Gua ica

Prct

Sistemas Automticos de Calefaccin con Biomasa en Edi cios y Viviendas

Depsito Legal: M-28.394-2006 Diseo e Impresin: cas Arias Montano, S.A. Gr 28935 MSTOLES (Madrid)

Sistemas Automticos de Calefaccin con Biomasa en Edi cios y Viviendas

AGRADECIM IE NTOS:Para la elaboracin de esta publicacin se ha contado con la colaboracin de los fabricantes y distribuidores espaoles de calderas de biomasa y de biocombustibles slidos (pellets, hueso de aceituna, etc.), ingenieras y consultoras del sector, as como de usuarios nales de estos sistemas. El agradecimiento se hace extensivo a las siguientes empresas y entidades: CALORDOM, S.L. COMBUSTIBLES CABELLO, S.L. HC Ingeniera, S.L. RESIFOR, S.A. ECOFOREST, S.A. CARYSE, S.L. ENERASTUR, S.L. AYUNTAMIENTO DE CUELLAR KWB BIOMASSEHEIZUNGEN SOLARFOCUS KOFEN ENERGIE & PELLETS GmbH ACTIVIDADES MEDIOAMBIENTALES ASTURIANAS (AMA) NOVAENERGA HOTEL FLAMINGO BIOENERGY RENEWABLE HEAT AND POWER LIMITED (RHPL) ESV (Agencia de la Energa del Norte de Austria)

Esta Gua Prctica ha sido realizada por iniciativa de la Direccin General de Industria, Energa y Minas de la Comunidad de Madrid, con apoyo del programa europeo Energa Inteligente. La elaboracin tcnica ha sido encomendada a la empresa Escan, S.A.

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NDICE

1. Presentacin .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... .... . 7 2. Introduccin .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... .... . 9

3. Sistemas de calefaccin y agua caliente sanitaria (ACS)con biomasa

.... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... ... . .... .... .... .... ..... .... .... .... ....

4. Combustible de biomasa densi cada (PELLET )

... ..... .... .... .... .... .... .... ..... .... . 20 . .... ..... .... .... .... .... .... .... ..... .... . 23

5. Calderas automticas alimentadas con pellets6. Sistemas mixtos biomasa-solar

... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... . 30

7. Aspectos econmicos, ayudas y viabilidad .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... ..... .... . 33

8. Bene cios medioambientales y socioeconmicos

.... .... .... .... .... ..... .... . 43

9. Ejemplos prcticos: instalaciones de calefaccin con

biomasa en espaa ... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... . ... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... ..... .... ..

10. Normativa . .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... ..... .... .... .... .... .... .... .... ..... . 54

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Sistemas Automticos de Calefaccin con Biomasa en Edi cios y Viviendas

1 PRESENTACINEsta gua prctica analiza las posibilidades de utilizacin de la biomasa slida como fuente de energa para produccin de calefaccin y agua caliente sanitaria en edi cios. El enfoque realizado en este documento considera las opciones actuales en cuanto a los sistemas automticos existentes en el mercado, con un grado tecnolgico avanzado, y que proporcionan un grado de confort similar a los sistemas convencionales alimentados con combustibles fsiles (como son el gas, gasleo o carbn). La biomasa slida es un recurso energtico que tiene orgenes diversos, generndose como subproducto en explotaciones forestales, industrias de primera transformacin de la madera o en industrias agrcolas, entre otros. Consecuentemente, su explotacin y conversin en energa til tiene implicaciones en diversas reas de actividad y sectores. Es importante destacar que esta fuente primaria de energa tiene un gran potencial para contribuir a la seguridad de suministro energtico en nuestro pas y su utilizacin ayuda a cumplir las obligaciones existentes en los acuerdos ambientales sobre el cambio climtico.

Figura 1: Comparacin de costes de combustibles.

