La importancia de la bomba de calor en la descarbonización de edificios

Visión del mercado actual de bombas de calor para residencial

Marta San Román, directora de AFEC, ha sido la encargada de abrir la jornada con su ‘Visión del mercado actual de bombas de calor para residencial’. En este texto reproducimos su exposición.

Estamos en un contexto bastante dinámico, convulso. Estamos preparados para adaptarnos cada vez más. Durante la pandemia, este sector de la climatización tenía que servir a sectores esenciales como hospitales, transporte, que seguía siendo básico, y tenemos que seguir con ello. Estamos en medio de políticas de descarbonización y hay tres objetivos que llevamos hablando de ellos muchísimo tiempo. No es nuevo.

Reducir el consumo energético, aumentar el uso de renovables y reducir las emisiones de carbono. Hay una variable nueva que sí que es reciente. Después de la pandemia, fomentar más unos fondos europeos que nos tienen que ayudar a esa recuperación. Los fondos se llaman Next Generation, nueva generación. No habla de una nueva generación de personas, más que de recuperación deberíamos hablar de generación, de generar nuevos modelos.

¿Qué ocurre en Europa? Se habla de renovables, de los planes nacionales como el plan nacional integrado de energía y clima, de eficiencia energética, de diseño ecológico. Los fabricantes de equipos de clima tienen unos requisitos continuamente cambiantes y cada vez más agresivos y exigentes de mejorar los equipos en términos de diseño ecológico. El diseño ecológico no es solo la eficiencia energética, es la huella de carbono que deja desde la cuna hasta la tumba. O sea, desde que se empieza a generar, incluidos los costes de I+D, hasta que es un residuo y hay que desecharlo de forma responsable.

Hablamos de taxonomía, que es un reglamento para el buen uso de la financiación de fondos europeos mediante el cual hay que asegurar que esa financiación va a proyectos que no van a dañar el medio ambiente. Y hay unas reglas también que aparecen en ello y hablamos de un acrónimo, HVAC, calefacción, aire acondicionado, ventilación y refrigeración. Es una transformación contra el cambio climático porque se invierten demasiados recursos, a veces ineficientes, y llevamos de transformación muchos años y va a ser cada vez mayor y más rápido y es un entorno complejo.

Otro acrónimo, VUCA. Viene de volatilidad, incertidumbre, complejidad y ambigüedad. Ese es el entorno en el que nos movemos, volatilidad de precios, riesgos de los suministros, problemas en el transporte, unos precios de coste energético que no se sabe lo que va a ser mañana. En todo eso nos tenemos que mover, aparte somos agentes muy diversos.

Todos tenemos que convivir con esos objetivos comunes de descarbonización pero luego con unos objetivos personales, individuales y personales y profesionales que son muy diversos y que a veces no siempre están alineados. Da igual, la descarbonización es lo primero.

Puedes ver toda la jornada en el siguiente vídeo: 

El sector español de la climatización mueve unos 2.000 millones de euros. Emplea como a unas 13.000 personas. Esto es sectorial. incluye datos sectoriales, no solo de fabricantes.

Son muy importantes. Lo que te dicen los políticos: sin datos, no hay mercado. Ayudamos a los políticos que diseñan las ayudas y articulan esos fondos para que puedan llegar a algún sitio.

Un 76% del mercado de la climatización son equipos de climatización bombas de calor y bombas de calor de generación de agua caliente sanitaria. De ese 76%, el 60% va a residencial y doméstico y pensamos que la mayoría de las ventas de bombas de calor van a obra nueva. ¿Dónde está el gran reto? En rehabilitación. Y dentro de rehabilitación, ¿dónde está el gran reto en edificios? En edificios multi viviendas porque hay barreras técnicas, culturales, dificultades económicas…

Estos son datos de 2021. Se vendieron en toda Europa 2,2 millones de bombas de calor y hay 17 millones de unidades instaladas, pero resalta el salto tremendo que hubo en 2021 frente a 2020, un 34% más de bombas de calor instaladas ¿Por qué? Lideraron mucho tres países, en ese momento todavía con fondos propios de cada país. Fueron Francia, Alemania e Italia. Con esfuerzo aprendiendo para impulsar mediante libros y subvenciones las bombas de calor y el salto fue notorio. En algún caso en cuanto se acabaron las subvenciones se para esa progresión casi logarítmica y va un poquito más lento

Se espera todavía muchísimo más subida en el futuro y el objetivo, según los planes de Europa para no depender del gas de Rusia, tenemos que llegar a 30 millones de bombas de calor en Europa.

