Etxebizitza baten birgaitze energetikoa

Ikasturtea: 2020-2021 Data: Bilbon, 2021ko uztailaren 22an Ikaslea: Bizkarra Belategi, Martin Zuzendaria: Perez Iribarren, Estibaliz INDUSTRIA TEKNOLOGIAREN INGENIERITZAKO GRADUA GRADU AMAIERAKO LANA ETXEBIZITZA BATEN BIRGAITZE ENERGETIKOA 2 AURKIBIDEA Irudien aurkibidea ................................................................................................................3 Taulen aurkibidea.................................................................................................................3 Akronimoen zerrenda ...........................................................................................................4 LABURPENA .........................................................................................................................5 Hitz gakoak ........................................................................................................................6 1. SARRERA...................................................................................................................7 2. HELBURUAK ETA IRISMENA...................................................................................... 10 3. ERAIKINAREN KOKAPENA ETA DESKRIBAPENA .......................................................... 11 4. ENERGIA KONTSUMOA ............................................................................................ 16 4.1. BEROKUNTZA ESKARIA ...................................................................................... 16 4.2. UBS ESKARIA .................................................................................................... 18 5. ITXITURAREN BIRGAITZEA ........................................................................................ 22 5.1. BIRGAITZEAREN DESKRIBAPENA ETA EZAUGARRIAK............................................ 22 5.2. ETXEBIZITZA BIRGAITUEN BEROKUNTZA ESKARIA ............................................... 23 6. KONTSUMOAREN DISTRIBUZIOA .............................................................................. 25 6.1 .GAUR EGUNGO INSTALAZIOA ............................................................................ 25 6.1.1. Aerotermia instalazioa ....................................................................... 25 6.1.2. Egur-berogailua ................................................................................. 31 6.1.3. Instalazio fotovoltaikoa...................................................................... 32 6.2. INSTALAZIOAREN EGOKITASUNAREN ANALISIA................................................... 36 7. INSTALAZIO ENERGETIKOAREN ANALISIA .................................................................. 39 7.1. INSTALAZIOAREN KOSTU JORRAKETA ................................................................. 39 7.2. INGURUGIROAN INPAKTUA ............................................................................... 44 8. INSTALAZIO ENERGETIKOAREN HOBEKUNTZA ........................................................... 46 8.1. HOBEKUNTZA PROPOSAMENA .......................................................................... 46 8.2. HOBEKUNTZEN INPAKTUA ................................................................................. 49 9. ONDORIOAK ........................................................................................................... 50 10. KRONOGRAMA ....................................................................................................... 51 ERREFERENTZIAK................................................................................................................ 53 I. ERANSKINA ..................................................................................................................... 55 3 IRUDIEN AURKIBIDEA Irudia 1: Merkatu elektrikoaren eguneko batezbesteko prezioaren grafika[8]. .........................9 Irudia 2: Iurretako metereologia estazioko metatutako prezipitazio eta batezbesteko tenperaturen urteko bilakaera[10]. ..................................................................................... 12 Irudia 3: 2020 urtean pilatutako prezipitazioaren EAEko mapa metereologikoa[11]. .............. 12 Irudia 4: 2020. urteko batez besteko tenperaturaren EAEko mapa metereologikoa[11]. ......... 13 Irudia 5: 2020. urteko batezbesteko erradiazioaren EAEko mapa metereologikoa[11]. ........... 13 Irudia 6: Etxebizitzaren aurrealdea, hego-ekialdera begira. ................................................... 14 Irudia 7: Eraikinaren planoa: beheko solairua (ezk.) eta lehen solairua (esk.).......................... 15 Irudia 8: Bero-ponpa baten eskema. .................................................................................... 25 Irudia 9: Ferroliren OMNIA M 3.2-12 bero-ponpa[20]. .......................................................... 27 Irudia 10: OMNIA M 3.2 12 bero-ponparen datu teknikoak[ERREF] ....................................... 28 Irudia 11: ECOUNIT F 300-1C ur bero metagailua.................................................................. 28 Irudia 12: Wilo Yonos kalefazio uraren birzirkulazio ponpa.................................................... 29 Irudia 13: OMNIA M 3.2 bero-ponparen kabledun urrutiko kontrola[23]................................ 30 Irudia 14: Etxebizitzen kalefazio sistemaren planoa. ............................................................. 31 Irudia 15: Panaderos Denia Atomium egur-berogailua. ......................................................... 32 Irudia 16: Sunpro Power 450 Wko panel fotovoltaikoa. ........................................................ 