/kWh

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12

G as Na tur al GLP ( pr opan o)

Gas ole o Calef ac c in

E lec t r ic idad Res iduo s A gr c ol as

A s til las de P ell ets ma der a ma der a

de

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Se espera una creciente contribucin de la biomasa en los prximos aos como fuente generadora de calor y electricidad, motivada en parte por el incremento de los precios en los combustibles fsiles, responsables directos del cambio climtico. Si se comparan estos costes, se observa que la biomasa se presenta como una opcin interesante en el mercado. Las tecnologas para la conversin e ciente de la biomasa en energa trmica se han desarrollado y demostrado por toda Europa, principalmente en pases de la zona centro (Austria, Alemania) y norte (Finlandia, Suecia), especializndose cada pas en funcin de su entorno socioeconmico y tipo de biomasa existente. Otros pases en los que la biomasa ha tenido un grado de desarrollo menor como Reino Unido, Irlanda, Grecia, Italia o Espaa (exceptuando en la Europa mediterrnea el uso de subproductos de almazaras y los proyectos demostrativos) tienen ahora la oportunidad de su explotacin basndose en la experiencia adquirida.

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2 INTRODUCCINLa energa se ha convertido en uno de los pilares que soportan el desarrollo de la sociedad actual y su disponibilidad y buen uso son ya una pieza clave a la hora de determinar el xito o el fracaso de las economas mundiales. Muy a pesar del mundo occidental, los aos de energa barata y aparentemente in nita que se dieron durante gran parte del siglo XX han quedado de nitivamente atrs. El nuevo siglo XXI ha dado paso a una poca en la que las reservas probadas de petrleo y gas natural han dejado de aumentar ao a ao y el horizonte del 2050 para el primero de estos productos y 2075 para el segundo, se baraja ya como una posibilidad real para la posible desaparicin de este tipo de recursos. A estos hechos se suma, adems, la creciente conciencia del poder que representa para algunos de los pases productores que hasta hace poco se haban mostrado sumisos a los mercados internacionales, el tener en sus manos la llave del suministro de las principales potencias mundiales y la aparentemente incontrolable inestabilidad de Oriente Medio, donde a los tradicionales con ictos rabe-israeles se han sumado en la ltima dcada la guerra de Iraq y la actual crisis iran, as como la incorporacin al tren del consumo de gigantes como China e India. Todos estos factores han dado como resultado una imparable subida de los precios del petrleo y la consiguiente tendencia alcista de los del gas natural, que por razones histricas suele ligar en cierta medida su precio al de ste.A pesar de lo anterior, el consumo de energa no slo no disminuye sino que no para de crecer. Los grandes consumidores de energa estn directamente relacionados con el uso de la electricidad en sus distintas aplicaciones, y a la utilizacin de los combustibles para transporte. Al mismo tiempo, cabe destacar la progresin del consumo en las edi caciones (sector residencial, edi cios de o cinas, edi cios pblicos, hoteles, etc.) que suponen en la actualidad un 40 % de las necesidades energticas totales de la Unin Europea, y con tendencia a un mayor crecimiento.

Como consecuencia de lo anterior y ante la enorme dependencia tanto de la Unin Europea como, en particular, de Espaa, que importa cerca de un 80 % de sus necesidades energticas, la energa ha pasado a ser una prioridad para la Comisin Europea y para el Gobierno de Espaa.9

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Las lneas para poder enfocar este problema son comunes para ambas instituciones y estn intentando ponerse en marcha desde hace ms de dos dcadas, si bien nunca han contado con los apoyos polticos ni econmicos de los que actualmente disponen para poder llegar a ser efectivas: fomentar la investigacin y uso de las energas renovables e impulsar las medidas de ahorro y e ciencia energtica, haciendo especial hincapi en la mejora de las condiciones energticas de las edi caciones por su especial relevancia. En Espaa, el Plan de Fomento de las Energas Renovables (1999) 2000-2010 se concibi con el objetivo de cubrir el 12 % del consumo nacional en energa primaria en 2010 mediante energas renovables. Esto implica que, para el periodo 1999-2010, estaba previsto alcanzar un consumo de biomasa de 6 millones de tep, de los cuales 5,1 millones de tep estaban asociados a aplicaciones elctricas y 0,9 en aplicaciones trmicas, entre los que se enmarca el uso de biomasa para calefaccin. Este objetivo ha sido, no obstante, recientemente revisado a la vista de los datos alcanzados en el ao 2004 (Plan de Energas Renovables en Espaa 2005-2010), quedando actualmente jado como valor a alcanzar el de 4.070 ktep. En este contexto europeo y nacional se encuentra la Comunidad de Madrid, que es una de las regiones que ms energa consume de todo el territorio nacional. Tanto es as que, a pesar de que apenas ocupa un 1,6 % del territorio espaol, consume ms del 10 % de toda la energa que se utiliza en Espaa. Para agravar an ms esta situacin, se trata de una Comunidad con una singularidad energtica que no se da en muchos otros sitios de Espaa, ya que no produce ni el 3 % de la enorme cantidad de energa que consume y, adems, cada ao incrementa este consumo en un porcentaje superior al 5 %. Ante esta circunstancia, la Administracin autonmica ha realizado un importante esfuerzo durante los tres ltimos aos para intentar ordenar primero y mejorar despus la situacin energtica de la Comunidad, para lo cual abord primero la elaboracin del Plan Energtico de la Comunidad de Madrid 2004-2012. Dicho Plan ja los grandes ejes en los que se han de encuadrar las actuaciones en materia energtica para los prximos aos, siendo stos los siguientes: Fomentar la energa generada por fuentes renovables y respetuosas con el medio ambiente; mejorar la e ciencia de uso de los productos energticos, propiciando el ahorro en su empleo mediante la propuesta de medidas, tanto de carcter horizontal, como de incidencia directa sectorial; adecuar la oferta de productos energticos a la cobertura de necesidades, mejorando la abilidad del suministro de electricidad, gas e hidrocarburos; y minimizar el impacto ambiental de nuestro consumo energtico, contribuyendo a la reduccin de las emisiones de CO2 energtico. 10

