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Las ventajas de la aerotermia para calefacción y agua caliente sanitaria

bomba de calor Magna Aqua de Saunier Duval

Imagen comercial de la bomba de calor Magna Aqua de Saunier Duval

Paulino Rivas, Ingeniero y creador del Blog Instalaciones y Eficiencia Energética, nos presenta las ventajas de la aerotermia como fuente renovable para producir calefacción y agua caliente sanitaria. La posibilidad de aprovechar la energía gratuita que contiene el aire exterior para obtener calefacción y ACS, es un reclamo lo suficientemente atractivo para que no pase inadvertido.

Pero, ¿Qué le gustaría escuchar a cualquier persona que quiera cambiar o instalar un nuevo sistema de calefacción y producción de agua caliente sanitaria?

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Aire acondicionado y/o calefacción por zonas

¿Estamos satisfechos con nuestros sistemas de confort de calefacción y aire acondicionado durante las cuatro estaciones del año?

  • ¿Se puede desactivar con facilidad el sistema  en aquellas  habitaciones desocupadas?
  • ¿Podemos reducir nuestra factura de electricidad?
  • ¿Es fácil programar una temperatura diferente en cada pieza de la construcción?
  • ¿Es realmente económico nuestro sistema de calefacción o aire acondicionado ?

El Aire acondicionado y / o la calefacción por zonas es un concepto de confort térmico utilizando la menor cantidad de aire posible  y proporcionando al mismo tiempo, el confort térmico necesario en cada habitación. Las habitaciones o locales desocupados no son climatizados o calentados innecesariamente. El modo de difusión de la energía es por el aire, más económico que la circulación de agua , pues se optimiza su caudal dependiendo de la demanda de cada pieza.

La calefacción / aire acondicionado por zonas es un sistema:

climatización por zonificación

  • Económico en la Instalación: La unidad de tratamiento de aire se calcula para la demanda global máxima y no por la suma de las demandas de cada pieza: es una optimización máxima de funcionamiento
  • Económico en Explotación: una sola unidad de tratamiento del aire; la modulación del flujo está en la terminal con los registros-difusores motorizados para proporcionar el caudal requerido en cada habitación Esta unidad suele ser una bomba de calor reversible.
  • En particular para edificios de bajo consumo de energía para realizar este concepto de todo por aire, se debe  basar en un equipo de bomba de calor con variación de caudales y consumo ajustado a cada pieza del edfificio.

En efecto, los edificios de bajo consumo estan, por definición,  aislados convenientemente  y protegidos (protección solar), por lo que sus necesidades adicionales por pérdidas o cargas por frío son bajas .Sólo unos pocos kW para una casa de 80 metros cuadrados. Una instalación de “agua” no siempre se justifica a la vista de esta nueva generación de construcciónes de bajo consumo. El caracter de novedad en este tipo de construcción, es ahora más actual que nunca, porque las próximas reglamentaciones térmicas  exigen por norma la construcción de edificios de bajo consumo. Esto implica que, para los proyectos actualmente en fase de estudio  y que estarán en construcción en dos años, tener en cuenta un uso más juicioso de la construcción de bajo consumo. El concepto de zonificación es muy adecuado para esto, ya que funciona sobre la base de una bomba de calor aire / aire, Inverter, con un funcionamiento optimizado. Además, cada flujo es controlado en su justo valor, así que el balance energético anual es mucho mejor.

Recordatorio: un edificio o una casa de baja consumo utiliza menos de 50  kWh (de energía primaria)/ año,  por cada metro cuadrado, para sus necesidades de calefacción, agua caliente sanitaria y refrigeración.  Este nivel de consumo corresponde al nivel “A” , el más eficiente de la etiqueta energética.

Bomba de calor para reemplazar la caldera

La bomba  de calor de alta temperatura se muestra como un serio competidor de la caldera tradicional. Pero debemos fijar la atención en los parámetros de funcionamiento antes de hacer esa elección.

Bomba de calor y la temperatura de la calefacción

La tecnología de la bomba  de calor (BC) opera sobre la base del ciclo de frigorífico.  La BC trabaja con  la absorción de calor del condensador y lo expulsa por el evaporador. La temperatura recuperada del lado del condensador de manera  estándar puese ser de alrededor de 45 ° C.Este nivel de temperatura  es aducuado para su uso en emisores de bajas temperaturas, tales como calefacción por suelo radiante o radiadores de baja temperatura .Por lo tanto, para un edificio con buen aislamiento, de bajo consumo, con  razonables requisitos de calefacción, con ese nivel de temperatura es suficiente,  permite un confort fisiológico de calidad y ahorro de energía .

