Tema: ¿Dónde está el ahorro económico?

Quiero dar opción a instalar una caldera de biomasa de 350 kW en lugar de una de gas para unas instalaciones.

La demanda de calefacción y ACS anual asciende a 315000 kWh.

Balance con biomasa:

PCI pellet = 5 kWh/kg
315000 kWh / 5 kWh/kg = 63000 kg de pellet
63000 kg x 0,19 €/kg = 11970 €

Balance con gas natural:

315000 kWh/0.9 x 0.035 €/kWh = 12250 €


Bueno, con estos datos y considerando la diferencia de precios de instalación, si yo fuera cliente lo vería claro. Ya me podrían asustar todo lo que quisieran con el futuro incremento de la tarifa de gas y con las emisiones de CO2 ahorradas...

Hola Xavi
Dos opiniones simples por mi parte.
1-Una caldera de 350kw con pellet; descartada!! Calculalo con astilla
2-En el calculo , tienes en cuenta la diferencia de eficiencia en las calderas de uno y otro combustible.
Afinando tanto los numeros tendrias que tener en cuenta incluso un pequeño porcentaje.
Si la eficiencia de la caldera de gas es del 91% y la de biomasa un 97% = a 6% diferencial en el calculo. Cuentalo tu mismo.


Salud

La caldera en cuestión es de pellet y astilla, pero esta valoración la he realizado con pellet, ya que para astilla me sale un silo más grande y dispongo únicamente de 30 m3 de espacio, por lo que con pellet lo tendría que llenar 4 veces al año.

Por cierto, ¿tienes alguna referenacia en cuanto a poder calorífico de la astilla, densidad y €/kg aprox.?


En cuanto a rendimientos, si te fijas para la caledra de gas, he supuesto un rendimiento del 90%, aunque puede ser mejor. Para el cálculo con pellet he supuesto un rendimiento del 100%, así que si apuro más me voy al gas otra vez!!

Una caldera Herz de 350 kW me puede dar un 94% (si no me equivoco), y en GN lo puedo incluso superar con una Trsitar de ROCA (por poner un ejemplo...).

La decision que la tome el cliente , que ;"sarna con gusto no pica"

Encontre un referente por alguna parte y me indican 3300-3500kcal/kg astilla a 25%humedad, no se la certeza de estos datos.
El peso de la astilla seca te la pasare, hare un control de peso y el precio te lo puedo consultar.
Para mas detalles un privado

Salud

Podeis hacer el cálculo acoplando un simple turbo y este acoplado a una bomba de calor...Quedareis sorprendidos por el ahorro energético...muchisimo más que la "bombilla" del Sñr Ministro....He presentado el proyecto en Genera-09 a una empresa que fabrica calderas de biomasa ,entre otras. Aún no he obtenido respuesta...Si el proyecto es viable..se ponen a ello ,y ya esta..¿Para que me quieren a mi, sinó esta patentado?

Perdona Ergio, pero lo del turbo no lo veo, a no ser que te refieras a producir vapor con biomasa y accionar una turbina para producir electricidad...que sé que de eso hay unos cuantos entendidos en el foro...

Mi intención no es producir electricidad, sino álgo más común, como calefactar un edificio y dotarlo de ACS con energía renovable, siempre y cuando salga rentable $$$.

Lo del medio ambiente y la reducción de emisiones está muy bien, pero a la gente no le vengas con cuentos chinos, quiere ver resultados en su bolsillo y a poder ser a corto-medio plazo.

Si los números son los que son, ha de bajar mucho el precio del pellet y de las calderas de biomasa para ser una tecnología competente.

Iniciado por xavimarin

Perdona Ergio, pero lo del turbo no lo veo, a no ser que te refieras a producir vapor con biomasa y accionar una turbina para producir electricidad...que sé que de eso hay unos cuantos entendidos en el foro...

Mi intención no es producir electricidad, sino álgo más común, como calefactar un edificio y dotarlo de ACS con energía renovable, siempre y cuando salga rentable $$$.

Lo del medio ambiente y la reducción de emisiones está muy bien, pero a la gente no le vengas con cuentos chinos, quiere ver resultados en su bolsillo y a poder ser a corto-medio plazo.

Si los números son los que son, ha de bajar mucho el precio del pellet y de las calderas de biomasa para ser una tecnología competente.

Hola xavimarin!!: Tengo esquema de la instalación con turbo..pero no se pegarlo aqui..Además quizás sea demasiado grande...si quieres te lo envio por E-mail..Es muy sencillo...se obtiene trabajo de eje...se arrastra una bomba de calor con un COP de 4 y los números son muy fáciles...multiplicas por 4 la energía que introduces al turbo..y si instalas captadores solares planos.. puedes llegar en invierno (dependiendo del lugar) a superar un COP de 6....
saludos

Puedes pegarlo con la opción "gestionar archivos adjuntos".