De esta establece las lneas de actuacin que deben seguirse en todos estos campos, marcando claramente los objetivos a conseguir para cada uno de ellos al nal del periodo. As, para el destinado a potenciar el uso de las energas renovables, se pretende duplicar la energa generada anualmente por las mismas, sobrepasando las 400.000 tep/ao al nal del Plan; mientras que en lo relativo al fomento del ahorro y la e ciencia energtica, ja como meta el reducir en un 10 % el consumo energtico en el 2012 respecto del escenario tendencial. En lo que respecta a la biomasa para usos trmicos, mientras que en el ao 2003 la produccin de energa trmica mediante biomasa fue de 93,5 ktep, el objetivo jado por el Plan para el ao 2012 es de 120 ktep.

Sistemas Automticos de Calefaccin con Introduccin Biomasa en Edi cios y Viviendas 2 forma, el Plan Energtico de la Comunidad de Madrid 2004-2012,

Para alcanzar esta cifra, el Plan prev la realizacin de un gran nmero de actuaciones que abordan la mayor parte de los campos de investigacin y aplicacin relacionados con la biomasa, una de las cuales es la puesta en marcha de actividades para la promocin de proyectos de demostracin de calefaccin residencial y de servicios mediante combustible biomsico. Con este n se ha elaborado la presente publicacin, en la que se muestran las principales caractersticas de los sistemas de calefaccin modernos y totalmente automatizados que pueden ser instalados en edi cios y viviendas, y que utilizan como combustible la biomasa, as como su viabilidad econmica y modos de nanciacin, y los bene cios medioambientales que se obtienen mediante su utilizacin. Tambin se muestran ejemplos de instalaciones de calefaccin utilizando biomasa como combustible que ya se han desarrollado con xito en Espaa, y casos espec cos en la Comunidad de Madrid. Finalmente, el objetivo de esta Gua es informar de un modo prctico a los propietarios o gestores de edi cios y viviendas acerca de los bene cios de la generacin de calefaccin a travs de la biomasa, para impulsar su utilizacin por nuevos usuarios en la Comunidad de Madrid. As mismo, conocer estas tecnologas va a favorecer el desarrollo de empresas instaladoras, fabricantes y suministradores de calderas y biocombustibles para este sector.

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SISTEMAS DE CALEFACCI Y AGUA CALIENTE SANITA (ACS) CON BIOMASA

LA BIOMASA COM ERCIALLa biomasa es una fuente primaria de energa que tiene una gran diversidad de aplicaciones nales, aunque en la actualidad solamente algunas de stas pueden considerarse en una fase de desarrollo avanzada para su utilizacin comercial. Mientras la generacin de energa elctrica todava no tiene una clara rentabilidad, el funcionamiento y economa de los sistemas para produccin de calor y agua caliente sanitaria estn totalmente demostrados desde hace algunos aos. Aunque existe una gran variedad de combustibles biomsicos, los tipos de biomasa ms empleados para sistemas de calefaccin son: lea, astillas, pellets, briquetas y los residuos agroindustriales como los huesos de aceituna, cscaras de frutos secos (almendra, pia, etc.), poda de vid, etc.

