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Proyecto Fin de Carrera Ingeniería Industrial Curso 2011/2012 Procedimientos de dimensionado y análisis económico de diferentes sistemas de generación de energía térmica en el sector residencial. Autor: Miguel Ángel Asensio Álvarez Director: Javier Ballester Castañer Laboratorio de Combustión Industrial (LCI) Área de Mecánica de Fluidos Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales y Fluidos Escuela de Ingeniería y Arquitectura Universidad de Zaragoza Zaragoza, Marzo de 2012 Agradecimientos A mis padres -a quienes debo todo- y a mi hermana, por apoyarme siempre, por ayudarme en todo lo que necesito, y por ser como son. Porque sin ellos nada hubiera sido posible. Gracias a toda mi familia en general, que siempre muestran interés en mí. Gracias también de manera especial a mi director de proyecto, Javier Ballester, por su dedicación, por su paciencia y humildad, y porque siempre, por más cosas que tenga que hacer, encuentra tiempo para ayudarme. No quiero olvidarme tampoco de mis compañeros del LIFTEC, con quienes he compartido esta experiencia. Gracias por su trabajo y por su ayuda siempre que hace falta. Pero también por su amabilidad y buen humor, y por el buen ambiente del centro que hace que los lunes, como hoy, sean menos lunes. Gracias a quienes han sido mis compañeros en la carrera, con quienes he compartido situaciones de apuro y de nervios, pero también grandes momentos. También a mis compañeros de piso, por estar siempre ahí y ayudarme a levantar el ánimo en días en que las cosas no salen como espero. Y a mis amigos en general, por multiplicar las alegrías y dividir las penas. Y, por supuesto, gracias a Dios. Miguel Ángel Asensio. Zaragoza, Marzo de 2012 RESUMEN Procedimientos de dimensionado y análisis económico de diferentes sistemas de generación de energía térmica en el sector residencial. Este proyecto se centra en el análisis comparativo de diferentes sistemas de abastecimiento de energía térmica en el sector residencial. En concreto, para producir de agua caliente sanitaria, se compara por un lado la energía solar con la microcogeneración, y por otro el apoyo individual frente al colectivo. Para climatización, se comparan las bombas de calor eléctricas con las bombas a gas, sabiendo que en el primer caso deben instalarse además placas solares para obtener una energía para agua caliente que en el segundo caso es aportada por el calor residual del motor de la bomba. El objetivo del presente proyecto es, en primer lugar, establecer criterios de dimensionado de los diferentes equipos analizados tras revisar la bibliografía existente. Y, en segundo lugar, comparar bajo puntos de vista técnicos, económicos y ambientales las tecnologías citadas en cada caso, así como comprobar la manera en que factores como el tamaño del edificio o la climatología pueden influir en los resultados. Como introducción al problema, se presentan los aspectos legales a tener en cuenta, y se explican las características fundamentales de las diferentes tecnologías tratadas en el análisis. A continuación, y como respuesta al primer objetivo planteado, se establecen los procedimientos seguidos para el dimensionado y análisis energético de las diferentes tecnologías empleadas. En tercer lugar, se presentan los edificios a analizar, y se resumen las características e hipótesis más importantes del procedimiento empleado para el cálculo de demandas en cada caso. También se incluyen las predicciones de demandas térmicas de los edificios analizados en cada ubicación, las cuales han sido calculadas mediante el software Energy Plus. Finalmente se estudia el comportamiento técnico, económico y medioambiental de las diferentes tecnologías en bloques de viviendas. Para que los resultados sean generalizables, el análisis se realiza para bloques de viviendas con diferentes tamaños y ubicados en diferentes zonas climáticas españolas. También se valora la sensibilidad de los resultados respecto a algunos factores externos que podrían variar durante la vida de las instalaciones. Como resultado del trabajo realizado, la comparación entre los diferentes equipos bajo diversos puntos de vista establece una idea sobre lo adecuado que puede ser el uso de un determinado sistema de climatización. Si bien cada bloque de viviendas presenta unas peculiaridades que darán un mayor peso a un criterio o a otro, el análisis llevado a cabo ayuda a realizar la valoración, al presentar las ventajas e inconvenientes de cada tecnología. TABLADECONTENIDOS 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................1 1.1. Objetivos y alcance del proyecto .................................................................................. 1 1.2. Contenido de la memoria .............................................................................................. 2 2. NORMATIVA...........................................................................................................5 2.1. Introducción .................................................................................................................. 5 2.2. El Código Técnico de la Edificación ............................................................................... 5 2.3. El Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios ............................................ 7 2.4. El Real Decreto 661/2007 .............................................................................................. 8 2.5. La escala de calificación energética para edificios de nueva construcción ................. 10 3. TECNOLOGÍASENERGÉTICAS......................................................................................11 3.1. Introducción ................................................................................................................ 11 3.2. Energía solar ................................................................................................................ 11 3.3. Microcogeneración ..................................................................................................... 14 3.4. Las calderas ................................................................................................................. 16 3.5. Las bombas de calor .................................................................................................... 17 3.5.1.Lasbombasdecaloreléctricas............................................................................17 3.5.2.Lasbombasdecaloragas..................................................................................20 4. METODOLOGÍADECÁLCULO......................................................................................23 4.1. Introducción ................................................................................................................ 23 4.2. Análisis económico ...................................................................................................... 23 4.3. Equipo solar ................................................................................................................. 26 4.4. Microcogeneración ..................................................................................................... 26 4.5. Calentadores individuales a gas .................................................................................. 28 4.6. Caldera centralizada .................................................................................................... 28 4.7. Bomba de calor eléctrica ............................................................................................. 30 4.8. Bomba de calor a gas .................................................................................................. 31 5. CASOSDEESTUDIO.................................................................................................35 5.1. Introducción ................................................................................................................ 35 5.2. Definición de casos ...................................................................................................... 35 5.3. Demandas de agua caliente sanitaria ......................................................................... 36 5.4. Demandas de climatización ......................................................................................... 37 5.4.1.Métododecálculo...............................................................................................37 5.4.2.Parámetrosutilizadosenlassimulaciones..........................................................38 5.4.3.Resultadosobtenidos..........................................................................................40 6.ANÁLISISCOMPARATIVODEINSTALACIONESDEABASTECIMIENTODEACS...............................47 6.1. Introducción ................................................................................................................ 47 6.2. Comparación técnica ................................................................................................... 47 6.3. Comparación económica ............................................................................................. 48 6.3.1.Dimensionadoparauncasoconcreto.................................................................48 6.3.2.Análisisdesensibilidad........................................................................................53 6.4. Comparación ambiental .............................................................................................. 