Haber si sale...........

En español.....Sio hay alguna duda; por aqui estaré...

Vamos a ver si lo he pillado:

Con calor produces vapor para accionar una turbina, con el diagrama conocido como ciclo de Rankine (si no me equivoco). En este caso las leyes termodinámicas están sujetas al ciclo de carnot, por lo que el rendimiento a lo sumo puede llegara un 45% como máximo (me parece recordar).

Con el trabajo de la turbina accionas un eje que será el que le transimta velocidad a un compresor de una bomba de calor, o máquina de frío reversible.

Suponiendo los rendimientos actuales de COP en bombas de calor, nos vamos a un 3. Recibimos 1 y producimos 3, ya que es un ciclo inverso y no nos hallamos sijetos a Carnot.

Hasta aquí el esquema creo que lo he entendido algo...


Con esta primera impresión de la tecnología, tengo algunas lagunas:

- ¿Puedes accionar con la turbina el eje de un compresor para que trabaje correctamente?
- ¿falta un sistema de condensación de la turbina?

Lo del rendimiento no lo veo claro:

Si con el ciclo de Rankine, supongamos que obtenemos un 35%, y con el de la bomba de calor un 300%, entonces 0,35 x 3 = 1,05, con lo que disminuimos el rendimiento de la bomba de calor accionada con energía eléctrica directamente....

Me da la impresión que esto ya lo he visto en alguna parte -> www.absorsystem.com


Otra cosa, dudo que con captadores planos, incluso tubo de vacío, llegues a producir energía suficiente para activar este bicho.

Si me equivoco ruego me corrijas.

Saludos!!

No es una turbina de vapor, xavi; Es una "miniturbina" de gas (aire)...Un solo salto..relación de compresión: 1/2,5 Kg/cm2...Temperatura maxima: 1300ºK (1027º C)...Temperatura descarga:1000ºK (727º C).Trabajo neto: Trabajo expansión- trabajo compresión:
200,64 Kj/Kg/aire....La energía a temperaturas por encima de los 390ºK (Temperatura descarga compresión)no se entrega al sistema de calefacción, sinó que las corrientes de aire (salida turbina expansión y salida compresor) intercambian energía térmica por medio de intercambiador de calor...y sale de este antes de entrar en quemador a una temperatura de: 980ºK...La energía que entrega el combustible: (1300ºK -980ºk) 0,24=76,8 Kcal/Kg/aire....Ahora aplicas rendimientos y ya esta....
En cuanto a la bomba de calor...Todo depende de las temperaturas en evaporador y condensador...aplicar rendimientos..y listo...pero de esto ya sabes tu bastante y no quiero liarla más...
Saludos

Gracias por la aclaración Ergio, entonces el calor con placas solares que comentabas, ¿qué pinta en este sistema?

Los paneles solares me permiten tener una temperatura en el evaporador más elevada que la que puedo obtener del aire exterior. Tambien se puede utilizar la energía geotérmica. Vamos a considerar una temperatura de retorno de 300ºK (27º C) y condensamos a 320ºk (47º C)...Le damos un salto térmico en intercambiadores de 10ºC. Temperatura condensación: 330ºK (57ºC)y temperatura evaporador: 290ºK (17ºC)...Si se tienen en cuenta las temperaturas termodinámicas ,estas, estan relacionadas con la energía térmica:
330ºK= 330 Kcal.....290ºK= 290 Kcal....Trabajo con ciclo ideal:330- 290= 40 Kcal...aplicando rendimiento compresor del 80% = 40/0,8= 50 Kcal= 209Kj...Por cada 340 Kcal entregadas al condensador realizamos un trabajo de 209Kj....Volviendo al invento del turbo:
Trabajaremos con 500Kg /aire/h....Trabajo neto obtenido: 500Kg (x)200 Kj= 100.000Kj/h=
27,8 KW/h.....Arrastramos eje compresor bomba calor: 100.000/209Kj= 478 ciclos=
478 x 340= 162.520 Kcal/h
Recuperación gases escape410ºK- 320ºk) 0,24= 21,6 x500Kg= 10.800 Kcal...Energia total obtenida: 162.520 +10.800Kcal= 173.320 Kcal.....
Gasto combustible: (1300ºK-980ºK) 0,24 X500 Kg= 38400 Kcal= 44,65 Kw/h

Volviendo al hilo del tema, ¿porque solo valoras economicamente la elección? Gracias a Dios, España también va evolucionando en esto, y hay otros factores que inclinan la balanza hacia el lado de la biomasa

Si técnicamente el gas fuera una mierda, sin duda apostaríamos por otro tipo de energía, pero llevamos muchos lustros con esta energía y además barata. Opino que si la biomasa quiere entrar con fuerza, tiene que ser competitiva económicamente hablando. Hablamos que tiene que competir directamente con el gas, eso es, tiene que bajar precios, tanto en calderas como en combustible.

