Costos de calefacción: cómo ahorrar dinero y no congelarse

El contenido del artículo

• Conceptos básicos de ingeniería térmica
• Métodos básicos para reducir los costos de calefacción.
• Equilibrio energético y sistemas de aislamiento.
• Cómo reducir el costo de la calefacción eléctrica.
• Racionalización de la quema de combustibles
• Energía del futuro

A medida que aumenta el costo de los recursos energéticos, la cuestión del ahorro se pone cada vez más en primer plano. Los sistemas de calefacción modernos están diseñados con la expectativa de un consumo racional de portadores de energía, para lo cual ya se han desarrollado muchas tecnologías: tanto para el aislamiento como para optimizar el funcionamiento de los dispositivos de calefacción..

Conceptos básicos de ingeniería térmica

Los tiempos en los que la calefacción de las viviendas se lograba a cualquier costo sin tener en cuenta el consumo de recursos hace tiempo que se hundieron en el olvido. Las reservas de energía en el planeta son cada día escasas, por lo que la humanidad se ve obligada a buscar formas de reducir el costo de las tecnologías de aire acondicionado para el clima interno. Sin embargo, es imposible implementar tales planes sin tener al menos conceptos elementales de cómo aparece el calor en nuestros hogares y por qué su suministro debe reponerse periódicamente..

De cara al futuro, notamos un hecho interesante: hoy en día hay casas en las que las pérdidas de calor son solo de 15 a 20 W por metro cuadrado por hora. Debe comprender que estamos hablando de objetos bastante comunes: en este momento, el desarrollo de la industria de la construcción de casas pasivas es una industria completamente desarrollada. Para ser más efectivo, observemos que el cuerpo humano emite alrededor de 100-120 W de energía térmica incluso en reposo. Por lo tanto, en una vivienda de tipo pasivo, una persona puede mantener una temperatura agradable solo por el hecho de su existencia. Por supuesto, siempre que el tamaño de la habitación esté limitado a 5-7 m², pero agregue a esto fuentes de calor mucho más poderosas que no estamos acostumbrados a notar: refrigerador, computadora personal, estufa.

¿Cómo se logra un balance energético tan indicativo? Es muy simple: en lugar de verter innumerables porciones de energía, estamos luchando para reducir las fugas de calor del edificio. A primera vista, el aislamiento térmico en tal escala puede parecer poco realista, pero incluso hace medio siglo, algunas unidades de refrigeración demostraron un grado de limitación de las pérdidas de calor de aproximadamente 3-5 W por metro cuadrado de estructuras de cerramiento, lo que realmente se puede llamar un resultado impresionante. Hoy, estos avances tecnológicos se están introduciendo cada vez más en la práctica de la ingeniería civil..

Pero pasemos al tema de nuestra discusión: ¿cómo podemos garantizar ahorros en la calefacción de edificios? En realidad, solo hay dos formas de lograr este objetivo:

• asegúrese de que la mayor cantidad de energía posible se convierta en calor útil;
• limitar la fuga de calor de espacios reducidos.

A primera vista todo es sencillo, pero te sorprenderá lo variados que pueden ser los trucos que una persona podría implementar en la práctica para lograr condiciones cómodas en el entorno de su estadía..

Métodos básicos para reducir los costos de calefacción.

La electricidad se puede llamar una fuente ideal de energía para calefacción, porque se convierte en calor casi por completo, es decir, la eficiencia con tal conversión tiende al 100%. Sin embargo, también existen fuentes de energía más baratas, como el gas, el carbón o las briquetas de combustible, pero no alcanzan todo su potencial durante la combustión, porque parte del calor se lleva a cabo junto con los productos de combustión. Los dispositivos que pueden recolectar este calor y transferirlo al interior de un edificio se denominan economizadores. Debido a su trabajo, es posible aumentar significativamente la eficiencia, mientras se usa un combustible más barato..

Por supuesto, no se deben perder las oportunidades para reducir las necesidades de calefacción de un edificio. Las fugas de calor a través de las estructuras de cerramiento (paredes, pisos, techos) se pueden reducir significativamente aislándolas adecuadamente. Los materiales modernos para aislamiento son significativamente superiores en conductividad térmica a los materiales de construcción, por ejemplo, una capa de poliestireno expandido de 100 mm equivale a una pared de ladrillos de un metro de espesor. Al mismo tiempo, la capacidad calorífica del aislamiento es un orden de magnitud menor, no es necesario precalentarlo a temperatura ambiente..