58  1  1. Introducción  1.1. Objetivosyalcancedelproyecto En la actualidad, existe un creciente interés en disminuir el empleo de combustibles fósiles y aumentar la eficiencia de los procesos de abastecimiento de necesidades energéticas. El temor al inminente cambio climático –cuyos primeros efectos ya se están haciendo notarestá jugando su papel en los objetivos de una sociedad que busca la manera de emitir menos CO₂. Como también busca una mayor independencia de las fuentes energéticas procedentes del exterior. Si a esto le añadimos que la reserva de combustibles fósiles es limitada, y que a medida que se vaya agotando se producirá un aumento de precios, parece evidente que la búsqueda de soluciones alternativas y más eficientes no es sólo deseable sino una necesidad. De acuerdo con [1], el consumo energético en los hogares constituye en España alrededor del 17% del consumo de energía total. De este porcentaje, más de las dos terceras partes están destinadas a abastecer las necesidades de climatización y de Agua Caliente Sanitaria (ACS) de las viviendas. Por tanto, existe aquí una importante posibilidad de actuación en dos frentes distintos: por un lado, actuar sobre la demanda, promoviendo edificios más eficientes y mejor aislados, así como un uso adecuado por parte de los usuarios; por otro, promover sistemas de climatización alternativos y eficientes, que son los que se estudian en este proyecto. El objetivo planteado para este proyecto es el análisis de distintas soluciones de suministro energético en el sector residencial. Para ello, se ha realizado un estudio comparativo, para distintos tipos de edificio y en diferentes climatologías españolas, sobre varias maneras de abastecer las demandas de los usuarios. Por una parte, se compara la producción de ACS mediante placas solares frente a instalaciones de microcogeneración, analizando también el tipo de apoyo (individual o colectivo) más conveniente. Por otra parte, se estudia la climatización mediante bomba de calor a gas y mediante bomba eléctrica, teniendo en cuenta las ventajas e inconvenientes de cada una. La comparación se realiza desde los puntos de vista técnico, ambiental y económico, aunque sólo este último se trata de manera cuantitativa detallada. Para llevar a cabo el análisis adecuadamente, el primer paso consiste en revisar la normativa al respecto, que constituye el marco al cual deben adaptarse las instalaciones. También se ha realizado una revisión exhaustiva en cuanto a los métodos utilizados habitualmente para dimensionar y analizar cada uno de estos equipos, con el fin de utilizarlos siempre que sea posible. Capítulo 1. Introducción 2 Entre las herramientas empleadas para el estudio, cabe destacar el programa informático PLEYADE de cálculo de demandas energéticas, al que se hará mención más adelante. Por su parte, el análisis económico se ha llevado a cabo programando las ecuaciones correspondientes en Excel, incluyendo subrutinas en Visual Basic para aplicaciones. Este proyecto se ha realizado en el Laboratorio de Investigación en Fluidodinámica y Tecnologías de la Combustión (LIFTEC), en el marco del programa EstudiosyProyectos dePromocióndelGas, en colaboración con Gas Natural Fenosa. Dicho programa está orientado al análisis de soluciones energéticas a gas en bloques de nueva edificación, así como a la búsqueda de la eficiencia en los sistemas de abastecimiento energético. 1.2. Contenidodelamemoria El objetivo final del proyecto consiste en establecer un estudio comparativo entre diferentes instalaciones de abastecimiento energético en el sector residencial. Con lo que la memoria del mismo, que tiene la función de presentar y analizar dicha comparación bajo diferentes puntos de vista, se estructura en los siguientes apartados: • Capítulo1:Introducción. En él se presenta brevemente el proyecto, junto con su contexto, su contenido y su alcance. • Capítulo2: Normativa.En este capítulo se analiza el marco legal en el que se mueve el proyecto, comentando los principales requisitos que ha de tener toda instalación energética en el sector residencial y mostrando el modo en que dicha normativa afecta al proyecto.  • Capítulo3: Tecnologíasenergéticas. En él se explican las diferentes tecnologías que se estudian en el proyecto, mostrando sus características más importantes y resumiendo su patrón de funcionamiento. • Capítulo4:Metodologíadecálculo.Este apartado hace referencia a los procedimientos empleados para el análisis de las diferentes instalaciones que componen la comparación. Estos procedimientos se refieren tanto al dimensionado de los equipos como al análisis energético. También se da una breve explicación de las diferentes partidas que componen el balance económico. • Capítulo5:Casosdeestudio.En primer lugar, se enuncian los diferentes casos que se estudian en el proyecto. A continuación se comentan los métodos empleados para el cálculo de demandas, tanto de climatización como de ACS, Capítulo 1. Introducción 3 comentando las principales hipótesis tomadas. También se realiza una introducción al programa de simulación PLEYADE. Por último, se muestran los resultados tipo para un conjunto representativo de casos. • Capítulo6:AnálisiscomparativodeinstalacionesdeabastecimientodeACS. En este apartado se realiza la evaluación técnica, económica y ambiental entre la energía solar y la microcogeneración para el abastecimiento de la demanda de agua caliente en diferentes bloques de viviendas en ciudades de distintas zonas climáticas del territorio español. También se compara el sistema de apoyo individual con el centralizado. • Capítulo7:AnálisiscomparativodeinstalacionesdeabastecimientodeACS másclimatización. Ahora se establece una comparación entre las bombas de calor eléctricas y las bombas de calor a gas para cubrir la demanda energética de climatización en bloques de diferentes tamaños para ciudades representativas de las climatologías existentes en España. En el caso de la bomba de calor a gas, el calor residual puede ser aprovechado para abastecer las necesidades de ACS; con la bomba eléctrica estas necesidades se deben cubrir mediante placas solares. • Capítulo8:Conclusiones. En este apartado se muestra un resumen de los aspectos más importantes aprendidos durante el desarrollo del proyecto. También se evalúa y valora críticamente el trabajo. • Bibliografía. Aquí se enumeran las fuentes de información empleadas. Los siguientes anexos contienen una descripción más extensa y detallada de algunos de los apartados de la memoria: • AnexoA:Descripcióndelasdiferentestecnologías.Este anexo es una ampliación del capítulo 3, en el que se muestran de manera más extensa los diferentes tipos de equipos empleados en el proyecto. Es un resumen del material bibliográfico consultado para el conocimiento de las tecnologías analizadas. • AnexoB:Datosdeequipos. Tras realizar una búsqueda y selección entre distintos suministradores, aquí se muestran los equipos concretos que se han utilizado para llevar a cabo el dimensionado. Capítulo 1. Introducción 4 • AnexoC:Simulaciónenergéticadeedificios.Es una ampliación del capítulo 5, tanto en lo referente a PLEYADE como en los resultados obtenidos a partir de las simulaciones. • AnexoD:Balanceeconómico.Como explicación más amplia de la forma de estimar las diferentes partidas que componen el análisis económico, este anexo describe el procedimiento empleado para el cálculo del coste de los componentes de cada instalación.  • AnexoE:Otrosresultadosdelanálisis.Es una ampliación de los capítulos 6 y 7, ya que contiene algunos resultados del análisis económico que no aparecen en los mismos.  5 2. Normativa  2.1. Introducción El diseño de instalaciones de abastecimiento de energía en viviendas está muy condicionado por la normativa vigente. En este capítulo se resumen los principales requisitos que deben cumplir estas instalaciones y que, por tanto, se han tenido en cuenta en la elaboración del proyecto. El documento más importante en lo que se refiere al abastecimiento energético de viviendas de nueva construcción es el Código Técnico de la Edificación (CTE) [2], concretamente en su sección HE de ahorro energético. El Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios (RITE) [3] complementa la actuación del CTE en algunos sentidos. Por otro lado, el Real Decreto 661/2007 [4] se ha tenido muy en cuenta para la microcogeneración, ya que regula el precio de venta de la electricidad. Por último, es conveniente hacer referencia a la escala de calificación energética para edificios de nueva construcción [5]. 2.2. ElCódigoTécnicodelaEdificación El Código Técnico de la Edificación, CTE, establece los requisitos que deben cumplir los edificios de nueva construcción. La actual versión es del año 2006, aunque con alguna pequeña modificación posterior. A este proyecto le afecta la parte de ahorro energético HE, especialmente el HE4, referente al agua caliente sanitaria. Desde la entrada en vigor del presente CTE, todos los edificios de nueva construcción, así como las obras de rehabilitación de los edificios ya existentes, deben abastecer un determinado porcentaje de sus necesidades energéticas para ACS a partir de energía solar. Este grado de cobertura exigido para cada caso en concreto depende de 3 factores: • La zona climática considerada. En función de la radiación recibida por metro cuadrado a lo largo del año, se distinguen cinco zonas climáticas. Las exigencias son mayores para lugares con una gran radiación que en zonas donde es frecuente el cielo nublado, como ocurre en el norte del país. En la figura 1 se muestra el mapa que recoge la división de España en zonas climáticas. Capítulo 2. Normativa 6 Figura 1. Zonas climáticas de acuerdo con el CTE • El consumo del edificio. Para edificios grandes, la normativa obliga a cubrir un mayor porcentaje de demanda que en el caso de edificios pequeños. • La fuente de energía auxiliar. Por norma general, el calentamiento a partir de electricidad por efecto Joule es menos eficiente (y por tanto más contaminante) que las calderas de gasóleo o gas natural. Para compensar este desequilibrio, se exige una mayor cobertura cuando el apoyo es por efecto Joule que en el caso de utilizar calderas tradicionales. Aparte de esto, en algunos lugares, existen también normativas regionales u ordenanzas municipales, que pueden ser más exigentes que los requisitos del CTE. Para estimar la demanda existente en cada edificio, el CTE establece un valor mínimo de ocupación por vivienda en función del número de habitaciones de cada una de ellas, tal y como se detalla en la tabla 1. Cada persona consume 22 litros a 60°C al día en caso de viviendas multifamiliares. Dormitorios1 2 3 4 5 6 7 Más de 7 Personas1,5 3 4 6 7 8 9 Nº de dormitorios Tabla 1. Número de ocupantes en función del número de dormitorios Por su parte, en las tablas 2 y 3 se muestra el porcentaje de cobertura exigido en el caso general, y de apoyo por efecto Joule, respectivamente. Capítulo 2. Normativa 7 Demandadel edificio(l/día) Cobertura(%)enlazonaclimática IIIIIIIVV 50-5000 30 30 50 60 70 5000-6000 30 30 55 65 70 6000-7000 30 35 61 70 70 7000-8000 30 45 63 70 70 8000-9000 30 52 65 70 70 9000-10000 30 55 70 70 70 10000-12500 30 65 70 70 70 12500-15000 30 70 70 70 70 15000-17500 35 70 70 70 70 17500-20000 45 70 70 70 70 >20000 52 70 70 70 70 Tabla 2. Porcentaje de cobertura exigida en el caso general Demandadel edificio(l/día) Cobertura(%)enlazonaclimática IIIIIIIVV 50-1000 50 60 70 70 70 1000-2000 50 63 70 70 70 2000-3000 50 66 70 70 70 3000-4000 51 69 70 70 70 4000-5000 58 70 70 70 70 5000-6000 62 70 70 70 70 >6000 70 70 70 70 70 Tabla 3. Porcentaje de cobertura exigida en caso de apoyo por efecto Joule Debe añadirse que la normativa permite sustituir las placas solares por otras fuentes renovables o procesos residuales o cogeneración, siempre y cuando se alcance esta cobertura de ACS. Precisamente la viabilidad de dicha sustitución bajo diferentes puntos de vista constituye uno de los objetivos de este proyecto. En el diseño de la instalación ha de primar el aprovechamiento de este tipo de energía eficiente frente a otros convencionales. Por este motivo, en el caso de que el apoyo sea con caldera centralizada, el acumulador de la energía renovable o residual ha de ser diferente al de la caldera. 