33 Irudia 17: INVT iMARS 3 kWko inbertsore monofasikoa. ....................................................... 33 Irudia 18:Orientazio eta inklinazio galeren ondoriozko energia portzentajea maximoarekiko[14]. ........................................................................................................... 34 Irudia 19: Familiabakarreko etxebizitzen instalazio fotovoltaikoaren ohiko eskema. ............... 34 Irudia 20: I Zona klimatikorako instalazio fotovoltaiko baten ordu-profil batentzako jardute faktorea[27]. ...................................................................................................................... 35 Irudia 21: ECOUNIT F 1C UBS deposituaren zirkuitu hidraulikoaren eskema, non 19. Elementua bero-ponpa den. ................................................................................................................ 37 Irudia 22: Proposatutako hobekuntzaren eskema[20]. .......................................................... 46 Irudia 23: Fancoil baten osagaiak[31]................................................................................... 48 Irudia 24: Proiektuaren GANTT diagrama. ............................................................................ 52 TAULEN AURKIBIDEA Taula 1: Etxebizitza bien itxituren UA, birgaitzea egin aurretik............................................... 17 Taula 2: Sondikako metereologia estazioaren 2020 urteko datuak......................................... 17 Taula 3: Etxebizitza bien berokuntza eta hozketa eskariak, birgaitzea egin aurretik. ............... 18 4 Taula 4: Durangoko ur sareko uraren batezbesteko tenperatura urtean zehar. ...................... 19 Taula 5: Etxebizitza baten UBS distribuzioa hilabetearen arabera. ......................................... 20 Taula 6: Bi etxebizitzen UBS eskaria urtean zehar. ................................................................ 20 Taula 7: Bi etxebizitzen berokuntza eta UBS eskariak urtean zehar. ....................................... 21 Taula 8: Kanpoko hormaren ezaugarriak, birgaitzea egin ostean. .......................................... 23 Taula 9: Etxebizitza bakoitzaren UA-ren balioak, birgaitzea egin aurretik eta ostean. .............. 24 Taula 10: Etxebizitza bakoitzaren berokuntza eskaria, birgaitzea egin aurretik eta ostean. ...... 24 Taula 11: Berokuntza sistemako erradiadoreen kokapena, dimentsioak eta ezaugarriak. ........ 30 Taula 12: Instalazio fotovoltaikoaren produktibitatea ordu-profil batentzat, eguneko eta urteko. .............................................................................................................................. 35 Taula 13: Erradiadoreen potentzia zuzenketa ΔT aldaketaren ondorioz. ................................ 38 Taula 14: Instalazio energetikoan egindako inbertsioaren aurrekontua.................................. 40 Taula 15: Sare elektrikoko energiaren prezioa, faktura elektrikotik aterata [Goiener]. ............ 41 Taula 16: Urteko ur bero eskaria asetzeko behar den energia elektrikoa. ............................... 42 Taula 17: Urtean ur bero eskaria asetzeko beharrezkoa den energia elektrikoaren kostua. ..... 43 Taula 18: Propano bonbona estandar baten ezaugarriak [Repsol, 2021]. ............................... 43 AKRONIMOEN ZERRENDA BEG: Berotegi Efektuko Gasak. UBS: Ur Bero Sanitarioa. EAE: Euskal Autonomi Erkidegoa. IDAE: Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía. COP: Coefficient of Performance. SCOP: Seasonal Coefficient of Performance. SPF: Seasonal Performance Factor. GWP: Global Warming Potential. FV: Fotovoltaikoa. 5 LABURPENA Berotegi efektuko gasen isuri totalen ehuneko handi bat etxebizitza eta zerbitzuen sektoreari dagozkio. Isuriok murrizteko energia kontsumoa jaitsi eta energia berriztagarrien teknologiak garatu eta instalatu behar dira. Aldaketa horiek etxebizitza berrietan edota zaharren eraberritzeetan egin behar dira. Proiektu honetan, Durango kanpoaldean kokatzen den landa eremuko eraikin baten etxebizitza biren birgaitze integrala aztertu da. Berokuntza eskaria murrizteko harturiko neurriak zehaztu dira, eta berokuntza eta ur bero sanitario instalazioaren birgaitzea aztertu da. Proiektuaren helburua etxebizitzetan egindako birgaitzea aztertzea da, eta honek izango duen ingurumen inpaktuaren eta kostu ekonomikoaren eta bideragarritasunaren kalkulua egitea. Etxebizitzen inguratzaile termikoan isolamendua ezarri da eta leihoak aldatu dira. Instalazio energetikoari dagokionez, aerotermia bero-ponpa bat jarri da bi etxebizitzentzat, eta eraikinaren teilatuan panel fotovoltaikoak instalatu dira. RESUMEN Los sectores residencial y comercial suponen un porcentaje grande de las emisiones de gases de efecto invernadero. Para reducir estas emisiones hay que reducir el consumo de energía y desarrollar e instalar tecnologías de energías renovables. Estos cambios deben ser aplicados en viviendas de nueva construcción o en rehabilitaciones de edificios antiguos. En este proyecto se ha analizado la rehabilitación de dos viviendas de un edificio ubicado en un entorno rural a las afueras de Durango. Se han determinado las medidas aplicadas para reducir la demanda energética del edificio, y se ha analizado la rehabilitación de la instalación de calefacción y Agua Caliente Sanitaria. El objetivo del proyecto es analizar la rehabilitación realizada, y analizar el efecto que ésta tendrá en el medioambiente. También tendrá como objetivo analizar los costes económicos de la instalación energética, así como su viabilidad. Se ha aislado las viviendas mediante la colocación de distintos aislamientos en la envolvente térmica de la vivienda, y se han cambiado las ventanas. En lo que a la instalación energética se refiere, se ha instalado una bomba de calor de aerotermia para las dos viviendas, y se ha realizado una instalación de paneles fotovoltaicos en el tejado del edificio. 