La bomba  de calor de alta temperatura es una BC que puede alcanzar los 65 ° C. Como en cualquier bomba de calor el funcionamiento y el rendimiento están vinculados a las condiciones externas. Para que quede claro, una  misma bomba de calor puede tener un COP de 3, cuando se dan  +7° C en el exterior, mientras que cuando se dan -10 °, el COP se reducirá a 2.

De la misma manera, la incidencia de la temperatura de calefacción afecta al COP: esta misma bomba de calor que presenta un COP de 3, con + 7 °C de temperatura exterior para a una temperatura de calefacción de 45 º C, presenta un COP de 4 para una temperatura de calefacción a 35 ° C. La pareja “de temperatura exterior 7 ° C – temperatura de calefacción de 35 º C “, a menudo se utiliza como base para la presentación por parte de los fabricantes, de los valores de la COP, en base a la norma europea EN 14511; Así que atención a este valor instantáneo que no debe confundirse con el valor del total de COP, estacional o anual.

bomba calor

El nivel de 60 ° C es importante, pero no cubre las necesidades puntuales, especialmente de las calderas que operan en instalaciones antiguas con regímenes de agua caliente de hasta 80 o incluso 90 ° C.En este caso, la bomba de calor no puede funcionar como relevo de la caldera , la caldera elevará la temperatura a 80 ° C o 90 ° C durante los días de frío intenso y la bomba de calor comienzará a funcionar sólo con temperaturas exteriores más cálidas, de alrededor de 5 ° C.

Para que la bomba  de calor reemplace a una caldera, se debe situar  en uno de los dos escenarios siguientes:

  1. La bomba de calor llamada  “BC de muy alta temperatura ” y proporciona agua caliente a 80 ° C de temperatura con una temperatura base exterior que puede estar entre -10 ° o -20 ° C.:
  2. La bomba de calor es una BC de alta temperatura y produce agua caliente a 60 ° C, por ejemplo, a -10 ° C. Que cubre las necesidades de calefacción del local, debido a una mejora del aislamiento térmico (en ventanas, paredes aislantes, techo, suelo) que puede reducir las necesidades y la instalación y es compatible con un agua caliente de menos temperatura .

La Bombade Calor de alta temperatura

Más allá de 45 ° C, la bomba de calor utiliza para la producción de agua caliente, la tecnología de “inyección de vapor mejorada”, para elevar la temperatura hasta 60 °  o 65 ° C. De hecho, después del condensador, se separa una pequeña cantidad de líquido refrigerante .Utilizado por separado, se convierte en vapor y se inyecta durante la fase de compresión.Este es el fenómeno intermedio de la inyección de vapor . El vapor producido enfría el compresor y aumenta la presión de condensación y la cantidad de calor en el condensador sin utilizar energía adicional.Esto es la técnica de “inyección de vapor mejorada”, ahora bien conocida e integrada en las BC de alta temperatura.

Bomba de calor para calefacción y agua caliente sanitaria

circuito bomba calor

Como contrapartida, la caída del  COP que sigue siendo un obstáculo. Por supuesto, para temperatura del agua caliente de 60 ° C, el COP se acerca más a 2 o 1.5, para  -10 ° C. Esto es siempre más favorable que una emisión de calor por electricidad directa con una eficacia limitada a COP de 1, debido al efecto Joule. No olvidemos que una vez que la temperatura exterior es más suave, el  COP se incrementará hasta alcanzar valores de hasta 4 y más  (para +7 ° C en el exterior).

Esta bomba  de calor de alta temperatura es por lo tanto:

  1. Para un edificio con un  buen aislamiento que no requiere de alta temperatura, 60 ° C, para sus emisores, del tipo de radiadores o suelo radiantes
  2. Para instalaciones que requieren agua caliente a  más de 80 ° C, por ejemplo, siempre que la bomba de calor se instale como relevo de una caldera.

La bomba de calor de alta temperatura

Es una bomba de calor con una  tecnología particular que permite elevar el agua hasta 80 ° C. Funciona sin alimentación adicional eléctrica con un doble circuito Inverter de R410A – R134a – asociadas a circuladores Inverter. La eficiencia de esta bomba de calor consigue un COP de 1,7 , a -20 ° C exterior, para agua caliente a 80 ° C y progresivamente a 3, a + 7 ° C exterior, para agua caliente de calefacción regulada a 65 ° C.

