Monasterio de Piedra, reduce su consumo energético en un 55% gracias a la biomasa
Redacción Revista El Instalador07/04/2015
La factura energética es una preocupación para muchas instalaciones del sector terciario y en especial, para los complejos lúdicos y hoteleros. El complejo turístico Monasterio de Piedra, ubicado en la localidad aragonesa de Nuévalos, ha reducido en un 55% su factura energética (calefacción y agua caliente sanitaria). Desde el pasado mes de septiembre de 2014 se ha implantado un sistema que se abastece con la biomasa que producen los bosques del entorno como combustible principal. Lo han hecho posible las empresas leridanas SinagroEnginyeria y E3G Servicios Energéticos, que han diseñado una instalación con el sistema District Heating, que además de ser respetuoso con el medio ambiente, prevé amortizar la inversión realizada en 2.7 años.
El Monasterio de Piedra, situado junto al río Piedra, del que toma su nombre, está localizado a unos 3 km de Nuévalos (Zaragoza) y tiene sus orígenes en el siglo XII. Los edificios empezaron a construirse en 1195 y han sufrido diversas ampliaciones y modificaciones a lo largo de su historia. Hoy en día, alberga el Conjunto Monumental histórico, reconvertido en hotel, spa, restaurante y el Parque Natural, reconocido por las cascadas y lagos que deja el río Piedra, a su paso.
Se trata de un complejo turístico con tres edificios principales: hotel, spa y restaurante que a nivel de instalaciones funcionaban de forma independiente y aislada. Es decir, cada edificio tenía su sala de producción con diferentes calderas que a su vez, utilizaban dos combustibles diferentes. SinagroEnginyeria y E3G Servicios Energéticos propusieron un cambio de sistema que centralizara todas las instalaciones, asegurara el ahorro y simplificara la gestión.
El primer paso para llevar a cabo un cambio es sin duda, conocer a fondo la situación. El estudio económico del proyecto de biomasa partió de los datos históricos mensuales de consumo desde el año 2009 al 2012. Los datos estaban separados por combustible y por edificio, de manera que se logró caracterizar perfectamente las curvas de consumo de cada edificio. Además, conociendo los horarios de funcionamiento de cada zona del complejo se pudieron ajustar más aún las necesidades de calor. El histórico de consumo y el perfil horario de funcionamiento de las instalaciones permitieron determinar con mucha precisión la potencia necesaria de la instalación.
Por su parte, los propietarios del complejo determinaron unos requisitos básicos que debía cumplir la nueva instalación, tales como una caldera de fácil funcionamiento y mantenimiento que admitiera todo tipo de combustible y grados de humedad, que permitiera aprovechar la poda del Parque Natural en el que está ubicado el complejo y que pudiera gestionarse fácilmente.
Una solución a medida:
District Heating y control on line
Después del estudio de consumos y según las necesidades específicas del proyecto, SinagroEnginyeria y E3G Servicios Energéticos propusieron una solución a medida: una nueva sala de calderas semienterrada con una nueva caldera de biomasa (tipo industrial), unida a los edificios existentes mediante un sistema de District Heating y sus correspondientes subestaciones que mediante un caudal variable dotara de calefacción y agua caliente sanitaria a todos los edificios. Un sistema inteligente permite el control remoto de la instalación vía web desde cualquier ordenador y desde cualquier parte del mundo.
Nueva sala de producción y control
Allí se ubican la caldera, el sistema de control y gestión conectado con fibra a internet (a modo de servidor central), las bombas recirculadoras del district heating. La nueva sala se ha ubicado en una zona alejada del complejo ya que los edificios del complejo están catalogados y resultaba muy difícil realizar una nueva construcción en la zona turística. La solución propuesta para la instalación de la sala de producción fue un pequeño desnivel del terreno para poder facilitar la descarga de la biomasa. Para minimizar el impacto ambiental, se ajardinó la zona y se proyectó cemento coloreado en las paredes.
