Estudio de mejora del sistema de generación de agua caliente y calefacción en un bloque de viviendas

Abstract

En Europa, el sector de la edificación en su conjunto supone aproximadamente el 40% del consumo de energía primaria, lo que se traduce en unas emisiones de CO2 a la atmósfera de unos 840 millones de toneladas, que provienen principalmente de la climatización (calor y frío). En España, en 2018, este porcentaje fue del 30%, siendo el peso de la edificación residencial del 17,1% y el peso del terciario del 12,4% restante, valores que se vienen manteniendo constantes desde el año 2010, con muy ligeras fluctuaciones. Por tanto, podemos afirmar que la eficiencia energética de los edificios es un factor clave en la sostenibilidad del planeta. Los objetivos de la Unión Europea están cada vez más encaminados hacia la consecución de una sociedad limpia en cuanto a emisiones contaminantes y de gases de efecto invernadero siguiendo la agenda 2030. Desde que se aprobó dicho plan, se han incentivado las acciones relativas a la mejora de la eficiencia energética. Los NOx y SOx resultan claramente nocivos para el ser humano, produciendo irritación del sistema respiratorio y ocular. Por otro lado, los efectos de los SOx son fatales cuando el dióxido de azufre se combina con partículas o con la humedad del aire debido a que se forma ácido sulfúrico y se produce lo que se conoce como lluvia ácida, provocando la destrucción de bosques, vida salvaje y la acidificación de las aguas superficiales. El CO penetra en el organismo a través de los pulmones, y puede provocar una disminución de la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre, con el consecuente detrimento de oxigenación de órganos y tejidos, así como disfunciones cardiacas, daños en el sistema nervioso, dolor de cabeza, mareos y fatiga. Por otro lado, los gases de escape de las calderas están formados por los gases mencionados anteriormente y también por partículas, que no son otra cosa que pedacitos de tamaño infinitesimal de metales y hollín. En cuanto a sus efectos en la salud, las partículas en suspensión pueden llegar a causar múltiples efectos nocivos en las personas: desde problemas respiratorios mediante irritación, inflamación e infecciones, también asma, enfermedad pulmonar obstructiva crónica y en los casos de mayor gravedad, incluso cáncer. Gran parte de las emisiones producidas en las edificaciones son debidos a la utilización de combustibles fósiles en sistemas de calefacción y agua caliente sanitaria (ACS) ineficientes debido a su antigüedad. Esta proyecto se enmarca en el estudio de las posibles Obras de Mejora y Renovación en el sistema de Agua Caliente Sanitaria y Calefacción en un bloque de viviendas llevado a cabo por una Empresa de Servicios Energéticos (ESE) con objeto de generar una oferta a la comunidad de propietarios que ponga de manifiesto la gran viabilidad económica y las mejoras en términos ambientales asociadas a las actuaciones finalmente propuestas. Partiendo de la renovación propuesta por la ESE, consistente en la instalación de calderas de tipología de condensación y el empleo de gas natural como combustible, se lleva a cabo el cálculo del ahorro económico relativo a las mejoras propuestas y la reducción potencial del impacto ambiental. También se lleva a cabo la planificación de las obras, así como la realización del presupuesto correspondiente a las actuaciones. La inversión total necesaria para llevar a cabo las actuaciones propuestas asciende a la cantidad de 73.950 €. Tomando el Periodo de Retorno como el indicador de rentabilidad más empleado en estos casos, se obtiene que la comunidad de propietarios verá como retorna su inversión en unos 7,5 años, lo que resulta en una inversión claramente ventajosa. A partir de ahí, conseguirán unos 9.880€ al año de ahorro respecto a las facturas actuales. Este proyecto considera un horizonte de 20 años de vida útil de la instalación, por lo que finalmente el ahorro económico se traducirá en unos 124.500€ aproximadamente. Desde el punto de vista del cálculo de la Huella de Carbono, se obtiene que, tras llevar a cabo el cambio del sistema existente que opera con gasóleo por una nueva instalación que utiliza gas natural como combustible, las emisiones de CO2 equivalentes se reducen en un 60% aproximadamente, tal y como se puede observar en la gráfica resumen. La comparativa de emisiones generadas en la situación actual y en la situación proyectada arroja los siguientes resultados: tras el cambio de combustible se produce la reducción total de los de SOx y CO así como la gran minoración de las emisiones de NOx y partículas generadas en la instalación, del orden del 93 y 97% respectivamente. Este hecho resulta por tanto claramente ventajoso para la salud humana además de producir efectos positivos en el medioambiente como puede ser la no aparición de ozono troposférico por acción de la luz sobre los NOx o la no aparición del fenómenos de lluvia ácida ligado a los SOx. Como conclusión final del trabajo realizado se obtiene que, proyectos ligados a la mejora de la eficiencia energética de los sistemas centralizados de calefacción y ACS en edificios no sólo resultan claramente viables económicamente, sino que se traducen en beneficios claramente patentes para la salud humana y el medioambiente ligados a la reducción de las emisiones al aire. Todo lo anterior unido al hecho de que se prevé que las instituciones públicas aprueben en un futuro no muy lejano incentivos para el fomento de estas buenas prácticas hace pensar que, en un futuro cercano, sean cada vez más los propietarios los que decidan invertir en la eficiencia energética y sostenibilidad de su vivienda.