Resaltar que la mayoría en estos momentos son aerotermia, aire agua y aire aire. ¿Qué va a pasar en el futuro? Hay mucha legislación, estamos pendientes de que no se prescriba tecnología porque debe garantizar neutralidad tecnológica y además no poner barreras al mercado, adaptación de las empresas y hay mucha incertidumbre, sí, pero estamos preparados.

¿Cuáles son los principales retos?

Hay un montón de cosas que están pasando y se repiten. Aumentar la eficiencia energética, la importancia de los sistemas de regulación y control, una vigilancia de mercado, evitar el intrusismo, legalizar algunas actuaciones, el ajuste normativo de refrigerantes…

¿Cuáles son los principales retos? La renovación sobre todo multi-vivienda, agilizar ese uso de los fondos europeos y soluciones integrales, la visión holística de cómo acometo todo eso y quiero resaltar la constante evolución tecnológica, conectividad y sistemas de regulación y control, hibridación de tecnologías y soluciones más eficientes y sostenibles.

Cuando hablamos de Confort no es solo el térmico, también es el acústico y de calidad de aire. Toda esta innovación y esta tecnología debe recordar siempre que la calidad de aire va a ser obligatoria.

Refrigerantes, ajuste normativo. Hay refrigerante fluorados y no florados. Cada uno tiene sus peculiaridades, lo que está claro es que los fluorados de un pca, de potencial calentamiento atmosférico alto, producen calentamiento atmosférico y habrá que ir reduciendo su uso y su consumo. ¿Cómo se hace? Hay una dinámica de mercado ya conocida mediante legislación, impuestos y un reglamento de f-gas.

Los no fluorados. Los naturales hay dos, el aire y el agua, pero todavía no es una tecnología madura ni eficiente. Podrá evolucionar, se están haciendo pruebas y se investigan. No sabemos dónde nos llevarán, pero hay otros como el CO2, los hidrocarburos, el propano, el isobutano y el amoniaco que se están empezando a usar ¿qué cuidado hay que tener aquí? el cuidado que hay que tener es que tienen características diferentes. Alguno tiene presión demasiado alta para trabajar en condiciones normales, otros son altamente inflamables y otros tóxicos. Hay que utilizar otros protocolos de seguridad y aprovechar de sus bondades que como refrigerantes son muchas.

El PCA es una de las patas que se utilizan para escoger un refrigerante. Un refrigerante tiene que ser sostenible, económicamente viable y tiene que ser seguro y aparte de esas tres patas, por supuesto eficiencia energética y protecciones. Dentro de la parte del impacto ambiental y las emisiones, hay emisiones directas y las indirectas Cuanto más bajo sea el pca, mejor para minimizar esas emisiones por eso es importante buscar siempre los que menos pca tengan. El gas se está empezando a retirar en la legislación europea y hay ocho países que tienen fecha de caducidad para las calderas de gas.

Como resumen bomba de calor: Es una tecnología madura, está disponible. Sigue avanzando, sigue habiendo innovaciones. Es un mercado en alza que está apoyado por la Unión Europea. Hay fabricación en Europa y muchos fabricantes que están invirtiendo en aumentar la capacidad y las prestaciones y hay confianza a largo plazo porque estos plazos son a 2050, o sea, son oportunidades de negocio, de formación y de empleo.