6 ABSTRACT Residential and commercial sectors are accountable for a large percentage of the greenhouse gases emitted into the atmosphere. To reduce these emissions energy consumption must be reduced and renewable energy technologies must be developed and installed. These changes must be implemented in new buildings and in older building restorations. This project has analysed the integral restoration of two houses of a building located in a rural area in the outskirts of Durango. The measures to reduce the energy demand have been determined, and the restoration of the heating and Domestic Hot Water installation has been analysed. The aims of the project are to analyse the restoration of both homes, as well as to calculate the environmental and economic impact of it. Insulation has been installed throughout the thermal enclosure of the building, and the windows have been changed. An air source heat-pump has been installed for both homes, and photovoltaic panel have been mounted in the roof. Hitz gakoak: Birgaitzea / Berokuntza / Ur Bero Sanitarioa / Aerotermia / Bero-ponpa / Fotovoltaikoa / Zoru erradiatzailea / Fancoil. Palabras clave: Rehabilitación / Calefacción / Agua Caliente Sanitaria / Aerotermia / Bomba de calor / Fotovoltaica / Suelo radiante / Fancoil. Key words: Restoration / Heating / Domestic Hot Water / Aerothermy / Heat-pump / Photovoltaic / Floor heating / Fancoil. 7 1. SARRERA Mundua berotu egin da azken 100 urteetan. Munduak berotzen jarraituko du hurrengo 100 urteetan, ez bazaio erremediorik jartzen behintzat. Munduko tenperaturek gora egin dute industrializazio garaitik hona, eta jada munduko batezbesteko tenperatura 1,2 °C altuagoa da industria aurreko garaian zena baino [1]. Azken hamarkada, 2011-2020 artekoa, erregistroetako hamarkadarik beroena izan da, 2015etik aurrerako 6 urteak historian erregistraturiko urterik beroenak izan direlarik. Arazoak ezaguna izanagatik ez dio larria izateari uzten. Izan ere, arazoa ezaguna egin zen 90. hamarkadan, eta ordutik hainbat akordio, protokolo eta nazioarteko konferentzia izan dira, baina arazoak bere horretan dirau, urtez urte areagotuz. Neurriotan ezagunena 1997. urtean sinatu zen Kiotoko Protokoloa da, zeinaren bidez, herrialde industrializatu gehienek, tenperatura igoeraren eragile diren Berotegi Efektuko Gasen (BEG) isuriak 2008-2012 tarterako %5ean murrizteko konpromezua hartu zuten. Protokoloa sinatu zuten herrialdeen gehiengoak konpromezua bete zuten arren, neurriaren gogortasun ezak eta herrialde handi batzuen konpromezu faltak (Ameriketako Estatu Batuak eta Kanada adibide nagusiak izanik) berotze globalaren auzia larritu baino ez dute egin. Hitzarmen horren ostean, beste hainbat etorri ziren, garrantzitsuena 2015eko Parisko Akordioak izanik. Akordio horietan hartutako erabaki eta konpromezuek munduko batezbesteko tenperatura aldaketa (industria aurreko garaiekiko) 1,5 °C baino baxuagoa izatea dute helburu, 2 °C-ra inolaz ere iritsi ezin daitezkeelarik [2]. Espainiar estatua BEGen emisioei dagokienez munduko herrialde kutsakorrenen artean dago, 323,2 milioi tona CO2 baliokide emititu zituelarik 2019. Urtean [3]. Urte horretan bertan, Espainiar estatuan kontsumitutako amaierako energia 86158 petrolio tona baliokidekoa izan zen, gutxi gora behera milioi bat MWh-koa [4]. Estatuko amaierako energia kontsumoaren %18,5a eta %12,5a etxebizitza eta zerbitzu sektoreei dagozkie, hurrenez hurren [5]. Bestalde, BEGen emisioen %8,8a etxebizitza eta sektore komertzialari dagokio, eta %13,5a elektrizitate sorkuntzari [6]. Balio horiek jaistea ezinbestekoa da, aldaketaz aldaketa, tenperaturaren igoera izoztu ahal izateko. Etxebizitza sektoreko BEGen emisioak jaisteko lehen pausua amaierako energia kontsumoa bera jaistea da. Horretarako, aukera ezberdinak daude, nabarmenena energia eskaria jaistea izanik. Eskaria jaisteak eraikinetan konfort termikoa energia kantitate txikiagoarekin lortzea dakar, eta hau eraikinaren bero galerak eta irabaziak kontrolatuz egiten da. Eraikinaren inguratzailean isolamendua ezartzea, leiho eta ateen gaitasun isolatzailea hobetzea, aire infiltrazioak ekiditeko 8 zirrikituak ixtea edota konbekzio naturala kontrolatzea berokuntza eta hozketa eskaria jaisteko metodo eraginkorrak izan daitezke. Kontsumo energetikoa jaisteko beste aukera bat eraikinaren ekipoen efizientzia hobetzea da. Berokuntza, hozketa eta Ur Bero Sanitarioa (UBS) lortzeko ekipo efizienteenak erabiliz kontsumoa jaistea lortzen da. Horren adibide dira aerotermia edo geotermia bero-ponpak, inguruneak daukan beroa aprobetxatuz energiaren zati handi bat aurrezten dutenak. Horren adibide izan daitezke ere gasezko kondentsazio galdarak, errekuntza keetako ur lurrunak daraman beroa aprobetxatzen dutenak. Bestalde, eraikinaren elementu elektrikoen efizientzia handituz ere kontsumoa jaistea lortzen da. Bestalde, BEGen emisioak jaisteko aukera eraginkorrena eraikina energia berriztagarriko sistemaz hornitzea da. Energia berriztagarriek erregai fosilek baino ingurumen inpaktu baxuagoa izateaz gain, ia-ia agorrezinak dira. Eraikin baten integratzeko teknologien artean aukera ezberdinak daude: energia elektrikoa ekoizteko panel