Bomba de calor, pero de renovables

La web del IDAE ha publicado recientemente un estudio sobre el parque de bombas de calor instaladas en España. Este estudio responde a la necesidad de conocer la cantidad de energía que procede de fuentes de energía renovable como consecuencia de la aplicación de la Directiva 2009/28/EC de 23 de Abril de 2013, relativa al fomento del uso de la energía procedente de fuentes renovables. Ahora que el calor aprieta y las ventas de aparatos de climatización se disparan nos preguntamos.

¿Qué tipo de equipos se comercializa? ¿Cuál es su eficiencia energética? ¿Sabemos lo que compramos? ¿Qué equipo es el más eficiente y que menos contamina? Participa con tus comentarios.

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Imagen. Energy.gov. Heat pump system

 

En la Directiva 2009/28/EC de 23 de Abril de 2013 se promueve el control del consumo de energíaen Europa por un lado, y el aumento en el uso de la energía procedente de fuentes de energía renovable por otro, junto con el ahorro energético y el aumento de la eficiencia energética. Todo ello debe de materializarse en un conjunto de medidas cuyo objetivo sea la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas al cambio climático (Protocolo de Kioto y otros compromisos).

El estudio muestra cómo se distribuye el parque de bombas de calor en España teniendo en cuenta la localización geográfica y el sector, es decir, divide la península en tres zonas climáticas: Atlántico Norte, Continental y Mediterráneo; y considera como sectores el uso residencial (vivienda), el comercio (servicios), la industria y las actividades anexas al transporte. Con los datos estadísticos obtenidos por diferentes vías llega a las siguientes conclusiones.

Conclusiones del estudio sobre el parque de equipos de bomba de calor en España

 

  1. Es la zona del Mediterráneo seguida de la continental (93% del parque instalado) donde se concentra la mayor cantidad de bombas de calor instaladas, alcanzando un total, en las tres zonas, de 12 millones de unidades; y es en los hogares donde se concentra la mayor parte (86% del total), por encima de la industria y los comercios.

  2. De estos 12 millones de unidades instaladas (el 34% del total de hogares y establecimientos españoles), el 95% se utilizan para refrigeración y calefacción. El 5% restante se utilizan sólo para refrigeración.

  3. Sólo cerca de 2 millones de los 12 millones de unidades de bombas de calor instaladas utilizan energía renovable (según criterios de la Directiva 2009/28/CE).

  4. La energía aerotérmica es la fuente de energía renovable más utilizada con diferencia en bombas de calor, por encima de la geotérmica o la hidrotérmica.

Lo cierto es que, según la publicación digital de El País, la ola de calor del pasado verano disparó la venta de aires acondicionados y ventiladores y algunas grandes superficies comercializaron hasta un 80% más (Casas listas para combatir el calor, El País, 11 de Junio de 2016). Según apunta este mismo periódico, gracias la ola de calor de 2015 se compraron 600.000 equipos en el sector residencial, un 45% más que el año anterior. El estudio publicado por el IDAE fue realizado entre julio y diciembre de 2014, y en ese período ya existían instaladas 12 millones de unidades de bomba de calor y sólo 2 millones utilizan energía renovable.

La realidad es que cada vez existe más demanda, en este caso para soportar las altas temperaturas. Pero si el objetivo de las directivas es el control del uso de la energía ¿Es la venta masiva de equipos de climatización la solución? ¿Qué tipo de aparatos son los que más se venden? La mejora de la eficiencia energética y el aumento del aprovechamiento de las fuentes de energía renovable es otro de los objetivos a cumplir. Según el mismo artículo de El País, los equipos más comprados son las bombas de calor con tecnología inverter, (…) splits de pared de 3,5 kW para unos 20 m², (…)ofrecen calefacción en invierno y refrigeración en verano; y también añade que en España existe un 40 % de hogares que utilizan sistemas de climatización por aerotermia o bomba de calor.