Caldera de producción y sistema de alimentación
Por cálculos de cobertura anual se precisaba una caldera de unos 550 kw, se optó por presentar una caldera industrial, Ventil CVT500, de gran versatilidad y robustez, con el fin de que la biomasa no fuese un problema al admitir cortezas, serrines, podas o astilla forestal con más del 50% de humedad, lo que a su vez, baja el coste de la biomasa.
La caldera CVT 500 es de fácil manejo y mantenimiento que funciona mecánicamente con elementos estándar (a excepción del cuadro de mando). Dispone de intercambiadores verticales con control de depresión, que permite una combustión más lenta, reduciendo la generación de partículas volátiles y depositando naturalmente las partículas en el cenicero por efecto de la gravedad.
La solución para la alimentación de la caldera es un suelo móvil de 10x3.5 con capacidad de 120m3 de astilla. Se optó por un suelo móvil ya que puede ofrecer las siguientes ventajas:
- Permite biomasas más heterogéneas y con mayor grado de humedad.
- No es necesario que ningún operario tenga que remover la astilla.
- El aprovechamiento del silo es mayor que un sistema con brazos.
- La maquinaria es practicable en todo momento.
District heating
Se optó por un sistema de district heating, una instalación centralizada con una única sala de producción conectada con los demás edificios con una tubería subterránea que aporta calefacción y agua caliente sanitaria a todos los edificios del complejo.
El district heating se realizó con una tubería pre aislada ya preparada para el transporte del calor. Se distribuyó por el complejo mediante zanjas. La longitud instalada de tuberías enterradas es de 565 m, con diámetros de DN40 hasta DN90. Las pérdidas de la red calcularon en un 1.17%. La temperatura se impulsa entre 75-80ºC en invierno llegando prácticamente a la misma temperatura a las subestaciones.
Se apostó por este tipo de instalación porque ofrece ventajas importantes frente a la producción descentralizada:
- Ahorro de combustible. Una instalación central provoca que se optimice el consumo de combustible, más aún con calderas de biomasa, ya que lo que favorece un buen rendimiento es poder dar continuidad al consumo con las mínimas fluctuaciones en la demanda.
- Menor impacto de la obra. Las instalaciones de biomasa requieren de salas de calderas y silos de una dimensión importante, y era muy complicado encontrar espacios suficientes en los edificios del complejo, con la dificultad añadida de ser éstos de gran valor arquitectónico.
- Mínima repercusión en la actividad habitual del complejo. Las obras debían llevarse a cabo sin entorpecer el normal funcionamiento de las instalaciones. Por tanto la intervención en la zona donde podría haber visitantes se limitaba a unas zanjas de pequeñas dimensiones.
- Facilidad de mantenimiento. La instalación centralizada facilita las operaciones de mantenimiento.
- Situación óptima de la sala de calderas. Era importante alejar la sala de las zonas con visitantes por dos motivos: uno estético, ya que el complejo está formado por un edificio de gran valor arquitectónico, y uno funcional, ya que periódicamente tiene que abastecerse la caldera con biomasa con unos camiones de cierta envergadura.
- Mejor retorno de la inversión frente al retorno de una inversión de varias calderas descentralizadas.
Un sistema de seguridad o backup permite que en caso de fallo o mantenimiento en la sala de producción de biomasa, la sala de producción del hotel ejerza de central de producción. Ofrecerá servicio a todos los edificios, aprovechando la red de calor del district heating.
Subestaciones
En cada edificio existe una subestación con válvulas de corte y válvulas de regulación de potencia de intercambio y equilibrado hidráulico. La solución escogida es un KFlow del tipo SM. Se trata de reguladores automáticos de caudal con regulación directa de la presión diferencial interior y un ajuste previo del caudal máximo. Mediante un servomotor y una señal externa del sistema de control, se ajusta de forma proporcional el caudal de primario a la demanda de potencia de la instalación.
Sistema de gestión on line
Viendo las instalaciones que disponía el complejo con varios sistemas de control no intercomunicados entre ellos se planteó la solución de realizar un sistema de gestión superior que integrase el funcionamiento de la caldera y sirviese a la propiedad para que en un futuro pudiese integrar todos los edificios en un mismo sistema de gestión y visualización web.