fotovoltaikoak, UBS ekoizteko eguzki kolektoreak, etxebizitza berotzeko biomasa galdarak, lehenago aipaturiko aerotermia edo geotermia bero-ponpak, eta abar. Kasu hauetan, ingurumen inpaktu minimoa lortzen da, ekipoen produkzio, garraio eta eraispenean sortzen dena besterik ez delarik emititzen (biomasaren kasuan CO2 emisioak neutrotzat hartzen dira). Hala ere, hiriguneetan eraikitzen diren eraikin berrietan berrikuntza teknologiko horiek aplika daitezkeen arren, eraikin zaharretan aplikatzea zailagoa egiten da. Landa eremuko etxebizitzetan edo familiabakarrekoetan, ordea, berrikuntza hauek aplikatzea errazagoa da. Horregatik, motako horietako etxebizitza askotan instalazio berriztagarriek arrakasta izaten dute. Alde batetik, kontsumoa gutxitzen da, faktura merketuz, eta bestetik, sarearekiko edo merkatuarekiko dependentzia jaisten da kasu gehienetan. Energiaren merkatuak gorabehera asko jasan izan ditu 1973ko petrolio krisiaz geroztik. Petrolioaren prezioaren aldaketa esanguratsuek energiaren prezioan igoera eta jaitsierak eragin ditu azken hamarkadetan. Espainiar estatuko merkatu elektrikoa ere nahiko ezegonkorra da, urtearen eta urtaroaren arabera. Horrez gain, 2021eko ekainaren 1etik aurrera estatuko energia elektrikoaren tarifa berriak martxan dira [7]. Tarifa hauetan, sarearen karga leuntzeko eta kontsumo ohiturak aldatzeko asmoz, sarearen punta orduetako prezioak (aste barruan 10:0014:00 eta 18:00-22:00 ordu-tarteak) garestitu eta lautada (aste barruan 08:00-10:00, 14:0018:00 eta22:00-00:00 ordu tarteak) eta aran orduetakoak (aste barruan 00:00-8:00 ordu tartea eta asteburu eta jaiegunak) merketu dira. 9 Irudia 1: Merkatu elektrikoaren eguneko batezbesteko prezioaren grafika[8]. Merkatuaren eta sare elektrikoaren dependentzia murrizteko helburu horregatik burujabetza energetikoa edo autokontsumoa modan dauden kontzeptuak dira. Erregai fosilen merkatutik zein konpainia elektrikoen erabaki edo sarearen tarifa aldakorretatik dependentzia murrizteko, panel fotovoltaikoak klimatizazio ekipo elektrikoekin elkartu daitezke. 16 4. ENERGIA KONTSUMOA Atal honetan etxebizitza bien energia kontsumoaren analisia egin da, bai berokuntzari baita UBSari dagokionez ere. Analisi hau etxebizitzen berritze lanak hasi aurretiko egoerarena da. Hau da, etxebizitzak erosi ziren unean zegoen egoeraren analisia egin da, ondoren egindako birgaitzea aztertu eta konparatzeko balio duena. Lorturiko balio hauek lehen solairuaren ezagutzen diren kontsumo datuekin konparatu dira, itxituren eta infiltrazioen balioak doitzeko. 4.1. BEROKUNTZA ESKARIA Arestian esan bezala, eraikina 50. hamarkadakoa da eta eraiki zenetik ez du inolako efizientzia berrikuntzarik izan. Hortaz, bero galera handiak ditu, itxituratik, zorutik eta leihoetatik energia asko galtzen baita. Berokuntza kontsumoa kalkulatzeko eraikinaren lehen bi solairuen dimentsioak neurtu dira eta materialak eta eraikuntza kontuan hartu dira. Horrez gain, leiho eta ateen dimentsioak eta hauen material eta eraikuntza ere kontuan hartu dira. Berokuntza eskariari dagokion kontsumoa aztertzeko Gradu Egun metodoa erabili da. Metodo hori erabiltzeko lehenik oinarri tenperatura bat aukeratu beharra dago. Oinarri tenperatura hau Tb, barneko kontsigna edo erosotasun tenperatura izango da. Kanpoko tenperatura (Tk) oinarritenperatura baino baxuagoa denean eraikinak bero-galera bat izango du; alderantziz denean, aldiz, bero-irabazi bat. Horrela, eguneko batezbesteko tenperatura eta oinarri-tenperaturaren arteko kenketa negatiboa denean, berokuntzari dagozkion gradu-egunak lortuko ditugu. Horrez gain, kalkulu horiek egiteko eraikinaren itxituren transmitantzia (U, [W/m2K]) eta azalerak kalkulatu dira. Bi aldagai hauek biderkatuz UA[W/K] aldagaia lortzen da. Ondoren, aldagai horri aireztapen eta infiltrazioei dagokien UA-ren balioa gehituz UAefek aldagaiaren balioa lortzen da. Azken balio hau da eraikinaren berokuntza kontsumoa kalkulatzeko erabiliko dena, honako formula jarraituz: 𝑄= 𝑈𝐴𝑒𝑓𝑒𝑘 ∗∑(𝑇𝑏−𝑇𝑘) UAefek balio hau lortzeko honako datu hauek kontuan izan dira: - Orientazioa: eraikinaren aurpegi bakoitzaren orientazioa. - Isolamendua: horma, leiho, zoru eta sabaian erabilitako isolamendu materialak. CE3X programatik lortuak [12]. - Leihoak: azalera, orientazioa eta mota. - Eraikinaren bolumena: aireztapen kalkuluetarako erabilia. 17 Berokuntza eta UBS instalazioa bat eta bera da lehen bi solairuetarako, eta beraz bi solairuei dagokien UAefek-aren kalkulua egin da: Taula 1: Etxebizitza bien itxituren UA, birgaitzea egin aurretik. Itxitura Kanpo horma Sabaia Zorua Leihoak Aireztapena TOTALA UA [W/K] 393,26 0,00 69,89 91,94 0,00 678,40 Etxebizitzaren gradu-egunak ezagutzeko IDAE-ren (Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía) Condiciones climáticas exteriores de proyecto gida teknikoan bildutako datuak erabili dira. Sondikako metereologia estazioari dagozkion datuak erabili dira, Durangoko datuen oso antzekoak direla suposatzen baita. Taula 2: Sondikako metereologia estazioaren 2020 urteko datuak. Hila Tairea [°C] GD_15 [°C] GD_20 [°C] GDR_20[°C] Urtarrila 9,3 183 332 0 Otsaila 9,3 168 303 1 Martxoa 11,8 126 258 4 Apirila 12,8 94 221 5 Maiatza 15,7 42 150 17 Ekaina 18,7 10 74 33 Uztaila 19,8 3 47 42 Abuztua 20,7 2 36 58 Iraila 18,9 11 69 37 Urria 16,7 33 123 21 Azaroa 11,6 117 252 1 Abendua 9,3 181 330 0 Gradu-egunen balioa, egun bakoitzeko batezbesteko tenperatura eta oinarri tenperaturaren arteko diferentziak gehituz kalkulatzen da. 2. Taulan hilabeteko bakoitzeko gradu-egunen balioak ageri dira, oinarri tenperatura ezberdinetarako. Horrez