2.3. ElReglamentodeInstalacionesTérmicasdelosEdificios El RITE define las condiciones que deben reunir los equipos e instalaciones encargadas del abastecimiento energético, tanto en lo referente a la seguridad y la garantía de unas condiciones de confort como en ahorro y optimización de la energía. Capítulo 2. Normativa 8 La mayor parte del contenido del RITE hace referencia a las condiciones que deben cumplir los equipos, con lo que no afecta directamente al proyecto. Sin embargo, sí que existen algunos aspectos a tener en cuenta. Los principales se enumeran a continuación: • El sistema de climatización debe garantizar el confort de los ocupantes de la vivienda. Pese a que el grado de confort y la satisfacción térmica son percepciones subjetivas, se pueden fijar como las condiciones de máximo confort unos 22°C en invierno y 24,5°C en verano, si bien no se debería ser tan exigente en la práctica por cuestiones de consumo. • El dimensionado de los equipos de climatización se ha de realizar de manera que se puedan cubrir las necesidades de la hora de mayor demanda. • Para evitar problemas de legionela, la temperatura de recirculación de agua caliente no puede ser inferior a 50°C, con lo que la temperatura del agua en el depósito ha de ser mayor. 2.4. ElRealDecreto661/2007 Esta norma regula la producción de electricidad, premiando a las empresas que utilizan fuentes renovables o procesos de alta eficiencia (cogeneración). La forma de premiarlas consiste en comprar la energía a un precio fijado o añadir una prima al precio del kilovatio hora en el mercado. Entre los procesos que el real decreto etiqueta como tecnologías limpias o de alta eficiencia, el que tiene importancia para este proyecto es la cogeneración, que viene clasificado en el grupo (a) de la norma; concretamente el subgrupo a.1.1., ya que el combustible empleado es gas natural. Las instalaciones acogidas al régimen especial tienen el derecho de vender a la red la energía producida, sin poseer ninguna obligación de autoconsumo. El único requisito es que el rendimiento eléctrico equivalente, REE, sea mayor que un 55%, de acuerdo con la siguiente definición de REE:       Siendo: E: Energía eléctrica producida, en kWh. Capítulo 2. Normativa 9 Q: Energía térmica producida, en kWh. V: Consumo de energía primaria, en kWh de poder calorífico inferior. RefH: Valor de referencia del rendimiento para la producción separada de calor. De acuerdo con [6], su valor es 90%. Para casos de cogeneración de menos de 50 kW de potencia eléctrica, llamada microcogeneración, la exigencia es menor, ya que sólo se requiere un REE de 49,5%. A los efectos de justificar el cumplimiento del rendimiento eléctrico equivalente en la declaración anual, se utilizarán los parámetros Q, V y E acumulados durante dicho período. En caso de no cumplir con el REE mínimo durante un año, la diferencia entre la electricidad generada durante ese año y la que se hubiese producido en caso de cumplir con el rendimiento eléctrico equivalente no percibirá prima. En caso de que ocurra más de un año, se podrá sancionar al usuario y retirarle los derechos de régimen especial. Si se cumple con el REE exigido, se tiene derecho a percibir una cuota fija, que se actualiza con el tiempo, en función del crecimiento en el precio de los combustibles. Para el caso de cogeneración con gas natural y de potencias menores que 500 kW, de acuerdo con [7], el valor de la tarifa de venta es actualmente de 16,6694 c€/kWh. Esta tarifa se percibe durante 10 años. A partir del undécimo, se reduce en un 17%, por considerarse que el motor comienza a estar anticuado. También existe la posibilidad de diferenciar entre horarios, multiplicando este precio por 1,0462 durante el período punta (de 11 a 21 en verano y de 12 a 22 en invierno), y por 0,976 para el período valle (el resto del tiempo). No obstante, una parte de esta tarifa debe pagarse al comercializador de último recurso por representación en el mercado. De acuerdo con [8], su valor es de 0,5 c€/kWh. A la tarifa de venta es necesario añadirle un complemento por eficiencia, cuyo valor en c€/kWh producido viene dado por la siguiente relación: ..1,11  1  Donde Cmp es el precio del gas natural como materia prima, en c€/kWh de poder calorífico superior. Según [9], su valor actual es de 2,681635 c€/kWh. Capítulo 3. Tecnologías energéticas 16 3.4. Lascalderas Se trata de sistemas convencionales de producción de calor. Debido a su bajo coste y a su seguridad de uso, son equipos ampliamente utilizados, tanto en hogares como para abastecer demanda térmica en general. En esencia, una caldera es un equipo en que se quema un combustible, dotado de un intercambiador donde el calor desprendido se transfiere a un fluido (aire o agua) para ser aprovechado posteriormente. Así pues, se trata de un equipo sencillo, con un principio de funcionamiento básico (pese a que cada vez son más sofisticadas en cuanto a diseño y a sus posibilidades de regulación). Esto se traduce en menores costes de adquisición, pero en un mayor consumo auxiliar frente a otros nuevos sistemas alternativos más eficientes. En el caso de viviendas, pueden servir para abastecer demandas de calefacción, de agua caliente o ambas. Y pueden ser una por vivienda o tener una instalación común centralizada. Para agua caliente centralizada, es común el uso de un depósito de acumulación, que al mantener almacenada la energía permite conservar la producción de un momento a otro, y de este modo disminuir la potencia necesaria para la caldera. Esto no es así para calefacción, donde la inercia térmica de las tuberías suele ser suficiente para hacer innecesaria la presencia de un depósito de inercia. Tampoco son comunes los depósitos en instalaciones individuales. Las calderas tradicionales presentan problemas si condensa agua en su interior. Por este motivo, la temperatura de los gases de escape tiene que ser elevada, aumentando las pérdidas. Este problema no existe en las calderas de baja temperatura, preparadas para soportar los condensados sin producirse problemas técnicos. Un paso más suponen las calderas de condensación, donde se aprovecha el calor de la condensación del agua para mejorar la producción térmica; es decir, no sólo no importa la condensación, sino que además se favorece, con el consiguiente aumento de la eficiencia. En el anexo A se encuentra más información relativa a calderas, obtenida de las fuentes [12] y [13] . Capítulo 3. Tecnologías energéticas 17 3.5. Lasbombasdecalor 3.5.1. Lasbombasdecaloreléctricas Las bombas de calor son sistemas de climatización que “bombean” el calor desde un foco frío hacia un foco caliente (es decir, en sentido contrario al de circulación en condiciones normales). Para ello, necesitan un aporte auxiliar de energía que permita modificar el sentido normal de la transferencia. Son los elementos empleados en aparatos de aire acondicionado y en frigoríficos. Realmente, el intercambio de calor no se realiza directamente entre los dos focos, sino que se hace circular un fluido (generalmente en circuito cerrado), encargado de tomar el calor del foco frío y transmitirlo al caliente. Para que exista transferencia de calor entre un foco y el fluido debe darse una diferencia de temperatura entre ellos. Es decir, el fluido debe encontrarse a menor temperatura que el foco frío a su paso por él, y a mayor que el caliente en el momento en que intercambie energía con el mismo. Como el foco caliente tiene una temperatura más elevada que el frío, es necesario variar de alguna manera las propiedades del fluido con ayuda de algún elemento exterior. Generalmente, el elemento considerado es un compresor, que modifica las propiedades del fluido. Pese a que el funcionamiento de la bomba es, a grandes rasgos, el mismo en todos los casos, se suele diferenciar si la utilidad se obtiene al absorber calor del foco frío o al cederlo al foco caliente. Así pues, si la bomba trabaja en modo calefacción, el foco caliente será el interior, mientras que el foco frío del cual obtiene el calor es el exterior. Si, por el contrario, la bomba trabaja en modo refrigeración, el local a enfriar será el foco frío, mientras que el ambiente exterior es el foco caliente. La bomba se suele diseñar de manera que, al pasar por los focos, el refrigerante sufra un cambio de fase. De este modo, se mantiene su temperatura –y por tanto la transferencia de calorconstante; y lo que es más importante, se aprovecha el calor latente, asociado al cambio de fase, de valor elevado. En la figura 4 se muestra el funcionamiento de una bomba de calor en modo calefacción. A grandes rasgos, el funcionamiento del ciclo es el siguiente: • Para empezar, el refrigerante se encuentra en estado líquido y a una temperatura muy baja, más fría que la de fuera (punto 1). Por tanto, en su paso por el ambiente exterior lo que hace es absorber calor, evaporándose. La temperatura del fluido se mantiene prácticamente constante durante el cambio de fase. • Una vez en estado vapor (punto 2), el refrigerante pasa