Figura 2: Biomasa astillada Las diferentes propiedades de estos combustibles se muestran en la tabla 1. para combustin directa.

CALDERAS DE BIOM ASA

La tecnologa de las calderas de biomasa ha hecho importantes progresos en la ltima dcada. Las emisiones de CO han disminuido desde valores del rango de 5.000 mg/m3 hasta valores de 50 mg/m3 y los rendimientos han alcanzado valores entre un 85 y un 92 %, es decir, del mismo orden que los que presentan las calderas de gasleo o de gas. La tecnologa actual permite: Arranque automtico y regulacin en funcin de la demanda. Actuacin por control remoto para la solucin de incidentes y supervisin. Adaptacin a cualquier sistema de gestin. Limpieza automtica de las super cies de intercambio. Extraccin automtica de cenizas.

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Tabla 1: Propiedades de los combustibles biomsicosPCIse c o (MJ/kg)

Sistemas Automticos de Calefaccin con Sistemas de Biomasa en Edi cios y Viviendas 3Calefaccin y Agua Caliente Sanitaria(ACS) con BiomasaHumedad (% b.h.) Uso Precio (/t)

Lea 14,4 -16,2 20 - 60 Domstico 90 -120 Astillas 14,4 -16,2 20 - 60 Pellets 18 -19,5 < 12 Domstico Briquetas 18 -19,5 < 12 Domstico 150-300 Hueso de aceituna 18 12 - 20 Domstico Residencial Industrial Domstico Residencial Industrial Domstico Residencial Industrial Domstico Residencial Industrial 60 Domstico Residencial Industrial 36-80

Residencial 150-300

Cscara de frutos secos 16,7 8 - 15

60 36 50 36 60

Poda de olivar 17,2 20 - 60

Poda de vid 16,7 20 - 60

A continuacin se describen las principales tecnologas que se comercializan.

Equipos compactosLas calderas compactas de biomasa se han diseado espec camente para su uso en calefaccin domstica, en viviendas unifamiliares o edi caciones. Incluyen sistemas de encendido y limpieza automticos, que facilitan el manejo del usuario. Normalmente estos equipos son de potencia baja a media (hasta 150 kW).

Calderas con alimentador inferiorEstas calderas disponen de un sistema de alimentacin por a oramiento en la zona inferior, y presentan buen rendimiento con biomasas de alta calidad, es decir, poco hmedas y con bajo contenido de cenizas, como pueden ser las astillas secas, los pellets y algunos residuos agroindustriales.

Calderas con parrilla mvilEste sistema se aplica en calderas de mayor tamao, que permiten utilizar biomasa de calidad inferior y composicin variable, con mayor contenido en 13 humedad y cenizas.

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Este diseo se utiliza generalmente en calderas con una potencia superior a 500 kW, que normalmente utilizan como combustible astillas, corte, residuos agrcolas e, incluso, mezclas de composiciones variables.

Calderas de gasleo con un quemador de pelletsCabe la posibilidad de adaptar una caldera de gasleo existente a biomasa, mediante la incorporacin de un quemador de pellets. Este cambio, que permite variar de forma aparentemente sencilla el combustible, puede presentar algunos inconvenientes en el sistema de limpieza y e ciencia de la caldera, que deben acondicionarse antes de realizar el cambio.Figura 3: Caldera compacta. Calderas con combustin en cascada

Las calderas con sistema de combustin en cascada disponen de varias etapas sucesivas para la combustin de la biomasa, y tienen una parrilla de con guracin similar a una escalera, que favorece la e ciencia y la reduccin de los inquemados. Este sistema se utiliza en calderas de tamao medio, con combustibles de calidad media y alta, como pueden ser los residuos de almazara o los pellets.

