Sistemas híbridos

Sistemas híbridos de bombas de calor

Índice

Ahorra con un sistema híbrido de bomba de calor aerotérmica

En una vivienda, casi el 65% de la energía que se consume está destinada a cubrir las necesidades de calefacción, refrigeración y producción de agua caliente sanitaria. Si estás pensando en renovar tu instalación de calefacción y producción de a.c.s., seguro que te has interesado por las bombas de calor aerotérmicas, una clara apuesta por el ahorro con sistemas eficientes y renovables. Ahora bien, a la hora de seleccionar el sistema más adecuado para tu vivienda, seguro que te han surgido dudas en cuanto a la posibilidad de mantener tu instalación de elementos terminales actual, si vas a mantener el confort y la rapidez con la que dispone de a.c.s, coste de la inversión inicial, ahorros, amortización, etc.

Sistemas híbridos de bomba de calor y sistema tradicional

Plantearse todas estas preguntas es normal y fundamental a la hora de tomar una decisión. No te preocupes porque, gracias a la posibilidad de instalar sistemas híbridos, hay una solución adecuada para cada instalación, sin tener que renunciar a ninguna de las ventajas que las diferentes tecnologías le aportan. Los sistemas híbridos permiten combinar generadores de calor tradicionales de combustibles fósiles, como calderas de gas/gasóleo, con sistemas de fuentes de energía renovable como las bombas de calor aerotérmicas.

¿Cómo decidir entre un sistema monovalente (sólo bomba de calor) o un sistema híbrido?

A la hora de seleccionar la potencia de la bomba de calor, hay que tener claro si esta tiene que cubrir el 100% de la demanda de la instalación o se prevé algún otro sistema para los picos de demanda.

A mayor potencia de bomba de calor instalada, mayor inversión inicial de la instalación, pero menores costes de consumo de calefacción anuales.

Del mismo modo, cuanto mayor es la temperatura necesaria en los elementos terminales de la instalación, mayor es el consumo. Se calcula que una reducción de un grado en la temperatura de impulsión supone un ahorro de aprox. 2.5% en el consumo de energía en una instalación con bomba de calor.

Lo ideal es encontrar un punto de equilibrio entre ambas situaciones, o punto de bivalencia.

El consumo en calefacción de las bombas de calor aerotérmicas aumenta cuanto menor es la temperatura en el exterior por lo que, lo ideal, es diseñar la bomba de calor para una temperatura exterior límite que nos permita cubrir la mayor parte de la demanda.

Gráfico de la potencia requerida de la bomba de calor en función de las necesidades caloríficas y la temperatura. Ejemplo vivienda Coruña.

En este ejemplo, diseñando la bomba de calor para una temperatura exterior límite de -5ºC (zona fría), nos garantizamos que el 98% del tiempo las temperaturas exteriores van a estar por encima de ese valor y por tanto cubiertas por la bomba de calor aerotérmica, y nos permite reducir la potencia de la bomba de calor en casi un 20%.

Vamos a ver a continuación dos casos de éxito reales en instalaciones existentes con bomba de calor.

Ejemplo de sistema con sólo bomba de calor. Vivienda unifamiliar en A Coruña. Instalación existente por suelo radiante con caldera de gasóleo.

La vivienda se encuentra en una zona en la que, cuando fue construida, no había acceso a la red de gas, por lo que se optó por una caldera de gasóleo con curva de calefacción por sonda exterior, para funcionamiento con un suelo radiante.

Se trata de una vivienda de 120 m2 con una ocupación de 4 personas. El consumo de agua caliente sanitaria se ha estimado en 240 litros al día.

El funcionamiento de la calefacción es de 6 horas diarias durante el periodo de uso de la calefacción, de 6 meses.

Dada la idoneidad de los elementos terminales (suelo radiante) se considera reemplazar totalmente la caldera de gasóleo instalada por una bomba de calor aerotérmica.

De la curva de necesidades caloríficas característica del edificio, se obtiene la potencia de la bomba de calor más adecuada para la instalación, en este caso, una bomba de calor tipo Frigo Split 6s con una unidad interior tipo torre, que integra un depósito para la producción de agua caliente sanitaria. Este tipo de bombas de calor aerotérmicas lo encontramos en la gama Supraeco Frigo de Junkers

Gráfico de la potencia requerida de la bomba de calor en función de las necesidades caloríficas y la temperatura. Ejemplo vivienda Coruña.

La unidad exterior, por sus dimensiones, es fácil de instalar en el exterior de la vivienda. La unidad interior se ubica en el cuarto de máquinas anexo a la vivienda, de donde se ha retirado la caldera de gasóleo, el depósito de combustible y el acumulador existente. El espacio necesario en este caso es mucho menor, se evitan los molestos olores derivados del gasóleo y de la combustión de la caldera y, además, ya no son necesarias las rejillas de ventilación por lo que se aprovecha el cuarto de máquinas para un trastero/despensa.