por una válvula de 4 vías. Su única función consiste en cerrar el circuito adecuadamente según el Capítulo 3. Tecnologías energéticas 18 modo de funcionamiento de la bomba de calor, haciendo circular el fluido en el orden adecuado (hacia el punto 3). • Posteriormente, el fluido se dirige hacia el compresor, que le aporta energía mecánica en forma de presión y de movimiento, (para llegar al punto 4).De este modo, aumenta la temperatura hasta valores mayores al que existe en el local, para poder calefactarlo. Además, el cambio de presión permite al refrigerante cambiar de fase a temperaturas cercanas a la que tiene en este momento. • Tras pasar nuevamente por la válvula de 4 vías (punto 5), el fluido refrigerante cruza el condensador, que es el local a calefactar. Gracias a la energía ganada previamente, el fluido cede calor al local, condensándose y volviendo a alcanzar el estado líquido, sin variar prácticamente su temperatura (punto 6). Una parte de la energía cedida es la que ha sido aportada por el compresor; sin embargo, la mayor parte procede del intercambio que el refrigerante ha llevado a cabo previamente con el ambiente exterior. • Por último, un expansor disminuye nuevamente la temperatura del fluido, sin suministrarle ni quitarle energía, hasta volver a alcanzar el estado termodinámico del que había partido, para empezar nuevamente el ciclo. Figura 4. Funcionamiento de una bomba de calor en modo calefacción Capítulo 3. Tecnologías energéticas 19 En la figura 5 se muestra el mismo diagrama, pero aplicado a un funcionamiento en modo refrigeración (es decir, modificando la válvula de 4 vías). Figura 5. Funcionamiento de una bomba de calor en modo refrigeración Para caracterizar el rendimiento de las bombas de calor en modo calefacción, se define el COP como la energía aprovechada para calefacción entre la energía eléctrica consumida; es decir:  ó  ó  é En modo de refrigeración, el EER se define como la energía aprovechada para refrigeración entre el consumo eléctrico necesario para ello:  ó  ó  é En las bombas de calor tradicionales, el foco exterior es el aire. No obstante, últimamente están ganando mucho mercado las bombas de calor geotérmicas, con mejor rendimiento al absorber el calor del suelo, cuya temperatura es mucho más estable. También puede tomarse el calor de corrientes de agua. Capítulo 3. Tecnologías energéticas 20 Respecto al intercambio con el interior, una posibilidad consiste en realizarlo directamente con el aire; son lo que se conocer como bombas de expansión directa, presentes en la mayor parte de instalaciones individuales. No obstante, también resulta posible que el calor se transmita a una corriente de agua, que será la que después climatizará el local mediante un sistema de fan-coils. Esto es común en sistemas de bomba de calor centralizada por facilidad de medida, aunque, al tener que estar el agua en condiciones de temperatura más extremas que el ambiente interior, su rendimiento es algo menor que en los sistemas de expansión directa. En este modo de funcionamiento, es conveniente tener un acumulador de agua para evitar los continuos arranques y paradas. El funcionamiento de una bomba de calor depende de la temperatura exterior. Para temperaturas más extremas –frías en invierno o cálidas en veranodisminuye la potencia que es capaz de suministrar la bomba, además de empeorar el rendimiento. En ciclo de invierno, además, si la temperatura exterior es menor de 7°C, se forma escarche en el evaporador de la bomba, siendo necesario invertir periódicamente el sentido de funcionamiento para eliminarlo. La consecuencia es una sensación de disconfort y una reducción de la potencia efectiva disponible. Por este motivo, las bombas de calor reversibles no se encuentran muy introducidas en las ciudades con invierno riguroso. 3.5.2. Lasbombasdecaloragas A grandes rasgos, su funcionamiento es el mismo que el de una bomba de calor eléctrica. La única diferencia radica en que la energía necesaria para accionar el compresor, en vez de ser energía eléctrica, se obtiene a partir de la combustión de gas natural. Para ello, es necesaria la presencia de un motor alternativo similar al de un coche que transforme la energía térmica de combustión en energía mecánica. Las particularidades que presenta esta bomba de calor frente a la eléctrica son similares que las que tiene la cogeneración frente a la producción separada de calor y electricidad, ya que los gases que salen del motor lo hacen a una alta temperatura, siendo posible aprovechar su calor residual para la obtención de agua caliente, con ayuda de un acumulador de calor que la almacene. El rendimiento de una bomba de calor a gas viene dado por las mismas relaciones que en las bombas eléctricas, pero considerando como energía consumida la del gas, y no la eléctrica. Es decir:  ó  ó    Capítulo 3. Tecnologías energéticas 21  ó  ó    Estos rendimientos son más bajos que los del caso eléctrico, pero parten de una fuente de energía mucho más barata y de calidad inferior. Para temperaturas frías (por debajo de 7°C), la energía de los gases de escape es empleada para precalentamiento de los gases y para desescarche. De este modo, las prestaciones (tanto la potencia como la sensación de confort) se mantienen prácticamente constantes a esas temperaturas. El principal inconveniente que presentan las bombas de calor a gas, por el que apenas se han introducido en el sector residencial, es su elevado coste, ya que prácticamente añaden a una bomba de calor eléctrica un motor de microcogeneración. 23 4. Metodologíadecálculo 4.1. Introducción Una vez resumidas las diferentes tecnologías que se analizan en el proyecto, y tras mostrar los aspectos legales que es necesario tener en cuenta, en este apartado se resume la metodología de cálculo empleada para realizar el dimensionado y el análisis de la instalación. Se describe en más detalle la evaluación económica, que es un criterio cuantitativo utilizado para valorar las distintas soluciones. También se describe la forma de valorar el consumo energético en cada caso (y la producción de electricidad en el caso de la microcogeneración), que da una idea de la eficiencia del sistema. En primer lugar, se explica el procedimiento empleado para realizar el análisis económico. Posteriormente se muestra, para cada equipo, la manera de dimensionar y de estimar el consumo empleada en el proyecto. Los procedimientos responden a una elección final tras revisar los documentos existentes al respecto. Los equipos comerciales concretos empleados para el dimensionado se pueden consultar en el anexo B. 4.2. Análisiseconómico En los cálculos económicos, existen dos componentes a tener en cuenta: la inversión inicial, a realizar en el momento de construcción de las instalaciones; y el coste anual, que incluye los gastos debidos al mantenimiento del equipo y a los consumos de energía (gas, electricidad). Dependiendo del caso en concreto, se podrá dar un mayor peso a uno o al otro. Sin embargo, es necesario establecer algún criterio objetivo para poder comparar la viabilidad de diferentes instalaciones. En otras palabras: es necesario combinar esos dos valores en un parámetro único. Y para ello, y puesto que la comparación se establecerá entre diferentes equipos pero con la misma demanda, el criterio escogido ha sido el coste total anual, que es la suma del coste anual asociado al uso del equipo más la parte proporcional de la inversión inicial asociada a cada año. Para estimar la parte de la inversión asociada a cada año, se repartirá el coste inicial de cada instalación entre su vida útil, teniendo en cuenta la variación del valor del dinero a lo largo del tiempo. Capítulo 4. Metodología de cálculo 24 La duración de cada equipo se estima de acuerdo con la referencia [14]. Así, por ejemplo, un equipo de energía solar tiene una duración mayor que un motor de microcogeneración, por lo que, a igualdad de precios, le corresponderá una cuota anual menor. Para el valor de la tasa de actualización, se utilizará un 7%, que es un índice empleado comúnmente. No obstante, hay que tener en cuenta también la inflación, que hace crecer los precios cada año. De acuerdo con [15], se prevé un crecimiento en el coste del gas natural de un 2,5% anual en los próximos años. Como, aproximadamente, este es el valor del IPC en los últimos 10 años, se considera una inflación general de un 2,5%. De este modo, la tasa de actualización real valdrá: 󰇛1󰇜󰇛10,025󰇜󰇛10,07󰇜 0,04394,39% Para interpretar los resultados que se obtengan, si por ejemplo se tiene un coste total anual de 10000 € en una instalación, significa que, al cabo de dos años, el dinero a pagar será: 10000󰇛10,025󰇜10506,25 € No obstante, eso sería como pagar actualmente: 10506,25 󰇛10,07󰇜9176,57 € El mismo resultado que se hubiera obtenido haciendo directamente: 10000 󰇛10,0439󰇜9176,57 € En las tablas 4 y 5 se muestran, respectivamente, las partidas de la inversión inicial y el coste anual a considerar. Todas las partidas incluyen los costes por mano de obra. En cada caso habrá que escoger los apartados correspondientes, pues no todos existen en cada configuración. Capítulo 4. Metodología de cálculo 25 PartidaDescripción EquiposolarEquipo diseñado para aprovechamiento de la energía solar Sistemade microcogeneración Sistema de producción de energía mediante microcogeneración Sistemadecaldera centralizada Caldera más depósito para producción convencional de agua caliente centralizada Sistemadecalentadores individuales Calentadores individuales para producción convencional de agua caliente Sistemadedistribuciónde ACS Sistema de tuberías para llevar el agua caliente sanitaria a cada usuario BombadecaloreléctricaEquipo eléctrico reversible para climatización por bomba de calor BombadecaloragasEquipo a gas reversible para climatización por bomba de calor Sistemadedistribuciónde climatización Sistema de tuberías para llevar el agua de climatización a cada usuario Sistemadefan‐coilsElementos encargados de climatizar en el interior de cada vivienda RecepcióndegasInstalaciones destinadas a llevar el gas natural hasta los equipos EvacuacióndegasesSistemas para evacuar al exterior los gases de combustión SaladecalderasObras y documentación necesarios para disponer de una sala de calderas (protección