Primera Aerotermia en bloque de viviendas A en Asturias

Aerotermia en Bloque. Tras el éxito comercial y funcional de la primera experiencia, el Grupo Tectum, confía en nosotros para su segundo proyecto de rehabilitación integral de un bloque de viviendas en Gijón apostando una vez más por la eficiencia energética con la instalación de Aerotermia para producción de agua caliente sanitaria y calefacción mediante bomba de calor aire-agua. La ingeniería y la instalación han sido asumidas en ambos casos por la empresa Moris Arroes.

Este bloque de viviendas es una rehabilitación del edificio existente, gracias a la mejora lograda en su calificación energética aumenta su valor añadido. Para identificar los puntos de mejora de la instalación, existe una monitorización a nivel de consumos y regulación que nos proporcionan información muy útil para su estudio. Contadores de energía en viviendas, sala de calderas, bomba de calor, módulos de producción de agua caliente y regulación de temperaturas moduladas en función de temperatura ambiente para calefacción.

En esta obra se ha dado un paso más en la eficiencia energética combinando la instalación de bomba de calor aire-agua con mejoras importantes en las envolventes térmicas del edificio y con sistemas emisores de calor que maximicen su rendimiento; se instalará suelo radiante, con una temperatura máxima de impulsión 35ºC, con lo que en la Asturias costera se logra superar el COP 4. Este edificio se convertirá en la primera rehabilitación tipo A en Asturias.

INTRODUCCIÓN

El bloque de viviendas está ubicado en Gijón, en la céntrica calle Cabrales, y compuesto por 5 viviendas, que contabilizan un total de 405 m² para calefactar. La instalación está definida para usar suelo radiante como emisor final, siendo esta la mejor solución a nivel de aislamiento e instalación térmica, se logra adaptar el suelo radiante aun siendo rehabilitación. Teniendo en cuenta que las viviendas serán destinadas a alquiler, cobra vital importancia poder aportar las mejores calidades y menores costes posibles al arrendatario. Debido a lo cual estableció como objetivo prioritario alcanzar la calificación energética A apoyándose en el aumento de los niveles de aislamientos proyectados y en la bomba de calor.

De esta manera Moris Arroes diseñó una solución aún más eficiente que en su primer proyecto, dando un paso más al sustituir los radiadores por suelo radiante. Una opción que hasta el momento no se había llevado a cabo en Asturias para bloque de vivienda, la bomba de calor aire agua, Aerotermia con suelo radiante. El resultado ha sido una opción que aporta mejoras económicas para la propiedad donde los ahorros energéticos superan las expectativas, con mejoras medioambientales al disminuir emisiones de CO₂ y consumo de energía primaria, así como mejoras tecnologías ya que después de este proyecto ya se están realizando otros con Aerotermia.

PROYECTO

El bloque de viviendas está ubicado en Gijón, en la céntrica calle Cabrales, y compuesto por 5 viviendas, que contabilizan un total de 405 m² para calefactar. La instalación está definida para usar suelo radiante como emisor final, siendo esta la mejor solución a nivel de aislamiento e instalación térmica, se logra adaptar el suelo radiante aun siendo rehabilitación.

Teniendo en cuenta que las viviendas serán destinadas a alquiler, cobra vital importancia poder aportar las mejores calidades y menores costes posibles al arrendatario. Debido a lo cual estableció como objetivo prioritario alcanzar la calificación energética A apoyándose en el aumento de los niveles de aislamientos proyectados y en la bomba de calor.

CÁLCULO DE NECESIDADES Y SIMULACIÓN 3D

A la hora de analizar las opciones térmicas para esta edificación, es necesario definir las demandas de calefacción y agua caliente que tendrán las viviendas a nivel individual y colectivo para realizar una valoración precisa de las distintas posibilidades de centralización para la producción de agua caliente sanitaria.

A través de la simulación conocemos la demanda máxima de la vivienda: 14.134 W, con una media de 39,8 W/m². Estos valores son algo superiores a los esperados para un bloque de viviendas con CTE 2013 en los que la demanda estaría cerca de los 30 W/m² .La causa la encontramos en el grado de protección del inmueble. Su fachada principal está catalogada por lo que no se puede actuar en su exterior. Dado este condicionante, no se podrá llegar a la A desde el punto de vista del aislamiento, es decir, de demanda. Habrá que proyectar entonces un sistema térmico de calefacción y ACS que sea lo más eficiente posible que compense dicha problemática.

