una idea si la inversió val la pena o no. Hauríem de puntualitzar que els números de despesa són extrets de un informe de l’IDAE per la zona mediterrània d’Espanya, per tant quan el clima sigui més continental més estalvi i menys temps d’amortització.

Canvi de la caldera de estendard d’un rendiment aproximat d’un 85%, per la instal•lació d’una caldera de condensació amb un rendiment del 94% a plena càrrega i treballant a carga parcial tenim que d’un rendiment aproximat d’un 85% en les calderes de estendard i del 98% en el cas de la caldera de condensació.

En un bloc de vivendes per tres persones, segons l’IDAE la despesa en calefacció seria aproximadament de 2.530 kWh a l’any i de 2.043 kWh a l’any en ACS. L’estalvi seria de 227 kWh a l’any en calefacció i de 265 kWh a l’any en ACS. Un total de 493 kWh a l’any d’estalvi en gas natural a un preu a l’entorn de 0,057 euro/kWh més el 21% de l’IVA, seria un estalvi per sobre dels 30 euros l’any. Per una diferència de preu de 300 o 400 eur en l’elecció d’una caldera nova de condensació respecte una estendard, l’amortització dels diners invertit en ella seria entre els 11 o 15 anys depenent de la diferència d’import.

En vivendes unifamiliars per tres persones, segons l’IDAE la despesa en calefacció seria aproximadament de 10.710 kWh a l’any i de 2.043 kWh a l’any en ACS. L’estalvi seria de 963 kWh a l’any en calefacció i de 265 kWh a l’any en ACS. Un total de 1.229 kWh a l’any d’estalvi en gas natural a un preu a l’entorn de 0,057 euro/kWh més el 21% de l’IVA, seria un estalvi per sobre dels 74 euros l’any. Per una diferència de preu de 400 o 500 eur en en l’elecció d’una caldera nova de condensació respecte una estendard, l’amortització dels diners invertit en ella seria entre els 7 o 9 anys depenent de la diferència d’import.

Canvi d’un termo elèctric i els escalfadors elèctrics d’un rendiment en quan a calor elèctric del 100%, per la instal•lació d’una caldera de condensació amb un rendiment del 94% a plena càrrega i treballant a carga parcial tenim que d’un rendiment aproximat d’un 98% en el cas de la caldera de condensació.

En un bloc de vivendes per tres persones, segons l’IDAE la despesa en ACS i calefacció seria de 4.573 kWh a l’any en ACS. L’estalvi seria la diferencia de preu entre el gas natural i l’electricitat està per sobre dels 0,07 euro/kWh més el 21% de l’IVA, seria un estalvi per sobre dels 180 euros l’any, sempre tenint en compte la major despesa en gas natural per la diferència de rendiment. La diferència de preu pot ser alentorn del 700 eur en la caldera nova respecte a un termo elèctric nou, l’amortització dels diners invertit en ella seria entre en menys de 5 anys depenent de la diferència d’import. Aquí també s’hauria d’afegir el preu de la instal•lació de gas que si posem un preu d’uns 2.500, l’amortització seria en 11 anys.

Canvi de calefacció elèctrica d’un rendiment en quan a calor elèctric del 100% i de l’escalfador d’ACS estendard, per la instal•lació d’una caldera de condensació amb un rendiment del 94% a plena càrrega i treballant a carga parcial tenim que d’un rendiment aproximat d’un 98% en el cas de la caldera de condensació.

En un bloc de vivendes per tres persones, segons l’IDAE la despesa en calefacció seria aproximadament de 2.530 kWh a l’any i de 2.043 kWh a l’any en ACS. L’estalvi seria la diferencia de preu entre el gas natural i l’electricitat està per sobre dels 0,07 euro/kWh més el 21% de l’IVA en quan a calefacció i de 265 kWh a l’any en ACS, seria un estalvi alentorn dels 250 euros l’any, sempre tenint en compte la major despesa en gas natural per la diferència de rendiment. La diferència de preu en la substitució d’un calentador d’ACS i les estufes respecte una caldera de condensació pot ser alentorn del 600 eur, l’amortització dels diners invertit en ella seria entre en menys de 6 anys depenent de la diferència d’import. Aquí també s’hauria d’afegir el preu de la instal•lació de gas que si posem un preu d’uns 2.500, l’amortització seria en 15 anys.