Aerotermia versus solar térmica para producción de ACS

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La Sección HE-4 del Código Técnico de la Edificación (CTE),  establece el requisito de una contribución solar mínima en la producción del agua caliente sanitaria (ACS) para edificios nuevos o rehabilitados, cuya cuantía depende de la zona climática, de la demanda total y del tipo de energía no renovable utilizada como apoyo. Esta cobertura solar mínima oscila entre un 30% para la zona climática I y un 70% para la zona V.

Excelente iniciativa para un país donde el sol sobra y la dependencia energética del petróleo exterior es total. Gracias a esta norma se han instalado con mayor o menor fortuna (la calidad  media de las instalaciones realizadas en edificios plurifamiliares no es para sacar pecho) una notable superficie de captadores solares térmicos que con la energía gratuita del sol nos ahorra muchas toneladas de petróleo, amén de otras tantas de emisiones de CO2.

Por otra parte la Sección HE-4 del Código Técnico de la Edificación (CTE)  establece que la energía solar térmica puede ser sustituida por otras fuentes de energía renovables, con una  condición: que las emisiones de CO2 y el consumo de energía primaria no renovable de la instalación alternativa sean iguales o inferiores a los producidos por la instalación solar térmica y el sistema de referencia auxiliar de apoyo.

Nada que objetar a esto: es lógico que, si existe una alternativa a la solar térmica con menor emisión de CO2 y menor consumo de energía primaria, se permita su instalación en cumplimiento de la norma.

Ahora bien lo que no me parece lógico es a la situación en que está derivando en los últimos meses la aplicación de esta norma en la práctica totalidad del país.

¿Qué está ocurriendo con la aplicación de la HE-4 en la actualidad?

La gran mayoría de las instalaciones que se hacen en vivienda de obra nueva ya no incorporan paneles solares térmicos para producción de ACS, pues se ha extendido de un modo casi viral el empleo de Bombas de calor Aerotérmicas para la producción de ACS. Eso es lo que está ocurriendo y sobre lo que quiero dar mi opinión particular.

Pero antes de opinar  haré un desglose de los principales motivos por los que se ha llegado a esta situación.

1. Coste económico. Los fabricantes han conseguido un producto que, con la misma facilidad de instalación y el mismo volumen que ocupa un termo eléctrico, cumple teóricamente los requisitos de la norma  a un precio que ronda los 1.000 € por vivienda, cuando la instalación de la solar térmica sale desde 1.400 € por vivienda hacia arriba.

2. Cubiertas libres.  La instalación de la bomba de calor aerotérmica permite las cubiertas libres de placas solares térmicas y, aparte del espacio disponible, bien es sabida la dificultad de encajar en la estética del edificio la disposición de las placas.

3. Instalaciones individuales. En los edificios plurifamiliares la instalación de placas solares térmicas origina (normalmente) una instalación comunitaria, mientras que la bomba de calor aerotérmica es una instalación individual.

4. Fácil justificación documental. A cualquier fabricante de este tipo de bombas de calor le pides que te expida un justificante técnico de que cumple con los requisitos del CTE, y te envía un justificante en el que siempre cumple, independiente de la zona de instalación que se plantee. Esta justificación se adjunta al proyecto de las viviendas y la mayoría de ayuntamientos y organismos supervisores los están dando por buenos.

Parece que con estos antecedentes, blanco y en botella…. El que no instale este sistema está fuera de onda.

Pues bien tengo muchos reparos a lo que está ocurriendo y explico los motivos.

Aerotermia versus solar térmica para producción de ACS:

Justificaciones de los fabricantes sin un procedimiento certificado.

Las justificaciones técnicas que dan los fabricantes no tienen hasta la fecha un procedimiento certificado y en general dejan bastante que desear. Para muestra pongo un ejemplo.

Solicité a una marca de las más implantadas en el sector, que me enviara la justificación técnica del cumplimiento del Código Técnico HE-4 para una instalación en Madrid en una vivienda de tres dormitorios y, en efecto, recibí un estudio muy bonito, lleno de gráficos y colorines, una presentación espectacular. Sin dejarme llevar por la primera buena impresión, me puse a realizar comprobaciones de los resultados que ofrecían y, en resumen, os indico los resultados de mis pesquisas.

La Bomba de Calor Aerotérmica que este fabricante ofrece la compara con un equipo termosolar que ofrece las prestaciones requeridas por la norma, 50% cobertura de la demanda de ACS con sistema de apoyo mediante caldera de gas natural con rendimiento nominal 92%.

La demanda de energía de la vivienda para ACS es de 2.227,3 kwh/año. Y el resumen de los datos que aporta el estudio del fabricante  lo indico en la siguiente Tabla.

Datos indicados en estudio del fabricante
Generación ACS Solar apoyo caldera GN Aerotérmia
Energía empleada Gas natural Electricidad
Rendimiento/COP 0,92 3,10
Consumo energía final Kwh 1.210,49 718,48
Factor conversión  energía primaria no se indica no se indica
Consumo de energía primaria Kwh 1.769,28 1.767,80
Factor conversión emisión  KgCO2/Kwh energía final no se indica no se indica
Emisión CO2 Kg/año 370,31 271,41

 

Llama la atención, por una parte el estrecho margen por el que cumple con el requisito del consumo de energía primaria y por otra que no indique los coeficientes de conversión aunque sí indica el documento de referencia de donde están obtenidos, a la sazón una publicación del IDAE del 03/02/2014.

Puestos a comprobar,  miro los coeficientes de dicha publicación (propuesta de documento reconocido) que en realidad tiene fecha 03/03/2014 y los resultados los indico en la siguiente tabla.

Comprobación de resultados
Generación ACS Solar apoyo caldera GN Aerotérmia
Energía empleada Gas natural Electricidad
Rendimiento/COP 0,92 3,10
Consumo energía final Kwh 1.210,49 718,48
Factor conversión  energía primaria 1,19 2,08*
Consumo de energía primaria Kwh 1.440,48 1.495,88
factor conversión emisión  KgCO2/Kwh energía final 0,252 0,372*
Emisión CO2 Kg/año 305,04 267,28

*(coeficientes de paso corregidos, comentario de D. Ramón Quinteiro)

Resulta que sí se cumple el condicionante de la emisión de CO2 pero por un rango muy inferior al que ofrecen en su estudio, pero para nada se cumple el segundo condicionante del consumo de energía primaria, muy superior en el caso de la Aerotermia.