IN STALACIONE S DE CALEFACCIN CON B IOMASALos sistemas de calefaccin con biomasa presentan tecnologas y estructuras de alimentacin de combustible distintas en funcin del tamao de la instalacin o del nmero de usuarios a los que hay que suministrar calor.

a) Generacin de calor mediante plantas de district heating (sistemas de calefaccin distribuidos)Las plantas tipo district heating (calefaccin distribuida) presentan una potencia instalada superior a 500 kW, siendo los valores normales entre 600 y 2.500 kW. Estos sistemas se utilizan para dar calefaccin y agua caliente sanitaria a varios edi cios y viviendas unifamiliares, a un barrio e, incluso, a poblaciones completas. Su origen histrico se debe al aprovechamiento del calor residual generado en industrias y plantas de generacin de energa elctrica (cogeneracin) situadas en el entorno de poblaciones o en el interior de stas, con necesidades de ca-

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Sistemas Automticos de Calefaccin con Sistemas de Biomasa en Edi cios y Viviendas 3Calefaccin y Agua lefaccin muy altas. En Europa, se han desarrollado sistemas de este tipo enCaliente Sanitariapases del centro y norte principalmente. Posteriormente, la estructura se ha adaptado a nuevos combustibles con un precio bajo, como es el caso de la biomasa, donde el calor generado se distribuye a un entorno cercano, disminuyendo las prdidas. La biomasa utilizada para estos sistemas proviene principalmente de aprovechamientos forestales, aunque tambin existen proyectos demostrativos con residuos agrcolas. En Espaa existe como ejemplo de instalacin de demostracin el district heating de Cuellar (Segovia), de 4,5 millones de kcal/h (ver apartado de Ejemplos Prcticos). La estructura de un sistema district heating con biomasa se divide en tres partes diferenciadas: Suministro de la biomasa. Planta de generacin de energa. Red de distribucin y suministro de calefaccin a los usuarios.Figura 4: Caldera de biomasa para district heating (850 kW).(ACS) con Biomasa

El suminist ro de la biomasa normalmente se realiza por uno o varios proveedores independientes de la planta, que son responsables de entregar el combustible en las condiciones adecuadas. No obstante, normalmente tienen algn vnculo con sta (por ejemplo participar en su accionariado), que permite asegurar el suministro del combustible por un periodo largo de tiempo, su ciente para amortizar la inversin. Tambin en ocasiones, la biomasa proviene de montes municipales, participando adems el Ayuntamiento en la planta de generacin. De este modo, la administracin pblica local supervisa el correcto funcionamiento del sistema. El proveedor normalmente entrega la biomasa preparada para alimentar a la caldera. Si la tecnologa utilizada lo permite, se entrega en fardos o a granel, sin un tratamiento previo, abaratando as los costes del combustible. Por lo general, el sistema de control de la central de generacin tiene un funcionamiento ms estable si la biomasa alimentada tiene un tamao menor (astillas, corteza, pellet, etc.). Esto facilita la mayor homogenizacin de la materia prima y una alimentacin constante. La planta de generacin de energa tiene como equipo principal la caldera y sus elementos auxiliares. Estas calderas son las de mayor tamao considerando ex15 clusivamente las calderas para generacin de calor en edi cios y viviendas. Nor-

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malmente la caldera es de parrilla ( ja, mvil o en cascada) por ser una tecnologa sencilla en su instalacin, as como en operacin y mantenimiento. Por lo general, la produccin y distribucin de calor la realiza una empresa especializada, que es, adems, la encargada de contabilizar la cantidad de biomasa entregada en el almacenamiento y la energa suministrada a los usuarios. En cuanto al personal dedicado a su gestin, excluyendo las labores de mantenimiento (una vez al ao Figura 5: en temporada de verano), puede reducirse a una o dos personas, que realizan Nave para almacenamiento de principalmente labores de supervisin y coordinacin. astillas. El calor se distribuye mediante un sistema de conductos soterrados, que permiten conducir el agua caliente varios cientos de metros e, incluso, algunos kilmetros. El calor generado en la caldera circula por el circuito primario intercambiando calor con los circuitos secundarios situados en las edi caciones o viviendas de los usuarios, aportando calefaccin y agua caliente sanitaria. Los intercambiadores (normalmente de placas) pueden estar ubicados en la propia planta, si los receptores estn lo su cientemente cerca, o bien se sitan en la acometida de los usuarios. El control de la energa consumida se realiza mediante un contador de energa situado en el intercambiador. Adems, las temperaturas del agua en cada zona del edi cio o vivienda se monitorizan para optimizar el uso de la enerFigura 6: Interior de caldera de parrilla (1.500 kW).

