OPINIÓN: Prototipo experimental para la climatización de edificios basada en fuentes renovables

La necesidad de reducir el consumo energético en edificios asociado a la demanda de refrigeración constituye una excelente oportunidad para el desarrollo de nuevos sistemas de climatización. El trabajo de investigación que resumimos a continuación ha permitido el diseño, construcción y ensayo experimental de un prototipo de sistema de refrigeración basado en ruedas desecantes y sistemas de enfriamiento evaporativo, alimentado por energía solar térmica.

Los edificios son responsables de un 40% del consumo energético en la Unión Europea y de un 36% de las emisiones de CO2. La mitad de este consumo es debido al uso de sistemas de climatización. En la actualidad, el uso creciente de sistemas de climatización convencionales basados en tecnologías de compresión mecánica de vapor incrementan el consumo energético, a pesar de instalarse equipos cada vez más eficientes. Estos sistemas presentan actualmente algunas limitaciones debido a la problemática medioambiental derivada del uso de gases refrigerantes (Reglamento UE 517/2014 de 16 de abril de 2014 sobre los gases fluorados de efecto invernadero), así como un sobrecoste económico debido a las tarifas del impuesto del Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA) de determinados gases fluorados aplicadas al uso de refrigerantes (Ley 6/2018, de 3 de julio, de Presupuestos Generales del Estado para el año 2018).

En los sistemas de climatización convencionales condensados por aire hay que tener en cuenta, además, la reducción de eficiencia energética cuando las temperaturas exteriores son elevadas, así como la reducción de eficiencia energética con el progresivo incremento de las temperaturas medias derivadas del cambio climático. Por tanto, el uso de sistemas convencionales de refrigeración en edificación implica un incremento del consumo energético, fundamentalmente de fuentes de energía eléctrica, que conlleva problemas de estabilidad y capacidad en el suministro eléctrico.

Las Directivas Europeas, así como los planes nacionales y regionales establecen estrategias basadas en la mejora de la eficiencia energética y el fomento del uso de las energías renovables en edificios promoviendo el uso de sistemas y tecnologías bajas en carbono. Así, por ejemplo, el Plan Nacional de Acción de Eficiencia Energética 2017-2020 propone como objetivos para 2020 reducir el consumo tendencial de energía primaria, aportar con energías renovables el consumo final bruto de energía, descarbonizar el consumo de energía respecto al valor de 2007, autoconsumir la energía eléctrica generada con fuentes renovables y mejorar la calidad del suministro energético.

En España, los edificios nuevos serán Edificios de Consumo de Energía casi Nula, nZEB, en el año 2020 (Real Decreto 564/2017, de 2 de junio, y Real Decreto 235/2013, de 5 de abril). Para alcanzar este objetivo, es necesario desarrollar estrategias que permitan: reducir la demanda energética del edificio, integrar sistemas de climatización más eficientes y promover el uso de energías renovables en edificios.

Considerando el actual escenario normativo de eficiencia energética en edificios y las ventajas derivadas del uso de fuentes de energías renovables, los sistemas de refrigeración alimentados por fuentes de energías renovables constituyen una interesante opción para minimizar el consumo energético en edificios asociado a la demanda de refrigeración.

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