Bomba de calor de alta temperatura

circuito esquema bomba de calor

Abarca la renovación del mercado de la existente cuando la temperatura de calefacción debe alcanzar irremediablemente los 80 ° C punta. El mercado objetivo es la renovación de las calderas de producción de agua caliente a 80 ° C; calderas de fuel, calderas de gas, con radiadores, emisores por agua caliente estándar. Esta bomba de calor puede sustituir a una caldera. Esta aplicación es previlegiada en los casos en que sólo es posible un reemplazo del generador .

La temperatura de los diferentes sistemas de calefacción

Es evidente que si, sobre un plan térmico, el aislamiento térmico de las paredes puede reducir la necesidad y la temperatura del agua caliente, asi que  una bomba de calor de alta temperatura o funcionando a un regimen de 45 ° C o menos, puede ser suficiente y en todos los casos, proporcionar un mejor balace  de su consumo anual

El edificio o la casa tiene una mala etiqueta energética

Entonces la solución de mejora consiste en poner en marcha una bomba de calor de muy alta temperatura para la producción de agua caliente a 80 ° C, o instalar una bomba de calor normal para sustituir a la calder. Este razonamiento es válido para cualquier renovación energetica existente.

Bomba de calor, el “quid de la cuestión” está en la regulación

La bomba de calor con su COP permite ahorrar hasta un 70%  de energía, segun los estudios más serios. Disponemos de una tecnología de gran rendimiento: bombas de calor con COP de 3 o 4, bombas de calor que ofrecen calor de alta temperatura , hasta 60 ° C,  con la tecnología Inverter … los refrigerantes  de mayor rendimiento,  compresores y componentes de alta calidad …

Pero ¿como puede la bomba de calor tener un papel más eficiente,  sin un director de orquesta, sin un sistema de control avanzado e inteligente que sea consciente que cada “kWh” es importante? Sin un sistema que analiza de forma continua la temperatura exterior, que gestiona la aplicación de agua caliente, etc …

Y por otra parte, que no encienda demasiado pronto  la resistencia adicional para evitar la formación de hielo-sin que diga adios a  la economía y la “publicidad de ahorro” de hasta un 70% de energía .

Lo que debe tener en cuenta el instalador

Es necesario que la electrónica de la bomba de calor  sea el centro de las preocupaciones del instalador.Este es el punto clave de la eficiencia energética vinculada a los generadores como la bomba de calor.Múltiples escenarios se plantean en el día a día y durante el año.Demandas puntuales de agua caliente sanitaria, la reducción nocturna  y programación horaria, puntos de frío con temperaturas negativas , necesidad de refrigeración …Existen varios tipos de instalaciones  que se pueden combinar con una bomba de calor.El relevo de las calderas, por calentadores  y acumuladores de agua caliente como apoyo; así mismo los emisores pueden ser del tipo  radiadores, o por suelo radiante a baja temperatura, o también unidades tipo fan coil …

Existen bombas para diferentes tipos de instalaciones que pueden se  preprogramadas en los sistemas de control de las bombas de calor.Algunas bombas de calor son del tipo aire/agua o del tipo agua / agua, en todas las cuales el sistema de control se adapta a la configuración necesaria para realizar la instalación  más eficiente.

bomba e calorPor ejemplo, consideremos el escenario que permite disponer de refrigeración y agua caliente sanitaria.Durante el funcionamiento en modo de refrigeración, las unidades equipadas con sistema de recuperación son capaces de recuperar el calor que de otro modo se dispersaria hacia el exterior, usándolo para calentar el agua caliente, cuya producción será en este caso completamente gratis!

Renovación de la casa. COMO ELEGIR UN BUEN INSTALADOR

Renovar mi casa o mi apartamento requiere de un cierto periplo intelectual entre las múltiples opciones de las soluciones técnicas que se frecen hoy en día: electricidad, gas, la integración de las energías renovables, domótica, etc …. Luego viene una de las etapa más decisivas: quién realizará el trabajo selecionado? ¿Qué instalador tiene la capacidad para realizar mi instalación con el conocimiento de la técnica adecuada y que cumpla con mis objetivos propuestos? ! El ahorro de energía y la fiabilidad es la clave ! En el tiempo adecuado para cumplir con mis expectativas. ¿Qué pasa si la bomba de calor instalada no funciona correctamente?  Si la resistencia de apoyo  se necesita inesperadamente? Si los paneles solares no dan prioridad al agua caliente, o ¿si la programación horaria no se establece correctamente?

