7.7: Combustibles para Aislamiento y Calefacción Doméstica (III)

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 82077

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Opciones de Combustible

Diversos combustibles como el gas natural, la electricidad, el fuelóleo, etc., se utilizan para calentar una casa. En el Cuadro 7.7.1 se muestran los porcentajes de hogares que utilizan cada tipo de combustible para calefacción.

Cuadro 7.7.1. Elección de combustibles por porcentaje de hogares

Tipo de combustible	Porcentaje utilizado
Gas natural	49%
Electricidad	34%
Fuel-oil/GLP	11%
Otros	6%

Fuente: Departamento de Energía

Como ve, más del 50 por ciento (56% para ser exactos) de los hogares en Estados Unidos utilizan el gas natural como su principal combustible para calefacción, y alrededor del 26 por ciento de los hogares usa electricidad para calentar sus hogares. Otro 11% usa fueloil, y el último 10% usa algo distinto al gas natural, la electricidad y el fuel oil.

Capacidad y Consumo

Capacidad

La cantidad de calor que un horno puede entregar se llama su capacidad. Las unidades de calefacción son fabricadas y vendidas por su capacidad. Las capacidades de calentamiento del Gas Natural, Propano y Fuel Oil se miden de acuerdo a BTU/h, y la capacidad de Electricidad se mide en kilovatios.

Consumo

La cantidad de energía que un horno realmente usa se llama consumo. Es decir, pagamos facturas mensuales por el consumo de un determinado combustible para calefacción. Los combustibles para calefacción se venden a los consumidores en diferentes unidades de medida. Por ejemplo, el gas natural se vende por pies cúbicos (ft ³).

El siguiente video explica la diferencia entre capacidad y consumo en una vivienda calentada a gas.

Comparación de Combustible

En el Cuadro 7.7.2 se comparan los detalles sobre diferentes tipos de combustible.

Cuadro 7.7.2. Capacidad, consumo y otra información sobre diversos tipos de combustible

Combustible	Capacidad	Consumo	Información Adicional
Gas natural	Medido en BTU/hr. La mayoría de los aparatos de calefacción para uso doméstico tienen capacidades de calefacción de 40,000 a 150,000 BTU/hr. En el pasado, los hornos de gas a menudo se calificaban solo en cuanto a la entrada de calor. Hoy en día, se da la salida de calor.	Medido en pies cúbicos (ft ³). Esta es la cantidad que registra el medidor de gas y la cantidad que registra la empresa de gas cuando se toma una lectura. Un pie ³ de gas natural contiene alrededor de 1,000 BTU de energía.	Las compañías de servicios públicos suelen facturar a los clientes por CCF (100 ft ³) o termas (1 therm = 100,000 BTU) de gas usado. Algunas empresas también utilizan una unidad de MCF, donde 1 MCF = 1,000,000 BTU.
Propano o gas licuado de petróleo (GLP)	Medido en BTU/hr	Generalmente se mide en galones. El propano tiene un contenido de energía de aproximadamente 91,300 BTU por galón.	Se puede utilizar en muchos de los mismos tipos de equipos que el gas natural. Almacenado como líquido en un tanque de la casa, por lo que se puede usar en cualquier lugar, incluso en áreas donde las conexiones de gas natural no están disponibles.
Fuel oil	La capacidad de calentamiento (capó) de los aparatos de calefacción de aceite es la salida de calor en estado estacionario del horno, medida en BTU/hr. Los aparatos típicos de calefacción central de combustible que se venden para uso doméstico hoy en día tienen capacidades de calefacción de 56,000 a 150,000 BTU.	Generalmente facturado por galones. Un galón de fuel oil #2 contiene aproximadamente 140,000 BTU de energía calorífica potencial.	La industria petrolera produce varios grados de fuel oil, pero solo el fuel oil #2 se usa comúnmente para la calefacción del hogar.
Electricidad	Por lo general se expresa en kW. Un kWh es la cantidad de energía eléctrica suministrada por 1 kW de potencia durante 1 hora. Los sistemas eléctricos vienen en una amplia gama de capacidades, generalmente de 10 kW a 50 kW.	Se vende en kWh	El vatio (W) es la unidad básica de medida de la energía eléctrica.

Valores de calentamiento de varios combustibles

Cada unidad de combustible cuando se quema da diferentes cantidades de energía. La energía que se libera cuando se quema una cantidad unitaria de combustible se denomina valor calorífico. El valor de calentamiento de un combustible se determina bajo un conjunto estándar de condiciones. En el Cuadro 7.7.3 se muestra una comparación de los valores aproximados de calentamiento de diversos combustibles.

Cuadro 7.7.3. Valores de calentamiento de los combustibles de calefacción de uso común

Combustible	Unidad	Valor calorífico (BTU)
Gas natural	CCF (100 pies ³) o therm	100,000
Gas natural	MCF (1,000 pies ³)	1,000,000
Fuel oil	Galón	140,000
Electricidad	kWh	3,412
Propano	Galón	91,300
Carbón bituminoso	Ton	23,000,000
Carbón antracita	Ton	26,000,000
Madera	Cordón	24,000,000

Del Cuadro 7.7.3, cabe señalar que si se quema un galón de fuelóleo, se obtendrían 140,000 BTU. De igual manera, un CCF de gas natural traería 100,000 BTU.