Al cliente final no le cuentes que evitamos emisiones, que apostamos por un modelo energético que nos hace más independientes energéticamente hablando...dale números y un plazo de amortización, solo así lo convencerás seguro.

Yo alucino, porque hace 4 días estuve valorando otro proyecto y pregunté al distribuidor-fabricante sobre el plazo de amortización. No se cortó un pelo en contarme el cuento que en 4 años ya habría ahorrado toda la inversión. Por aquel entonces no había hecho números, pero el otro día me dió por ahí y me encontré con esta sorpresa...

No es una turbina de vapor, xavi; Es una "miniturbina" de gas (aire)...Un solo salto..relación de compresión: 1/2,5 Kg/cm2...Temperatura maxima: 1300ºK (1027º C)...Temperatura descarga:1000ºK (727º C).Trabajo neto: Trabajo expansión- trabajo compresión:
200,64 Kj/Kg/aire....La energía a temperaturas por encima de los 390ºK (Temperatura descarga compresión)no se entrega al sistema de calefacción, sinó que las corrientes de aire (salida turbina expansión y salida compresor) intercambian energía térmica por medio de intercambiador de calor...y sale de este antes de entrar en quemador a una temperatura de: 980ºK...La energía que entrega el combustible: (1300ºK -980ºk) 0,24=76,8 Kcal/Kg/aire....Ahora aplicas rendimientos y ya esta....

Hasta aquí todo claro (ciclo Brayton con regeneración)

Los paneles solares me permiten tener una temperatura en el evaporador más elevada que la que puedo obtener del aire exterior. Tambien se puede utilizar la energía geotérmica. Vamos a considerar una temperatura de retorno de 300ºK (27º C) y condensamos a 320ºk (47º C)...Le damos un salto térmico en intercambiadores de 10ºC. Temperatura condensación: 330ºK (57ºC)y temperatura evaporador: 290ºK (17ºC)...Si se tienen en cuenta las temperaturas termodinámicas ,estas, estan relacionadas con la energía térmica:
330ºK= 330 Kcal.....290ºK= 290 Kcal....Trabajo con ciclo ideal:330- 290= 40 Kcal...aplicando rendimiento compresor del 80% = 40/0,8= 50 Kcal= 209Kj...Por cada 340 Kcal entregadas al condensador realizamos un trabajo de 209Kj....Volviendo al invento del turbo:
Trabajaremos con 500Kg /aire/h....Trabajo neto obtenido: 500Kg (x)200 Kj= 100.000Kj/h=
27,8 KW/h.....Arrastramos eje compresor bomba calor: 100.000/209Kj= 478 ciclos=
478 x 340= 162.520 Kcal/h
Recuperación gases escape410ºK- 320ºk) 0,24= 21,6 x500Kg= 10.800 Kcal...Energia total obtenida: 162.520 +10.800Kcal= 173.320 Kcal.....
Gasto combustible: (1300ºK-980ºK) 0,24 X500 Kg= 38400 Kcal= 44,65 Kw/h

Lo que haces es producir in situ para mejorar rendimientos. En lugar de producir electricidad, transposrtarla, accionar un compresor que me genere el ciclo frío calor, quemas energía fósil para mediante una turbina de gas con recuperació de calor de los humos de escape, accionar mecánicamente un compresor de una bomba de calor. Para mejorar el rendimiento de la bomba de calor, funcionando "modo calefacción", esto es: evaporador en exterior fuera y condensador interior, elevas la temperatura de intercambio en evaporador mediante energía solar y por consiguiente obtienes mayor eficiéncia, dado que a mayor diferencial de temperaturas -> mayor intercambio -> mejor balance energético.

Supongo que también se puede producir frío en verano, y seguro que has planteado algo para recuperar calor por alguna parte, para producir ACS en verano también.

Me parece una buena idea, aunque veo que por ejemplo no has tenido en cuenta el rendimiento de transmisión mecánica de turbina a compresor y has nombrado algúuna transformación isoentrópica, por lo tanto no se puede hablar todavía de rendimientos.

¿Has construido algún prototipo?