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Figura 7: Intercambiador de placas. Figura 8: Supervisin del sistema (detalle de vivienda)

Sistemas Automticos de Calefaccin con Sistemas de Biomasa en Edi cios y Viviendas 3Calefaccin y Agua ga, y el sistema de control regula el suministro de todos usuarios, permitienCaliente Sanitaria(ACS) do tener la informacin en tiempo real. Esta supervisin permite detectar con Biomasa posibles fugas en la distribucin o fallos en la instrumentacin.

b) Sistemas de calefaccin con calderas de tamao medio (50-500 kW)Las calderas de tamao medio estn diseadas para suministrar calefaccin y ACS a un edi cio, que puede ser de viviendas, o cinas, hotel, etc. La calefaccin y ACS se producen en unas condiciones similares de confort y seguridad a las calderas de gasleo o gas natural. Estos sistemas intermedios, al igual que las calderas de mayor tamao expuestas anteriormente, tambin se utilizan para dar calefaccin a industrias (por ejemplo aserraderos) e instalaciones agrcolas tipo invernaderos. Los nuevos combustibles de la biomasa densi cados, principalmente los pellets (que se describen en detalle ms adelante), permiten aumentar las posibilidades de las calderas a cualquier aplicacin.

Figura 9: Edi cios de viviendas con caldera de Las instalaciones que incluyen calderas de biomasa de tamao medio sonbiomasa para ms calefaccin. sencillas en su gestin, aunque es preciso contar con una empresa especializa-

da en su instalacin, operacin y mantenimiento. La tecnologa empleada es normalmente la parrilla ( ja o en cascada) o la alimentacin inferior, que permite obtener rendimientos altos (superiores al 85 %) con un mantenimiento bajo. Estas calderas utilizan distintos combustibles: Subproductos madereros (astillas y trozos de madera). Biomasa densi cada (pellets). Residuos agrcolas (huesos de aceituna, cscaras de almendra, trozos de pia, etc.). Uno de los aspectos a tener en cuenta para una instalacin de este tipo es el almacenamiento de combustible. Al igual que en un sistema de gasleo, es preciso disponer de un sistema de almacenamiento y alimentacin del combustible situado en un lugar cercano a la caldera. El sistema de almacenamiento utilizado normalmente es tipo silo, si ste se encuentra en el interior de la edi cacin, aunque tambin pueden situarse en un habitculo situado en el exterior, que hace la funcin de depsito.

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Estos sistemas de calefaccin precisan tambin de un suministrador de biomasa que entregue el combustible de forma peridica. El almacenamiento debe tener espacio su ciente para almacenar, al menos, el combustible necesario para una o dos semanas. Los bene cios de estos sistemas en la edi cacin son varios, entre ellos el menor precio de la energa entregada (de un 50 a un 100 %), la reduccin de los ruidos, y la mejora del medioambiente local. Su instalacin es altamente recomendable en edi caciones con alto consumo de calefaccin y ACS, como son los edi cios de viviendas, hoteles, etc., donde su rentabilidad es alta.

Figura 10: Figura 11: Depsito de almacenamiento Caldera de biomasa exterior de tamao medio c) Calderas para viviendas unifamiliares (hasta 40 kW) (250 kW).

Para cubrir las necesidades de calefaccin y agua caliente sanitaria de viviendas unifamiliares o edi cios de tamao pequeo pueden utilizarse calderas de hasta 40 kW. Existen en el mercado calderas de 15, 20, 25, 30, 35 y 40 kW, por lo que pueden adaptarse a cualquier usuario. Estas calderas pueden ser utilizadas como sistema de calefaccin normal, con radiadores, suelo radiante, sistemas de aire caliente, etc., y para la produccin de agua caliente. Adems de las calderas pueden instalarse las estufas de biomasa, norFigura 12: malmente de potencias entre 8 y 25 kW. La diferencia reside en que Caldera para vivienda las estufas proporcionan calor directo en el lugar donde se instalan (no unifamiliar (25 kW). necesitan radiadores) y se utilizan como elemento decorativo del hogar.

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El coste de instalacin de una estufa suele ser algo menor, ya que no suel precisar almacn de combustible, el cual se introduce manualmente en la tolva destinada a tal n.