O sea que nos engañan. Raro, ¿verdad?

Además hay que tener en cuenta que el factor de conversión de emisión de CO2 para la electricidad es muy variable, depende del porcentaje de producción de electricidad con renovables (eólica, fotovoltaica, hidráulica, etc.), y esto a su vez depende de la climatología y el nivel de implantación de renovables en el país.

Por ejemplo un dato, nuestro querido programa de calificación energética Calener emplea un factor de conversión de CO2 para la electricidad de 0.649 kg CO2/Kwh. Si aplicamos este coeficiente de conversión, la emisión de la bomba de calor aerotérmica en nuestro caso estudiado  es de 466.30 kg/año, muy superior a la producida por el equipo de energía solar. O sea que si empleamos los criterios del programa que por imperativo legal tenemos que utilizar para obtener la calificación energética de las viviendas, no cumple ninguno de los criterios exigibles para ser alternativa a la producción de ACS mediante placas solares (termosolares).

Conclusiones. 

No me parece nada serio lo que está ocurriendo, la bomba de calor Aerotérmica es un buen elemento de ahorro energético, pero es muy discutible su equiparación a la energía solar térmica para producción de ACS.

Mucho menos serio me parece que no exista un procedimiento certificado exigible para su empleo en sustitución de la solar térmica, y que como se ha comprobado y el caso expuesto no es un caso aislado: los fabricantes adornan sus informes estupendamente, pero nos engañan.

No estoy  en contra ni mucho menos de la implantación de las bombas de calor aerotérmica en la producción de ACS. Es más, creo que su hibridación con fotovoltaica es la solución más eficiente posible junto con la de hibridación de geotermia y fotovoltaica.

Por desgracia el mercado se mueve a mucha más velocidad que las normas, y ahora mismo tenemos un hueco normativo por el que se está colando este producto, que vuelvo a repetir me parece un buen producto pero ni mucho menos equivalente a la producción de ACS mediante paneles termosolares.

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Comentarios

  1. Luis Fernandez Gutierrez  mayo 31, 2015

    Yo añadiría un dato mas. Me juego el cuello a que ese COP de 3.10 no es real. Es habitual que los fabricantes den esos valores conforme a EN 255 (derogada), y que ademas los den a temperaturas de impulsion inferiores a los 60º que el CTE establece como temperatura de consigna.

    Despues de haber hecho bastantes estudios, intentando obtener valeores de rendimiento estacional de bombas de calor aerotermicas, he llegado a la conclusión de que es practicamente imposible cumplir con una bomba de este estilo.

    Ahora bien, teniendo en cuenta que una instalación de aerotermia tiene un consumo muy pequeño y que ademas no requiere de un mantenimiento anual, como si lo hacen los paneles termicos, el coste para el cliente, no solo en la primera inversión, sino en el computo anual, es siempre mas bajo.

    Yo, como tecnico y en los casos de viviendas unifamiliares, tampoco acabo de ver claras las ventajas de los paneles solares termicos. Tienen un coste de instalación y manteniemiento elevado, son propensas a los fallos, y complicadas de gestionar para los usuarios.

    Una bomba de calor, se enchufa y a funcionar. Una avería se soluciona tan facilmente como la de cualquier eectrodomestico, y de cara al usuario, tiene nula comlicación. En caso de muerte del aparato es tan facil como cambiarlo por otro, con un minimo transtorno.

    Lo que me parece absurdo, es la imposicion de los dichosos paneles termicos. Mejor se preocuparía el gobierno de legislar para apoyar las renovables, que en el momento en que la cosa empezase a ser claramente rentable (y no es dificil), ya se encargarían los usuarios de darle impulso.

    Lo que no tiene ningun sentido es lo que se hace ahora mismo con las renovables, y luego para camuflar las buenas intenciones de ahorro energetico obligamos a poner paneles solares termicos.

    • Cecilio Torres  junio 1, 2015

      Gracias Luis Por tus comentarios, veo que no es de tu agrado la imposición legal de utilizar los paneles solares térmicos. Yo si estoy a favor de esta medida y ademas soy usuario de una instalación de solar térmica en vivienda unifamiliar desde el año 1992, que con un mínimo de mantenimiento realizado por mi, ha funcionado con una cobertura superior al 90% hasta hace unos meses, que la he tenido que cambiar por corrosión del acumulador. En las instalaciones en bloques de viviendas el mantenimiento es más complicado porque la instalación se complica, y sobre todo no existe un mínimo de control sobre las instalaciones. Resultado mucha instalación mal diseñada y mal realizada, el rey de los presupuestos siempre ha sido el mas bajo.
      Estoy de acuerdo contigo en que el futuro es de la hibridacion de la fotovoltaica con bomba de calor.
      Saludos.

