El aerotermo emplea el calor residente en el aire exterior como fuente de energía renovable, sin embargo, es imprescindible verificar el rendimiento medio estacional para que pueda ser así considerada. Este tipo de sistemas, junto con los paneles solares térmicos, se pueden usar para la justificación del CTE DB HE 4.

Justificación aerotermia para el cumplimiento del CTE DB HE4

Los métodos para reducir la emisión de CO2 al medio ambiente comienzan por el empleo de fuentes energéticas renovables. La geotermia, hidrotermia y aerotermia emplean bombas de calor que extraen el calor residente del medio ambiente; no obstante, necesitan una energía primaria como electricidad para su funcionamiento. Es por esta razón que se tiene que restar del computo global de energía producida la energía auxiliar para el funcionamiento del sistema.

Para que un sistema sea considerado como energía renovable, la producción de energía tiene que superar de forma notable la energía primaria imprescindible para su funcionamiento.

En la Directiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, se indica el cálculo de energía renovable en bombas de calor con distintas tecnologías. La finalidad es priorizar la energía que se produce mediante fuentes renovable sobre el resto de las energías. La Unión Europea establece un objetivo para el 2020 del 20% de energía renovable, si bien cada país puede establecer su objetivo.

Cálculo de energía renovable producida por bombas de calor con distintas tecnologías

Según el Anexo VI incluido en la Directiva 2009/28/CE, se indica un método para el cálculo de la cantidad de energía renovable que procede de una bomba de calor:

E_ren = Q_usa • (1-1/SPF)

Siendo necesarios los siguientes datos:

• Eficiencia en el sistema de energía (η). Relación entre producción bruta eléctrica y su consumo primario necesario para esa producción eléctrica. Su cálculo se realiza como una media de la UE fundamentada en referencias de Eurostat, es válido para la determinación del valor mínimo del SPF de la bomba de calor para que se pueda considerar renovable (SPF = 1,15•1/η). El valor fijado por la Comisión Europea es η=0,455 con lo que el SPF mínimo seria de 2,5.
• Cantidad de energía útil que produce la bomba (Qusa). Calor producido para ACS, calefacción y refrigeración.
• Factor de rendimiento medio estacional calculado según la normativa aplicada; SPF (SCOPnet).

Cálculo del IDAE para la verificación de bomba de calor renovable

Por otro lado, el IDAE ha difundido otra metodología de cálculo que no sustituye a la norma, pero se considera válida para la verificación de bombas de calor renovables con energía eléctrica primaria. Se trata de un método simple para una estimación del valor de SPF.

SPF = COP_nominal • FP • FC

Siendo:

• COP_nominal: coeficiente de rendimiento nominal de la bomba de calor para producción de calefacción a una temperatura determinada.
• FP: factor de ponderación según la zona climática en la que está situada la bomba. Definida por el CTE según el tipo de tecnología.
• FC: factor de corrección según la temperatura de uso o distribución. Corrige en COP nominal respecto a la temperatura real de uso.

Estos factores se obtienen del documento de calificación energética titulado “Prestaciones medias estacionales de equipos y sistemas de producción de frío y calor en edificios de viviendas”. Son valores conservadores que aportan seguridad.

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Justificación de la aerotermia para cumplimiento del CTE DB HE4 frente a la justificación con paneles solares térmicos

El documento publicado por el IDAE referente a las prestaciones medias estacionales de las bombas de calor en febrero de 2014 dice:

En aquellos casos en que se pretenda sustituir el aporte solar mínimo para la producción de ACS mediante bomba de calor será necesario justificar documentalmente, conforme a lo establecido en la IT 1.2.2 del RITE, que las emisiones de dióxido de carbono y el consumo de energía primaria debidos al consumo de energía eléctrica de la bomba de calor son iguales o inferiores a los que se obtendrán mediante la correspondiente instalación solar térmica y el sistema de referencia que se deberá considerar como auxiliar de apoyo para la demanda comparada.

Para comenzar es necesario verificar que el rendimiento medio estacional SPF (SCOPnet) es superior al valor mínimo (SPF>2,5 bomba de calor con energía eléctrica primaria) para que se pueda suponer renovable. Se puede hacer de 2 formas:

1. El fabricante de la bomba de calor (de aerotermia) incluye el valor del SPF según la norma UNE EN 14825:2012 o UNE EN 16147:2011, según sea la que corresponde. Deberá estar acreditado a través de la declaración de conformidad (CE) y el etiquetado energético.
2. Cuando no se cuenta con el valor SCOPnet se utilizará el documento “Prestaciones medias estacionales de las bombas de calor para producción de calor en los edificios” publicado por el IDAE en el que se indican las fórmulas y tablas (según norma 14511:2014) vistas anteriormente:  SPF = COP_nominal • FP • FC

Después de verificar que la bomba es renovable por su SPF es mayor que 2,5, se procede a la justificación de la emisión de CO2 y su consumo de energía primaria no renovable por la instalación alternativa.

A continuación, se muestra con un ejemplo los cálculos necesarios para verificar si se puede justificar el CTE DB HE4 mediante una bomba de calor de aerotermia en vez de paneles solares y una caldera de gas natural de apoyo.

En este ejemplo, el consumo de energía primaria no renovable de la bomba es mayor al que se tendría en una instalación solar térmica con un equipo de apoyo que cumpla en CTE DB HE4. Por lo tanto, no se podrían sustituir los paneles solares exigidos en el CTE DB HE4 con esta bomba de calor.