Sistemas Automticos de Calefaccin con Sistemas de Biomasa en Edi cios y Viviendas 3Calefaccin y Agua Estas calderas de pequeo tamao se alimentan principalmente de astillas o Caliente Sanitariapellets, ya que la alimentacin y las dimensiones de la mquina precisan de (ACS) con Biomasa un ajuste ms preciso. La alimentacin en este caso puede ser tanto manual, introduciendo directamente el biocombustible en la tolva que integra la caldera en su parte superior, como automtica, utilizando un sistema similar al de las calderas de mayor tamao. La diferencia en el almacenamiento reside en el tamao del mismo, debido a las menores necesidades de calefaccin comparado con los otros sistemas. Adems de tolvas o almacenamientos tipo silo, existen algunas novedades en el sector, con sistemas exibles de instalacin ms sencilla y coste menor. Entre stos, se encuentran los almacenamientos de polipropileno, que se alimentan por su parte superior y descargan por la inferior, mediante un sistema neumtico, directamente al tolvn de alimentacin de caldera.

Figura 13: Estufa de pellets.

Figura 14: Tomas para introduccin Figura 15: Silos de polipropileno para pellets del combustible en el almacn. (capacidad de 2 a 5 toneladas).

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COMBUSTIBLE DE BIOMAS DENSIFICADA (PELLET)Los sistemas de calefaccin con biomasa pueden alimentarse con distintos tipos de combustibles. Los ms utilizados son los residuos de maderas naturales pretriturados (astillas, cortezas, etc.), y los residuos agroindustriales como el hueso de aceituna, la pepita de uva o la cscara de almendra. Estos combustibles normalmente tienen la ventaja comn de su bajo coste, pero sus caractersticas son variables, fundamentalmente en lo que se re ere al poder calor co y la humedad.

Figura 16: Pellets de serrn natural

Los pellets son un biocombustible estandarizado a nivel internacional, tienen forma cilndrica, y proceden de la pelletizacin de serrines y virutas. Normalmente las materias primas provienen de serreras o de otras industrias forestales o agroforestales. El proceso de pelletizacin consiste en la compactacin de la biomasa de madera natural, mediante la aplicacin de una gran presin (por encima de 100 bar) con unos rodillos sobre una matriz perforada, a travs de la cual se hace pasar el material. La tecnologa de pelletizacin es relativamente sencilla y est extensamente desarrollada e implantada en otros pases europeos, sobre todo del Norte de Europa. En Espaa, donde la tecnologa est an en proceso de expansin, existen plantas que fabrican pellets con una capacidad instalada total cercana a las 70.000 toneladas al ao. Estas plantas estn situadas en las provincias de Toledo (2) y La Corua (1). El proceso de pelletizacin comprende los siguientes subsistemas o subprocesos: Almacenamiento de materia prima. Molienda. Adecuacin del grado de humedad. Pelletizacin. Enfriamiento del pellet. Envasado.

Figura 17: Planta de pelletizacin (La Corua)

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El almacenamiento maderas nacionales y tropicales) se puede realizar en una nave o tambin a la intemperie con una cubierta para protegerlo de la lluvia.

Sistemas Automticos de Calefaccin con Biomasa en Edi cios y Viviendas 4Combustible de Biomasa densi de la materia prima (en Espaa, serrn, viruta o astillas de cada (Pellet)

Los camiones que la transportan pesan su mercanca al llegar a la planta y la disponen en parvas o montculos en el parque de almacenamiento para su introduccin en la siguiente fase del proceso.

Al ma cen ami en to m ater ia pri ma

Enfr ia mie nto

Al ma cen ami en to i n term edi o

En vas ado

La molienda se realiza normalmente mediante un molino de martillos, y su funcin consiste Mol i end a y Pe ll eti z ac i n Sec ad o en reducir el tamao de la materia prima hasta pocos milmetros ( 500 MWt

NOx

600 500

Partculas 100 50

DESGR AVACION ES FISCALESReal Decreto-Ley 2/2003, de 25 de abril, de medidas de reforma econmica. Se establece una reduccin del 10 % de las inversiones realizadas en bienes de activo material destinadas al aprovechamiento de fuentes de energas renovables consistentes en instalaciones y equipos. Este Real Decreto es de aplicacin para el aprovechamiento, como combustible, de residuos slidos urbanos o de

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Sistemas Automticos de Calefaccin Normativa con Biomasa agrcolas y cios de resibiomasa procedente de residuos de industrias en Edi forestales,y Viviendas 10duos agrcolas y forestales y de cultivos energticos para su transformacin en calor o electricidad.

N ORMATIVA TCNICALa normativa tcnica espec ca de biomasa no es muy extensa y sobre todo en Espaa se hacen pocas referencias a este combustible.