Hola xavi: Te envio un esquema de bloques....Esta algo desbalanceado el tema de la energía térmica que entra al sistema y la que sale...Pero es solo un esquema para poder entender mejor de que se trata....Estoy de acuerdo en que hay que tener en cuenta rendimientos mecánicos....de momento lo mejor es dejarlo asi...para no liarnos demasiado..Hay tiempo para analizar en profundidad el artilugio...No puedo meter el archivo..trataré de comprimirlo..
Saludos

Iniciado por Ergio

Hola xavi: Te envio un esquema de bloques....Esta algo desbalanceado el tema de la energía térmica que entra al sistema y la que sale...Pero es solo un esquema para poder entender mejor de que se trata....Estoy de acuerdo en que hay que tener en cuenta rendimientos mecánicos....de momento lo mejor es dejarlo asi...para no liarnos demasiado..Hay tiempo para analizar en profundidad el artilugio...No puedo meter el archivo..trataré de comprimirlo..
Saludos

Haber si esto funciona...no manejo bien estos cacharros

Hola Ergio, he estado haciendo unos números en el ciclo de gas en la turbina con regeneración, a ver si coincidimos.

Supongo en todo caso procesos isoentrópicos y considerando el aire como gas ideal.

Estado 1: Entrada a compresor
T1 = 290K
h1 = 290,16 kJ/kg
pr1 = 1,2311

Estado 2: Salida de compresor
relación de compresión = 2,5;
pr2 = 2,5 x 1,2311 = 3,078
h2 = 377,28 kJ/kg
T2 = 376,5 K

Estado 4: Entrada a turbina, o salida caldera
... forzando tus 1300 K
h4 = 1395,97 kJ(kg
pr4 = 330,9

Estado 5: Salida turbina
pr5 = pr4 x p5/p4 = pr4 x 1/2,5 = 132,36
h5 = 1089,67 kJ/kg
T5 = 1038,1 K

Estado 3: Salida regenerador
Supongo rendimiento del intercambiador del 80%
Rendimiento = (h3-h2(/(h5-h2);
h3 = 947,2 kJ/kg
T3 = 1207 K

Resolviendo para un caudal másico de 500 kg/h

Potencia entregada por la caldera
Qcaldera = m x (h4-h3) = 500/3600 (h4-h3) = 62,32 kW

Trabajo turbina
Wt = m x (h4-h5) = 42,54 kW

Trabajo compresor
Wc = m (h2-h1) = 12,1 kW

Trabajo ciclo (potencia "bruta" que se entrega al eje del compresor de la bomba de calor)
Wciclo = Wt - Wc = 30 kW

Rendimiento sistema = (Wt-Wc)/Qcald = 48,8%

Estoy de acuerdo en "casi" todo...El intercambiador de calor a contracorriente y construido con un adecuado material (buen conductor del calor) creo que se pueden aproximar más las temperaturas en las corrientes de entrada y salida.
De todos modos si el sistema esta perfectamente aislado...incluso si capturamos la energía que este emite como radiación térmica...estamos ante un sistema que ofrece un gran ahorro en combustible....cómo minimo 1/3 del consumo normal ( caldera convencional)..

Ergio, los cálculos se han realizado considerando comportamiento adiabático. Dudo que se pueda sacar más rendimiento. Es más, si consideramos los rendimientos en turbina y compresor deja de ser proceso isoentrópico y volvemos a bajar eficiéncia.

Mejorar igualmente la eficiencia del intercambiador, simulada en un 80%, encaracería mucho el sistema para un poco más de ahorro obtenido.

Se podría mejorar algo, o intentar optimizarlo, mejorando la relación de compresión, o aumentando el caudal másico.

Bueno ,xavi: Lo dejaremos asi...es muy probable que tu estes más cerca de la realidad que yo.
Aumentar la relación de compresión: Trabajando con una temperatura máxima en turbina de 1300ºK,nos lleva a una relación óptima de: 1/ 14Kg/cm2...unos diez escalonamientos de presión (rodetes)...y algunas cosas más....Y cómo tu sabes esta turbina costaría demasiado dinero...Yo habia pensado en montar un turbo VTG, cómo el que llevan lo motores actuales...Es una pieza que se puede obtener muy fácilmente ,incluso de segunda mano reparada. Cómo el diametro del rodete de estos turbos es muy pequeño, el número de r.p.m es muy elevado: 60.000-120000 r.p.m...Logicamente las Bombas de Calor que existen en el mercado no pueden recibir esta velocidad de giro...y un reductor de velocidad, además de caro;..restaria trabajo al sistema...Hay que fabricar una Bomba especial...con sistema de lóbulos de reducido diametro...pero hacer un prototipo no es tarea fácil...Esto es. I+D y no la bombillita de Sebastian...¿Esperamos a que lo inventen los alemanes o austriacos?

Bueno, esto es cuestión de presentar un proyecto con cara y ojos, no suposiciones, existen mecanismos para si es de verdad viable, llevarlo adelante.

No veo forma de conseguir un dato fiable. A mi me salen mas de 2.000 Calderas (No estufas ni inventos de TBO) en España. Luego no todo el mundo compra buscando amortización.

Busca a tus clientes en otros nichos de mercado y tendrás más exito