Al renovar y mejorar el rendimiento energético de nuestro hogar, se está tendiendo hacia conceptos a veces complejos, como la bioenergía, la domótica … La  solución única “calefacción central” no es tan única. Hoy en día las soluciones técnicas son múltiples e incluyen varias técnicas (aislamiento, calderas con energía solar térmica de apoyo, paneles solares fotovoltaicos con la venta de la energía excedente a las compañías eléctricas , ventilación de doble flujo, gestión automática de las persianas en función de la luz solar, etc

Tambié es necesario conocer las ayudas y subvenciones disponibles, en las Comunidades Autónomas y en el IDAE, etc.

Nos enfrentamos a un problema simple: mejorar la eficiencia energética de la casa, con una serie de soluciones técnicas y económicas.

Después de la selección de la solución, un paso importante: la elección del instalador

El instalador es el elemento clave de la solución,  debe demostrar su competencia y experiencia  y mantenerse al diá en las últimas técnicas.La complejidad del concepto global de la eficiencia energética también se aplica a él mismo, que debe demostrar su experiencia en su aplicación y mantenimiento para lograr una instalación que funciona y genera los ahorros de energía previstos.En una palabra para que la inversión se recupere, y se controle con la gestión

instalacion-hogar

La responsabilidad del instalador implica aplicar su técnica para obtener los resultados deseados!

Cualquier instalador no es el adecudo. Sólo un profesional capacitado en “ahorro energético” puede realizar una instalación que genere ahorros energéticos.Recuerde que la responsabilidad del instalador tiende a extenderse no sólo a la instalación técnica en sí, sino también a los resultados esperados.¿Qué pasa si la bomba de calor no funciona correctamente? Si se debe utilizar de manera inesperada la resistencia de apoyo del sistema ? O si los paneles solares no dan prioridad al  agua caliente, o si la programación horaria no se establece correctamente?  ! Obviamente, un mal balance energético aumenta el tiempo del retorno de la inversión , por lo que se debe buscar la probable responsabilidad  de la instalación!

Centrémonos en un ejemplo significativo: la sustitución de ventanas + nueva caldera de gas  con paneles solares en un domicilio

Este ejemplo puede ser el resultado de un grupo de trabajo y es una inversión importante, aproximadamente unos 25 000€. Son necesarios dos instaladores, uno para la carpintería exterior de madera, el otro como contratista de calefacción.  Después de comprobar sus competencias, la estimación que han presentado es:

El carpintero: 6000 euros + la calefacción: € 19.000 = 25.000 euros!

Es válido pero se debe contemplar las siguientes limitaciones

La nueva carpintería me aislará  la cubierta . Mi vieja ventilación natural es inoperante . Por tanto, sería   necesario instalar una ventilación mecánica controlada (VMC). Tendría un costo probable de 3000 euros . No está presupuestado. Por los trastornos y molestias olfativas que se producirían, esta ventilación permanente es necesaria!
El instalador de calefacción propone un presupuesto suplementario para cumplir con esta instalación de VMC. Otros imprevistos a tener en cuenta: realizar los encoframientos para pasar los conductos, los soportes para instalar el extractor, etc … en definitiva, los materiales auxiliares necesarios tales como yeso, pintura, … que el particular debera tener en cuenta.

Comentario: Este caso demuestra que la intervención de instaladores exige de ellos un nivel de competencia amplio para aconsejar en cada caso al particular. Deben estar suficientemente capacitados en el “rendimiento energético global” para asesorar al particular.  Quién deba ser, si el carpintero o el instalador de la calefacción, ambos deben alertar y aconsejar al particular sobre el funcionamiento global de su presupuesto estimado.

Como elegir instaladores de calidad? ¿Quienes están capacitados y cualificados?

Afortunadamente, la profesión es consciente dela necesidad del rendimiento energético global , y ha organizado redes de instaladores profesionales capacitados en estas técnicas, y  también en  las técnicas de los elementos auxiliares del sistema. Un instalador de calefacción no puede ser tan indiferente ante el nivel de aislamiento, el tipo de VMC:  de flujo simple o de doble flujo con un  recuperador … El electricista que realiza una instalación eléctrica no puede limitarse a la instalación de los enchufes y los intrruptores. Debe proponer una gestión técnica de la programación de los aparatos de calefacción, teniendo en cuenta la apertura cortinas, etc..

Por eso el Portal Caloryfrio.com apuesta por presentar a los instaladores más cualficados en cada provincia, con una visión global de la eficiencia energétca en las instalaciones