gain, hozte gradu-egunak (kasu honetan ez da hozketa kontuan izango, balioak ez direlako oso altuak) eta kanpoko airearen batezbesteko tenperatura ageri dira. Eraikin honen kasuan, berokuntza eskariaren kalkulua GD15 balioarekin egin da, Tb=15 °C oinarri harturik. Balio hauek aurreko UA balioarekin biderkatuz lehen bi solairuei dagokien hilabeteko berokuntza eskaria lortu da: 18 Taula 3: Etxebizitza bien berokuntza eta hozketa eskariak, birgaitzea egin aurretik. Hilabetea Bi etxebizitzak GD15 GD20 GDR20 Urtarrila 2979,5 5405,5 0,0 Otsaila 2735,3 4933,3 16,3 Martxoa 2051,5 4200,7 65,1 Apirila 1530,5 3598,3 81,4 Maiatza 683,8 2442,3 276,8 Ekaina 162,8 1204,8 537,3 Uztaila 48,8 765,2 683,8 Abuztua 32,6 586,1 944,3 Iraila 179,1 1123,4 602,4 Urria 537,3 2002,6 341,9 Azaroa 1905,0 4103,0 16,3 Abendua 2947,0 5373,0 0,0 Berokuntza eskaria guztira (kWh) 15793,2 35738,3 3565,7 Hortaz, etxebizitza bien urteko berokuntza eskaria 15 °C-ko oinarri tenperatura harturik 15793,2 kWh-koa da. Eskari horri aurre egiteko berokuntza potentzia maximoa ere kalkulatu da. Kalkulu hau inguruneko tenperatura minimoaren (%99,6-ko probabilitatearekin lortuko den T baxuena) araberakoa da, kasu honetan -0,2 °C dena[13]. Berokuntza potentzia minimoa hurrengo formula erabiliz lortu da, 13,70 kWko balioa lortuz (Tb = 20 °C hartuz). 𝑃berokuntza =𝑈𝐴𝑒𝑓𝑒𝑘 ∗(𝑇𝑏−𝑇𝑠,99.6) 4.2. UBS ESKARIA UBS eskariaren kalkulua egiteko etxebizitzen ezaugarriak eta ingurunearen datuak erabili dira: - UBS eskaria pertsonako: 28 l/s. Balio hau uraren tenperatura 60 °C denerakoa da [14]. 19 - Bizilagun kopurua: 6 (etxebizitza bakoitzeko 3). Balio hau gela kopuruaren araberakoa da, 2 logela → 3 bizilagun. Ez da etxebizitzan gaur egun bizi diren pertsona kopuruaren araberakoa. - Saretik datorren uraren tenperatura. Tenperatura hauek CHEQ4 erraminta erabiliz lortu dira, eta Durangori dagozkion tenperaturak dira [15]. Taula 4: Durangoko ur sareko uraren batezbesteko tenperatura urtean zehar. Hilabetea T_ur_sarea [°C] Urtarrila 8,3 Otsaila 9,3 Martxoa 9,3 Apirila 10,3 Maiatza 12,3 Ekaina 14,3 Uztaila 16,3 Abuztua 16,3 Iraila 15,3 Urria 13,3 Azaroa 10,3 Abendua 9,3 - UBS kontsumoaren urteko distribuzioa [16]: 20 Taula 5: Etxebizitza baten UBS distribuzioa hilabetearen arabera. Hilabetea Distribuzioa Urtarrila 1,11 Otsaila 1,08 Martxoa 1,03 Apirila 1,08 Maiatza 1,03 Ekaina 1,02 Uztaila 0,9 Abuztua 0,79 Iraila 0,91 Urria 0,94 Azaroa 1,04 Abendua 1,07 - UBSaren tenperatura: 60 °C. Ur beroa depositu batean akumulatu nahi bada 60 °C-an mantendu behar da Legionellaren bakteria ez agertzeko. Aldagai hauek kontuan izanik UBSaren urteko eskaria kalkulatu da: Taula 6: Bi etxebizitzen UBS eskaria urtean zehar. Hilabetea UBS eskaria [kWh] Urtarrila 347,6 Otsaila 299,8 Martxoa 316,6 Apirila 314,9 Maiatza 297,8 Ekaina 273,4 Uztaila 238,4 Abuztua 209,3 Iraila 238,6 Urria 266,1 Azaroa 303,2 Abendua 328,8 21 Hortaz, lortu den berokuntza eta UBSaren eskari teorikoa honakoa da: Taula 7: Bi etxebizitzen berokuntza eta UBS eskariak urtean zehar. Hilabetea Berokuntza eskaria [kWh] UBS eskaria [kWh] Eskari totala [kWh] Urtarrila 2979,6 347,8 3327,4 Otsaila 2710,5 299,8 3010,3 Martxoa 2032,9 316,5 2349,5 Apirila 1516,6 314,9 1831,5 Maiatza 677,6 297,8 975,4 Ekaina 161,3 273,4 434,8 Uztaila 48,4 238,4 286,8 Abuztua 32,3 209,3 241,5 Iraila 177,5 238,6 416,1 Urria 532,4 266,1 798,5 Azaroa 1887,7 303,2 2190,9 Abendua 2920,3 328,8 3249,1 Energia eskaria guztira (kWh) 15677,1 3434,7 19111,8 Etxebizitza bien UBS eskari totala 3434,7 kWh-koa da, eta energia eskari totala 19111,8 kWhkoa da. 22 5. ITXITURAREN BIRGAITZEA Atal honetan itxituraren birgaitzearen deskribapena egin da. Erabilitako materialen eta eraikuntzaren ezaugarriak azaldu dira. Itxitura birgaituarekin etxebizitza biek duten eskaria aztertu da, eta aurrekoarekin konparatu ere. Azkenik, birgaitzeari dagozkion hobekuntzak proposatu dira. 5.1. BIRGAITZEAREN DESKRIBAPENA ETA EZAUGARRIAK Esan bezala, beheko solairua guztiz eraberritu da eta etxebizitzaren isolamendua eta efizientzia hobetu dira. Itxituran berrikuntzak egin dira: kanpoko hormaren eta sabaiaren isolamendua hobetu da, leihoak aldatu dira eta infiltrazioen eta hezetasunaren aurkako neurriak hartu dira. Lehen solairuan berriz, leihoak aldatu dira eta kanpoko hormaren hidrofugotasuna hobetu da. Lehen bi solairuen horma originala hare eta kareharrizko blokez eraikitakoa da, blokeen artean morteroa erabiliz. Eraikinaren hidrofugotasuna hobetzeko lehen bi solairuei aplikatutako hobekuntza bat morteroaren ordezkapena izan da, mortero hidrofugo bat erabili da mortero zaharraren ordez. Beheko solairuan, gainera, isolamendu termikoa aplikatu da. Kanpoko hormak nahikoa sendoak direnez, eta etxebizitza bera ez denez oso handia, isolamendua ahalik eta meheena izatea erabaki da. Lehenik, tela inpermeabilizatzaile bat jarri da, polipropileno eta polietilenozko geruzaz egina, hezetasunetik babesteko[17]. Ondoren, aire burbuilazko aluminio bikoitzeko geruza isolatzaile bat jarri da, Boltherm markakoa [18]. Isolatzaile horrek 5 mm-ko lodiera du, eta 30 mm-ko lodierako XPS isolatzaile batek edo 40 mm-ko harri-zuntzezko isolatzaile batek besteko lana egiten du. Ondoren, 5 cm-ko aire ganbara bat jarri da, aluminiozko geruzarekin lanean kondukzio eta erradiaziozko galerak txikitzen dituena. Azkenik, 9 cm-ko adreilu bikoitza jarri da, adreiluaren ostean igeltsuzko luzitua eginez. Hobekuntza hauek aplikatuz, kanpoko itxituraren transmitantzia termikoa 2,80 W/m2K-koa izatetik 1,12 W/ m2K izatera pasa da, kanpoko hormari dagozkion bero galerak %60an gutxituz. Hormaren lodiera 66 cm-an geratu da. Hormaren itxituraren egitura horrela geratu da: 23 Taula 8: Kanpoko hormaren ezaugarriak, birgaitzea egin ostean. Itxituraren geruzak e [m] k [W/mK] Rt [m2K/W] Harria 0,5 1,7 0,29 Geruza inpermeabiliz. 