Comparación de gastos operativos de diferentes modelos de calentadores de agua

Una de las principales características a considerar al decidir entre varias opciones de calentadores de agua es el costo operativo; El calentador con el precio más bajo no es necesariamente el más barato a largo plazo. El costo operativo está determinado en gran medida por la eficiencia del equipo, pero hay otros factores igualmente importantes a considerar:

• Las fuentes de energía tienen diferentes precios unitarios. En el caso de los sistemas de calefacción, el insumo suele ser electricidad, gas natural, propano o fuel oil. También existen fuentes de energía de coste cero, como la energía geotérmica y la luz solar.
• Las horas de funcionamiento pueden variar según el tipo de calentador. La potencia nominal no es el único factor que determina el consumo total de energía; También se debe considerar el calendario de funcionamiento. Por ejemplo, los calentadores de agua sin tanque tienen una potencia nominal alta pero funcionan en ráfagas cortas, lo que ahorra energía en comparación con un calentador de almacenamiento que consume menos energía pero funciona continuamente, suponiendo que la fuente de energía sea la misma.

Este artículo proporcionará una guía para calcular y comparar los gastos operativos de diferentes tipos de calentadores. Una vez calculados estos valores, se pueden comparar con el coste inicial de cada sistema de calefacción para encontrar la opción más económica .

Al igual que con cualquier inversión en equipos, es muy importante considerar el costo total de propiedad al comprar un calentador: para calcular el costo real de calefacción por BTU o kWh producido, debe tener en cuenta la inversión inicial y cualquier gasto de mantenimiento o reparación. Por ejemplo, decir que la calefacción solar es gratuita no sería del todo cierto; Aunque el aporte de energía es gratuito, existen costos de equipo e instalación, y en edificios de varios pisos puede ser necesaria una pequeña bomba para llevar el agua al techo.

Factor energético: la base para calcular los gastos de calefacción.

El factor energético (FE) es la relación entre la producción de calefacción y la entrada de energía ofrecida por un sistema de calefacción. Considera la eficacia con la que el calentador convierte su entrada de energía en un aumento de la temperatura del agua, pero también tiene en cuenta otros aspectos del funcionamiento del calentador:

• Pérdidas en espera: estas pérdidas se encuentran en los calentadores de almacenamiento y representan la pérdida de calor asociada con el mantenimiento del agua del tanque a la temperatura deseada. Aunque un aislamiento adecuado reduce las pérdidas en espera, es imposible eliminarlas por completo.
• Pérdidas cíclicas: estas pérdidas ocurren cuando el agua circula a través de la tubería interna del calentador y el tanque de almacenamiento, si está presente.

Los calentadores que funcionan con combustibles fósiles tienen factores energéticos muy por debajo de la unidad, los calentadores eléctricos sin tanque funcionan cerca de un EF de 1 y las bombas de calor tienen valores de EF superiores a la unidad porque su ciclo de refrigeración inverso les permite extraer calor del entorno circundante.

Comparación de calentadores de agua: un ejemplo

Suponga que tiene cuatro calentadores de agua para una casa que consumen 80 millones de BTU por año y desea calcular los costos operativos asociados con cada alternativa:

• Un calentador de gas con un EF de 0,55.
• Un calentador eléctrico sin tanque con EF de 0,97
• Un calentador de gas sin tanque con EF de 0,80
• Una bomba de calor eléctrica de fuente de aire con un EF de 2,5

Dado que el ejemplo es para la ciudad de Nueva York, supongamos que el costo del gas natural es de $1,20 por 100 000 BTU y la tarifa de electricidad es de $0,18 por kilovatio-hora.

• Para los calentadores de gas, el procedimiento de cálculo se puede realizar directamente porque la potencia de calefacción y la entrada de energía están en BTU.
• El calentador eléctrico sin tanque y la bomba de calor funcionan con electricidad, por lo que la potencia de calefacción debe convertirse a kWh antes de continuar.
• Potencia de calefacción (kWh)=80.000.000 BTU x 1kWh/3.412,14 BTU= 23.446 kWh

Aparte de eso, el procedimiento de cálculo es el mismo para los cuatro calentadores. La producción anual de calefacción se divide por el factor energético (EF) para calcular el consumo anual de energía, y este valor luego se multiplica por el precio unitario de la energía, por kWh o BTU.

Esta fórmula se aplica a los cuatro calentadores de agua para determinar cuál es el más barato de operar.

Costo operativo del calentador de almacenamiento de gas:
Costo operativo (USD/año)=80.000.000 BTU/0,55×1,20 USD/100.000 BTU=1.745 USD

Costo operativo del calentador eléctrico sin tanque:
Costo operativo (USD/año)=23,446 kWh/0.97X.18 USD/kWh=4351 USD

Costo operativo del calentador de gas sin tanque:
Costo operativo (USD/año)=80.000.000 BTU/0,8 X 1,20 USD/100.000 BTU=1200 USD

Costo operativo de la bomba de calor eléctrica con fuente de aire:
Costo operativo (USD/año)=23.446 kWh/2,5 X 0,18 USD/kWh=1.688 USD

Comparación de costos operativos

En este caso, el calentador de gas sin tanque tiene el costo operativo más bajo. Le siguen la bomba de calor y el calentador de agua a gas, aunque la bomba de calor gana por un ligero margen. El calentador eléctrico sin tanque es, con diferencia, el más caro de utilizar.

Costo total de propiedad y operación de calentadores.

El cálculo anterior es sólo para el costo operativo. Para una evaluación completa también se debe considerar el costo inicial y la vida útil. Para este ejemplo, suponga los siguientes valores de costo nominal y vida útil:

Para simplificar, el análisis se limitará a los costos iniciales y operativos. El costo anual de propiedad para cada opción de calentador sería:

• Costo de la bomba de calor = $1,688/año + ($1,800/15 años) = $1,808/año
• Calentador eléctrico sin tanque = $4,351/año + ($1,500/20 años) = $4,426/año
• Calentador de gas sin tanque = $1200/año + ($2000/20 años) = $1300/año
• Calentador de almacenamiento de gas = $1,745/año + ($1,200/10 años) = $1,865/año

El calentador de gas sin tanque sigue siendo el ganador en este caso, a pesar de su mayor costo inicial. La bomba de calor y el calentador de gas tienen un costo de propiedad similar, y el calentador eléctrico sin tanque es muy costoso de operar debido a las altas tarifas de electricidad de la ciudad de Nueva York. Sin embargo, tenga en cuenta que esto es sólo un ejemplo y que se pueden obtener resultados diferentes para diferentes ubicaciones.

Observaciones finales

Para determinar qué tipo de calentador es el más adecuado para su propiedad, se recomienda encarecidamente obtener una evaluación profesional. Por ejemplo, si no tienes chimenea, el coste de instalación de cualquier calentador de gas aumentará significativamente. Tenga en cuenta que los precios de la electricidad y el gas también varían según la ubicación, y lo que es cierto en la ciudad de Nueva York puede no siempre aplicarse a otra ciudad o estado.