Eficiencia de Calefacción

Aquí se hace una suposición de que se libera toda la energía del combustible, y todo el calor está disponible para calentar el lugar. Sin embargo, generalmente, cuando se quema un combustible en un horno, no toda la energía (calor) está disponible para el usuario final.

La eficiencia energética de un horno no es del 100 por ciento. No se libera toda la energía del combustible, y no todo el calor está disponible para calentar el lugar. Por ejemplo, si la eficiencia de un horno es, digamos, del 50 por ciento, entonces se necesitaría el doble de combustible para calentar una vivienda.

Al mirar nuevamente al Cuadro 7.7.3, vimos que el valor calorífico del fuelóleo se da como 140,000 BTU. Sin embargo, si la eficiencia del horno es del 50 por ciento, entonces el valor de calentamiento real del fuelóleo es de 140,000 BTU x 0.5 (eficiencia) = 70,000 BTU. En otras palabras, cuando se quema un galón de aceite, 70,000 BTU de calor están realmente disponibles para el usuario. Esto se muestra en el Cuadro 7.7.4.

Cuadro 7.7.4. Valores de calentamiento de combustibles de uso común para calefacción con 50% de eficiencia

Combustible	Unidad	Valor calorífico (BTU), 100% de eficiencia	Valor calorífico (BTU), 50% de eficiencia
Gas natural	CCF (100 pies ³) o therm	100,000	50,000
Gas natural	MCF (1,000 pies ³)	1,000,000	500,000
Fuel oil	Galón	140,000	70,000
Electricidad	kWh	3,412	1706
Propano	Galón	91,300	45,650
Carbón bituminoso	Ton	23,000,000	11,500,000
Carbón antracita	Ton	26,000,000	13,000,000
Madera	Cordón	24,000,000	12,000,000

En el Cuadro 7.7.5 se muestran las eficiencias de un horno.

Cuadro 7.7.5. Eficiencias de un horno

Eficiencia	Valor calorífico del fueloil (BTU)
50%	70,000
55%	77,000
60%	84,000
65%	90,000
70%	100,000
75%	105,000
80%	111,000
85%	122,000
90%	125,000
95%	131,000
100%	140,000

Se puede ver claramente que a medida que aumenta la eficiencia del horno, la cantidad de calor disponible aumenta proporcionalmente.

Cuanto mayor sea la eficiencia, menos aceite se necesita poner en el horno para obtener la misma cantidad de salida de calor.

La mayoría de los hornos de calefacción queman combustible y liberan gases de combustión calientes. Los gases de combustión calientes calientan el aire frío entrante y salen a través de la chimenea. En hornos más antiguos, todo el calor en el combustible no se libera o no se transfiere al aire frío (o agua, en el caso de los registros de calor y calentadores de agua), y por lo tanto se pierde a través de la chimenea. El aire o agua que se calienta distribuye el calor por toda la casa. Los modelos más nuevos de hornos han mejorado al meter más calor en el aire frío y, por lo tanto, en tu casa.

El siguiente video muestra cómo funciona un horno de leña con una eficiencia del 75%.

Los hornos generalmente no son tan eficientes cuando se encienden por primera vez como funcionan en estado estacionario. Es como un automóvil que obtiene mejor kilometraje en una conducción constante en carretera que en el tráfico urbano stop-and-go.

Lo que importa a lo largo del año es el calor útil total que el horno entrega a su casa frente al valor calorífico del combustible que consume. Esto es como medir el kilometraje de gasolina que obtiene tu auto preguntando cuántas millas recorriste este año y dividiéndolo por cuántos galones de gasolina compraste.

Para los hornos, llaman a esta medida la AFUE (Eficiencia Anual de Utilización de Combustible). Los estándares federales de eficiencia mínima para hornos y calderas entraron en vigencia en 1992, requiriendo que las nuevas unidades de horno tengan un AFUE de al menos 78 por ciento y las nuevas unidades de caldera tengan un AFUE de al menos 80 por ciento. En comparación, muchos hornos y calderas viejos tienen calificaciones AFUE de sólo 55 a 65 por ciento.

Para saber qué tan eficiente es su horno, busque una etiqueta de guía de energía como en la Figura 7.2.3.

Figura 7.7.1. Etiqueta EnergyGuide para la eficiencia del horno

En el Cuadro 7.7.6 se enumeran las eficiencias de los hornos más eficientes que estuvieron disponibles en 2002—2003.

Cuadro 7.7.6. Gama de eficiencia de hornos en 2002-2003

Combustible	Tipo de horno	Eficiencias (%)
Gas natural	Aire caliente	93.0 a 96.6
Gas natural	Agua Caliente	83.0 a 95.0
Gas natural	Steam	81.0 a 82.7
Fuel oil	Horno	83.8 a 86.3
Fuel oil	Agua Caliente	86.0 a 87.6
Fuel oil	Steam	82.5 a 86.0

Al comprar un horno nuevo, asegúrese de que su capacidad de calefacción (salida) sea adecuada para su hogar. Si el aislamiento y/o las ventanas de tu hogar se han actualizado desde que se instaló el viejo equipo de calefacción, probablemente puedas usar un horno o caldera mucho menos potente. Los hornos de gran tamaño funcionan de manera menos eficiente porque se encienden y apagan con mayor frecuencia; además, los hornos más grandes son más caros de comprar.