Los ahorros anuales obtenidos estimados son los siguientes:

Consumo anual estimado de calefacción y ACS: comparativa Bomba de Calor Aerotérmica VS Caldera Gasóleo. Ejemplo de vivienda Coruña.

Nota: Los valores para el coste de kWh se obtuvieron de entidades proveedores de energía, no han sido considerados las tasas o impuestos asociados con la fuente de energía. El cálculo del consumo es simplificado. Esta comparación debe considerarse como meramente indicativa y puede variar en comparación con el consumo real del edificio en cuestión.

Ejemplo de sistema híbrido: Vivienda unifamiliar en Palencia. Instalación existente por radiadores con caldera de gasóleo.

Vivienda de 150 m2 y con una ocupación de 4 personas en una zona de temperaturas exteriores muy frías, actualmente calefactada con una caldera de gasóleo de baja temperatura en buen estado.

El consumo de agua caliente sanitaria se ha estimado en 240 litros al día. El funcionamiento de la calefacción, en 6 horas diarias durante el periodo de uso de la calefacción, en este caso, de 7 meses.

Debido a las bajas temperaturas exteriores, y a que los elementos terminales son radiadores para trabajar a altas temperaturas, se plantea la instalación como un sistema híbrido, manteniendo la caldera existente e instalando una bomba de calor aerotérmica, de forma que ambos sistemas puedan trabajar contra la instalación de forma alternativa.

La bomba de calor producirá la mayor parte de la energía necesaria para la calefacción y la producción de agua caliente sanitaria. Cuando sea necesario, debido a la caída del COP (coeficiente de rendimiento) de la bomba de calor, o por necesidades de confort a temperaturas exteriores extremas, se conmutará el funcionamiento a la caldera, para picos de demanda.

De la curva de necesidades caloríficas característica del edificio, se obtiene la potencia de la bomba de calor más adecuada para la instalación, en este caso, una bomba de calor tipo Hydro SAO 140-2t con una unidad interior tipo bivalente, que permite su integración en el sistema hidráulico existente con unas mínimas alteraciones. Este tipo de bombas de calor aerotérmicas lo encontramos en la gama Supraeco Hydro de Junkers

Ejemplo de consumo anual de calefacción y ACS: comparativa Bomba de Calor Aerotérmica VS Caldera Gasóleo. Ejemplo vivienda Palencia.

La bomba de calor funcionará como generador único, consiguiendo el máximo ahorro y eficiencia, mientras la temperatura exterior no sea muy baja. A partir del punto de bivalencia, será la caldera la que, en paralelo o como generador único, satisfaga las necesidades de calefacción y a.c.s., en los picos de demanda de la instalación.

Programa de Ayudas a Renovables en la Comunidad de Madrid

Realización de instalaciones de energías renovables térmicas en el sector residencial.

Será actuación subvencionable la inversión en instalaciones de producción de energía térmica con fuentes renovables, destinadas a la climatización o producción de ACS en viviendas.

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Ventajas de los sistemas híbridos con bomba de calor

Este tipo de soluciones híbridas presenta ventajas como:

  • Menor coste inicial de la instalación y menores tiempos de amortización: Es posible seleccionar una bomba de calor de menor potencia, así como aprovechar todos los elementos de la instalación existente.
  • Rapidez de instalación: Al poder aprovechar la instalación existente y gracias a las unidades interiores especialmente diseñadas para el funcionamiento bivalente, que permiten la integración de la bomba de calor de forma sencilla.
  • Garantía de suministro y confort: Mantener la caldera nos permite garantizar el confort en la vivienda incluso a temperaturas exteriores muy bajas, así como el suministro inmediato de agua caliente sanitaria.
  • Posibilidad de utilizar la bomba de calor aerotérmica para cubrir también la demanda de refrigeración.

En el gráfico comparativo a continuación, podemos ver el consumo de la bomba de calor frente al consumo que supondría la caldera de gasóleo en las mismas condiciones de funcionamiento.

Ejemplo de consumo anual de calefacción y ACS: comparativa Bomba de Calor Aerotérmica VS Caldera Gasóleo. Ejemplo vivienda Palencia

Nota: Los valores para el coste de kWh se obtuvieron de entidades proveedores de energía, no han sido considerados las tasas o impuestos asociados con la fuente de energía. El cálculo del consumo es simplificado. Picos de demanda a cubrir por la caldera no considerados. Esta comparación debe considerarse como meramente indicativa y puede variar en comparación con el consumo real del edificio en cuestión.

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