Primera Aerotermia en bloque de viviendas en Asturias

Resumen:

El caso Tectum trata del primer proyecto que se ha realizado en Asturias con Aerotermia en un bloque de viviendas en el cual se aporta toda la calefacción y la producción de agua caliente sanitaria mediante bomba de calor Aire – Agua o Aerotermia de Vaillant modelo geoTHERM VWL 171/3 S, llevada a cabo tanto diseño como instalación por Moris Arroes.

El bloque de viviendas es una rehabilitación del edificio existente, él cual aumenta su valor añadido debido a la mejora lograda en su calificación energética. Además se llevan a cabo medidas para tener la instalación monitorizada a nivel de consumos y regulación para disponer de información sobre los costes e identificar las formas de mejora. 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.

INTRODUCCIÓN

El bloque de viviendas a estudiar necesitaba alcanzar una calificación energética B para que el proyecto fuese viable, con instalaciones de gas natural con calderas de condensación solo se llegaba a una calificación C, y la otra opción inicialmente valorada que era la caldera de pellets ocupaba demasiado espacio, él cual al estar en el centro de la ciudad de Gijón, significaba un gran coste.

De esta manera Moris Arroes diseñó una solución que necesitase poco espacio y que además resultase más eficiente que el gas natural. Así se llegó a la solución de optar por una opción que hasta ese momento no se había llevado a cabo en Asturias para bloque de vivienda,  la bomba de calor aire agua, Aerotermia. El resultado ha sido una opción que aporta mejoras económicas para la propiedad, 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

Simulacion 3D Primera aerotermia en bloque de viviendas en gijon

El bloque de viviendas esta en Gijón en la calle Merced, el edificio está compuesto por 5 viviendas con una en bajocubierta. En total suponían un total de 226 m2 para calefactar. La instalación está definida para usar radiadores como emisor final, ya que el suelo radiante en este caso tiene una muy compleja instalación.

Un distintivo de Tectum, empresa promotora asturiana, es que sus construcciones no están pensadas para la venta de la vivienda sino para el alquiler  de la misma, por lo que cobró vital importancia en el diseño de Moris Arroes poder aportar las mejores calidades y menores costes posibles al posible arrendado, aumentado el valor añadido percibido por el cliente final. Debido a esto los niveles de aislamientos proyectados aumentan considerablemente los mínimos exigidos por el CTE del 2006 así como la necesidad de que la construcción pueda llegar como mínimo a una calificación energética B.

CALCULO DE NECESIDADES Y SIMULACIÓN 3D:

Para comenzar con el análisis de posibilidades térmicas para esta edificación, se han de definir las necesidades de calefacción y agua caliente que tendrán las viviendas a nivel individual y nivel colectivo para poder analizar también las opciones de centralización para la producción de agua caliente sanitaria. 

Teniendo como resultados de la simulación que la vivienda demanda en su momento máximo 16.807,20 W, con una media de 41,4 W/m2. Estos resultados resultan un poco distintos a los esperados para un bloque de viviendas en los que la demanda estaría cerca de los 60W/m2. Esta variación provocada por el aumento del aislamiento abre totalmente el abanico de posibilidades para la instalación térmica del bloque de viviendas.

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. 

Instalación Aerotermia en Edificio de Viviendas en Gijon Asturias

La caldera de pellets tiene a su favor que facilitaría obtener una alta eficiencia energética para la vivienda, calificación A. Pero en contra tiene que no se dispone de espacio suficiente para la instalación del silo, con lo cual para llevarlo a cabo habría que disminuir la superficie del bajo comercial, con el coste económico que esto conlleva, con lo que se decide abandonar esta opción.

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

La bomba de calor aire agua o Aerotermia seria la última alternativa viable, frente al gas tiene ventajas como un coste anual menor, una mejora en la calificación energética, llegando a B, se necesita muy poco espacio, no se necesita ninguna chimenea y es la opción más limpia al no necesitar combustiones. La inversión inicial seria ligeramente superior pero amortizable en el medio plazo. Con esta alternativa se pueden dejar de instalar los paneles solares térmicos al poder justificarse la aportación renovable de la instalación mediante el documento del IDEA.

INSTALACIÓN DE AEROTERMIA Y RADIADORES.

Al final se opta por la opción de bomba de calor aire agua con instalación de radiadores. 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 para cuantificar los consumos de cada vivienda y contadores de agua para contabilizar el número de litros de ACS consumidos.

La bomba de calor seleccionada es geoTHERM VWL 171/3 S del fabricante Vaillant. La bomba de calor tiene dos unidades exteriores y una unidad interior, la conexión entre ambas se hace con una mezcla de agua y anticongelante. En las salidas  del depósito se tendrán las posibilidades de calefacción y de ACS. La salida para calefacción ira a una bomba de circulación de alta eficiencia y adaptación de caudal según demanda que alimentará cada vivienda cuando el termostato de cada una de ellas de señal y abra la zona a calefactar. La salida de ACS ira a un módulo instantáneo de producción de ACS con capacidad para producir hasta 45 litros de ACS por minuto.

Los emisores de calor en las viviendas serán radiadores pero estarán dimensionados para un salto térmico de 30º, no para saltos térmicos de 50ºC ó 60 ºC. Con lo que se considera que cada elemento del 600 nos proporciona 61 W en vez de los 152 W que aporta cuando se trabaja con salto témico de 60ºC.

ANÁLISIS ECONÓMICO DE LA INVERSIÓN.

Desde luego el aspecto económico es uno de los aspectos que más influyeron en la viabilidad del proyecto. A continuación se presentan los costes anuales que conllevarían cada una de las tecnologías para la calefacción y ACS, en las condiciones de 21ºC de Septiembre a Mayo durante 12 horas y 18ºC el resto del día.

Como se puede observar la opción más económica nivel de uso es la geotermia pero la inversión inicial seria desproporcionada y de muy difícil ejecución. A continuación ya tendríamos 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.

Tabla I: Costes, emisiones y energía primaria de las tecnologías disponibles

Para la verificación de todos estos resultados se instalan contadores de energía eléctrica y térmica en diferentes puntos de la instalación: entrada a viviendas, sala de calderas, cuadro eléctrico de alimentación a sala de calderas y elementos comunes de la centralización, como módulo instantáneo de agua caliente sanitaria, bomba de recirculación y bomba de calefacción, válvulas de 3 vías motorizadas  

CALIFICACIÓN ENERGÉTICA

La calificación energética  obtenida con la vivienda alcanza la B, como se aprecia en la etiqueta, esto principalmente se debe a todas las medidas llevadas por parte de Tectum en el aislamiento de la vivienda, a la bomba de calor Vaillant 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. Se logran frente a la emisión de 23,0 kgCO2/m2 del edificio de referencia a los 9,7 kgCO2/m2 del edificio objeto.

CONCLUSIONES

TECTUM, reconoce el valor añadido y piensa en el medio y largo plazo 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 adaptan a las necesidades de la edificación.

Moris Arroes y Vaillant han llevado a cabo un análisis completo que ha permitido desde la simulación 3D conocer el proyecto al detalle, lo que hace poder 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 y en este caso es la bomba de calor aire agua. Además se continúa con la monitorización de toda la instalación para la cuantificación de consumos.

Fuente: Energias Renovables, Calor y Frio, promateriales y interempresas