Las pérdidas de calor también ocurren durante el intercambio de aire entre el edificio y la atmósfera exterior. Por ejemplo, al abrir la puerta de entrada, hasta 2-2,5 m penetran en la habitación.³ aire frío, que se puede evitar al instalar una compuerta de entrada, es decir, un vestíbulo. Pero en cantidades mucho más significativas, el calor sale de nuestros hogares a través del sistema de ventilación. Y este problema también se puede resolver mediante el control total del volumen de aire de suministro y extracción. Los dispositivos, llamados recuperadores, ayudan a transferir el calor de la campana a la entrada, calentando así el aire que ingresa al edificio. Además, la entrada se puede calentar al pasar por un intercambiador de calor instalado en la chimenea..

No debemos olvidarnos de las fuentes naturales de energía térmica. Una de las formas más importantes de ahorrar en costos de calefacción es organizar adecuadamente la luz natural. Esto significa un aumento en el flujo luminoso del lado sur del edificio, la creación de amplias aberturas en el techo del ático o la formación de un techo en cascada. Se puede observar con razón que un aumento en la proporción de acristalamiento en las estructuras de cerramiento conduce a un aumento en la pérdida de calor. Por supuesto, debe saber cuándo detenerse en todo, pero puede reducir las fugas de calor a través de las ventanas, por ejemplo, instalando persianas enrollables o reemplazando ventanas de doble acristalamiento por otras mejores..

Equilibrio energético y sistemas de aislamiento.

El tema de la protección térmica de los edificios es el más extenso y merece una discusión detallada. Los sistemas de aislamiento se ven más fácilmente desde el punto de vista del balance energético, un concepto que proporciona una evaluación de todas las fuentes de calor de una casa, así como de todas las vías de fuga de calor. Desde este punto de vista, queda claro que el aislamiento de alta calidad debe ser continuo a lo largo de todo el perímetro del edificio, incluida también la zona de contacto con el suelo y el apoyo de los planos de las diferentes estructuras del edificio entre sí..

Se pueden considerar dos tipos de sistemas de aislamiento: los que se pueden instalar durante la operación del edificio y los que deben ser previstos por el proyecto de construcción. El aislamiento del piso y los cimientos se puede citar como un ejemplo ilustrativo; estas partes del edificio pueden recibir protección térmica solo si hay acceso abierto a ellas, es decir, es al menos más fácil realizar dicho trabajo en la etapa de construcción. Bueno, proyectos como una losa sueca (finlandesa) con aislamiento térmico son completamente imposibles de implementar con los cimientos del edificio ya terminados..

Avanzando más, nos encontramos ante el aislamiento del sótano y las paredes. Estos elementos de protección térmica se pueden instalar incluso después de la construcción del edificio, aunque con algunas reservas. Por ejemplo, para garantizar un aislamiento continuo del sótano y los cimientos, no se deben rellenar las zanjas tecnológicas alrededor de los cimientos. En consecuencia, antes de aislar la pared, no tiene sentido realizar trabajos de acabado..

Pero con el sistema de aislamiento del techo es aún más interesante. Por un lado, la finalización del trabajo en el dispositivo de protección térmica puede posponerse durante varios años, por otro lado, las posibilidades para esto deben estar previstas por el diseño del sistema de viga y el Mauerlat. Como resultado, cuando se garantiza la continuidad de todo el sistema de aislamiento, es posible calcular las dimensiones específicas de las pérdidas de calor y predecir el balance energético del edificio..

Cómo reducir el costo de la calefacción eléctrica.

Hay casos generalizados en los que las posibilidades adicionales de tal calefacción no se realizan cuando se usa electricidad para calentar edificios. Como primera aproximación, la electricidad es una de las fuentes de energía más caras para uso civil. Sin embargo, tras un examen más detenido, resulta que de esta manera puede ahorrar significativamente en calefacción. Para comprender cómo esto es posible, debe familiarizarse con el modo de funcionamiento del sistema de energía central..