  2. Domingo González Arias  junio 1, 2015

    En primer lugar enhorabuena a Cecilio por su artículo, estoy totalmente de acuerdo con sus apreciaciones y quiero aprovechar para hacer algunos comentarios. En segundo lugar disculpar si la redacción no es lo suficientemente explicativa, pero me falta tiempo y si embargo no quiero dejar de añadir mis apreciaciones al respecto.
    Soy el responsable de prescripción de un fabricante en la zona centro y continuamente tengo que explicar a los estudios la situación legal y técnica en la que nos encontramos.
    Lo que yo sé al día de hoy y en la CAM solo se puede justificar la sustitución de solar térmica por otra renovable que ahorre lo mismo o más de CO2 y energía primaria, en la parte que esta nueva renovable dedicada a agua caliente sanitaria (NO la dedicada a calefacción y a refrigeración). En este sentido para ACS y utilizando aerotermia NO salen los números y consecuentemente no es legalmente sustituible (en esa Comunidad Autónoma). Hago la observación que nosotros somos fabricantes tanto de un sistema como del otro y no nos condiciona el interés comercial sino la ética y la honradez en la información y asesoramiento (por lo menos es nuestra intención supeditado a nuestros conocimientos).
    En cuanto al punto 1 del artículo “coste económico” comento: el ratio del coste instalador por vivienda en edificios de nueva construcción de la energía solar (dependiendo un poco del tipo de esquema) cuando la caldera con energía convencional es de tipo individual, resulta menor de 1200,00 €/viv. incluso por debajo de 1000,0 €/viv. normalmente. Si queremos aportar ACS a través de una bomba de calor aire/agua tenemos que utilizar un intercambiador con serpentín potenciado para mejorar el rendimiento de intercambio, además nos saldrá en el cálculo un volumen importante para que acumule suficiente energía que aporte la producción que la vivienda demande (volumen útil), debido a que la temperatura del secundario (por ejemplo máximo 55 ºC) no debe superar un valor que permita a la bomba de calor un rendimiento aceptable (en este ejemplo la temperatura de primario no podrá ser menor de 60 ºC). pues bien es este caso el rendimiento estacional de la bomba de calor, considerando el factor multiplicador del Documento Reconocido legalmente establecido, difícilmente superará un rendimiento estacional de 2,7 (hay que ser realistas y salvo excepciones la tecnología utilizada en las bombas de calor por compresión eléctricas aire/agua individuales es muy similar). Lo cual aunque sea renovable no es suficiente para sustituir a la energía solar y además el interacululador resultante tiene un costo importante (mínimo de 150 litros vivienda tipo medio ó 200 litros).
    En el punto 4 “justificación”, hay que considerar los coeficientes de conversión de la electricidad Oficiales (y aquí habría mucho de que hablar respecto a si son los reales o no). El factor de conversión de energía final a primaria (kWh E.primaria /kWh E. final) de la electricidad convencional peninsular: valor Oficial al día de hoy = 2,61; valor según último borrador de Marzo del 2014 = 2,423; y valor que previsible será el Oficial que se aprobará = 2,368 . A pesar de este presuntamente favorecimiento hacia la utilización de la energía eléctrica, esta, en mi humilde opinión, aun no es la energía más rentable (salvo excepciones) para el calentamiento del agua sanitaria.
    Saludos.

    • Cecilio Torres  junio 1, 2015

      Gracias Domingo por tus comentarios. En el precio de instalación por vivienda me refiero a precio de contratación, por precio de coste si estará por debajo de 1.400 €/vivienda. de todas formas como bien dices influye mucho el esquema empleado, también si se emplean contadores individuales o no, en mi estimación tenia en cuenta el empleo de contadores individuales.

      Un saludo.

  3. Ramón Quinteiro  junio 2, 2015

    Buenas.
    Según el CTE-DB-HE4, la comparación de la Bomba de Calor con el Sistema de Apoyo al Solar Térmico hay que hacerlo con el consumo de Energía Primaria No Renovable, y según el documento de referencia de la publicación del IDAE del 03/02/2014 el factor de conversión E.primaria no renovable /E. final toma un valor para “electricidad convencional peninsular” de 2,082.

    Y para el factor conversión emisión KgCO2/Kwh energía final toma un valor para “electricidad convencional peninsular” de 0,372.

    Transcribo el apartado del BD-HE4 que hace referencia a este aspecto:

    “5. Para poder realizar la sustitución se justificará documentalmente que las emisiones de
    dióxido de carbono y el consumo de energía primaria no renovable, debidos a la instalación
    alternativa y todos sus sistemas auxiliares para cubrir completamente la demanda de ACS,
    o la demanda total de ACS y calefacción si se considera necesario, son iguales o inferiores
    a las que se obtendrían mediante la correspondiente instalación solar térmica y el sistema
    de referencia que se deberá considerar como auxiliar de apoyo para la demanda
    comparada.”

    En el citado apartado no se indica el tipo de energía del sistema de referencia auxiliar de apoyo del Solar Térmico.

    • Ramón Quinteiro  junio 2, 2015

      Por otro lado la justificación de consumo de energía final habría que hacerlo como mínimo para una estimación mensual de las necesidades energéticas para ACS o ACS y calefacción. Hay que tener en cuenta que las necesidades energéticas varían a lo largo del año al igual que lo hace la temperatura ambiente que afecta al COP de la Bomba de Calor, por lo que si estimamos el balance energético como una media anual estaríamos cometiendo un error bastante apreciable. Además la bomba de calor siempre necesita una acumulación y por lo tanto habría que ir jugando con los consumos punta (aproximadamente un 50% del consumo total para viviendas y hoteles, y un 30% para usos continuos como polideportivos).

      Mi opinión es que habría que comparar la Bomba de Calor con el mismo sistema de apoyo que la Solar Térmica, ya que normalmente el sistema de apoyo de las BC domésticas es una resistencia eléctrica.

      Un saludo.

      • Cecilio Torres  junio 2, 2015

        Hola Ramón, efectivamente tienes razón en las puntualizaciones de los coeficientes de conversión. Aplicando el factor de conversión de 2,08 de la electricidad no renovable, la energía primaria consumida en el ejemplo del articulo es de 1.495.88 kwh sigue siendo superior al consumo de energía primaria de 1.440,48 kwh del equipo solar térmico. En cuanto al coeficiente de conversión de Co2 apuntar que tal como se especifica literalmente en la publicación del IDAE de febrero de 2014, sobre las prestaciones medias estacionales de las bombas de calor y refiriéndose a la justificación a realizar cuando se empleen para sustituir a la energía solar térmica. ” Los coeficientes de paso que se utilicen en la elaboración de esta justificación para obtener la producción de
        emisiones de dióxido de carbono y de consumo de energía primaria debidos al consumo de energía eléctrica de la bomba de calor serán los publicados como documento reconocido” . En la actualidad el documento reconocido es el Calener, las demás publicaciones del IDAE son propuestas de documentos, pero no documentos reconocidos, y por lo tanto no deberían emplearse hasta su aprobación. Como se indico en el articulo el factor de conversión de Calener para el Co2 es muy superior y hace que no se cumpla esta condición para el uso de aerotermia. O sea que me reafirmo en el fondo de la cuestión, no se están haciendo las cosas bien, y la solar térmica sobre todo en las zonas soleadas del país me parece mucho mas sostenible que el empleo de bombas de calor aerotermicas para producción de ACS.
        Estoy de acuerdo en tus puntualizaciones de que el procedimiento de cálculo debería ser mas serio, la realidad es que no se está haciendo así, y si nadie lo impide puede acabar con el sector de la energía solar térmica para uso residencial.
        Un saludo y gracias por tus comentarios.

