Cómo calcular la potencia de mi caldera/estufa de pellets, y el ahorro que obtengo.

La pregunta está ahí ¿Es tan rentable una caldera o estufa de pellets? En este nuevo post os vamos a explicar con un ejemplo práctico, cómo se calcula la potencia necesaria de una caldera de biomasa y la cantidad de pellets que necesitaremos. Por último veremos la comparación con otros combustibles.

Para poner un ejemplo tipo, supongamos una vivienda unifamiliar aislada. Las características serían:

Superficie útil a calentar: 120 m²

Máxima capacidad de la casa: 4 personas

Estufas y calderas de pellets

 

  1. ¿Cuál es la potencia que necesito?

Para calcular cuál es la potencia necesaria para nuestra caldera o estufa, tenemos que determinar las necesidades térmicas que van a requerir nuestro sistema de calefacción y nuestro sistema de ACS.

De una manera aproximada, podremos valorar las necesidades térmicas de la calefacción tomando un valor de 100 W/m2. Esta es una aproximación. Para obtener un valor más exacto sería necesario realizar un estudio en profundidad valorando el aislamiento de la vivienda, el número de ventanas, la ubicación, etc. No obstante, las calderas y estufas de pellets actuales trabajan muy bien tanto a bajas cargas como a altas cargas.

En nuestro ejemplo, sería de 12 kW

Para calcular la potencia necesaria para calentar el ACS (agua caliente sanitaria), debemos considerar el número máximo de personas que pueden hacer uso del ACS simultáneamente. En nuestro caso 4 personas. El CTE (Código Técnico de la Edificación) especifica que el consumo de cada persona/día es de 30 litros.

Por tanto en nuestro caso, tendremos que calentar unos 120 litros/día

Vamos a aplicar la siguiente fórmula:

Pot = m * Cp * (∆T)

Donde:

Pot – es la potencia de la caldera (kcal/h)

m – caudal de agua a calentar (kg/h). La densidad del agua es de – 1 l/kg

Cp – Calor especifico del agua. (1 kcal/kg·ºC)

∆T – salto térmico del fluido (ºC)

Si suponemos que tardamos en calentar 0,5 h la temperatura del agua de red de 10 ºC a 60 ºC, obtendremos la siguiente ecuación:

P = 120 kg/ 0,5 h * 1 kcal/kgºC (60ºC-10ºC) = 12.000 kcal/h

Si convertimos estas unidades a kW, obtenemos:

12.000 kcal/h * 1 kWh/860 kcal = 14 kW

Como el sistema que nos va a demandar más potencia es el ACS, optaremos por un caldera de 14 kW

 

https://www.sialsolhome.com/estufas-y-calderas-de-pellets/calderas-policombustibles/p1/

 

  1. ¿Cuánta energía deberá producir mi caldera o estufa de biomasa?

Lo primero, es calcular las necesidades térmicas de nuestra caldera. Es decir los kWh/año que va a tener que generar para poder abastecer las necesidades térmicas de la calefacción y del ACS de la vivienda. Supondremos un uso de la calefacción de 200 días al año con una media de 10 h/día.

Tomaremos el coeficiente de intermitencia como 0,85

El consumo estimado para calefacción sería:

Conscalef= Potencia * núm. horas/día * núm. días/año * coef intermitencia

Conscalef= 14 kW * 10 horas/día * 200 días/año * 0,85 = 23.800 kWh/año

Para el cálculo del consumo de ACS sería:

Consacs = núm de personas max * demanda día * num.días * Cp * ∆T

Consacs = 4 personas * 30 l/día * 365 d * 1 kcal/ Kg ºC * (60 ºC – 10 ºC) = 2.190.000 Kcal/año = 2.547 KWh/año

Por tanto el consumo total sería:

Constotal = Consacs + Conscalef = 26.347 kWh/año

Las calderas y las estufas existentes en el mercado, tienen un rendimiento cercano al 92% por tanto el consumo será de:

CE = Constotal/RendCaldera =26.347 kWh/año/0,92 = 28.638 kWh/año

 

https://www.sialsolhome.com/estufas-y-calderas-de-pellets/estufas-de-pellets-kalor/p1/

 

  1. ¿Cuántos kg de pellets necesito?

La siguiente fórmula, nos relaciona la cantidad de combustible con los kWh/año

Ccomb = CE / PCI

 

Donde:

Ccomb – La cantidad de combustible necesario anual

CE – Es el consumo energético anual

PCI – Es el poder calorífico inferior del combustible

El poder calorífico inferior (PCI) es la cantidad de energía por kg que puede entregar un combustible. Estos son algunos datos de diferentes combustibles.

Astilla (30% humedad): 3,5 kWh/kg

Pellet (DIN plus): 4,9 kWh/kg

Leña (30% humedad): 4,25 kWh/kg

Gas natural: 12,772 kWh/kg

Propano: 12,784 kWh/kg

Gasóleo: 9,994 kWh/kg

 

En nuestro ejemplo, el consumo previsto de los diferentes combustibles para poder entregar los 28.638 kWh será de:

Astilla: 8.182,28 kg

Pellet: 5.844,48 kg

Leña: 6.738,35 kg

Gas natural: 2.242,25 kg

Propano: 2.240,14 kg

Gasóleo: 2.865,52 kg

Por tanto, sabiendo los precios medios de cada combustible, calcularemos de manera inmediata los costes esperados con cada combustible.

Astilla: 0,028 €/kWh (98 €/tn)

Pellet: 0,055 €/kWh (271 €/tn)

Leña: 0,038 €/kWh (160 €/tn)

Gas natural: 0,066 €/kWh

Propano: 0,119 €/kWh

Gasóleo: 0,096 €/kWh

Finalmente para el ejemplo estudiado, la comparativa del coste anual en función del combustible en base los precios medios efectivos es:

Por tanto, en función del combustible utilizado, estos son los costes esperados:

 

Astilla: 802 €/año

Pellet: 1575 €/año

Leña: 1.088 €/año

Gas natural: 1.890 €/año

Propano: 3.408 €/año

Gasóleo: 2.750 €/año

 

Por supuesto que cualquier duda que tengáis, estaremos encantados de atenderos: info@sialsolhome.com

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