Avances tecnológicos en la climatización hacia el consumo nulo o cero en los edificios

El próximo texto del Código Técnico de la Edificación (CTE) recogerá el mandato impuesto por la Directiva EPBD 2010/31 relativa a la eficiencia energética de los edificios, que señala que a más tardar el 31 de diciembre de 2020, todos los edificios nuevos sean edificios de consumo de energía casi nulo. El borrador, ya publicado, del Documento Básico DB-HE del citado CTE, establece una limitación muy importante en el consumo energético en los edificios, lo que conllevará una elevada calidad tanto del edificio en sí, en cuanto a muy bajos coeficientes de transmisión de los cerramientos, impermeabilidad de la envolvente térmica y de los huecos, etc., como los de todas sus instalaciones, en las que los sistemas habrán de ser altamente eficientes.

En relación a la climatización de los edificios, Manuel Herrero, adjunto a Dirección de la Asociación de Fabricantes de Equipos de Climatización (Afec), explica que estas premisas van a ocasionar:

-Una reducción de las cargas térmicas que haya que combatir, y con ello la de la demanda energética debida a la climatización.

-La disminución de la potencia necesaria de los equipos de climatización que, unida a su creciente eficiencia, traerá como consecuencia un menor tamaño de los equipos y de las instalaciones de climatización y, con ello, una disminución de sus servidumbres en cuanto a acometidas, conducciones, etc.

-Una mayor relevancia de la demanda de ACS frente a la de calefacción, al no depender la primera de cargas externas, sino prácticamente solo de la ocupación.

“Paralelamente, asistiremos a una disminución paulatina del uso de los combustibles fósiles en favor de las energías renovables y de la electricidad como fuente energética utilizada para la climatización”, apunta Herrero.

Rápida y constante evolución

Los cada vez más exigentes requisitos legislativos, así como la propia demanda de la sociedad, cada vez más sensible a la protección medioambiental, “están motivando que los equipos de climatización evolucionen rápidamente hacia soluciones más sostenibles, tanto en lo que respecta a su diseño como a sus prestaciones, apoyados en mejoras tecnológicas”. Éstas pueden agruparse de manera esquemática, según Afec, en torno a:

Las bombas de calor cumplen los requisitos necesarios para lograr EECN, tanto en lo relativo a su funcionamiento, a causa de su propia naturaleza (intercambian calor con fuentes renovables), como en lo relacionado a su integración en los sistemas de estos edificios

-La inclusión de sistemas de modulación de la potencia y de control de capacidad, adaptando la carga a la demanda térmica de cada momento, que implica tanto al accionamiento de compresores como al de bombas de agua y al de ventiladores. Ello ha supuesto reducciones muy elevadas en los consumos, así como una ampliación de los rangos de funcionamiento muy importantes, además del incremento de la vida de los equipos y la mejora de las condiciones de confort en la climatización, entre otras ventajas.

-Las avanzadas prestaciones de los sistemas de regulación y control propios de las máquinas, con nuevos sistemas de gestión de múltiples parámetros de todos sus elementos funcionales y comunicación con elementos externos pertenecientes a la instalación y con sistemas BMS (Building Mangement System).

-La capacidad de integración entre diferentes sistemas de climatización, con la aparición práctica de sistemas híbridos, y la mejora del interface con elementos terminales de baja temperatura, tales como los sistemas radiantes.

Sistemas combinados con bombas de calor

Las bombas de calor cumplen los requisitos necesarios para lograr EECN, tanto en lo relativo a su funcionamiento, a causa de su propia naturaleza (intercambian calor con fuentes renovables), como en lo relacionado a su integración en los sistemas de estos edificios, gracias a su avanzada tecnología y a su capacidad de regulación, control y comunicación, ofreciendo las mejores alternativas para la climatización.

En relación a esa integración, Manuel Herrero destaca que cada vez ocupan un papel más destacado las bombas de calor multitarea, que “permiten atender las necesidades de climatización y de producción de agua caliente sanitaria (ACS) y que, a causa de su versatilidad y a su capacidad de transferir calor a diferentes temperaturas, pueden combinarse con otros sistemas de producción de energía de una manera muy efectiva. Si estos otros sistemas con los que trabajan conjuntamente son también renovables, como es el caso de los que hacen uso de la energía solar, se obtienen resultados extraordinarios desde el punto de vista de la eficiencia energética”.

Desde Afec, explican que, por un lado, su combinación con colectores solares térmicos permite complementar la producción de ACS en aquellos momentos en los que los citados colectores no cubren la demanda total, puesto que, en las citadas bombas de calor, la producción de ACS en general supone solo una fracción de su producción, y pueden generarla en cualquier momento, sea cual sea el régimen en el que estén funcionando, refrigeración o calefacción, y con una máxima eficiencia. “Numerosos fabricantes de equipos de climatización ofrecen soluciones combinadas de bomba de calor y colectores solares térmicos, que se benefician de las sinergias entre ambos sistemas (aprovechamiento de elementos comunes, facilidad de montaje y de uso, un solo proveedor, etc.), y permiten un dimensionamiento óptimo del conjunto”.

Por otro lado, la climatización con sistemas combinados de bomba de calor multitarea y paneles solares foltovoltaicos (PVs) supone una de las soluciones más eficaces, en opinión de Afec, tanto desde el punto de vista energético como del de aprovechamiento de los recursos, ya que la energía procedente de los PVs, de carácter 100% renovable, destinada a alimentar a la bomba de calor, se multiplica por el SPF (Factor de Rendimiento Medio Estacional) de la bomba de calor (mayor de 2,5) para obtener la energía térmica útil.

Asimismo, desde el punto de vista del funcionamiento, la tecnología inverter, de la que está dotada la mayoría de los equipos BdC, les permite adaptarse a la energía suministrada por los citados PVs gracias a su capacidad de modulación, pudiendo regular su potencia, absorbida y entregada, en función no solo de la demanda de climatización de los espacios, sino también de la disponibilidad de energía eléctrica, pudiendo, por ejemplo, actuar como sistemas de acumulación térmica en los momentos en los que se tiene exceso de capacidad disponible.

Otro elemento adicional a considerar de estos conjuntos, según Afec, es que en épocas estivales, en las que se produce una demanda de refrigeración muy condicionada por las cargas externas debidas a la radiación solar y a la transmisión a través de los cerramientos por altas temperaturas exteriores, el ahorro energético cuando funciona en modo refrigeración es elevadísimo, puesto que la capacidad de producción eléctrica de los PVs, dependiente de la radiación solar, tiene el mismo signo que la citada demanda.

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