El sistema de gestión vía web está comunicando todas las subestaciones con en control central en la sala de producción y la sala de producción con la salida de internet con fibra óptica.
El sistema de control reparte la energía en cada subestación optimizando los diferentes usos de cada edificio (hotel, spa, restaurante) aprovechando sus diferentes demandas energéticas diarias para poder optimar al máximo la red. Se programó un sistema a medida de la red del complejo donde se puede visualizar, modificar todos los parámetros de la instalación y caldera,además de poder recibir las alarmas del sistema.z
Se trata de un complejo turístico con tres edificios principales: hotel, spa y restaurante que a nivel de instalaciones funcionaban de forma independiente y aislada. Es decir, cada edificio tenía su sala de producción con diferentes calderas que a su vez, utilizaban dos combustibles diferentes. SinagroEnginyeria y E3G Servicios Energéticos propusieron un cambio de sistema que centralizara todas las instalaciones, asegurara el ahorro y simplificara la gestión.
El primer paso para llevar a cabo un cambio es sin duda, conocer a fondo la situación. El estudio económico del proyecto de biomasa partió de los datos históricos mensuales de consumo desde el año 2009 al 2012. Los datos estaban separados por combustible y por edificio, de manera que se logró caracterizar perfectamente las curvas de consumo de cada edificio. Además, conociendo los horarios de funcionamiento de cada zona del complejo se pudieron ajustar más aún las necesidades de calor. El histórico de consumo y el perfil horario de funcionamiento de las instalaciones permitieron determinar con mucha precisión la potencia necesaria de la instalación.Por su parte, los propietarios del complejo determinaron unos requisitos básicos que debía cumplir la nueva instalación, tales como una caldera de fácil funcionamiento y mantenimiento que admitiera todo tipo de combustible y grados de humedad, que permitiera aprovechar la poda del Parque Natural en el que está ubicado el complejo y que pudiera gestionarse fácilmente.
Una solución a medida:
District Heating y control on line
Después del estudio de consumos y según las necesidades específicas del proyecto, SinagroEnginyeria y E3G Servicios Energéticos propusieron una solución a medida: una nueva sala de calderas semienterrada con una nueva caldera de biomasa (tipo industrial), unida a los edificios existentes mediante un sistema de District Heating y sus correspondientes subestaciones que mediante un caudal variable dotara de calefacción y agua caliente sanitaria a todos los edificios. Un sistema inteligente permite el control remoto de la instalación vía web desde cualquier ordenador y desde cualquier parte del mundo.Nueva sala de producción y control
Allí se ubican la caldera, el sistema de control y gestión conectado con fibra a internet (a modo de servidor central), las bombas recirculadoras del district heating. La nueva sala se ha ubicado en una zona alejada del complejo ya que los edificios del complejo están catalogados y resultaba muy difícil realizar una nueva construcción en la zona turística. La solución propuesta para la instalación de la sala de producción fue un pequeño desnivel del terreno para poder facilitar la descarga de la biomasa. Para minimizar el impacto ambiental, se ajardinó la zona y se proyectó cemento coloreado en las paredes.
Caldera de producción y sistema de alimentación
Por cálculos de cobertura anual se precisaba una caldera de unos 550 kw, se optó por presentar una caldera industrial, Ventil CVT500, de gran versatilidad y robustez, con el fin de que la biomasa no fuese un problema al admitir cortezas, serrines, podas o astilla forestal con más del 50% de humedad, lo que a su vez, baja el coste de la biomasa.
La caldera CVT 500 es de fácil manejo y mantenimiento que funciona mecánicamente con elementos estándar (a excepción del cuadro de mando). Dispone de intercambiadores verticales con control de depresión, que permite una combustión más lenta, reduciendo la generación de partículas volátiles y depositando naturalmente las partículas en el cenicero por efecto de la gravedad.La solución para la alimentación de la caldera es un suelo móvil de 10x3.5 con capacidad de 120m3 de astilla. Se optó por un suelo móvil ya que puede ofrecer las siguientes ventajas:
- Permite biomasas más heterogéneas y con mayor grado de humedad.