        • Ramón Quinteiro  junio 4, 2015

          Siguiendo con el comentario anterior, me he planteado realizar unos cálculos más precisos a nivel mensual considerando una estimación del COP de la bomba de calor en función de la temperatura y siempre haciendo referencia a datos de temperatura ambiente y de agua fría de red de fuentes contrastadas. Tener en cuenta que he considerado la temperatura ambiente exterior para la estimación del COP mensual, pero que realmente si la bomba de calor se ubica en el interior de la vivienda en un local no calefactado, las temperaturas a tener en cuenta para la estimación del COP serían un poco más elevadas y mejorarían los resultados.

          https://dl.dropboxusercontent.com/u/73661249/ER_BDC_RQN_Peninsula_Mayo15.pdf

          Como se desprende de los cálculos que he hecho, y que puede que no estén exentos de algún que otro fallo o que se puedan realizar con criterios diferentes, el resultado es que la eficiencia de la bomba de calor supera al del sistema de energía solar térmica considerando el mismo sistema de apoyo para ambos.

          Mi intención no es entrar en polémica, sino poner de manifiesto que para argumentar la validez de cada uno de los sistemas que se están comparando en un sentido u otro, hay que realizar unos cálculos un poco más precisos, y es aquí donde la profesionalidad del técnico entra en juego a la hora de justificar la eficiencia de los sistemas que proponga. Una vez justificada la viabilidad técnica de la solución, habría que justificar también la viabilidad económica de la inversión que se realiza al adoptar un sistema u otro.

          Un saludo.

          • Cecilio Torres  junio 5, 2015

            Hola de nuevo Ramón, veo que le has dedicado un tiempo importante a este tema y has desarrollado un método de cálculo con el que llegas a la conclusión de que la bomba de calor en el ejemplo adoptado aerotérmica cumple los criterios del CTE.
            Como llegas a conclusiones diferentes a las mías, no me queda más remedio que discrepar, razonadamente claro, no soy de planteamientos axiomáticos, si no, no sería ingeniero, mi deber es de ponerlo todo en duda, hasta mis propias convicciones.
            Te indico brevemente los puntos en los que discrepo.
            Creo que si cambiamos una instalación por otra, debemos comparar su funcionamiento energético lo más posible parecido a cómo será en la realidad. Cuando se instala una bomba de calor aerotérmica para ACS, no se instala un sistema de apoyo ni de gas natural ni de ningún tipo, la electricidad es lo suficientemente fiable para no necesitar apoyo.
            Hay además algunos desarrollos en el procedimiento que no veo claros:
            Entre la columna 17 y la 18 el factor de multiplicación debe ser 2,082 y no 1,19.

            La suma de la columna 21 ; 1.491,67 Kwh debería ser aproximadamente un 50% de la energía demandada 2.227.35 Kwh o sea alrededor de 1.113,7 Kwh si has considerado ese aumento como perdidas en el acumulador, también se debería considera para el caso del acumulador de la bomba de calor y no lo veo ( la suma de la columnas 11 y 13 es igual a la demanda).

            El paso de la columna 11 a la 17 no entiendo que coeficiente de paso hay y con qué criterio.

            Los coeficientes de paso que estas aplicando son de un borrador de documento reconocido, que no está aprobado, los únicos coeficientes de documento reconocido son los del Calener, que son más desfavorables en emisión de Co2, de hecho cualquier simulación en Calener con bomba de calor Aerotérmica da peor calificación que la alternativa con térmica Solar.

            Los coeficientes de paso de las publicaciones periódicas del IDAE varían en función de la producción de renovables a su vez en función de la climatología, con lo cual si se aplican los coeficientes de paso de estas publicaciones generaríamos instalaciones que cumplirían en un año y al siguiente no y con la misma máquina, absurdo no?

            Al igual que tu, tampoco pretendo entrar en polémicas, pero está claro que podemos llevarnos semanas intentando ponernos de acuerdo en un procedimiento de cálculo que fuera admisible para ambos, y no dejaría de ser una interpretación particular de dos técnicos sobre las normas.

            El mensaje de fondo que quiero dejar claro es que es un asunto de suficiente importancia, como para que se deje al arbitrio de cada profesional, debería haber un procedimiento certificable para los fabricantes, y exigible por las administraciones supervisoras. Y a partir de ahí comprobar que realmente es sustituible en determinada zona la solar térmica por la bomba de calor.

            Yo por mi experiencia y por mis cálculos soy de la firme opinión que en las zonas de mayor soleamiento (Sur de la península, arco mediterráneo, Canarias, etc) la solar térmica en viviendas unifamiliares es la solución más sostenible. Para viviendas en bloque con mas perdidas en distribución y dependiendo del sistema empleado, habría mucho para discutir.

            Muchas gracias por tu tiempo y tus comentarios, un saludo.

  4. Jose Antonio Fdez Abalde  junio 3, 2015

    Totalmente de acuerdo. En Galicia se estan implantando los mismos criterios erroneos que tu indicas, debido a la falta de criterio de los instaladores que estamos en el mercado.

    • Ramón Quinteiro  junio 8, 2015

      Hola Cecilio.

      Gracias por tus correcciones. Las prisas por adaptar a la Península el excel original que tenía preparada para Canarias me ha hecho equivocarme en los coeficientes de paso.

      Una vez corregidos éstos últimos, los resultados que arrojan es que el modelo de bomba de calor elegida no cumple en consumo de energía primaria no renovable como tu bien decías. Se ha actualizado el archivo antiguo con estas correcciones.

      https://dl.dropboxusercontent.com/u/73661249/ER_BDC_RQN_Peninsula_Mayo15.pdf

      En cuanto a las dudas que planteas de las fórmulas de las columnas te comento:

      La columna (21) = [100-Contribución solar mínima 50%] * [(6) Demanda Energética)] / [(16bis) rendimiento acumulador debido a las pérdidas] / [ 0,92 Rendimiento energético de la caldera de gas natural actuando como auxiliar de la solar térmica].

      Es decir, la caldera auxiliar de gas natural toma el agua a la temperatura del acumulador considerando las pérdidas energéticas del mismo.

      En el caso de la bomba de calor también se han considerado las mismas pérdidas:

      Columna (17) = [(11) Qusable] / [(8) COP] / [(16bis) rendimiento acumulador debido a las pérdidas].

