IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - Enero/Febrero 2017 - 33

Uso del Calor en las Industrias

Características de las Demandas de Calor
y Almacenamientos Térmicos
Perfiles de Consumo de Calor
Los perfiles de demanda de calor están determinados por el
clima, las características relacionadas con pérdidas térmienero/febrero de 2017

22:00

20:00

18:00

16:00

14:00

12:00

8:00

10:00

6:00

4:00

2:00

Sistema de Calefacción
Urbana de Gran Escala
en Finlandia
Demanda de Gas
Residencial en Bélgica

Sistema de Calefacción
Urbana de Gran Escala
en China
Calefacción Eléctrica de
Ambientes en Irlanda

Gráfico 4. Perfiles de calor por hora de un día laborable
de invierno.

1.00
Demanda de la Demanda Anual (%)

El gráfico 3 muestra seis grados de utilización de calor
industrial, dominado por el calor de proceso, que constituye
aproximadamente el 85% de la demanda total de energía
del calor industrial en Europa. El 15% restante se debe a
la calefacción de ambientes. Las bombas de calor pueden
proporcionar cargas de baja temperatura, mientras que las
unidades de cogeneración pueden proporcionar niveles ligeramente más altos y aún así ser capaces de producir electricidad. Una gran parte de las cargas de calor industrial,
actualmente dominadas por quemadores de gas natural,
requiere temperaturas más altas. Sin embargo, las tecnologías de calefacción eléctrica tales como la calefacción de
resistencia, la calefacción de arco eléctrico, la calefacción
por inducción y la calefacción dieléctrica (radiofrecuencia)
pueden proporcionar niveles de temperatura por encima de
los 500 °C y pueden sustituir, por ejemplo, a los quemadores
de gas natural. Estas alternativas pueden alcanzar un amplio
rango de temperaturas y ofrecer un control preciso de temperatura. Podrían proporcionar flexibilidad del sistema si se
combinaran con un almacenamiento de calor o se usaran en
una configuración híbrida con quemadores de combustible.
Los costos de energía, equipo y conexión de red han limitado hasta ahora el uso de calefacción eléctrica en comparación con la combustión.
Asimismo, el tipo de calefacción eléctrica capaz de
reemplazar o complementar un quemador de gas industrial
depende en gran medida del proceso. Muy pocos procesos
industriales utilizan también el combustible como materia
prima. Por ejemplo, la producción de acero en altos hornos
requiere coque no solo como portador de energía, sino también como un agente reductor que participa en la reacción
química en el horno. Por consiguiente, el potencial de electrificación del calor de proceso industrial tiene que ser analizado cuidadosamente para cada tipo de proceso y diferirá
fuertemente entre países.

0.045
0.040
0.035
0.030
0.025
0.020
0.015
0.010
0.005
0.000
0:00

Demanda de la
Demanda Anual (%)

a que la mayoría de la gente vive en climas donde la refrigeración es una aspiración, la refrigeración urbana puede
tener un papel más importante en el futuro. La refrigeración
urbana puede proporcionar un mejor acceso a disipadores de
calor ambiental más eficientes (por ejemplo, el agua de mar)
que las bombas de calor situadas en edificios. Esto también
ayudaría a mantener las ciudades en sí más frescas porque el
calor inútil se transfiere lejos de la ciudad. El fluido enfriado,
normalmente agua, también podría almacenarse en acumuladores para obtener una mayor flexibilidad con respecto al
sistema eléctrico.

0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
1

101

151

Sistema de Calefacción
Urbana de Gran Escala
en Finlandia
Demanda de Gas
Residencial en Bélgica
Demanda de Calefacción
Industrial en Finlandia

201

251

301

351

Sistema de Calefacción
Urbana de Gran Escala
en China
Calefacción Eléctrica
de Ambientes en Irlanda
Demanda de Calefacción
en el Reino Unido

Gráfico 5. Demanda de calor promedio diaria durante un
año.

cas, comportamiento de los residentes y las expectativas de
los residentes sobre la temperatura interior del edificio. En
consecuencia, los perfiles diarios de demanda típicos pueden ser muy diversos entre los países (Gráfico 4).
En Finlandia, los edificios están normalmente bien aislados y las pérdidas térmicas son relativamente pequeñas,
a pesar de que las temperaturas exteriores pueden ser muy
frías. En los sistemas de calefacción urbanos, el calor se
almacena en los gasoductos y también en los revestimientos
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