anti-incendios, papeleo, …) Aumentodepotencia eléctrica Obras para aumentar la potencia disponible en un bloque de viviendas en caso de climatización eléctrica ProyectoCostes por la realización del proyecto IVAImpuesto sobre el valor añadido Tabla 4. Partidas a considerar para la inversión inicial PartidaDescripción ConsumodegasCostes (tanto fijos como variables) asociados al consumo de gas del edificio ConsumoeléctricoCostes (tanto fijos como variables) asociados al consumo eléctrico del edificio, incluyendo el impuesto de la electricidad Ingresosporventade electricidad Ingresos asociados a la venta de energía eléctrica por microcogeneración MantenimientoDinero a pagar anualmente por el mantenimiento preventivo y correctivo de los equipos e instalaciones IVAImpuesto sobre el valor añadido Tabla 5. Partidas a considerar para el coste anual  Capítulo 4. Metodología de cálculo 32 Para estimar la demanda de ACS que se abastece mediante la energía residual de la bomba de calor a gas, se dispone en [22] de datos referentes a la producción en condiciones nominales. La producción de agua caliente por unidad de gas consumido se puede considerar constante, salvo cuando la temperatura exterior sea inferior a 7ºC, ya que el calor residual, en vez de ser empleado para la producción de agua caliente, se emplea para precalentamiento y desescarche. En definitiva, al calcular el consumo de gas de cada hora, también se puede estimar la producción de agua caliente. La cantidad de agua caliente aprovechada finalmente se estimará mediante análisis horario. En cada hora, el depósito se llena con el agua caliente producida por la bomba, y se vacía por acción de la demanda. Cuando el depósito se llene, el agua caliente producida tendrá que desaprovecharse. Si por el contrario, el depósito se encuentra a un nivel inferior al 14%, de acuerdo con [20] la energía no se puede aprovechar para agua caliente por problemas de estratificación, con lo que tendrá que actuar la caldera. En la figura 7 se expresa gráficamente este proceso. Los costes de mantenimiento se estiman gracias a [14], suponiendo que una bomba de calor a gas es una combinación de una bomba eléctrica y un equipo de cogeneración. Capítulo 4. Metodología de cálculo 33 Figura 7. Análisis horario del flujo de agua caliente DEMANDA DE CLIMATIZACIÓN: NO BCG CALDERA BCG ENERGÍA AL AMBIENTE DEMANDA DE ACS: NO DEMANDA DE CLIMATIZACIÓN: SÍ DEMANDA DE ACS: SÍ DEMANDA DE CLIMATIZACIÓN: SÍ DEMANDA DE ACS: SÍ 35 5. Casosdeestudio 5.1. Introducción Para poder llevar a cabo la comparación, se ha realizado un análisis de las distintas soluciones en edificios de diferentes características. Fundamentalmente, se ha variado el tamaño del bloque y su ubicación dentro del territorio español, puesto que son los dos factores más influyentes en el resultado final. A la hora de decidirse por una u otra tecnología, el aspecto fundamental es la demanda que habrá que abastecer. La solución óptima dependerá tanto de la magnitud de la demanda como de su variación a lo largo del año, que a su vez dependen del tipo y tamaño de edificio y de la climatología. En el caso del agua caliente, la legislación establece claramente la manera de calcular la demanda. Esto no es así en el caso de la climatización, donde la demanda final depende fuertemente de muchos parámetros; algunos de ellos están relacionados con el edificio, y otros con aspectos tan subjetivos como el comportamiento final de cada usuario. Así pues, se ha tratado de establecer hipótesis realistas de comportamiento para el cálculo de las demandas. No obstante, en cada caso se han analizado bloques de diferentes tamaños, de manera que al cambiar el número de viviendas se modifique también las demandas. Así se logra analizar los resultados para diferentes demandas y, por tanto, dar a las conclusiones un carácter independiente de las hipótesis de cálculo de las mismas. 5.2. Definicióndecasos Se han definido dos casos base, que se utilizarán para realizar un primer estudio comparativo entre las alternativas consideradas: - El análisis de las tecnologías de producción de agua caliente, se realiza sobre un edificio de 30 viviendas situado en Salamanca. Cada vivienda tiene 4 dormitorios (es decir, 6 ocupantes, según el CTE). - Por su parte, para el estudio de las tecnologías de climatización, se parte de un bloque de 20 viviendas situado en Valencia. Las viviendas se encuentran repartidas en 5 plantas de 4 viviendas cada una. Cada vivienda tiene una superficie de 90 m², y una ocupación de 3 personas. Capítulo 5. Casos de estudio 36 Partiendo de estos edificios de referencia se realizarán diversos estudios de sensibilidad acerca de la influencia de distintas condiciones. Concretamente, se cambian el emplazamiento climático del lugar y el número de viviendas del bloque, que son los dos parámetros más importantes: el primero, porque afecta a las condiciones y las demandas del edificio y, en el caso del agua caliente, también a la normativa; y el segundo, porque afecta a los valores globales de potencia y demanda, siendo sobre todo un factor clave en el dimensionado de equipos. Además, para la comparación entre los auxiliares, también se estudian las consecuencias de variar la ocupación de cada edificio, ya que esto afecta al dimensionado de los equipos individuales. 5.3. Demandasdeaguacalientesanitaria Su cálculo se realiza de acuerdo con lo establecido en [2]. Para dimensionar los equipos es necesario disponer de datos de demandas mensuales, cuyo cálculo se realiza como sigue: 1. En primer lugar, a partir del número de dormitorios de cada vivienda, se estima el número de ocupantes por vivienda y totales, de acuerdo con la tabla 1. 2. A continuación, multiplicando el número de ocupantes totales por los 22 litros por persona y día de consumo asignados en [2], se obtiene el consumo total del edificio (CACS) en litros. 3. Con la temperatura del agua de red, consultada para cada ciudad en [16], se puede estimar la demanda térmica (en kWh) de un día tipo de cada mes, mediante la siguiente relación:  4,18󰇛60󰇜 3600 4. Por último, multiplicando este valor por el número de días de cada mes, se obtiene la demanda total mensual. Los cálculos de la potencia para el caso individual y el colectivo vienen explicados en el capítulo 4. Para el análisis de la energía aprovechada para ACS del calor residual de la bomba de calor a gas se ha realizado simulación horaria, con lo que es necesario disponer de un perfil horario de demanda de agua caliente. Este perfil ha sido obtenido a partir de[23], y es el que se muestra en la figura 8. Capítulo 5. Casos de estudio 37 Figura 8. Perfil diario de la demanda de ACS 5.4. Demandasdeclimatización 5.4.1. Métododecálculo El software utilizado para el cálculo de demandas es Energy Plus, desarrollado por el Departamento de Energía de Estados Unidos para el cálculo de demandas. El procedimiento empleado por el programa es un análisis, generalmente hora a hora, del flujo de calor existente en el bloque de viviendas. Este flujo depende de muchos factores (como los cerramientos, la temperatura o la radiación exterior). El sistema de climatización debe ser capaz de compensar esas cargas, manteniendo la temperatura de confort requerida. En la figura 9 se muestra un esquema de los factores que influyen en la carga final a eliminar. Uno de los problemas de Energy Plus es la excesiva complejidad que presenta para introducir datos de entrada. Por este motivo, en LIFTEC ha sido desarrollada la interfaz PLEYADE, que, sin modificar la manera de funcionar de Energy Plus, sí que facilita al usuario la introducción de datos, haciendo el programa más visual. Debido a su precisión al calcular las demandas por ser un procedimiento hora a hora, podría ser empleado como programa alternativo a LIDER y CALENER, y aceptado por tanto por la legislación. 0 5 10 15 20 DemandadeACS Capítulo 5. Casos de estudio 38 Figura 9. Flujo de calor en cada hora Para facilitar el uso de Energy Plus, lo que hace PLEYADE es programar unos datos de entrada para permitir al usuario elegir entre opciones definidas previamente, en vez de tener que introducir todos los datos necesarios para definir cada caso. Los parámetros que es necesario especificar en PLEYADE son de tres tipos: • Parámetros del edificio. Son la orientación, el entorno, el número de plantas, el número de viviendas, la superficie por vivienda, la forma del edificio, el porcentaje de acristalamiento y los materiales empleados. • Parámetros climáticos. Se debe introducir un fichero climático de la ciudad, en formato epw. • Parámetros de ocupación. Son el número de ocupantes por vivienda, las temperaturas de climatización y el diagrama de ocupación a lo largo del día. En el anexo C se muestra más información referente al programa de simulación. 