Las redes de distrito para la distribución de calor y/o frío están formadas por un entramado de tuberías aisladas mediante el cual la energía térmica se distribuye desde una central de generación hasta un conjunto de consumidores. Así, los elementos principales en cualquier red de distribución serán:
Las centrales de generación de energía se diseñan para abastecer el total de la demanda de calefacción, de refrigeración y de agua caliente sanitaria.
El tipo de central depende de varios factores tales como el combustible que se utiliza, la tecnología y la ubicación escogida. El caso ideal, dentro de las zonas urbanas, es aprovechar la energía térmica residual de centrales que ya funcionen o crear centrales nuevas en las que se pueda aprovechar la energía térmica residual de la producción de electricidad o en las que haya combustible residual. La tendencia actual es que las centrales de generación eléctrica no estén dentro del centro urbano.
Para generar energía térmica en forma de calor, pueden utilizarse desde calderas hasta equipos de cogeneración, tanto si son motores como si son turbinas. Cada una de las tecnologías puede combinarse con las diversas fuentes energéticas disponibles y dan como resultado un grado de emisiones más o menos elevado (hay más emisiones si el combustible es fósil y menos si se utiliza biomasa, energías renovables o calor residual).
Independientemente del tipo de central de generación que se utilice, existe la posibilidad de integrar energía solar al circuito. La solución más extendida es que la producción de la energía solar térmica sea consumida en el mismo edificio sin exportarla a la red. Para generar energía térmica en forma de frío, lo más común es la refrigeradora por compresión que se alimenta mediante energía eléctrica. Existe la posibilidad de utilizar sistemas por absorción y adsorción alimentados por fuentes de calor. La integración de esta tecnología es adecuada en sistemas en los que la generación de calor se produce mediante una fuente residual como las incineradoras, los calores residuales o, incluso, las cogeneraciones. Estos sistemas necesitan el apoyo de sistemas de refrigeración por compresión.
La red de tuberías de los sistemas de district heating & cooling permite la distribución de los fluidos está formada principalmente de tubos aislados para minimizar las pérdidas térmicas. Mediante agua, se transporta la energía hasta los usuarios, donde se cede el calor a los puntos de consumo enfriando el fluido, en el caso de las redes de calefacción (o bien se absorbe el calor de los puntos de consumo, es decir, se calienta el fluido, en el caso de redes de refrigeración).
La red de tuberías de un sistema de district heating puede dividirse en tres grupos:
La red de distribución de tuberías debe disponer además de sistemas capaces de detectar posibles fugas de agua tanto en las tuberías hacia el exterior, debido a un defecto en las mismas, como desde el terreno hasta las tuberías por fisuras o problemas en la protección.
La transferencia térmica entre la red de distribución y los consumidores (edificios o viviendas) se realiza a través de una subestación formada por un intercambiador y los elementos que regulan y controlan que el funcionamiento sea el correcto, así como los elementos de medición para facturar las energías.
Las subestaciones consisten en un equipo de regulación y control, un equipo de recuento y, en función del tipo de subestación, también se dispone de equipos de intercambio o de almacenaje.
Existen principalmente dos tipos de subestaciones:
El sistema de agua caliente sanitaria del usuario siempre será un circuito independiente de la red, puesto que debe cumplir unas condiciones higiénicas especiales.
Las subestaciones adecúan la presión y la temperatura de la red de distribución a las condiciones necesarias para el consumo del edificio, y garantizan los saltos de temperatura necesarios para una buena eficiencia del sistema.
Formada principalmente de tubos aislados para minimizar las pérdidas térmicas. Mediante agua, se transporta la energía hasta los usuarios.
Se mantiene el circuito hidráulico del edificio (tuberías). En la sala de calderas se instala el intercambiador de calor. Se puede mantener la sala de calderas aunque ésta no esté en uso.
Independizar circuitos hidráulicos. Control de los parámetros de presión y temperatura adecuados en el circuito secundario del edificio. Medida de consumo destinada a la facturación de la energía útil consumida.
Los usuarios de los sistemas centralizados de calefacción y ACS se beneficiarán de un menor coste de las facturas y de las ventajas medioambientales frente a los sistemas convencionales al igual que los municipios y ayuntamientos de un modelo de financiación competitivo, mejora de la Marca de Ciudad, creación de empleo…
La implantación de energías renovables como la energía solar y la biomasa reducen las emisiones anuales de gases de efecto invernadero (GEI) colaborando a cumplir los compromisos internacionales (COP21, NZEB, 40/27/27,…)
Ahorro económico para todos los usuarios hasta en un 25%. Los proyectos generan empleos locales tanto en la construcción como en el mantenimiento de la central. Se valorizan energéticamente las podas del arbolado siendo un proyecto modélico de la economía circular.
Se trata de proyectos pioneros, con un componente de innovación y desarrollo que será un icono o referencia a nivel internacional, tanto en los aspectos sociales como medioambientales, mejorando la Marca de Ciudad.
La contaminación se asocia con mortalidad por causas cardiovasculares y pulmonares.
Con respecto a las ventajas que aporta la implantación de un sistema de district heating & cooling, estas se pueden dividir en cuatro áreas fundamentales:
Los beneficios de la implantación de redes de climatización urbana son múltiples y no se ciñen a los usuarios de las mismas, sino que afectan a numerosos actores que a su vez están interrelacionados entre sí: las Comunidades de vecinos, las Administraciones Públicas, los promotores inmobiliarios, las empresas de servicios energéticos e, incluso, a la sociedad en su conjunto. Así, muchos de los beneficios de la climatización urbana se trasladan de unos a otros.
Los usuarios (titulares e inquilinos) de los edificios y viviendas conectados a la red de distrito percibirán los siguientes beneficios:
A continuación se detallan los pasos más habituales para el correcto proceso de desarrollo e implantación de una red de climatización urbana.
No se trata de un cronograma debido a la gran variedad de escenarios posibles, que dependen en gran medida de las condiciones particulares de cada proyecto, pudiendo variar mucho según se trate de una obra en un distrito nuevo o en una zona ya edificada.
En general, las obras civiles (central generadora y red de distribución) tienen una duración mayor a los 18 meses.
Estudio del potencial de implantación de Redes de Calor mediante modelos energéticos sostenibles. Redacción de Planes de Ordenación de los montes y presentación ante la administración pública. Aquellos aprovechamientos autorizados como extracción de recursos biomásicos serán utilizados para la alimentación de la Central de la Red de Calor.
Realización del estudio de viabilidad y anteproyecto así como las especificaciones técnicas de los nuevos modelos energéticos urbanos acordes con la planificación general de los Ayuntamientos, para su uso en concursos públicos, licitaciones, etc.
Seguimiento y coordinación del diálogo necesario con todos los agentes relevantes de los Proyectos de Red de Calor: suministradores, asociaciones vecinales, centros educativos y de investigación, Empresas de Servicios Energéticos, etc.
Asesoramiento y coordinación en la elaboración de proyectos financiados por la Comisión Europea u otras administraciones públicas.
Desarrollo del Proyecto, Comercialización, Financiación, Construcción, Explotación y Operación & Mantenimiento.