Es bastante difícil predecir el cambio de carga durante el día, al mismo tiempo, la regulación operativa de la potencia producida parece ser una tarea aún más difícil. En este sentido, nace una tendencia a estimular el consumo eléctrico durante esas horas en las que disminuye la carga total de la red. Un kilovatio de electricidad en la zona de tarifa nocturna es 2,5-3 veces más barato que durante las cargas pico y semipico, lo que crea una excelente oportunidad para reducir los costos de calefacción..

La idea de consumo diario multitarifa implica la acumulación de calor generado en ocho horas de la zona nocturna, con su posterior aprovechamiento durante las paradas de los equipos de calefacción. En edificios construidos con materiales de construcción densos con aislamiento térmico externo, la función de acumulación de calor la asumen las estructuras del edificio y los elementos interiores en sí. Esto no siempre es conveniente, porque durante el sueño la temperatura óptima del aire para una persona es 3-5 ° C más baja que durante la vigilia, además, no todas las casas pueden mantenerse calientes durante tanto tiempo..

Una alternativa a este método de almacenamiento de calor es la instalación de un acumulador de calor líquido. Por la noche, un recipiente isotérmico con agua con un volumen de 2-3 m3.³ se calienta a la temperatura más alta posible, mientras que el calor se suministra a las viviendas en un volumen suficiente. Una vez finalizada la tarifa nocturna, el refrigerante toma calor del acumulador a través del intercambiador de calor secundario y lo distribuye por todo el edificio. El funcionamiento del sistema se simplifica por el hecho de que durante el período de 8 am a 4 pm la mayoría de los edificios residenciales están deshabitados y no es necesario mantener la temperatura óptima en ellos..

Racionalización de la quema de combustibles

La evaluación de la eficiencia de la combustión de combustible es otra forma de aumentar la eficiencia de la calefacción. Esta evaluación se puede realizar analizando los productos de combustión. La verificación se lleva a cabo en dos etapas: estudiar la composición química de los gases de combustión y monitorear su temperatura.

La composición química se establece mediante analizadores de gas portátiles. Las organizaciones de servicios especiales cuentan con este tipo de equipos, por lo tanto, la recepción de servicios no será gratuita, al mismo tiempo que los resultados del análisis pueden establecer el hecho de una combustión incompleta del combustible. Los controles preliminares incluyen una estimación de la concentración de monóxido de carbono, pero estas mediciones a menudo no reflejan la imagen real. Para las calderas de gas y diesel, es imperativo monitorear la presencia y concentración de hidrógeno y metano, y para el combustible sólido, también dióxido de azufre y una amplia gama de hidrocarburos. La identificación de estos compuestos en los productos de combustión indica la necesidad de ajustar el modo de combustión o proporcionar un flujo de aire forzado..

El análisis térmico de los productos de combustión se realiza principalmente mediante instrumentos pirométricos. Las mediciones solo en la salida de la chimenea no dan los resultados requeridos, porque es necesario monitorear el gradiente de temperatura a lo largo de toda la longitud del canal. Si al mismo tiempo se detecta un gran valor de fugas de calor parásitas, es necesario reducir la intensidad de combustión o equipar el equipo de la sala de calderas con un economizador..

Energía del futuro

El conjunto de medidas destinadas a reducir el coste de calefacción de los edificios no se limita a calentarlos y racionalizar el funcionamiento de la fuente de calefacción. Las tecnologías modernas ofrecen muchas soluciones efectivas para obtener energía de fuentes alternativas: calor del aire de bajo grado, geotermia y solar..

Debe comprender la inevitabilidad de la transición final a tales fuentes en un futuro próximo. Por supuesto, no se puede decir que los equipos modernos de energía alternativa puedan convertirse en un reemplazo completo de las instalaciones de calefacción existentes, que tienen una clase de potencia mucho más alta. Sin embargo, con la debida atención, dichos fondos pueden cubrir al menos parte de las necesidades de calefacción y agua caliente, lo que ya es bueno..

La primera etapa de tales medidas es reducir la pérdida de calor del edificio, la segunda es aumentar la eficiencia del uso de los recursos energéticos. Y solo cuando estas actuaciones sean de carácter generalizado podremos hablar de la introducción generalizada de bombas de calor y colectores solares, diseñados para abastecer a la economía humana de energía prácticamente gratuita, aunque en cantidades limitadas..