- No es necesario que ningún operario tenga que remover la astilla.
- El aprovechamiento del silo es mayor que un sistema con brazos.
- La maquinaria es practicable en todo momento.
District heating
Se optó por un sistema de district heating, una instalación centralizada con una única sala de producción conectada con los demás edificios con una tubería subterránea que aporta calefacción y agua caliente sanitaria a todos los edificios del complejo.
El district heating se realizó con una tubería pre aislada ya preparada para el transporte del calor. Se distribuyó por el complejo mediante zanjas. La longitud instalada de tuberías enterradas es de 565 m, con diámetros de DN40 hasta DN90. Las pérdidas de la red calcularon en un 1.17%. La temperatura se impulsa entre 75-80ºC en invierno llegando prácticamente a la misma temperatura a las subestaciones.
Se apostó por este tipo de instalación porque ofrece ventajas importantes frente a la producción descentralizada:
- Ahorro de combustible. Una instalación central provoca que se optimice el consumo de combustible, más aún con calderas de biomasa, ya que lo que favorece un buen rendimiento es poder dar continuidad al consumo con las mínimas fluctuaciones en la demanda.
- Menor impacto de la obra. Las instalaciones de biomasa requieren de salas de calderas y silos de una dimensión importante, y era muy complicado encontrar espacios suficientes en los edificios del complejo, con la dificultad añadida de ser éstos de gran valor arquitectónico.
- Mínima repercusión en la actividad habitual del complejo. Las obras debían llevarse a cabo sin entorpecer el normal funcionamiento de las instalaciones. Por tanto la intervención en la zona donde podría haber visitantes se limitaba a unas zanjas de pequeñas dimensiones.
- Facilidad de mantenimiento. La instalación centralizada facilita las operaciones de mantenimiento.
- Situación óptima de la sala de calderas. Era importante alejar la sala de las zonas con visitantes por dos motivos: uno estético, ya que el complejo está formado por un edificio de gran valor arquitectónico, y uno funcional, ya que periódicamente tiene que abastecerse la caldera con biomasa con unos camiones de cierta envergadura.
- Mejor retorno de la inversión frente al retorno de una inversión de varias calderas descentralizadas.
Un sistema de seguridad o backup permite que en caso de fallo o mantenimiento en la sala de producción de biomasa, la sala de producción del hotel ejerza de central de producción. Ofrecerá servicio a todos los edificios, aprovechando la red de calor del district heating.
Subestaciones
En cada edificio existe una subestación con válvulas de corte y válvulas de regulación de potencia de intercambio y equilibrado hidráulico. La solución escogida es un KFlow del tipo SM. Se trata de reguladores automáticos de caudal con regulación directa de la presión diferencial interior y un ajuste previo del caudal máximo. Mediante un servomotor y una señal externa del sistema de control, se ajusta de forma proporcional el caudal de primario a la demanda de potencia de la instalación.Sistema de gestión on line
Viendo las instalaciones que disponía el complejo con varios sistemas de control no intercomunicados entre ellos se planteó la solución de realizar un sistema de gestión superior que integrase el funcionamiento de la caldera y sirviese a la propiedad para que en un futuro pudiese integrar todos los edificios en un mismo sistema de gestión y visualización web.
El sistema de gestión vía web está comunicando todas las subestaciones con en control central en la sala de producción y la sala de producción con la salida de internet con fibra óptica.
El sistema de control reparte la energía en cada subestación optimizando los diferentes usos de cada edificio (hotel, spa, restaurante) aprovechando sus diferentes demandas energéticas diarias para poder optimar al máximo la red. Se programó un sistema a medida de la red del complejo donde se puede visualizar, modificar todos los parámetros de la instalación y caldera,además de poder recibir las alarmas del sistema.z