CombustibleNorma UNE 164001 EX. Biocombustibles slidos. Mtodo para la determinacin del poder calor co. Elaborada por el comit tcnico de normalizacin de AENOR AEN/CTN 164 Biocombustibles slidos, en el grupo de trabajo 3 Muestreos y ensayos coordinado por el CIEMAT. Aunque esta norma tiene como n guiar a los tcnicos de laboratorio en los procesos de veri cacin del poder calor co superior e inferior de una muestra de biocombustible, debe considerarse como un referente para los distintos agentes del sector de la biomasa (laboratorios, productores, distribuidores, usuarios, etc.).

Equipos e Instalaciones Reglamento de Aparatos a Presin (RAP)

El RAP y sus Instrucciones Tcnicas Complementarias establecen las prescripciones, inspecciones tcnicas y ensayos de los aparatos destinados a la produccin, almacenamiento, transporte y utilizacin de uidos a presin. En el mismo no se hace mencin espec ca a medidas concretas para los equipos de biomasa y las instalaciones que los incorporan. stas debern cumplir lo indicado para combustibles slidos (biomasa), lquidos (biocarburantes) o gaseosos para el biogs. Para los proyectos de biomasa son de especial inters las siguientes instrucciones: TC-MIE-AP1: Calderas, Economizadores, Precalentadores, Sobrecalentadotes y Recalentadores. ITC-MIE-AP2: Tuberas para uidos relativos a calderas. ITC-MIE-AP11: Aparatos destinados a calentar o acumular agua caliente fabricados en serie. ITC-MIE-AP12: Calderas de agua caliente. ITC-MIE-AP13: Intercambiadores de calor. Reglamentos de Instalaciones Trmicas en los Edi cios (RITE) 55

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Este reglamento establece las condiciones que deben cumplir las instalaciones trmicas en los edi cios, destinadas a atender la demanda de bienestar trmico e higiene a travs de las instalaciones de calefaccin, climatizacin y agua caliente sanitaria, con objeto de conseguir un uso racional de la energa que consumen. Este reglamento no hace mencin espec ca a las instalaciones que utilizan biomasa como combustible, aunque en la actualidad se est trabajando en una revisin del reglamento en la que existen artculos que in uirn en los proyectos de biomasa. Se indican algunas propuestas del borrador de reglamento: - El titular de la instalacin deber suministrar a la empresa suministradora del combustible un certi cado de la misma registrado en el rgano competente de la Comunidad Autnoma para formalizar el contrato. - Entre las exigencias tcnicas de las instalaciones trmicas se incluye la utilizacin de energas renovables y residuales, indicndose que los proyectos valorarn las posibilidades de aprovechar estas energas. - Para piscinas cubiertas el calentamiento del agua se obtendr con fuentes de energa renovable, cubriendo sta al menos el 70 % de la demanda.

UNE-EN 3035 Calderas de calefaccin: calderas especiales para combustibles slidos, de carga manual y automtica y potencia til nominal hasta 300 kW. UNE 124-002 Especi caciones tcnicas y ensayos de estufas para uso domstico que consumen combustibles slidos. UNE 123-001 Clculo y diseo de chimeneas. UNE 9-006-92 Calderas: hogares para calderas. UNE-EN 13229 Aparatos insertables, incluidos los hogares abiertos, que

utilizan combustibles slidos. Requisitos y mtodos de ensayo. EN 12809 Calderas domsticas independientes que utilizan combustible slido. Potencia trmica nominal inferior o igual a 50 kW. Requisitos y mtodos de ensayo. UNE 9-017-92 Diseo de calderas. Caractersticas de los combustibles slidos de origen no fsil. UNE 9-107-86 Conductos para calderas. UNE 9-205-87 Calderas. Clculos relativos a la combustin.

NORMATIVA ESPECFICA DE LA COMUNIDAD DE MADRIDActualmente en la Comunidad de Madrid se est elaborando un Reglamento por el que se establecen los requisitos adicionales que deben cumplir las instalaciones trmicas no industriales en los edi cios, alimentadas por biomasa y con potencia superior a 70 kW. Las instalaciones trmicas de calefaccin y ACS que utilicen biomasa como combustible, y estn situadas en edi cios, tanto calderas nuevas como las reformas de las mismas, adems de la normativa y legislacin detallada anteriormente, debern cumplir este reglamento.

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