OPCIONES, CONDICIONANTES, APORTACIÓN SOLAR

Una vez definida la demanda del bloque de viviendas ya se pudo analizar qué solución era la más adecuada en la balanza técnica – económica.

En principio no habría ninguna opción que no se pudiera llevar a cabo, aunque si es cierto que a nivel técnico y económico al ser una vivienda ya existente, la opción geotérmica perdería atractivo, al disponer de poco espacio y con una cimentación ya ejecutada. Por otro lado se dispone de acometida de gas natural con lo cual se podría prescindir de la opción de gas propano que requeriría espacio para el depósito y además resulta más caro. De forma análoga también se puede eliminar la opción con gasóleo.La instalación de folio eléctrico aunque tiene un coste de inversión muy pequeño, empeoraría mucho la calificación energética de la vivienda, además supondría unos costes excesivos, al ser la forma más cara de calefactar cualquier vivienda. Con estas alternativas ya apartadas del proceso de selección, solo quedarían viables: caldera de pellets, caldera de gas de condensación y bomba de calor Aerotérmica.

Tras definir la demanda del bloque de viviendas ya se puede analizar qué solución es la más adecuada desde el punto de vista técnico y económico.

En principio, no habría ninguna opción que no se pudiera llevar a cabo aunque sí es cierto que la opción geotérmica perdería atractivo al disponer de poco espacio y con una cimentación ya ejecutada.

Por otro lado disponemos de acometida de gas natural con lo cual se podría prescindir de la opción de gas propano que requeriría espacio para el depósito y además resulta más caro. De forma análoga también se puede eliminar la opción con gasóleo.

Además la instalación de folio eléctrico tiene un coste de inversión muy pequeño pero empeoraría mucho la calificación energética de la vivienda; además nos supondría unos costes excesivos de mantenimiento, al ser la forma más cara de calefactar cualquier vivienda. Una vez descartadas las anteriores alternativas, solo nos quedarían: caldera de pellets, caldera de gas de condensación y bomba de calor Aerotérmica.

Con la caldera de pellets nos beneficiaríamos de una alta eficiencia energética para la vivienda, calificación A. Y por contra careceríamos de espacio común suficiente para la instalación del silo, lo cual implicaría la disminución de la superficie del bajo comercial, con el correspondiente coste económico adicional.

La caldera de gas con condensación y apoyo de energía solar térmica, es la opción más convencional que se tiene en el mercado. Permite un sistema centralizado de calefacción y ACS o individual, con mejores rendimientos que las otras alternativas de combustión. El punto débil de esta opción sería que la máxima calificación energética alcanzable sería una C, siendo la más normal sería una D.

La bomba de calor aire-agua o Aerotermia es la última alternativa viable frente al gas, tiene un coste anual menor, una mejora en la calificación energética, llegando a A, necesita muy poco espacio, no necesita ninguna chimenea y es la opción más limpia sin necesidad de combustiones. Aunque a inversión inicial sería ligeramente superior, resulta amortizable en el medio plazo. Con esta alternativa se puede prescindir de la instalación de paneles solares térmicos ya que la aportación renovable de la instalación se justifica mediante el documento del IDEA.

INSTALACIÓN DE AEROTERMIA Y SUELO RADIANTE

Finalmente se opta por la opción de bomba de calor aire agua con instalación de suelo radiante. La instalación calefacción y producción de agua caliente sanitaria se hará centralizada de forma que a la entrada de cada vivienda se instalarán contadores de energía y de agua para cuantificar los consumos de cada vivienda.

Las bombas de calor seleccionadas son aroTHERM VWL 155/2 A del fabricante Vaillant en cascada. Las bombas de calor sólo tienen una unidad exterior, con lo que la conexión con la sala de calderas será mediante tuberías con agua, sin anticongelante. En la sala de calderas se conecta con un depósito multienergía allSTOR de 1500 litros de capacidad de Vaillant, con dos entradas de calor: una más alta para el agua caliente sanitaria y otra más baja para la calefacción; en función de la demanda se adaptará la temperatura de impulsión en la salida de la bomba de calor, 35 ºC para calefacción y 45ºC para el ACS.