0,001 1,8 0,00 Isolamendu termikoa 0,005 0,028 0,18 Aire ganbara 0,05 - 0,18 Adreilu bikoitza 0,09 0,43 0,21 Luzitua 0,02 0,57 0,04 Totala 0,666 - 0,90 U [W/m2K] 1,12 Sabaian ere hobekuntzak aplikatu dira. Harri-zuntzeko panel erdizurrunak jarri dira. Panel hauen helburua isolamendu akustikoa bada ere, termikoki ere isolatzen dute. Kalkuluetan suposatu da beheko solairuaren eta lehen solairuaren -eta lehen eta bigarren solairuenarteko berotransmisioa nulua dela, bi etxebizitzak tenperatura berera mantentzen direlako. Hala ere, lehen solairua alokairuan dagoenez, denbora tarte batzuetan agian ez da berotuko, eta beraz, komenigarria da isolamendu termikoa ere ezarri izana. 3 cm-ko panel bi jarri dira, guztira 1,75 m2K/W-ko erresistentzia termikoa dutenak. Leihoak bi etxebizitzetan aldatu dira. Lehen zeuden leihoak zubi termikoaren hausturarik gabeko aluminiozko markodun kristal sinpledunak ziren, zeinen transmitantzia termikoa 5,0 W/m2K zen. Leiho berriak emisio baxuko 4/16 kristal hirukoitzdun PVCko markodunak dira, eta hauen transmitantzia 1,1 W/m2K da [19]. Leihoen kopurua eta dimentsioak mantentzen dira, beraz, leihoei dagozkien galerak %78-an jaistea lortu da. Beheko solairuan ez da isolamendurik jarri, hezetasunaren aurkako babesa soilik. Infiltrazioei dagokienez, hobekuntzak aplikatu dira. Leiho eta ateetako zirrikituak poliuretano-aparrez bete dira, etxebizitzako orduko aire berritzeak txikituz. 5.2. ETXEBIZITZA BIRGAITUEN BEROKUNTZA ESKARIA Berrikuntzak aplikatu ostean, etxebizitzen itxituren UA nabarmen jaitsi da, 637,3 W/K-tik 386 W/K-ra, ia %40ko hobekuntza. Hemen ikusi daitezke etxebizitza bakoitzaren UA-n aldaketak: 24 Taula 9: Etxebizitza bakoitzaren UA-ren balioak, birgaitzea egin aurretik eta ostean. UA [W/K] Beheko solairua Lehen solairua Bi etxebizitzak Itxiturak Lehen Orain Lehen Orain Lehen Orain Kanpo horma 154,0 68,3 155,0 155,0 308,9 223,3 Sabaia 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Zorua 69,9 66,8 0,00 0,00 69,9 66,8 Leihoak 91,9 8,9 50,5 11,4 142,5 20,3 Aireztapena eta infiltrazioak 60,8 38,7 55,3 36,9 116,1 75,6 TOTALA 376,6 182,8 260,8 203,2 637,3 386,0 Ikus daiteke, aldaketa esanguratsuenak leihoen berrikuntza eta beheko solairuko itxituraren hobekuntzaren ondoriozkoak direla. Aplikatutako aldaketen ondorioz, etxebizitzen berokuntza eskaria jaitsi da, batez ere beheko solairuan. Eskari hau kalkulatzeko berriz ere gradu-egun metodoa erabili da, eta honako datu hauek lortu dira: Taula 10: Etxebizitza bakoitzaren berokuntza eskaria, birgaitzea egin aurretik eta ostean. Beheko solairua Lehen solairua Etxebizitza biak Berokuntza eskaria [kWh] Lehen Orain Lehen Orain Lehen Orain 8766,6 4254,7 6071,1 4730,6 14837,6 8985,2 Taulari erreparatuz ikus daiteke etxebizitza bien berokuntza eskaria %40 jaitsi dela (UAren balioa bezala), eta urtean ia-ia 6000 kWh energia aurrezten direla. 60 m2-ko solairu biak berotzeko 8985 KWh behar dira urtean. Solairu biek birgaitzea egin ostean antzerako berokuntza eskaria dute. 25 6. KONTSUMOAREN DISTRIBUZIOA Atal honetan etxebizitza bien berokuntza eta UBS eskaria asetzeko instalatutako sistemen azalpena jorratu da. Sistemen osagaiak eta funtzionamendua azaldu dira, eta hauen ezaugarrien eta dimentsioen egokitasuna aztertu da. 6.1. GAUR EGUNGO INSTALAZIOA Etxebizitza biek berokuntza eta UBS ekipo bera partekatzen dute. Ekipo hau 12 KWko aire-ur bero-ponpa bat da. Bero-ponpa bera kanpoan kokatu da; deposituak berriz beheko solairuko biltegian jarri dira. Horrez gain, beheko pisuan negurako egurra erretzeko berogailu bat dago. Eraikinaren teilatuan instalazio fotovoltaiko bat dago, lehen bi solairuak energia elektrikoz hornitzen dituena. Osagai horiek oinarrizkoenak diren arren, beste hainbat osagaiek osatzen dute instalazio energetikoa, hala nola, metagailua, inertzia depositua, erradiadoreak, eta abar. 6.1.1. Aerotermia instalazioa Etxebizitza bien oinarrizko eskaria hornitzeko instalatutako sistema aire-ur bero-ponpa bat da. Sistema mota horiek, aireak daukan energia aerotermikoa bero-ponpa baten bidez erauzten dute. Bero-ponpek ingurune hotzetik beroa erauzten dute, eta ondoren bero hori ingurune berora transferitu. Transferentzia hau posible izan dadin sistemari lan bat aplikatu behar zaio, konprimagailuak kontsumitzen duen lan elektrikoa hain zuzen ere. Bero-ponpan dabilen lan jariakina hozgarri bat izan ohi da, zeinaren propietate termodinamikoei esker aire hotzari beroa erauztea lortzen den. Presio baxuan hozgarria oso lurrunkorra izaten da, eta ingurune hotzetik beroa xurgatzen du lurrunketa prozesuan. Ondoren, konprimagailuan konprimatzen da, presio altuan dagoenean kondentsatu eta beroa ingurune berora transmititzen duelarik. Bero-ponpa honako sistema itxiak osatzen du: Irudia 8: Bero-ponpa baten eskema. 