Funcionamiento de una bomba de calor

 

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Imagen. Bomba de calor de compresión mecánica accionada por motor eléctrico

 

El funcionamiento de la bomba de calor consiste en un ciclo (ciclo de Carnot) en el que a partir de una unidad de energía eléctrica, se transfiere más de una unidad de energía calorífica desde una zona fría (exterior)  a una zona caliente (interior), de ahí su alta eficiencia energética. Por tener un orden de magnitud, un radiador eléctrico por ejemplo (calefactor con resistencia eléctrica efecto joule), de los que solemos tener en casa para calentar las estancias, consume 1 kW de energía eléctrica para generar 1 kW de energía térmica, si su rendimiento es del 100%. Sin embargo, una bomba de calor puede generar 3 kW de energía térmica a partir del mismo kW de energía eléctrica, bombeando dicha energía desde un foco frío (ambiente exterior) hasta un foco caliente, como puede ser el ambiente interior de una vivienda. El rendimiento de una bomba de calor o COP funcionando en modo calefacción (Coefficient of performance) es por lo tanto superior al 100%, generalmente  entre un 300% y un 400%, aunque puede alcanzar valores superiores.

Además la bomba de calor absorbe energía en forma de calor del ambiente. Puede absorber laenergía del calor contenido en el aire (interior o exterior), pero también puede absorber energía del calor almacenado bajo la superficie de la tierra o de las aguas superficiales, en cada uno de estos casos estaremos hablando de energía aerotérmica, geotérmica e hidrotérmica, todas ellas renovables. Por lo tanto la bomba de calor se puede clasificar en función del medio del que obtenga el calor (aire, agua o tierra) y el medio al que ceda calor (aire o agua). Un split mural de una vivienda, por ejemplo, toma el calor del aire exterior, y luego lo cede al aire interior de dicha vivienda, en este caso estamos hablando de un sistema aire-aire, pero si en lugar de cederlo al aire interior de una vivienda lo cede a un sistema de calefacción que utiliza agua caliente para calefactar dicha vivienda, entonces el sistema es de aire-agua.

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Imagen. Bomba de calor aire-agua

 

También te recomendamos la lectura de este artículo ¿Es la bomba de calor el sistema más eficiente de calefacción?

¿Cómo se calcula el rendimiento de la bomba de calor?

 

Para medir la eficiencia energética de una bomba de calor, nos tenemos que fijar en su rendimiento o COP para modo calefacción antes comentado. Si la bomba de calor es reversible, entonces este equipo permite no sólo cubrir la demanda de calefacción, sino también de refrigeración de los espacios interiores, por lo que entonces tendremos que comprobar el rendimiento para cada una de estas demandas: el COP y el EER para modo refrigeración (Energy Efficiency Rating).

boma de calor reversible calefacción y refrigeración

Imagen. Bomba de calor reversible

 

El COP compara (cociente) la energía térmica cedida (Qc) por el equipo al ambiente interior  y la energía consumida por el aparato (W), para una condiciones dadas. En el ejemplo anterior si la bomba consume 1 kW y genera 3 kW, entonces el COP se calcula como el cociente de 3 entre 1, y el resultado es 3  en tanto por uno o 300% en tanto por cien.

bomba de calor rendimiento COP EER

El EER en cambio compara la energía térmica absorbida del ambiente interior para refrigerarlo, y la energía consumida por el equipo. El coeficiente EER en modo refrigeración suele ser inferior al COP de calefacción.

¿Y toda bomba de calor se puede considerar renovable?

 

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Imagen. www.atlanticcontracting.co.uk. Heat pumps

 

Pues esta es la gran pregunta, así que no podemos dejar de mencionar otro concepto relacionado con la eficiencia energética de la bomba de calor, que es el rendimiento medio estacional o SPF (SCOPnet). Según la Directiva 2013/114/UE del 1 de Marzo, las bombas de calor accionadas eléctricamente deben de considerarse como renovables siempre que su SPF sea superior a 2,5. La Directiva 2009/28/CE ya reconoce que en determinadas condiciones, la energía capturada por una bomba de calor puede ser considerada energía renovable si la producción final de energía supera de forma significativa el consumo de energía primaria necesaria para impulsar la bomba de calor. Para el cálculo del SPF de una bomba de calor se aplicará la norma EN 14825:2012, y el fabricante facilitará dicha información al consumidor mediante la declaración de conformidad CE y su etiquetado energético (RITE y normativa vigente).

Según la Directiva 2013/114/UE del 1 de Marzo, las bombas de calor accionadas eléctricamente deben de considerarse como renovables siempre que su SPF sea superior a 2,5

 

Fuente: Síntesis del estudio Parque de Bombas de Calor en España. IDAEHeat Pump, hyperphysics.phy-astr.gsu; Casas listas para combatir el calor, El País.

También publicado en www.certificadosenergeticos.com