      Las pérdidas de la caldera de gas natural actuando como sistema auxiliar de la bomba de calor son:

      Columna (19) = [(14) Aporte sistema auxiliar corregido por tener en cuenta el volumen útil considerando la estratificación del acumulador] / [ 0,92 Rendimiento energético de la caldera de gas natural actuando como auxiliar de la bomba de calor].

      Todas las pérdidas, ya sean en el acumulador o las debidas al rendimiento del sistema de apoyo, las considero en el consumo de energía final y no en las demanda energética.

      Como te comentaba al principio, aquí en Canarias se utiliza mayormente como sistema de apoyo para la solar térmica un termo eléctrico, dado que por una mala costumbre no se considera necesario poner calefacción en viviendas. Y como es lógico, al comparar un termo eléctrico con una bomba de calor los números entran muy holgadamente.

      En el caso que planteas en Madrid, con unas temperaturas más bajas en invierno, la justificación de la sustitución de la solar térmica por bomba de calor requiere afinar algo más los cálculos. Con esto quiero decir que, como bien comentas, se debe comparar su funcionamiento energético lo más posible parecido a cómo será en la realidad. Es por esto último, que he añadido tres columnas más (A, B y C) después de la columna (6), para considerar, en el caso de tener un volumen de acumulación superior al volumen de consumo ACS, el volumen residual de agua que queda a una temperatura superior al agua de red una vez que se ha producido el consumo de ACS. Además en el gráfico Anual de ACS se ha incluido esta reserva de energía residual del acumulador.

      En base a este nuevo planteamiento, y con las condiciones de temperatura en invierno para Madrid, para poder plantearse la sustitución de la solar térmica por una bomba de calor, es necesario considerar otro modelo de bomba de calor del mismo fabricante que tenga un volumen de acumulación mayor. Adjunto resultados del cálculo de este último caso.

      https://dl.dropboxusercontent.com/u/73661249/ER_BDC_RQN_Peninsula2_Mayo15.pdf

      Como se desprende de los resultados con esta bomba de calor con el doble de volumen de acumulación que la anterior y con un mayor COP, la EPNR energía primaria no renovable y las emisiones de CO2 son inferiores que la solar térmica.

      En cuanto a los coeficientes de paso a energía primaria y las emisiones de CO2 de LIDER-CALENER, no me queda claro que se refieran a la energía primaria no renovable (EPNR), es decir que están referidos a energía primaria total, renovable y no renovable juntas. Además de darlos por buenos hay que tener en cuenta que son datos del 2007 si mal no recuerdo. El estado debería de ir actualizando estos valores como máximo cada 6 meses ya que en teoría la proporción de renovables en la generación de electricidad cada vez es mayor.

      Si adoptamos los coeficientes de paso del CALENER la bomba de calor para climas fríos en invierno no cumple ni en consumo de energía primaria ni en emisiones.

      Por último es importante señalar que sea cual sea la propuesta del sistema energético elegido, es muy importante a la hora de decantarse por uno y por otro, la consideración de la viabilidad económica, ya que el binomio bomba de calor-fotovoltaica podría ser interesante en algunos casos, no arrojando unos períodos de amortización muy elevados.

      En mi opinión la solar térmica requiere de unos trabajos de mantenimiento más regulares que las bombas de calor, y mi experiencia en instalaciones de solar térmica que conozco en las que no hay un consumo continuado de ACS en épocas de vacaciones, es que terminan reventando por exceso de temperatura al no haber consumo y el mantenimiento ser deficiente.

      Bueno, espero no haberme extendido demasiado.

      Un saludo.

  5. jesus juan carrillo  julio 17, 2015

    Muy interesante el hilo de conversación. Os dejo un enlace al documento reconocido del RITE: http://www.minetur.gob.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/RITE/Reconocidos/Reconocidos/Prestaciones_Medias_Estacionales_Bombas_de_Calor.pdf
    No lo he visto en vuestras disquisiciones, y aclara el COP mínimo de la bomba de calor para ser declarado energía renovable según lo establecido en RITE y CTE. Para temperatura de condensación a 60ºC (ACS), el mínimo COP exigido es 5,23 (si fuera una instalación centralizada en zona climática A). No conozco ningún equipo del mercado con esos números.
    Espero que os sea de utilidad

    • Alejandro Barrio Sánchez  julio 6, 2016

      Hola Jesús. Ese 5.23 es para temperaturas de ensayo de 35ºC, que vayan a ser utilizados con una condensación a 60ºC. Tendrías que aplicar la corrección de *0.55 para tener el COP a 60ºC si el dato que te dan es con temperatura de ensayo a 35ºC. Y eso es lo que pone las tablas de ese documento.

      El caso es que los fabricantes suelen dar el COP directamente a 60ºC, para que el FP a utilizar sea 1. Y no liar a la gente con las tablas.

      Cuando tú ves que una bomba de alta temperatura de aerotermia dan el COP a 60ºC (y según marcas que yo haya visto rondan del 2 a 3,2 las más nuevas), tienes que hace el cálculo del SPF multiplicando el FP y el FC.

      Las bombas de aerotermia de alta temperatura de las mejores marcas sí cumplen éste aspecto.

      Otro tema es lo que están comprobando los compañeros, acerca de la comparación de gasto de energía o los Kg de CO2 entre solar y BC. Ahí hay mucho que hablar, y muy poco está bien definido.
      Se deja al criterio del técnico, y no debería ser así. Hay muchos factores que pueden influir en una u otra dirección.

  6. Alberto  agosto 28, 2015

    Buenas horas compañeros:

    Agradecer el foro abierto, donde he aprendido mucho.

    Al margen de los datos arrojados, que no he tenido tiempo de comprobar por mis medios, me gustaría simplemente dar mi opinión al respecto, como profesional del sector.

    me considero defensor del medio ambiente por encima de todo, y es por ello por lo que me inclino más por la solar térmica que por las BC para producción de ACS.

    Lógicamente y con mentalidad técnica, es cierto que debemos conjugar la parte económica con la solución más respetable con el medio ambiente (Puesto que este es el espíritu de la norma). Con respecto a esto, me refiero a que puede haber casos en los que la solar térmica es más eficiente energéticamente hablando, pero su elevado coste de instalación puede conducirlo a la inviabilidad económica.