32 Irudia 15: Panaderos Denia Atomium egur-berogailua. Berogailua tximinia zaharraren azpian jarriko da, 14. irudian agertzen den kokalekuan. Bertatik, egongela, sukaldea eta komuna berotzeko gaitasuna izango du, eta ateak irekita baita gela biak berotzekoa ere. 6.1.3. Instalazio fotovoltaikoa Eraikinaren teilatuan 450 W-ko 8 panel fotovoltaiko instalatu dira, guztira 3,6 KW-ko potentzia ematen dutenak. Instalazioaren helburua etxebizitzaren beharrizan energetikoen portzentaje handi bat asetzea da. Izan ere, aurreko ataletan adierazi den legez, tarifa elektrikoaren aldaketak kontsumo ohitura eta prezioetan aldaketa handi bat suposatu du. Instalazio fotovoltaikoaren helburua dira, beraz, berokuntza eta UBS eskariaren portzentaje handi bat asetzea, elektrizitatearen punta orduetan etxebizitza energia elektrikoz hornitzea eta faktura elektrikoa merkatzea. Autokontsumoa eta sarearekiko eta energiaren prezioaren fluktuazioekiko ahalik eta dependentzia gutxiena izatea garrantzizkotzat jotzen dira. Panel fotovoltaikoak: Panelak Sunpro Power markako 450 W PERC monokristalinoak dira eta panel bakoitzak 144 zelula independente ditu [26]. Panelen dimentsioak honakoak dira: 2108x1048x40mm. Panel bakoitzak 2,21 m2 ditu eta guztira hartzen duten azalera 18 m2-koa da. 8 panelak seriean konektatu dira. Panelek -40 ~ 85 °C-ko funtzionamendu tartea dute. Tenperatura eta irradiazio optimoan %20,14-ko efizientzia maximoa eskaintzen dute. 33 Irudia 16: Sunpro Power 450 Wko FV panela. Inbertsorea: Panelek sortzen duten korronte zuzena etxebizitzek eta sareak behar duten korronte alternora pasatzeko 3 KW-ko inbertsore monofasiko bat jarri da. Inbertsorea INVT markako iMARS MG3KTL-2M modeloa da [27]. Oso inbertsore txikia da, etxebizitzetarako aproposa. Interneterako konexioa du eta unean uneko ekoizpena zein aurreko egunetakoa berrikusteko aukera ematen du. %97,7ko efizientzia maximoa du, eta -25 ~ 60 °C-ko funtzionamendu tartea. Irudia 17: INVT iMARS 3 kWko inbertsore monofasikoa. Instalazioa: Esan bezala, 8 panelak teilatuko estalkiaren gainean jarri dira, hego-ekialdera begira, metalezko egitura baten gainean. Estalkiak 30 gradu osatzen ditu horizontalarekiko eta panelak -60 graduko azimutarekin kokatu dira. Inklinazio eta orientazioaren ondoriozko galerak %10-ekoak izango dira, irudian ikusi daitekeen bezala. 34 Irudia 18:Orientazio eta inklinazio galeren ondoriozko energia portzentajea maximoarekiko [14]. Honako instalazio eskema jarraitu da, familiabakarreko etxebizitzetarako ohikoa izaten dena: Irudia 19: Familiabakarreko etxebizitzen instalazio fotovoltaikoaren ohiko eskema. 3.4. Sistema adimentsua: Instalazio fotovoltaikoaren egoera eta ekoizpenaren jarraipena eta kontrola egiteko asmoz sistema adimentsu bat instalatu da. Inbertsorearen Wifi sistemaz gain OWL markako Intuition-pv sistema instalatu da. Modu horretan kontsumo eta ekoizpenaren jarraipena egin daiteke. Instalazioaren produktibitatea kalkulatzeko 413/2104 Errege Dekretuan ageri den informazioa erabili da, zeinaren bidez energia berriztagarrien, kogenerazioaren eta hondakinen bidez lorturiko energia elektrikoaren sorkuntza erregulatzen den [28]. Bertan, IV Eranskinean, instalazio fotovoltaiko baten ordu-profil batentzako jardute faktorea zehazten da, zona klimatikoaren arabera. Eraikinaren kokalekuari I Zona klimatikoa dagokio: 35 Irudia 20: I Zona klimatikorako instalazio fotovoltaiko baten ordu-profil batentzako jardute faktorea[28]. Jardute faktorea instalatutako potentzia nominalarekin (inbertsorearen potentzia, 3KW) biderkatuz ordu tarte bakoitzari dagozkion KWh-en hurbilpen bat lortzen da, honako taula honetan adierazi direnak. Taula 12: Instalazio fotovoltaikoaren produktibitatea ordu-profil batentzat, eguneko eta urteko. Eguneko orduak Eguneko batezbestekoa Eguneko energia [kWh] Urteko batezbestekoa Urteko energia [kWh] 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 3 0 0 0 0 4 0 0 0 0 5 0,01 0,03 2,8 8,4 6 0,05 0,15 16,5 49,5 7 0,11 0,33 41,9 125,6 8 0,22 0,66 79,5 238,5 9 0,33 0,99 120,4 361,2 10 0,43 1,29 156 468 11 0,49 1,47 180,4 541,2 12 0,52 1,56 189 567 13 0,49 1,47 180,4 541,2 14 0,43 1,29 156 468 15 0,33 0,99 120,4 361,2 16 0,22 0,66 79,5 238,5 17 0,11 0,33 41,9 125,6 18 0,05 0,15 16,5 49,5 19 0,01 0,03 2,8 8,4 20 0 0 0 0 21 0 0 0 0 22 0 0 0 0 23 0 0 0 0 24 0 0 0 0 4151,8 kWh/urte 36 6.2. INSTALAZIOAREN EGOKITASUNAREN ANALISIA Berokuntza ekipoen dimentsioak ondo aukeratzea garrantzitsua da, labur geratuz gero etxebizitza ez delako kontsigna tenperaturara iristen. Aerotermia bero-ponparen potentzia Etxebizitza biek izango duten aldiuneko berokuntza eskari maximoa kanpoko tenperatura minimoa denean emango da. Balio hori, %99,6-ko probabilitatez, -0,2 °C izango da etxebizitza kokatuta dagoen ingurunean[13]. Berokuntza potentzia maximoa kalkulatzeko nahikoa izango da etxebizitza bien UAefek (386 W/K) tenperatura diferentziarekin biderkatzea (barruko tenperatura 20 °C eta kanpokoa -0,2 °C izanik). 7,8 kWko berokuntza potentzia maximoa lortzen da, beraz 12 kWko bero-ponpak gaitasun osoz erantzun beharko lioke eskari horri. Hala ere, egur-berogailuaren instalazioarekin sistemak nahiko lasai jardungo duela suposatzen da, beharrezkoa denean biak konektatu daitezke eta. UBS eskaria betetzeko beharrezko galdararen aldiuneko potentzia maximoa ere kalkulatu da. Kalkulu hau IDAE-ren Instalaciones de calefacción individual gida teknikoa jarraituz egin da [29]. Bertan dutxa bakoitzeko 0,1 l/s-ko UBS emari minimoa zehazten da. Kasu honetan, etxebizitza bakoitzeko dutxa bat dagoenez, emari minimoa 0,2 l/s da. Potentzia maximoa sareko tenperatura minimoa denean emango da, kasu honetan 8,3 °C urtarrilean. UBSaren tenperatura 45 °C izanik (zuzeneko kontsumoa, akumulazio gabe), lortzen den potentzia maximoaren balioa 30,7 KWkoa da. Potentzia hau etxerako bero-ponpa batekin lortzea ezinezkoa da, eta beraz, ur bero metagailu bat jarri da. Deposituen tamaina Ikusi denez, 12 kWko bero-ponpa batekin ezinezkoa da UBS eskaria asetzea. Beraz, depositua beharrezkoa da. Kasu honetan, UBSren tenperatura 60 °C izan behar da, deposituan Legionellaren bakteria agertu ez dadin. Esan bezala, puntako emaria 0,2 l/s-koa da, eta beraz 300 litroko depositu batekin 1500 segundo edo 25 minuturako ur beroa egongo litzateke. Deposituaren tamaina egokia izan dadin, denbora-tarte batean bero-ponpak ematen duen energia biltegiratzeko gaitasuna izatea bermatu behar da. Deposituaren tamaina bero-ponparen sarrera eta irteerako uraren arteko tenperatura diferentziaren araberakoa da (21. Irudiko 2 eta 6 korronteak). 