Diseño y validación experimental de una bomba calor dual con refrigerante Propano

Ponencia de Xabier Peña (Tecnalia)

Conclusiones

La bomba de calor dual (trabajando en condiciones de diseño, 4200 rpm)

-En modelo Heating Aire-Agua (Aire Ambiente 7 ºC -Retorno de agua al SCHX: 40 ªC)

           1 Prototipo: Potencia calefacción 9,1 KW, COP 3.2                            15% subida

           2 Prototipo: Potencia calefacción 10,7 KW, COP 3,8                          15% subida

-En modo Heating Agua-Agua (Retorno boreholes: 7 ºC– Retorno de agua al SCHX: 40ªC):

           1 Prototipo: Potencia calefacción 9.3 KW, COP 3.3                           15% subida

           2 Prototipo: Potencia calefacción 10,6 KW, COP 3,9                         15% subida

-En modo Heating Aire-Agua (Aire ambiente 7ªC -Retorno de agua al SCHX: 40 ºC):

            1 Prototipo: Potencia calefacción 9,1 kW, COP 3.2                        15% subida

            2 Prototipo: Potencia calefacción 10,7 kW, COP 3.8                      15% subida

-En modo cooling Aire-Agua (Aire ambiente: 35 ºC – Water supplpy SCHX; 12 ºC):

             1 Prototipo: Potencia refrigeración: 9,85 kW, EER 3.5 & 2 Prototipo: Potencia refrigeración 9,81 kW, EER 3.6    

-En modo Heating Agua-Agua (Retorno boreholes: 7 ºC -Retorno de agua al SCHX:40 ºC):

             1 Prototipo: Potencia calefacción 9,3 kW, COP 3.3                   15% subida

             2 Prototipo: Potencia calefacción 10.6 kW, COP 3.9                 15% subida

-En modo cooloning Agua-Agua (Retorno boreholes: 30 ºC -Retorno de agua al SCHX: 12 ºC):

             1 Prototipo: Potencia refrigeración 9.45 kW, EER 4.1 & 2 Prototipo: Potencia refrigeración 9.53 kW, EER 4.1

-En modo Heating Agua-Agua (Retorno boreales: 30 ºC -Retorno de agua al SCHX: 61 ºC -impulsión: 69ºC):

             2 Prototipo: Potencia calefacción 11.4 kWw COP, 2,8

Controles inteligentes para bombas de calor: Aplicación a dos casos de estudio

Alba Colet y Thibault Pena, del Instituto de Investigación de Energía de Cataluña

Conclusiones

• Los resultados apuntan a que el control avanzado permite conseguir ahorros económicos de al menos 10%
• Con el sistema dual, el controlador siempre elige la fuente más eficiente.
• El AEMS aprovecha al máximo el exceso de generación PV local
• Mediante una optimización económica se consigue desplazar una parte de la demanda, para que esté cubierta por renovables
• Así, el control avanzado contribuye a descarbonizar la energía usada durante la operación de los edificios multi-familiares

Sistema innovador de BC en cascada para viviendas multifamiliares

Jon Iturralde (Tecnalia)

El concepto HAPPENING aúna los beneficios de los sistemas centrales e individuales:

• Gracias al desacople entre la generación y el consumo, dado por los 2 niveles de generación de calor con acumulación intermedia, los controles inteligentes podrán optimizar el COP de la BC central y maximizar el consumo de energía generada localmente (fotovoltaica), por ejemplo, acumulando agua caliente en las horas centrales del día,
• Reducción drástica de las pérdidas de calor gracias a la distribución a baja temperatura.
• El COP de las bombas de calor individuales será muy alto y constante, gracias al anillo de agua atemperada,
• Versatilidad, cada vivienda puede optar por la configuración que mejor se adapta a sus necesidades e intereses.
• Escalabilidad, demostrada gracias a los 3 pilotos del proyecto, diferentes en tamaño, clima y regulación.

Modelo ESE de Rehabilitación Integral Energética de Edificios

Iván Madrigal (director de Comunicación y Relaciones Institucionales de EOS Energy)

Ha explicado que son una empresa que acomete proyectos de Rehabilitación Integral de Mejora de Eficiencia Energética de Edificios. En EOS Energy Rehabilitación tienen estructurado un Modelo de Rehabilitación Integral en el que, gracias a su financiación y garantía de ahorros de las medidas implementadas, pueden ofrecer Rehabilitar sin derramas, de tal manera que no se paga hasta que terminen las obras.