    No se está teniendo en cuenta que las máquinas aerotérmicas necesitan un gas para su funcionamiento que es altamente contaminante. (En caso de fuga, que suele ser siempre el motivo de sustitución).

    Cierto es, como bien decía el compañero Quinteiro, que dependiendo de la zona climática y en concreto Canarias, donde no se utiliza en un alto porcentaje la climatización, se deba tener otros parámetros en cuenta. (Estacamiento de la s. térmica que provoca sobre temperaturas, que aunque hay elementos de disipación y expansión, siempre provocan averías con más frecuencia).

    Sin embargo, si que me gustaría hacer hincapié en dos tipos de instalaciones:
    1)Las residenciales unifamiliares
    2)Las centralizadas (Residenciales u hoteleras).
    En el primer caso es más discutible la viabilidad ecológica de un sistema aerotérmico frente al renovale-s. térmica.
    Pero en el segundo caso, donde hay que tener muchos factores en cuenta, me he dado cuenta en varios proyectos que han pasado por mis manos de grandes hoteles (De reforma y nueva planta), donde si procede aplicar el nuevo CTE-RITE, que han permitido la sustitución de la solar térmica por la aerotermia de alta temperatura.
    Sin saber cómo han justificado esto ante la administración pertinente, me parece una aberración tecnológica y un insulto a la inteligencia.
    Puesto que ningún caso, para una instalación hotelera de 500 habitaciones, se debe tener en cuenta que el apoyo a la solar térmica será una caldera de gas, (propano en el caso de Canarias), sino que se consideraría la propia aerotermia las máquinas de apoyo.
    Partiendo de esta base, no cabe sustituir esta tecnología por ninguna otra. (Salvo la fotovoltaica como apoyo en vez de s. térmica como fuente principal).

    Un grato saludo compañeros.

  7. Ana  agosto 29, 2015

    Buenos días,

    En primer lugar quiero agradecer tanto al creador sus reflexiones como los comentarios tan enriquecedores que han surgido a raíz de esta entrada. En los últimos meses me he encontrado con tener que presupuestar varias instalaciones en las que los arquitectos proponen en proyecto la sustitución de paneles solares por bomba de calor (manteniendo el sistema de apoyo) y, aunque yo creo firmemente que no se puede justificar de ninguna manera, me gustaría compartir algún ejemplo para saber vuestra opinión sobre el tema ya que veo que sois técnicos con gran experiencia en el sector.

    Pongo un ejemplo real:
    Edificio de 8 viviendas en Asturias, instalación de calderas individuales en cada vivienda.

    Justificación en la memoria del proyecto del arquitecto:
    “El Sistema de calefacción para el bloque de viviendas se lleva a cabo mediante la instalación en cada vivienda de una caldera de gas mixta mural con micro acumulación individual, […] El sistema de paneles solares térmicos para producción de agua caliente sanitario se sustituye por una instalación en la azotea de una bomba de calor aire agua o Aerotermia, con un COP estacional justificado de 2,59 por el método: Prestaciones Medias Estacionales de las Bomba de Calor. Esta bomba de calor Vaillant VWL 115/2A de 10,5 kW acumulará en un deposito multienergia de 300 litros ubicado en la planta baja de la edificación. Estos dos elementos formaran un circuito cerrado que intercambiara por medio de un intercambiador instantáneo la energía necesaria para la producción instantánea de hasta 25 litros por minuto. A continuación esta agua precalentada ira de forma individual a cada vivienda, siendo utilizado para la medida de consumo un contador de litros de agua. Una vez en la vivienda esta agua entrara en la toma de agua fría de la caldera para así poder modular la potencia necesaria a entregar por la misma. ”

    El propio arquitecto menciona que la bomba de calor es energía renovable justificándolo de la siguiente manera:
    Bomba de calor: COP de 4,4
    Zona C + equipo centralizado –> FP = 0,8
    Tª de distribución de 45ºC + ensayo del COP a 35ºC.–> FC = 0,77
    Por lo que dice literalmente:
    ” SPF = 4,4 x 0,8 x 0,77 = 2.7104 > 2,59 => RENOVABLE !!! Por tanto, la bomba de calor es renovable y podremos utilizarla para cubrir el porcentaje de demanda de ACS exigido por CTE a cubrir con energía solar térmica. Asturias supone un 30% de la demanda de ACS con renovables. ”

    Y listo! se queda tan ancho…

    A lo mejor es cosa mía, pero yo creo que esto es una auténtica aberración. No sé muy bien qué pretende, colocar una bomba de calor que produzca agua “precalentada” a 45ºC y luego hacer pasar ese agua precalentada por las calderas individuales… ¿es eso posible? ¿conocéis alguna instalación que haya sido registrada en industria con esas condiciones?

    Estudiaré con detenimiento los cálculos de Ramón Quintero a ver si puedo aplicarlos a esta instalación y comprobar esto.

    Por otro lado me llama la atención que pretendan suplir la contribución de renovables con un depósito de 300 litros puesto que el Documento del IDAE deja claro que se deberá corregir el volumen de acumulación a razón de la temperatura de acumulación, para este edificio la ocupación son 19 personas a razón de 28 litros resulta un consumo de ACS a 60ºC al día de 532 litros (si corregimos esto con la fórmula del CTE para 45ºC dan cerca de los 800 litros)…

    Por cierto, comentar que no es el único caso que he visto, ya han pasado por mis manos varias propuestas de este estilo aunque aún no he visto o sabido de ninguna que haya sido legalizada.

    También se que se está comenzando a hacer con las bombas de calor a gas, estas parece que tienen mayor eficiencia y sí que permiten sustituir los paneles solares quedando una instalación, por mencionar un ejemplo real que se está ejecutando a día de hoy, una sala de calderas convencional con sus calderas a gas y apoyo mediante bomba de calor a gas.

    Agradecería cualquier opinión al respecto.

    Saludos,

    • Jose  septiembre 11, 2015

      Buenas Tardes, os dejo los números y me salen OK en La Coruña y el coste del equipo con instalación 2.200 + iva.
      Un saludo

      Justificación de la bomba de calor PST AT 250i es renovable y cumple con el CTE apartado HE 4, contribución mínima de ACS en una vivienda de 3 dormitorios en La Coruña.

