Las calderas eléctricas de calefacción urbana vuelven a estar de moda

Dec 27, 2023

Debido a la amenaza del calentamiento global, así como a los compromisos internacionales del Acuerdo de París sobre el Cambio Climático, los municipios y regiones que utilizan calefacción urbana en Europa y América del Norte tienen la tarea de reducir significativamente su huella ambiental en un tiempo récord. Con la calefacción urbana, las ciudades o grandes áreas suelen recibir calor y agua caliente, distribuidos a edificios comerciales, residenciales o públicos con mayores economías de escala que los sistemas de calefacción individuales.

En respuesta, el año pasado la Unión Europea (UE) de 27 naciones acordó reducir las emisiones de carbono de gases de efecto invernadero en un 55 % para 2030 en comparación con los niveles de 1990. Según un informe reciente que ha hecho un seguimiento del sector eléctrico de la UE desde 2015, las energías renovables superaron a los combustibles fósiles el año pasado (38 % a 37 %), lo que indica que los municipios que dependen de la calefacción urbana ya se están alejando de equipos obsoletos y a menudo ineficientes que producen un exceso de carbono. emisiones

Incluso EE. UU., que recientemente se reincorporó al Acuerdo de París, tiene objetivos para que las empresas estadounidenses logren un sector energético libre de contaminación de carbono para 2035 y una economía neta cero para 2050.

Si bien el interés de las regiones que utilizan calefacción urbana en calderas eléctricas ha aumentado y disminuido en el último siglo, de repente vuelve a estar de moda. Ya sea para honrar los objetivos ambientales, sociales y de gobierno (ESG), cumplir con los compromisos normativos o aprovechar los créditos e incentivos del gobierno, un número creciente de municipios está instalando calderas de electrodos de alto voltaje nuevas o modernizadas que son compactas, económicas y no producen emisiones. .

Esto se debe, en parte, a los avances tecnológicos en el diseño de calderas eléctricas que aumentan la producción de las calderas. Cuando se utilizan para la calefacción urbana, las alternativas de energía eléctrica seguramente serán una pieza fundamental del rompecabezas para cumplir con los objetivos futuros de reducción de emisiones.

Con la calefacción urbana, además de los notorios gases de efecto invernadero dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4), las calderas y hornos que funcionan con gas natural emiten peligrosos óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO) y óxido nitroso (N2O), así como como compuestos orgánicos volátiles (COV), dióxido de azufre (SO2) y partículas (PM).

Sin embargo, muchos ingenieros de instalaciones familiarizados con las calderas de gas creen erróneamente que las calderas eléctricas no pueden igualar la producción de las unidades tradicionales que queman combustibles fósiles. Debido a los considerables avances en la tecnología de calderas eléctricas, eso está lejos de ser el caso. Hoy en día, dicha tecnología puede igualar la capacidad de las grandes calderas de gas o petróleo.

Las calderas eléctricas utilizan las propiedades conductivas y resistivas del agua para transportar corriente eléctrica y generar vapor. Una corriente CA fluye desde un electrodo de una fase a tierra utilizando el agua como conductor. Dado que los productos químicos en el agua proporcionan conductividad, el flujo de corriente genera calor directamente en el agua misma. Cuanta más corriente (amperios) fluye, más calor (BTU) se genera y más vapor se produce. Fundamentalmente, casi el 100 % de la energía eléctrica se convierte en calor sin pérdidas por acumulación o transferencia de calor.

Como ejemplo, los electrodos de la caldera de vapor de electrodos de alto voltaje CEJS de Acme están montados verticalmente alrededor del interior del recipiente a presión. Esto permite que la unidad produzca cantidades máximas de vapor en una cantidad mínima de espacio, con una capacidad de caldera de 6MW a 52MW.

La caldera funciona con los voltajes de distribución existentes, de 4,16 a 25 KV con una eficiencia de hasta el 99,9 % y puede producir hasta 170 000 libras de vapor por hora. Con clasificaciones de presión de 105 psig a 500 psig, las calderas están diseñadas según la Sección 1 de ASME y son recipientes a presión certificados y registrados en la ubicación de la caldera.

Según Presser, la tecnología de calderas eléctricas se utiliza para la calefacción urbana residencial y comercial, cuya demanda está aumentando, especialmente en los centros urbanos. Con la calefacción urbana, el calor distribuido se genera en una ubicación central a través de un sistema de tuberías aisladas y se utiliza para calentar espacios y agua de alta eficiencia y baja contaminación. Para aplicaciones de calefacción central, la tecnología de calderas eléctricas suministra silenciosamente una gran cantidad de energía para su tamaño compacto. Actualmente se está considerando este enfoque para instalar varias calderas de vapor de 50MW en el centro de Manhattan.

Por lo general, las actualizaciones de calefacción urbana se inician debido a los altos costos de calefacción que los clientes consideran inasequibles, a menudo debido a los costosos combustibles fósiles o a un sistema obsoleto que debe reemplazarse. Cada vez más, tales actualizaciones se persiguen para minimizar el impacto ambiental.

Las mejoras a menudo implican la modernización o el reemplazo de calderas (la fuente de calor) con alternativas eléctricas más limpias y eficientes, junto con la red de distribución de calor (tuberías/estaciones de intercambio de calor).

"Las calderas eléctricas no necesitan un operador porque si algo sale mal, el interruptor se dispara, lo que evita que el problema se intensifique", dice Presser. Con las calderas eléctricas, la entrada de energía y el ajuste también son precisos y prácticamente inmediatos. Las unidades eléctricas también son excepcionalmente silenciosas.

A medida que la UE y los EE. UU. deciden reducir drásticamente sus emisiones de gases de efecto invernadero para combatir el cambio climático, la urgencia de que las áreas que utilizan calefacción urbana reduzcan de manera similar sus emisiones de carbono no hará más que crecer. En esta batalla para proteger el medio ambiente antes de que el clima mundial alcance un punto de inflexión irreversible, los municipios junto con el gobierno estatal y federal y el sector comercial deben hacer su parte. Afortunadamente, la tecnología avanzada de calderas eléctricas sin emisiones puede ser una parte de la solución fácilmente implementable.

Contenido por ACME Ingeniería.

¿Quiere más noticias e información sobre la industria HVAC? ¡Únase a The NEWS en Facebook, Twitter y LinkedIn hoy!