A las salidas del depósito tendremos las posibilidades de calefacción y de ACS. En la salida para calefacción irá a una bomba de circulación de alta eficiencia y adaptación de caudal en función de la demanda de cada vivienda una vez que el termostato envíe la señal y abra la zona a calefactar. A la salida de ACS irá a un módulo instantáneo de producción de ACS cuya capacidad llega hasta 45 litros de ACS por minuto.

Para este caso concreto los emisores de calor en las viviendas serán circuitos de suelo radiante que estarán dimensionados para un salto térmico mínimo, dando como temperatura máxima de impulsión para calefacción el día más frío de 35ºC. La regulación de esta temperatura será mediante sonda exterior con regulación de curva.

ANÁLISIS ECONÓMICO DE LA INVERSIÓN

El aspecto económico supuso un factor importante en la viabilidad del proyecto. Se observaron los costes anuales de cada una de las tecnologías para la calefacción y ACS, bajo condiciones de 21ºC de septiembre a mayo durante 12 horas y 18ºC el resto del día.

A la vista de los datos, la opción más económica considerando el nivel de uso es la geotermia pero la inversión inicial sería desproporcionada y de muy difícil ejecución. La siguiente alternativa sería la bomba de calor aire-agua, la caldera de pellets y la caldera de gas de condensación. Con lo que desde el punto de vista del coste anual la bomba de calor es la mejor opción.

Para poder analizar la inversión de forma global también se ha de tener en cuenta la inversión inicial necesaria. En el caso de la caldera de gas de condensación con apoyo de energía solar térmica la inversión mínima sería de aproximadamente 23.500 € mientras que la inversión en aerotermia ascendería a 39.511 €. Conociendo los coste anuales de consumo que son de 3.617 € para la caldera de gas y de 2.031 € para la bomba de calor y que el incremento medio del precio del combustible es del 6% para el gas natural y del 8% para la electricidad se puede determinar que el sobrecoste de la bomba de calor se amortiza frente al gas en 8,03 años. Provocando un ahorro en 10 años de 11.185,61 €, además de la mejora en la calificación energética de un letra D a una A.

CALIFICACIÓN ENERGÉTICA

La calificación energética  obtenida con la vivienda alcanza la A, como se aprecia en la etiqueta. Esto se debe principalmente al grado de aislamiento del edificio, a la bomba de calor Vaillant con la instalación de suelo radiante que alcanza un alto COP y al esquema de funcionamiento proyectado por Moris Arroes que logra maximizar los rendimientos mediante la diferenciación de temperaturas para calefacción y ACS. La instalación térmica consigue que se alcance la A, aun partiendo de una D en demanda. Los valores son: demanda de calefacción, 43,6 kWh/m²;  consumo de energía primaria, 20,5 kWh/m² ; y unas emisiones de CO₂ de 3,5 kg CO₂/m².

CONCLUSIONES

Gracias a la apuesta de Grupo Tectum se ha podido proyectar y llevar a cabo una instalación muy diferente a lo convencional, que alcanza niveles de eficiencia mucho más altos y que realmente se adapta a las necesidades de la edificación. Además, en este caso, supone una continuación en el camino iniciado con la instalación de la primera bomba de calor en bloque de vivienda de Asturias. El resultado obtenido por el promotor es el posicionamiento en el segmento medio-alto del alquiler residencial y la generación de patrimonio con un alto valor añadido sostenible en el tiempo.

A nivel de instalaciones, al tener una instalación similar muy cercana, 300 metros, se podrán valorar las soluciones implementadas en este proyecto, cómo se amortizan y cuáles resultan más rentables.

Moris Arroes ha llevado a cabo un análisis completo que ha permitido desde la simulación 3D conocer el proyecto al detalle, lo que permite prever los costes de uso de las instalaciones y no solo con el uso de COP puntual sino con una aproximación al COP estacional, que es el que realmente define el rendimiento de la bomba de calor. Valorando todas las alternativas es como realmente se logra ver cuál de ellas se adapta mejor al edificio en estudio. Además se continúa la monitorización de toda la instalación para cuantificación de consumos.

Si quieres saber más te puede ser interesante este enlace Primera Aerotermia en Bloque de Viviendas en Asturias