      Bomba de calor renovable, COP estacional superior a 2.5

      (COP nominal 3.3 de la bomba de calor PST AT 250 i, obtenido de su ensayo según la norma UNE-EN 16147)

      Para determinar el SPF (cop estacional) del aerotermo, precisamos conocer el factor de ponderación (FP) y el factor de corrección (FC)
      El (FP) se obtiene de la tabla 4.1 conforme a la zona climática correspondiente (La Coruña) y al tipo de bomba de calor empleada (aerotermia centralizada).
      La ciudad de La Coruña es de severidad climática (C) tabla b.1 zonas climáticas y el tipo de bomba de calor es aerotermia centralizada por lo que el factor de ponderación que le corresponde es 0,80 (tabla 4.1)
      La temperatura de preparación del ACS es de 55º C y el COP nominal del equipo se ha obtenido a 55º por lo que el factor de corrección no debe corregir (1) según la tabla 4.2
      Aplicando la formula para la determinación del rendimiento estacional tenemos:

      SPF = COP nominal x FP x FC = 3.3 x 0.80 x 1 = 2.64

      El resultado 2.64 es superior a 2.5 y por tanto se puede considerar renovable.
      El porcentaje de energía renovable se obtiene:
      % ERES = Qusable x (1-1/SPF) = Qusable x (1-1/2.64) = 0.62%
      % ERES = 62% de Qusable

      Justificación de la contribución de energía renovable para la producción de ACS en función de la zona climática y de la demanda.

      El documento básico HE-1 determina las zonas climáticas en la Península Ibérica, tablas b.1 y b.2.
      Zonas A, B, C, y D, zona cálida europea.
      Zona E, zona media europea.

      El documento HE-4 del CTE establece un porcentaje de renovable para la producción de ACS en función de la zona climática y de la demanda, ( tabla 2.1 contribución solar).
      Las zonas climáticas están detalladas por población en el documento ( DA-HE-4 zonificación climática en función de la radicación solar)
      La Coruña está en zona climática C-1 por tanto cálido y tenemos que aportar una contribución mínima de ACS del 30% (tabla 2.1).
      La demanda de ACS para el cálculo está indicada en la tabla 4.1 del documento HE-4, en función del uso del edificio, la temperatura de referencia 60ºC y consumo de 28 litros / día por persona.
      El ACS de la bomba de calor se distribuye a 55ºC y como la temperatura de referencia es a 60ºC hacemos el cálculo:

      (60-Ti / T- Ti) = Di (60) x 50º/45ºC = Di (60º) x 1.11
      28 litros a 60ºC equivalen 28 x 1.11= 31.08 litros a 55ºC.

      El cálculo de la demanda se determina en función de los dormitorios de la vivienda ( DB-HE-4) en edificios en función de las viviendas, tabla 4.3.
      En este caso la vivienda tiene 3 dormitorios y esta en La Coruña, la bomba de calor PST AT 250i, tiene un SPF = 2.64 por tanto tiene consideración de renovable.

      En primer lugar tenemos que determinar que energía se necesita para la vivienda de tres dormitorios.
      La demanda son 28 litros/día a 60ºC por persona, en nuestro caso son 31.08 litros/día, puesto que distribuimos el ACS a 55ºC.
      Para tres dormitorios se considera una ocupación de 4 personas, tabla 4.2.
      Por tanto la demanda será:
      4 personas x 31.08 litros = 124.32 litros/día.

      La energía útil diaria para producir la demanda será:
      E útil = consumo ACS x (salto térmico) x 1.16
      Donde 1.16 es el calor especifico del agua Wh/ litroºC
      La temperatura media del agua en La Coruña es de 12ºC

      E útil = 124,32 x ( 60 – 12 ) x 1.16 = 6.922 Wh
      Las necesidades anuales serán:
      6.922 Wh x 365 / 1000 = 2.526 kWh

      El aporte en la zona climática 1 ( La Coruña) es de un 30% por tanto el ahorro de referencia que tendría la instalación solar sería:
      E útil ahorrada = 30% de 2.526 = 758kWh
      Este dato deberá ser la cantidad de energía renovable que nos debe aportar al sistema térmico la bomba de calor para poder sustituir a la instalación de energía solar térmica para producción de ACS.

      Calcular el aporte de renovable de la bomba de calor

      El calor útil de la bomba de calor, Qusable = Hhp x Prated donde Hhp es el numero de horas equivalente al funcionamiento de la bomba de calor y Prated es la potencia de la bomba de calor instalada.

      Para la zona climática cálida el aporte de horas será 1.170 horas ( cuadro 1, decisión de la comisión 1 de marzo 2013)

      La potencia nominal del aerotermo es de 2.052 kW y 1.170 horas de funcionamiento equivalente a su potencia nominal:
      Qusable = 1.170 x 2.052 = 2.400 kW
      Con el dato de calor útil estimado por la bomba de calor, 2.400 kWh y con el dato de rendimiento estacional 2.64, aplicamos:

      ERES = Qusable x ( 1-1 / SPF )
      ERES = 2.400 x ( 1 -1 / 2.64 ) = 1.409 kWh
      Por tanto la bomba de calor aporta 1.490 kWh de energía renovable.

      El aporte en la zona climática 1 ( La Coruña) es de un 30% por tanto el ahorro de referencia que tendría una instalación solar sería:
      Eútil ahorrada = 30% de 2.526 kWh = 758kWh

      Como la instalación debía tener una contribución de renovable para producción de ACS de 758 kWh y la bomba de calor aporta una cantidad de energía renovable de 1.490 kWh se deduce que puede sustituirse la instalación de energía solar térmica.

      Aplicación de contribución solar según el RITE

      Método simplificado
      Método alternativo ( menor consumo energético, energía primaría y menor emisiones de CO2). El diseñador deberá justificar su cumplimiento.

      Para determinar la energía primaría ahorrada y emisiones evitadas se toma una instalación de referencia alimentada con gas natural, con rendimiento del 92% tal como recomienda el reciente documento HE 0 del CTE.