In Europe, the building sector accounts for approximately 40% of primary energy consumption, which translates into CO2 emissions into the atmosphere of some 840 million tons, which come mainly from air conditioning (heat and cold). In Spain, in 2018, this percentage was 30%, with the weight of residential building being 17.1% and the weight of tertiary building being the remaining 12.4%, values that have been kept constant since 2010, with very slight fluctuations. Therefore, we can say that the energy efficiency of buildings is a key factor in the sustainability of the planet. The objectives of the European Union are increasingly directed towards achieving a clean society in terms of polluting emissions and greenhouse gases following the 2030 agenda. Since this plan was approved, actions related to the improvement of energy efficiency. NOx and SOx are clearly harmful to humans, causing irritation of the respiratory and eye systems. On the other hand, the effects of SOx are fatal when sulfur dioxide combines with particles or with humidity in the air due to the formation of sulfuric acid and what is known as acid rain is produced, causing the destruction of forests, wildlife, and acidification of surface waters. CO enters the body through the lungs and can cause a decrease in the oxygen-carrying capacity of the blood, with the consequent detrimental oxygenation of organs and tissues, as well as cardiac dysfunction, damage to the nervous system, headache, dizziness and fatigue. On the other hand, the exhaust gases of the boilers are formed by the gases mentioned above and also by particles, which are nothing more than infinitesimal sized bits of metals and soot. Regarding their effects on health, suspended particles can cause multiple harmful effects in people: from respiratory problems through irritation, inflammation, and infections, also asthma, chronic obstructive pulmonary disease and in the most serious cases, even cancer. A large part of the emissions produced in buildings are due to the use of fossil fuels in inefficient heating and domestic hot water (DHW) systems due to their age. This project is part of the study of the possible Improvement and Renovation Works in the Sanitary Hot Water and Heating system in a block of flats carried out by an Energy Services Company (ESE) in order to generate an offer to the community of owners that highlights the great economic viability and the improvements in environmental terms associated with the actions finally proposed. Starting from the renovation proposed by the ESE, consisting of the installation of condensing type boilers and the use of natural gas as fuel, the calculation of the economic savings related to the proposed improvements and the potential reduction of the environmental impact is carried out. The planning of the works is also carried out, as well as the preparation of the budget corresponding to the actions. The total investment required to carry out the proposed actions amounts to €73,950. Taking the Return Period as the most used profitability indicator in these cases, it is obtained that the community of owners will see their investment return in about 7.5 years, which results in a clearly advantageous investment. From there, they will get about €9,880 a year in savings compared to current bills. This project considers a horizon of 20 years of useful life of the installation, so that finally the economic savings will translate into approximately €124,500. From the point of view of calculating the Carbon Footprint, it is obtained that, after carrying out the change of the existing system that operates with diesel for a new installation that uses natural gas as fuel, the equivalent CO2 emissions are reduced by Approximately 60%. The comparison of emissions generated in the current situation and in the projected situation yields the following results: after the change of fuel, there is a total reduction of SOx and CO, as well as a great reduction in NOx and particulate emissions generated in the installation, of the order of 93 and 97% respectively. This fact is therefore clearly advantageous for human health in addition to producing positive effects on the environment, such as the non-appearance of tropospheric ozone due to the action of light on NOx or the non-appearance of acid rain phenomena linked to SOx. As a conclusion of the work carried out, it is obtained that projects linked to the improvement of the energy efficiency of centralized heating and DHW systems in buildings are not only clearly economically viable, but also translate into clear benefits for human health and the environment. environment linked to the reduction of emissions into the air. All the above, together with the fact that public institutions are expected to approve incentives for the promotion of these good practices in the not-too-distant future, suggests that, soon, more and more owners will decide to invest in the energy efficiency and sustainability of your home.