El aerotermo emplea el calor presente en el aire exterior como fuente de energía renovable. Sin embargo, es imprescindible verificar el rendimiento medio estacional para que pueda ser considerado de esta manera. Este tipo de sistemas, junto con los paneles solares térmicos, pueden utilizarse para justificar el cumplimiento del CTE DB HE 4.
Justificación aerotermia para el cumplimiento del CTE DB HE4
Los métodos para reducir las emisiones de CO2 al medio ambiente comienzan con la utilización de fuentes de energía renovables. La geotermia, la hidrotermia y la aerotermia emplean bombas de calor que extraen el calor del entorno, pero requieren energía primaria, como electricidad, para su funcionamiento. Por esta razón, es necesario restar del cómputo global de energía producida la energía auxiliar utilizada para el funcionamiento del sistema.
Para que un sistema sea considerado como fuente de energía renovable, la cantidad de energía producida debe superar de forma significativa la energía primaria imprescindible para su funcionamiento.
La Directiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo establece el método de cálculo de la energía renovable producida por bombas de calor con distintas tecnologías. El objetivo es priorizar la producción de energía renovable frente a otras fuentes energéticas. La Unión Europea fijó un objetivo del 20% de energía renovable para el año 2020, aunque cada país puede determinar su propio objetivo.
Cálculo de energía renovable producida por bombas de calor con distintas tecnologías
Según el Anexo VI de la Directiva 2009/28/CE, se define el método de cálculo de la cantidad de energía renovable que genera una bomba de calor:
Eren = Qusa • (1-1/SPF)
Para aplicar esta fórmula, son necesarios los siguientes datos:
- Eficiencia del sistema energético (η): Es la relación entre la producción bruta de electricidad y el consumo primario necesario para producirla. Este valor, calculado como una media de la Unión Europea a partir de datos de Eurostat, es clave para determinar el valor mínimo del SPF (factor de rendimiento medio estacional) que permite considerar renovable una bomba de calor. El valor establecido por la Comisión Europea es η=0,455, por lo que el SPF mínimo es 2,5.
- Cantidad de energía útil generada por la bomba (Qusa): Energía térmica producida para ACS, calefacción y refrigeración.
- Factor de rendimiento medio estacional (SPF o SCOPnet): Calculado según la normativa aplicable.
Cálculo del IDAE para la verificación de bomba de calor renovable
El IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía) ha difundido otra metodología de cálculo que, aunque no sustituye a la normativa oficial, se considera válida para verificar el carácter renovable de las bombas de calor que utilizan energía eléctrica primaria. Este método ofrece una estimación simplificada del SPF.
SPF = COPnominal • FP • FC
Siendo:
- COPnominal: Coeficiente de rendimiento nominal de la bomba de calor para calefacción a una temperatura determinada.
- FP: Factor de ponderación según la zona climática, definida por el CTE y en función de la tecnología utilizada.
- FC: Factor de corrección en función de la temperatura de uso o distribución, ajustando el COP nominal 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”, y son valores conservadores que aportan un margen de seguridad.
Justificación de la aerotermia para cumplimiento del CTE DB HE4 frente a la justificación con paneles solares térmicos
El documento publicado por el IDAE en febrero de 2014 sobre prestaciones medias estacionales de las bombas de calor establece lo siguiente:
En aquellos casos en los que se pretenda sustituir el aporte solar mínimo para la producción de ACS mediante una bomba de calor, será necesario justificar documentalmente, conforme a lo indicado en la IT 1.2.2 del RITE, que las emisiones de CO2 y el consumo de energía primaria derivados del uso eléctrico de la bomba de calor son iguales o inferiores a los que se obtendrían con una instalación solar térmica acompañada del sistema de apoyo correspondiente.
El primer paso es comprobar que el factor de rendimiento medio estacional SPF (SCOPnet) supera el valor mínimo de 2,5 para considerar la bomba de calor como renovable. Esta verificación puede realizarse de dos formas:
- Aportar la información proporcionada por el fabricante de la bomba de calor (aerotermia), que debe incluir el valor del SPF según la norma UNE EN 14825:2012 o UNE EN 16147:2011, dependiendo de la aplicación correspondiente. Este valor debe estar acreditado mediante la declaración de conformidad (CE) y el etiquetado energético.
- En caso de no disponer del valor SCOPnet, se utilizará el documento “Prestaciones medias estacionales de las bombas de calor para producción de calor en edificios” publicado por el IDAE, donde se recogen las fórmulas y tablas basadas en la norma UNE EN 14511:2014, incluyendo la fórmula:
SPF = COPnominal • FP • FC
Una vez comprobado que la bomba de calor es renovable (SPF > 2,5), se puede proceder a justificar las emisiones de CO2 y el consumo de energía primaria no renovable de la instalación alternativa.
A continuación, se muestra un ejemplo práctico con los cálculos necesarios para comprobar si es posible justificar el cumplimiento del CTE DB HE4 mediante una bomba de calor de aerotermia, en sustitución de los paneles solares térmicos y la caldera de gas natural de apoyo.
En el ejemplo, el consumo de energía primaria no renovable de la bomba de calor resulta superior al de una instalación solar térmica con un sistema de apoyo que cumple el CTE DB HE4. Por lo tanto, en este caso, no sería posible sustituir los paneles solares exigidos por una bomba de calor.