      Calculamos la energía final ahorrada utilizando una instalación de gas de referencia, rendimiento medio 0.92
      E final = E útil / rendimiento medio
      E final = 1.490 / 0.92 = 1.619 kWh
      Una instalación de gas tiene un coeficiente de paso de:
      EP / EF : 1.190
      Emisiones CO2 / EF : 0.252 kg CO2

      Por tanto la energía primaría ahorrada son:
      1.619 x 1.190 = 1.175 kWh
      Y emisiones de CO2 evitadas
      1.619 x 0.252 = 249 kg CO2

  8. Francisco Artacho  enero 24, 2016

    Buenas, vaya foro, enhorabuena por vuestros conocimientos. Yo solo soy un usuario Y tengo una duda que espero podáis solucionarme.
    Mi casa es en dos plantas y tiene unos 200 metros totales. Quiero poner aerotecnia para calefacción y refrigeración en suelo radiante. Y ACS por placas solares con ayuda eléctrica independiente de la aerotermia. Os parece bien o sería mejor poner también el ACS por la aerotermia.

    Gracias

  9. igor  marzo 31, 2016

    Para una instalación en un colegio de la zona norte teniendo en cuenta que la época donde más puede aprovechar la energía de los colectores solares va a estar innutilizada¿que sistema recomendariais?

  10. Anónimo  mayo 12, 2016

    No me queda claro si según el manual del IDAE, se permite o no, que para la aerotermia se utilice una temperatura de acumulación inferior a 60º, con lo que daría un Factor de Corrección mejor. Por ejemplo, el desarrollo que ha hecho José, se basaba precisamente en poder seleccionar una temperatura de acumulación de 55º.

    Por un lado, pone en negrita que NO se permite. Pero por otro lado, le sigue a ese párrafo una tabla en el que se indican los factores de corrección en función de las temperaturas.

    ¿Alguien podría comentar sobre esto?

  11. Damian  junio 14, 2016

    ¿Y qué os parece la posibilidad de instalar paneles fotovoltaicos en vez de térmicos y alimentar a la aerotermia con la energía eléctrica generada?

  12. Candido Villanueva  julio 3, 2016

    Enhorabuena por el foro y por todos los comentarios que han mencionado.
    Veo que mucho de vosotros deben de ser proyectistas/ingenerios/arquitectos. En mi caso soy ingeniero especilizado en el mantenimiento.

    Como bien comentais, se esta implantando con facilidad instalaciones de aerotermia, muy extentida como hidrokits/hidroboxs.

    Francamente yo discrepto que sea mas eficiciente en emisionea de co2 respecto la solar termica mediante paneles.

    Me surge varios recelos de la aerotermia versus solar termica.

    Por una parte y la mas importante para mi es el sistema que se esta instaurante de hidroboxs junto energia auxiliar tipo resistencias electricas, visto desde el punto del mantenedor veo puntos muy criticos, por ejemplo una instalacion que mantengo tiene el sistema antes mencionado, no es una vivienda, se trata de un hotel. El primer problema que veo es que si alguna equipo tiene alguna averia todo el sistema no funciona y ademas no menos importante, por normativa del RD 965/2003, referente al cumplimiento legal de Legionella, el ACS en la acumulacion debe de estar como mínimo 60 grados de temperatura. Con lo cual en caso de fallo del sistema hidroboxs, la produccion de ACS mediente el sistema mencionado es insuficiente. En cambio un sistema de produccion de ACS mediante placas solares, acumulador precalentado mediante este sistema y con energia auxiliar mediante calderas gas, es mucho mas sencilla de mantener y bajo mi punto de vista mucho mas efectivo para poder porducir ACS instantanea.

    Hecho de menos en estos foros comentarios de ingenerieros especilaidados en mantenimiento ya que veo muchas instalaciones que teoricamente estan perfectamente proyectadas y ejecutadas que despues se olvidan que sufriran fallas y se le “olvidan” que en caso de falla como se conseguirá el cumplimiento legal.

    Muchas gracias a todos por este foro y todos los comentarios que habeis aportado.

  13. José Luis Pérez Plaza  julio 18, 2016

    Quería agradecer los comentarios relativos a la obligatoriedad de la instalación de paneles solares para la generación de ACS y la tendencia a sustituir estos equipos por bombas de calor aerotérmicas.

    Realmente, yo también veo las ventajas que ofrece la aerotermia en instalaciones colectivas. Sin embargo, no entiendo como se pueden tramitar cédulas de habitabilidad. ¿De qué forma se puede hacer la aerotermia compatible con la instrucción IT 1.2.4.6 del RITE, en la que no abre la posibilidad a otro tipo de energía que no sea solar para la generación de ACS?

  14. aerotermia  marzo 26, 2017

    Sin duda en el articulo he encontrado unos buenos consejos. Gracias

  15. Indignado  mayo 9, 2017

    TOTALMENTE de acuerdo, alguien lo tenia que decir, la mentira de la AEROTERMIA. Da pena que siempre seamos iguales, y en especial los españoles. Vivir para mentir. La AEROTERMIA no tiene nada absolutamene de renovable, es una bomba de calor de toda la vida

  16. empresa geotermica  mayo 11, 2017

    Has dado en el punto con este post , realmente creo que esta web tiene mucho que decir en estos temas . Volver pronto a vuestra web para leer mucho ms , gracias por esta informacin .

  17. reformar casa  junio 15, 2017

    Os adrezco el compartir con todos nosotros toda esta practica informacin. Con estos granitos de arena hacemos ms grande la montaa Internet. Enhorabuena por este blog.

    Saludos

  18. estudiar ingles en canada  junio 16, 2017

    Interesante articulo . Aprendo algo con cada blog todos los das. Siempre es estimulante poder disfrutar el contenido de otros bloggers. Osara usar algo de tu blog en mi blog, naturalmente pondr un enlace , si me lo permites. Gracias por compartir.

  19. Fran  junio 24, 2017

    La información de esta entrada me resulta muy útil. Actualmente estoy interesado en adquirir vivienda nueva en Valencia capital y me resulta sorprendente que casi todas las nuevas promociones apuesten por la aerotermia. La mayor parte de información que encuentro en la red expone los beneficios de este sistema, pero ¿realmente es un sistema tan eficiente como se pretende hacer ver? La potencia eléctrica a contratar y el consumo deben ser elevados, ¿aún así compensaría a la combinación de placas solares térmicas + caldera de gas de condensación? Tanto el aspecto económico como el medioambiental son importantes para mí. Agradecería que algún experto me respondiese.

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