5.4.2. Parámetrosutilizadosenlassimulaciones Se trata de un apartado fundamental, ya que la demanda depende fuertemente de las hipótesis que se realicen acerca de los parámetros constructivos y de uso de los edificios. Pero a su vez, no resulta en absoluto sencillo definir valores que representen adecuadamente la realidad. Por tanto, siempre que ha sido posible, se han utilizado fuentes bibliográficas de reconocido prestigio. En otros casos, se han tratado de tomar hipótesis de comportamiento realistas. INERCIA TÉRMICA DEL EDIFICIO CONVECCIÓNCONDUCCIÓN RADIACIÓN VENTILACIÓN E INFILTRACIONES CARGAS INTERNAS CONDUCTIVIDAD Capítulo 5. Casos de estudio 39 En la figura 10 se muestra la distribución interior de la vivienda, mientras que en la tabla 7 aparecen las características importantes del edificio, tanto en lo referente a la construcción como a la ocupación. De estos datos, las conductividades se basan en los requisitos de [2] para nueva edificación. El cálculo de las infiltraciones se ha hecho a partir de [24], suponiendo en los meses de verano la recomendación existente en [23]. Para mayor información sobre algún punto, consultar el anexo C. Figura 10. Distribución interior de cada vivienda   Características deledificio Superficieporvivienda90 m² Viviendasporplanta4 Númerodeplantas3-9, según el caso Relaciónfachadaseste/sur0,8 Alturadecadapiso2,5 metros de espacio interior 2,8 metros totales    Características constructivas Conductividaddelasfachadas*0,67 W/m²K Conductividaddelasolera*0,64 W/m²K Conductividaddelacubierta*0,45 W/m²K Conductividaddelasventanas*3,21 W/m²K Porcentajedeacristalamiento30% ComposicióndelasventanasDos capas de vidrio separadas por una cámara de aire Ventilacióneinfiltraciones0,426 renovaciones/hora Salvo: en verano, de 0h a 8h-> 4 renovaciones/hora Parámetrosde ocupación Ocupantesporvivienda3 Otras observaciones Se considera un perfil de ocupación a lo largo del día (ver anexo C) Se supone un buen uso de las persianas por parte de los usuarios *Lasconductividadesincluyenlaconvección Tabla 7. Características del edificio Capítulo 5. Casos de estudio 40 Por último, en la tabla 8 se indica la división climática del año que se ha considerado para el análisis, junto con las temperaturas de climatización en cada época. Se trata de unos patrones que se han considerado razonables para un edificio genérico en España. Temporada de invierno DuraciónDel 16 de octubre al 30 de abril PeríododeclimatizaciónDe 6 h a 9 h y de 16 h a 0 h Temperaturasde consigna 21°C durante el período de climatización 18°C el resto del tiempo Temporada de verano DuraciónDel 1 de mayo al 15 de octubre PeríododeclimatizaciónDe 14 h a 0 h Temperaturasde consigna 24°C durante el período de climatización 27°C el resto del tiempo Tabla 8. Características de la climatización 5.4.3. Resultadosobtenidos A continuación, en las figuras 11-14 y en las tablas 9-12 se muestran los resultados obtenidos, tanto en demandas anuales y potencias de dimensionado como en perfil anual para cada ciudad. Se varía el número de plantas –manteniendo constantes las 4 viviendas por planta, junto con la superficie y ocupación de cada vivienda-. Se han escogido ciudades representativas de las diferentes climatologías españolas: La Coruña, Madrid, Valencia y Málaga. Nº plantas Calefacción anual (kWh) Refrigeración anual(kWh) Potencia calefacción (kW) Mínima Tanual (°C) Potencia refrigeración (kW) Máxima Tanual (°C) 3 70166,35 1091,26 62,44 4,4 12,45 27,9 5 104252,54 3028,46 98,97 4,4 31,55 27,9 7 138476,52 4866,84 135,65 4,4 48,78 27,9 9 172775,50 6648,33 172,36 4,4 65,87 27,9 Tabla 9. Resultados de la simulación para La Coruña Capítulo 5. Casos de estudio 41 Figura 11. Perfil de climatización anual para La Coruña (caso de 5 plantas) Tabla 10. Resultados de la simulación para Madrid 0 5000 10000 15000 20000 25000 123456789101112 Demandamensual(kWh) Mes LaCoruña calefacción refrigeración Nº plantas Calefacción anual (kWh) Refrigeración anual(kWh) Potencia calefacción (kW) Mínima Tanual (°C) Potencia refrigeración (kW) Máxima Tanual (°C) 3 111096,95 18962,93 84,72 -2 39,58 36,8 5 169888,29 39532,94 136,03 -2 80,53 36,8 7 228835,03 59899,28 187,34 -2 121,03 36,8 9 287943,12 80161,11 238,74 -2 161,39 36,8 Capítulo 6. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS 48 Así pues, valorando ambos aspectos, se concluye que ambas tecnologías presentan sus ventajas y sus inconvenientes. Quizá en la comparación global la microcogeneración saldría algo mejor desde el punto de vista técnico al aportar una mayor garantía de suministro. Respecto al tipo de apoyo, también existen argumentos a favor y en contra de las soluciones centralizadas frente a las individuales. En caso de que la caldera sea centralizada es obligatoria la recirculación para evitar que el usuario, al abrir el grifo, tenga que esperar mucho tiempo hasta que el agua llegue caliente. De no ser así, el gasto de agua y la incomodidad de la espera serían notables. Por otro lado, uno de los problemas que puede presentar el uso de calentadores individuales es su escasa capacidad de reacción frente a simultaneidades en los consumos por encima de lo esperado, debido a la potencia limitada del calentador. Este problema es imperceptible en el caso de calentadores centralizados, pues es mucha coincidencia que, en un bloque de viviendas, la mayor parte de los usuarios decidan consumir agua caliente al mismo tiempo; además, la caldera centralizada suele contar con un depósito de apoyo. No obstante, no se trata de un problema importante en la práctica, ya que el tiempo uso continuado de agua caliente –y por tanto la probabilidad de simultaneidades muy bajo. Así pues, técnicamente, si el dimensionado es correcto, ambos tipos de apoyo son válidos. Las diferencias aparecen al valorar costes y pérdidas térmicas, u otros aspectos más difíciles de cuantificar como son el espacio necesario o la propiedad y gestión de la instalación. 6.3. Comparacióneconómica 6.3.1. Dimensionadoparauncasoconcreto En primer lugar, se muestran los resultados del dimensionado realizado para el ejemplo del edificio de Salamanca. Recordemos que tiene 30 viviendas de 6 ocupantes cada una. De acuerdo con el CTE, el consumo es de 22 litros por persona y día. En el global del edificio, esto da lugar a un consumo total de 3960 litros de agua caliente cada día en el bloque. Para edificios de esas características en la zona III, se exige una cobertura del 50%. Tras la aplicación del método f-chart, se obtiene que son necesarios 26 colectores solares. Puesto que cada uno de ellos tiene 2 metros cuadrados de superficie, se tiene un volumen del depósito de: 26  2  753900  Capítulo 6. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS 49 De entre los depósitos comerciales disponibles, se elige uno de 4000 litros. Por su parte, la relación exigida por el CTE para la potencia del intercambiador hace que sea necesario un equipo de: 0,5  26  226  22392 / El valor escogido es de 22500 kcal/h. Los datos mensuales de temperaturas de red, demandas y coberturas son los que se muestran en la tabla 13. Mes Temperatura dered(ºC)Demanda(kWh) Energíaaportada (kWh)Cobertura Enero 5 7832 1844 23,54% Febrero 6 6946 2540 36,57% Marzo 8 7405 3636 49,10% Abril 10 6890 3894 56,51% Mayo 11 6978 4210 60,33% Junio 12 6615 4576 69,17% Julio 13 6693 5169 77,23% Agosto 12 6835 5295 77,47% Septiembre 11 6753 4660 69,01% Octubre 10 7120 3597 50,52% Noviembre 8 7166 2416 33,72% Diciembre 5 7832 1642 20,97% Anual9,25 85064 43479 51,11% Tabla 13. Cobertura solar mensual en el bloque de Salamanca El consumo de los colectores es nulo, puesto que obtienen su energía a partir del sol. Para el dimensionado de la microcogeneración, con un equipo es suficiente, ya que es capaz de aportar el 100% de la demanda durante todos los meses. El depósito asociado es de 3500 litros, que es, más o menos, la demanda diaria. El número de horas que funcionará el motor, de 12,5 kW de potencia térmica, será: 85064 12,5 6805  Puesto que el consumo sobre PCS es de 22,78 kW, este número de horas de funcionamiento dará lugar a un consumo de gas de: 6805  22,78155018  Por su parte, y teniendo en cuenta que la potencia eléctrica del motor es de 5,5 kW, se tiene la siguiente producción eléctrica anual: Capítulo 6. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS 50 6805  5,537428,6  Todavía no se está en condiciones de evaluar los costes que se producirán como consecuencia del consumo de gas, ya que dependiendo del consumo total se tendrá una u otra tarifa. Lo que sí se puede conocer es el beneficio por la venta de electricidad, conociendo el beneficio total por unidad de energía eléctrica, cuyo cálculo se realiza en el anexo D. El valor total, teniendo en cuenta todos los conceptos, de cada kWh de electricidad producida, es de 18,1643 c€. Así pues, los beneficios anuales por venta de electricidad serán: 37428,6  0,1816436805,09 € Para los calentadores individuales, deberán instalarse 30 calentadores de 27,5 kW cada uno. Conociendo que su rendimiento nominal es del 77,5% sobre PCS, y que el estacional, de acuerdo con [19], es de 0,98 veces el nominal, por cada kWh producido necesitan consumirse: 1 0,7750,981,317  Por su parte, para el caso de la caldera centralizada, aplicando las expresiones que aparecen en el capítulo 4, se tiene una caldera de 83 kW, apoyada con un depósito de 1500 litros. Teniendo en cuenta que su rendimiento nominal es de un 83% sobre PCS, y que el estacional es igual al nominal, se tiene un consumo por unidad de energía producida de: 1 0,831,205  En la tabla 14 se muestra el consumo de gas asociado a cada configuración, distinguiéndose entre individual y colectivo, ya que se modifican los puntos de consumo y, por tanto, el precio del gas. En el caso de la microcogeneración, debe tenerse en cuenta que se producen 37428 kWh de electricidad al año, y que una unidad de electricidad es más valiosa que una de gas, tanto económica como energéticamente. CasoConsumopor vivienda(kWh) Consumo centralizado(kWh) Consumototal (kWh) Solar + individual 1825,6 - 54768 Solar + centralizado - 50102,4 50102,4 Micro + individual 0 155018 155018 Micro + centralizado - 155018 155018 Tabla 14. Consumo de gas en cada una de las configuraciones Capítulo 6. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS 51 En la tabla 15 se muestran los precios a aplicar para el gas natural, en función del consumo. Hasta consumos de 50000 kWh anuales, se aplica la tarifa de último recurso (TUR), consultable en [9]. Para consumos mayores, deben buscarse precios de comercializadoras, como Gas Natural Fenosa, que es la que se ha escogido en este caso. Dicha tarifa puede consultarse en [25]. Consumodegas(kWh)Preciodelgas MínimoMáximoFijo(€/mes)Variable(€/kWh) 0 5000 4,21 0,05513521 5000 50000 8,62 0,04880021 50000 100000 47,91 0,049902 100000 1000000 71,53 0,047152 Tabla 15. Precio del gas natural Con estos parámetros, se obtienen los resultados económicos que se muestran en las tablas 16 y 17. Para más información sobre la manera de realizar el cálculo, consultar el anexo D. PARTIDAPRECIO APOYOINDIVIDUALAPOYOCOLECTIVO INVERSIÓNINICIAL  Equipo solar 33.979,00 € 33.979,00 € Equipo(s) auxiliar(es) 18.720,00 € 7.762,80 € Sistema de distribución 27.169,80 € 27.169,80 € Instalación receptora de gas 18.000,00 € 7.000,00 € Evacuación de gases 9.900,00 € 600,00 € Sala de caderas 0,00 € 1.000,00 € Proyecto Gastos generales 14.009,94 € 10.076,51 € Beneficio del contratista 6.466,13 € 4.650,70 € IVA 23.084,08 € 16.602,98 € TOTAL INVERSIÓN INICIAL 151.328,95 € 108.841,79 € PARTE PROPORCIONAL ANUAL 10.321,08 € 7.507,13 € COSTEANUAL  Coste anual de mantenimiento 832,64 € 635,47 € Coste anual de gas 4.570,03 € 3.104,62 € IVA 972,48 € 673,22 € COSTE AL AÑO 6.375,15 € 4.413,31 € TOTAL  COSTE TOTAL ANUAL 16.696,23 € 11.920,44 € Tabla 16. Coste de la instalación para los casos de energía solar Capítulo 6. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS 52 PARTIDAPRECIO APOYOINDIVIDUALAPOYOCOLECTIVO INVERSIÓNINICIAL  Equipo de microcogeneración 32.622,00 € 32.622,00 € Equipos(s) auxiliar(es) 18.720,00 € 7.762,80 € Sistema de distribución 27.169,80 € 27.169,80 € Instalación receptora de gas 21.500,00 € 10.500,00 € Sistema de evacuación de gases 10.500,00 € 1.200,00 € Sala de calderas 1.000,00 € 1.000,00 € Proyecto Gastos generales 14.496,53 € 10.433,10 € Beneficio del contratista 6.690,71 € 4.815,28 € IVA 23.885,83 € 17.190,54 € TOTAL INVERSIÓN INICIAL 156.584,87 € 112.693,51 € PARTE PROPORCIONAL ANUAL 11.355,08 € 8.456,02 € COSTEANUAL  Coste anual de mantenimiento 1.412,27 € 1.215,09 € Coste anual de gas 9.689,81 € 8.174,21 € Producción de electricidad -6.805,09 € -6.805,09 € IVA 773,46 € 465,16 € COSTE AL AÑO 5.070,45 € 3.049,37 € TOTAL  COSTE TOTAL ANUAL 16.093,96 € 11.505,39 € Tabla 17. Coste de la instalación para los casos de microcogeneración De estas tablas se obtienen varias observaciones importantes: • El coste anual asociado a la parte proporcional de la inversión inicial es comparativamente más alto que el coste de uso. Esto es así por el elevado coste de la instalación de distribución, y también porque tanto la tecnología solar como la microcogeneración son tecnologías de elevado coste inicial, pero de bajo consumo. • El apoyo individual es notablemente más caro que el colectivo. Esto se debe al mayor coste inicial por tener más equipos y más potencia total instalada, pero también al mayor coste de gas, debido a la suma de más términos fijos y al mayor coste por kWh en los contratos individuales, con menor consumo. • En la comparación entre la solar y la microcogeneración, la primera tiene menos costes fijos, pero la segunda tiene menos costes anuales. La explicación de ambos factores se encuentra en la cobertura alcanzada: el motor está sobredimensionado, de manera que se alcanza el 100% de la cobertura y sobra capacidad, mientras que las placas se ajustan al mínimo exigido. También influye que la duración del motor es inferior a la de las placas. Capítulo 6. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS 53 • En este ejemplo concreto, la microcogeneración sale favorecida económicamente frente a la energía solar. No obstante, parece que el resultado depende fuertemente del tamaño del bloque, y el ejemplo considerado es un edificio grande. En el siguiente apartado se analizan los resultados al variar, entre otros, el tamaño del bloque. 6.3.2. Análisisdesensibilidad En este apartado, se va a realizar una comparación entre las tecnologías analizadas a medida que cambian algunos de los parámetros de dimensionado. Concretamente, se muestra el coste total anual por ocupante para diferentes casos. Se han analizado estas y otras situaciones, mostrando en este apartado los resultados más importantes. En el anexo E se muestra el dimensionado para estos otros casos. • Tamaño del edificio En primer lugar, se va a comprobar el efecto del tamaño del bloque de viviendas. El tamaño está ligado con el número total de dormitorios y, por tanto, de ocupantes. Para el dimensionado de las instalaciones de agua caliente lo que importa es la ocupación, y no la superficie, por lo que es el parámetro que se manejará. Se han repetido los cálculos para diferentes números de viviendas en los casos de 1 dormitorio (es decir, 1,5 ocupantes) por vivienda, 2 dormitorios (3 ocupantes) por vivienda y 4 dormitorios (6 ocupantes) por vivienda. La comparación aparece reflejada en las figuras 17, 18 y 19. Todos los casos se refieren a la ciudad de Salamanca. Las gráficas reflejan el coste total anual dividido por el número de usuarios, mostrando en todos los casos un claro comportamiento de economía de escala, donde el coste se reduce al aumentar el número de usuarios (con una reducción más marcada para microcogeneración). Capítulo 6. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS 54 Figura 17. Coste total anual de ACS por persona en bloques de 1 dormitorio por vivienda en Salamanca Figura 18. Coste total anual de ACS por persona en bloques de 2 dormitorios por vivienda en Salamanca 0 100 200 300 400 500 600 700 0 20406080 €porpersonaalaño Nºdeviviendas 1,5ocupantes/vivienda solar individual solar centralizada micro individual micro centralizada 0 50 100 150 200 250 300 350 0 20406080 €porpersonaalaño Nºdeviviendas 3ocupantes/vivienda solar individual solar centralizada micro individual micro centralizada Capítulo 6. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS 55 Figura 19. Coste total anual de ACS por persona en bloques de 4 dormitorios por vivienda en Salamanca Se puede ver que la microcogeneración resulta preferible económicamente frente a la energía solar para bloques grandes (a partir de unos 180 ocupantes totales). Estos bloques garantizan el funcionamiento del motor durante más de 6500 horas. Para edificios más pequeños, una posible mejora económica consiste en emplear el motor también para cubrir parte de la demanda de calefacción, aumentando su funcionamiento y, por tanto, su rentabilidad. Por su parte, el resultado de la comparación entre apoyos depende fundamentalmente del número de viviendas y no de los ocupantes de cada una de ellas. • Zona climática A continuación, en las figuras 20 y 21, se muestra la comparación entre los bloques de 6 ocupantes por vivienda para las ciudades de La Coruña y Sevilla, ubicadas en diferentes zonas climáticas. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 20406080 €porpersonaalaño Nºdeviviendas 6ocupantes/vivienda solar individual solar centralizada micro individual micro centralizada Capítulo 6. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS 56 Figura 20. Coste total anual de ACS por persona en bloques de 4 dormitorios por vivienda en La Coruña Figura 21. Coste total anual de ACS por persona en bloques de 4 dormitorios por vivienda en Sevilla 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 20406080 €porpersonaalaño Nºdeviviendas LaCoruña solar individual solar centralizada micro individual micro centralizada 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 20406080 €porpersonaalaño Nºdeviviendas Sevilla solar individual solar centralizada micro individual micro centralizada Capítulo 6. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS 57 Se puede apreciar que en todos los casos, para bloques pequeños, es más económica la energía solar; y para bloques grandes, la microcogeneración. La única diferencia se encuentra en el punto de igualdad, que se encuentra más desplazado hacia la derecha cuanto más favorables sean las condiciones de la ciudad para la energía solar. • Tarifa del régimen especial Debido a la actual crisis económica, un riesgo que es necesario valorar es la posibilidad de que se retiren las tarifas del régimen especial. De hecho, mientras se redactaba este proyecto el gobierno ha decidido suprimir las primas para nuevas instalaciones -si bien en principio la situación es temporal y no afecta a los equipos que ya se encuentran en marcha-. Si ocurriese esto, la mejor opción sería el autoconsumo de energía, preferible a la comercialización en el libre mercado, ya que el precio de compra de la electricidad es mayor que el de venta. En la figura 22 se muestran las consecuencias de no disponer de los beneficios del régimen especial, siendo la discontinua la situación con tarifa regulada. De acuerdo con [26], el precio de la electricidad en la tarifa de último recurso durante el primer trimestre de 2012 es de 14,2319 c€/kWh, sin incluir el impuesto sobre la electricidad ni el IVA. Figura 22. Consecuencias de no disponer de la tarifa del régimen especial en bloques de 6 ocupantes por vivienda de Salamanca 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 20406080 €porpersonaalaño Nºdeviviendas NoRE solar individual solar centralizada micro individual micro centralizada Capítulo 7. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS más climatización 64 El depósito de inercia, estimado de la misma manera que para las bombas eléctricas, debe ser de 3500 litros. No obstante, ahora hay que añadir un depósito de agua caliente de 2000 litros, que es, más o menos, la demanda del bloque en un día. En la tabla 21 se muestran los resultados de consumo y de producción de ACS de la bomba. Mes Demandade calefacción (kWh) Demandade refrigeración (kWh) Consumode gas(kWhde PCS) ACS producida (kWh)Cobertura Enero 30859 0 21326 3344 96,69% Febrero 23699 0 16175 3000 97,92% Marzo 14942 0 9628 2792 85,66% Abril 7442 0 4706 1955 64,62% Mayo 0 3149 1922 951 31,07% Junio 0 15260 10047 2605 89,94% Julio 0 26065 17779 2927 100,00% Agosto 0 29284 20243 2993 100,00% Septiembre 0 10426 6784 2171 73,31% Octubre 1554 1374 1803 818 26,16% Noviembre 16172 0 10439 2737 86,77% Diciembre 29460 0 20007 3446 99,63% Anual 124129 85557 140860 29739 79,55% Tabla 21. Comportamiento mensual de la bomba de calor a gas en Valencia Para los precios de la electricidad a pagar por la bomba de calor eléctrica, esas potencias contratadas no entran en la tarifa de último recurso, con lo que se han empleado los costes de la oferta de Iberdrola [27], teniendo en cuenta que para otras empresas los precios son similares. El precio es el siguiente: Término por potencia-> 24,759775 €/kW al año Término por energía -> 17,0783 c€/kWh Ninguno de los dos incluye el impuesto sobre la electricidad. Para el gas, se utilizan los mismos precios que en el capítulo anterior, es decir, los de la tabla 15. En la tabla 22 se muestran los resultados económicos del dimensionado, que se han elaborado siguiendo los patrones citados en el anexo D. Capítulo 7. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS más climatización 65 PARTIDAPRECIO BOMBADECALOR ELÉCTRICA BOMBADECALORA GAS INVERSIÓNINICIAL  Equipo solar 20.391,80 € 0,00 € Caldera auxiliar para ACS 6.824,40 € 6.824,40 € Sistema de distribución de ACS 23.885,40 € 23.885,40 € Bombas de calor 82.687,60 € 148.472,22 € Sistema de distribución de climatización 36.175,82 € 36.175,82 € Sistema de fan-coils 48.818,88 € 48.818,88 € Instalación receptora de gas 7.000,00 € 10.500,00 € Sistema de evacuación de gases 600,00 € 600,00 € Sala de calderas 1.000,00 € 1.000,00 € Aumento de potencia eléctrica 7.500,00 € 0,00 € Proyecto Gastos generales 30.534,91 € 35.915,97 € Beneficio del contratista 14.093,03 € 16.576,60 € IVA 50.312,13 € 59.178,47 € TOTAL INVERSIÓN INICIAL 329.823,97 € 387.947,76 € PARTE PROPORCIONAL ANUAL 26.456,16 € 32.471,96 € COSTEANUAL  Coste anual de mantenimiento 3.506,83 € 7.408,80 € Coste anual de gas 942,61 € 7.934,51 € Coste anual de electricidad Aumento de potencia 1.691,67 € - Por consumo 10.751,85 € - IVA 3.040,73 € 2.761,80 € COSTE AL AÑO 19.933,69 € 18.105,11 € TOTAL  COSTE TOTAL ANUAL 46.389,85 € 50.577,07 € Tabla 22. Coste de la instalación de climatización Las conclusiones fundamentales que se extraen son las siguientes: • Por un lado, la inversión inicial a realizar es ligeramente mayor en el caso de la bomba de calor a gas. Esto es así porque el equipo es notablemente más caro. Ni siquiera la necesidad de instalar placas solares en el caso de la bomba de calor eléctrica compensa la diferencia. • Sin embargo, los costes asociados al consumo son algo inferiores en el caso de la bomba de calor a gas. La principal causa de esto es el precio del gas en el mercado, mucho menor que el de la electricidad. También influye la mayor cobertura de la demanda de agua caliente alcanzada por el calor residual de la bomba de calor a gas respecto a la energía solar. Capítulo 7. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS más climatización 66 • En este caso concreto, el sistema de climatización mediante bombas de calor eléctricas sale mejor económicamente frente a las bombas de calor a gas. En el siguiente apartado se estudia esta comparación para otros casos. 7.3.2. Análisisdesensibilidad A continuación, en las figuras 23, 24, 25 y 26 se muestra el resultado del coste total anual por persona a medida que varía el número de viviendas (con la misma ocupación por vivienda) para diferentes climatologías españolas. Cabe destacar que, pese a que la cobertura de ACS con energía solar que se exige a Málaga según [2] es del 60%, existe una ordenanza en Andalucía que obliga a todos los edificios de nueva construcción a alcanzar un 70% de cobertura, con lo que éste ha sido el criterio de dimensionado del equipo solar. Esa ordenanza es [28]. Figura 23. Coste total anual de ACS + climatización por persona en Valencia 400 500 600 700 800 900 0 10203040 €porpersonaalaño Viviendas Valencia bomba a gas bomba eléctrica Capítulo 7. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS más climatización 67 Figura 24. Coste total anual de ACS + climatización por persona en La Coruña Figura 25. Coste total anual de ACS + climatización por persona en Madrid 400 500 600 700 800 900 0 10203040 €porpersonaalaño Viviendas LaCoruña bomba a gas bomba eléctrica 400 500 600 700 800 900 0 10203040 €porpersonaalaño Viviendas Madrid bomba a gas bomba eléctrica Capítulo 7. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS más climatización 68 Figura 26. Coste total anual de ACS + climatización por persona en Málaga En las gráficas mostradas se aprecia la gran influencia de la climatología en el resultado final. En general, se puede decir que, cuando se dimensiona en base a la potencia de calefacción, la bomba de calor a gas sale más rentable que la eléctrica, debido a que no baja su potencia a temperaturas menores que 7 grados. Eso es lo que ocurre en Madrid. Sin embargo, en casos como el de Málaga la mayor potencia es la de refrigeración, lo que hace que la configuración con bomba eléctrica sea mejor económicamente por sus menores costes y también por el mejor funcionamiento de la energía solar. En Valencia la mejor opción depende del tamaño, ya que la potencia de refrigeración crece comparativamente más que la de calefacción al aumentar el número de viviendas. Por su parte, en La Coruña, ambas opciones son similares. En realidad, en este tipo de climatologías no vale la pena instalar ni una ni otra, ya que la demanda de refrigeración es prácticamente inexistente, y la de calefacción no compensa el esfuerzo económico a realizar para obtener una eficiencia mayor. En este caso la sensibilidad respecto al precio de combustible resulta muy difícil de realizar, ya que sería necesario conocer cómo varía el precio de la electricidad al cambiar el del gas. Simplemente, decir que, puesto que son equipos de poco consumo, las consecuencias no serían especialmente importantes. 400 500 600 700 800 900 0 10203040 €porpersonaalaño Viviendas Málaga bomba a gas bomba eléctrica Capítulo 7. Análisis comparativo de instalaciones de abastecimiento de ACS más climatización 69 7.4. Comparaciónambiental Ambientalmente, ambos equipos ofrecen resultados parecidos, pues el consumo en energía primaria es similar. En un caso habría que producir electricidad, p.ej. mediante combustión del gas en una central, y posteriormente transformar esa electricidad en energía mecánica; en la bomba de gas se quema el combustible en el propio equipo, dando lugar directamente al movimiento necesario para el funcionamiento de la bomba. Obviamente, si se consideran las emisiones medias de la electricidad en España, la bomba de calor eléctrica obtiene mejores resultados que la bomba de calor a gas. No obstante, como se ha comentado en el apartado 6, éste no es un modo justo de evaluar las emisiones, ya que la consecuencia por parte de la red eléctrica de necesitar menos electricidad estaría más encaminada a reducir la potencia producida por una central térmica que a detener un aerogenerador. A continuación, en la tabla 23, se comparan ambientalmente ambas tecnologías para los casos de 28 viviendas de entre los analizados anteriormente, suponiendo que la electricidad se genera a partir de un ciclo combinado de gas. Ciudad Emisiones anuales* Bomba de calor eléctrica Bomba de calor a gas La Coruña 22.600 kg CO₂ 20.022 kg CO₂ Madrid 41.084 kg CO₂ 42.267 kg CO₂ Valencia 28.454 kg CO₂ 27.557 kg CO₂ Málaga 21.209 kg CO₂ 21.448 kg CO₂ * Se supone un rendimiento de un 52,5% sobre PCI en la central de ciclo combinado, y un 8% de pérdidas en la distribución de energía Tabla 23. Emisiones anuales asociadas a las instalaciones de producción de climatización 71 8.Conclusiones El autor del proyecto considera que son dos las aportaciones que se han realizado con la elaboración de este trabajo: • En primer lugar, se han consultado, analizado, valorado y escogido procedimientos para el dimensionado de equipos de climatización y cobertura de agua caliente. Estos procedimientos incluyen tanto la elección de la magnitud de los equipos, como una valoración económica de la inversión inicial y del coste anual a pagar por el uso de los mismos. • En segundo lugar, se ha realizado una comparación de varias tecnologías existentes bajo diferentes puntos de vista. El objetivo no es marcar unas pautas absolutas, sino realizar un análisis crítico que pueda ayudar a tomar la decisión correcta, tras valorar todos los aspectos y decidir cuál o cuáles son más importantes en cada caso. Con estos resultados, los objetivos iniciales del proyecto se consideran cumplidos. Para trabajos futuros relacionados con el tema, existen dos posibles líneas de actuación, complementarias: • Por un lado, se podrían analizar y comparar más equipos. En este proyecto se ha pretendido estudiar un conjunto de tecnologías representativas del mercado. No obstante, está claro que existen muchas más configuraciones y tecnologías que, por el alcance del proyecto, no han podido desarrollarse (por ejemplo, energía solar más caldera mixta para calefacción y agua caliente, más enfriadora eléctrica para refrigeración). • Por otro lado, se podría trabajar en la elaboración de un programa informático que dimensionase las diferentes instalaciones, además de realizar una estimación de la inversión inicial y del coste anual. Esto ayudaría a tener una idea inicial de lo que supondrá la instalación de una determinada tecnología en cada aplicación particular. A nivel personal, la realización de este proyecto ha sido una manera muy útil de profundizar en el conocimiento de las diferentes tecnologías energéticas domésticas, junto con las ventajas y desventajas de cada una de ellas. Además, la experiencia del trabajo en el LIFTEC ha sido muy provechosa, constituyendo una atractiva posibilidad Capítulo 8. Conclusiones 72 de madurar y de aprender, tanto con el director del proyecto como con el personal del centro en general. La principal dificultad del trabajo la ha constituido la bomba de calor a gas, ya que es sin duda la tecnología menos madura y más desconocida de las que se han analizado. Esto se ha notado a la hora de buscar información, referencias y procedimientos de análisis. En este sentido, es de agradecer el comportamiento mostrado por parte de la empresa Absorsistem, respondiendo a las consultas realizadas y mostrando disponibilidad y amabilidad. 73 BIBLIOGRAFÍA [1] Análisis del consumo energético del sector residencial en España. IDAE. 16 de julio de 2011 [2] Código Técnico de la Edificación. 17 de mayo de 2006 [3]Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios. 20 de julio de 2007 [4]Real Decreto 661/2007, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial. 25 de mayo de 2007. Su versión actualizada puede consultarse en el BOE [5] Escala de calificación energética para edificios de nueva construcción, de IDAE [6] Decisión de la comisión de 21 de diciembre de 2006, por la que se establecen valores de referencia de la eficiencia armonizados para la producción por separado de electricidad y calor [7] Boletín Oficial del Estado. Consultable en <http://www.boe.es/boe/dias/2011/12/31/pdfs/BOE‐A‐2011‐ 20646.pdf> [8] Circular 4/2009, de la Comisión Nacional de Energía, que regula la solicitud de información y los procedimientos para implantar el sistema de liquidaciónde las primas equivalentes, las primas, los incentivos y los complementos a las instalaciones de producción de energía eléctrica en régimen especial [9]Boletín Oficial del Estado. Consultable en <http://www.boe.es/boe/dias/2011/12/31/pdfs/BOE‐A‐2011‐ 20649.pdf> [10] Manual de cálculo de las instalaciones solares. Gas Natural. Teoría y problemas. 2004 [11] Documentación técnica sobre el motor de microcogeneración Dachs