37 Irudia 21: ECOUNIT F 1C UBS deposituaren zirkuitu hidraulikoaren eskema, non 19. elementua bero-ponpa den. ∆𝑇 balio hori 20 °C-koa izan ohi da. Bero-ponpa ordu erdiz martxan izanik lortzen den energia 6 kWh-koa da. Hurrengo formula jarraituz, energia hori biltegiratzeko behar den bolumena 258 litro dela lortzen da. Horrenbestez, instalatu den deposituak bero-ponpak 30 minutuan ematen duen energia biltegiratzeko gaitasuna du. 𝑉𝑚𝑖𝑛 =𝑄𝐵𝑃 ∗𝑡 𝑐𝑤∗𝜌∗∆𝑇 Erradiadore kopurua Garrantzitsua da etxebizitzaren erradiadoreen dimentsioak eta elementu kopurua ondo aukeratzea, hala egin ezean sekula ezingo dute eta etxebizitza ongi berotu. Horretarako, instalatutako erradiadoreen emisioen batura, ΣP[W], etxebizitzaren berokuntza eskaria baino altuagoa izan behar da. Fabrikatzaileek emisioen balioak EN-442 arauaren arabera ematen dituzte, Europako merkaturako arau normalizatu bat jarraitzeko [30]. Arau horren arabera, datu hori erradiadorearen batezbesteko tenperaturaren eta airearen tenperaturaren arteko diferentzia ΔT=50 K denerako eman behar da. Hortaz, 20 °C-ra dagoen etxebizitza baten erradiadoreen batezbesteko tenperatura 70 °C litzateke, ura erradiadorera 75 °C inguruan sartu eta 65 °C inguruan irtengo litzatekeelarik. Bero-ponpa instalazio baten kasuan balio horietara iristea ezinezkoa denez, emisioen balio horiek ez dira baliagarriak. Bero-ponpa instalazio honen kasuan, ura 55 °C inguruan sartzen da 38 erradiadoreetara eta 45 °C inguruan irten, eta beraz, erradiadoreen batezbesteko tenperatura 50 °C-koa da. Hortaz, kasu honetan, ΔT=30 K da. EN-442 arauaren arabera, emisio balioak beste ΔT baterako zuzentzeko honako formula hau erabili behar da: 𝑃=𝑃∆𝑇50 ∗( ∆𝑇 ∆𝑇50)𝑛 Formula hori jarraituz, 11. taulako datuak zuzendu daitezke: Taula 13: Erradiadoreen potentzia zuzenketa ΔT aldaketaren ondorioz. KOKAPENA P_ΔT50 [W] n koefizientea P_ΔT30 [W] Beheko solairua 4130,4 Sukaldea 1150 1,34 690 Komuna 750 1,33 450 Egongela 1750 1,33 1050 Logela handia 1170 1,34 702 Logela txikia 1314 1,33 788,4 Sarrera 750 1,33 450 Lehen solairua 3075 Sukaldea 875 1,33 525 Komuna 375 1,33 225 Egongela 1250 1,33 750 Logela handia 875 1,33 525 Logela txikia 750 1,33 450 Ofizina 500 1,33 300 Sarrera 500 1,33 300 Beheko solairuaren berokuntza potentzia maximoa (kanpoko tenperatura -0,2 denean) 3,65 KWkoa da, eta beraz, emisoreek nahikoa potentzia daukate eskari maximo hori asetzeko. Lehen solairuko berokuntza potentzia maximoa 4,1 KWkoa da, eta emisoreena aldiz 3,1 KWkoa. Hortaz, tenperatura baxuagoekin jarduteko erradiadore zaharrak ez dira nahikoa, ez baitute behar beste bero emititzen. Hau konpontzeko erradiadoreren bat gehiago jar daiteke, berokuntza eskaria jaistea baino errazagoa baita. Erradiadore hau kalefazio sistemari gehi dakioke, edo erradiadore elektrikoa izan daiteke. Printzipioz, kanpoko tenperaturak 4,8 °C baino baxuagoak direnean soilik beharko litzateke, eta hau ez da urtean egun askotan gertatzen. Hortaz, 1000 W-ko erradiadore elektriko bat jartzea proposatzen da, behar ez denean gorde daitekeena. 39 7. INSTALAZIO ENERGETIKOAREN ANALISIA Egindako instalazioaren inbertsioa eta urteko zein hilabeteko kostu eta etekinak zehaztu dira. Instalazio bakoitzaren itzulera denbora edo payback-a ere zehaztu da. Horrez gain, etxebizitzaren kontsumo energetikoaren ondoriozko C02 emisioen kalkulua egin da. 7.1. INSTALAZIOAREN KOSTU JORRAKETA Inbertsioak zehazteko instalazio bakoitzaren aurrekontu eta fakturak erabili dira. Instalazio bakoitzaren kostu edo etekinak kalkulatzeko, berriz, aurretiaz kalkulaturiko etxebizitzaren eskariaren datuak erabili dira; baita ekipo bakoitzari dagozkion ezaugarriak ere, hala nola: efizientzia, COP-a, etab. Inbertsioa Inbertsioaren kalkulua egiteko ekipo nagusien prezioa hartu da kontuan, osagai txikiagoen eta instalaziorako beharrezkoak diren beste osagai batzuen prezioak mespretxatu direlarik. Horrela, osagai nagusiak honako taula honetan laburbildu dira: 40 Taula 14: Instalazio energetikoan egindako inbertsioaren aurrekontua. OSAGAIAK KOSTUA 1. AEROTERMIA INSTALAZIOA 10.723,14 € OMNIA M 3.2-12 KW bero-ponpa 4.280,00 € ECOUNIT F300-1C intermetagailua 710,00 € 3 kWko erresistentzia 850,00 € BTC-ICE THERMOR 100L inertzia-depositua 375,00 € YONOS PICOS birzirkulazio ponpa 193,99 € 6 Erradiadore 490,00 € Sistemaren instalazioa 3.080,00 € Instalazio elektrikoa 744,15 € 2. EGUR-BEROGAILUA 440,00 € Panadero Denia Atomium 9 KW 240,00 € Hoditeria eta instalazioa 200,00 € 3. INSTALAZIO FOTOVOLTAIKOA 6.271,56 € 8 panel FV 450W PERC monokrist. 1.438,24 € Teilaturako metalezko egitura 391,04 € 3 KW DC/AC inbertsore monofasikoa 648,83 € OWL intuition kontrol eta jarraipen sistema 100,00 € Ingeniaritza orduak 272,00 € Instalazio orduak 833,00 € Bestelakoak: kableak, segurtasuna, etab. 1.500,00 € BEZ (%21) 1.088,45 € GUZTIRA 17.434,70 € Guztira instalazio energetikoaren inbertsioa 17434,7 eurokoa izan da. Aerotermia instalazioak 10723,14 euroko kostua izan du, eta instalazio fotovoltaikoak berriz 6271,56 eurokoa. 41 Kostu eta etekinak Instalazio honi dagokion kostuen kalkulua egitea auzi konplexua da. Izan ere, kostu ekonomiko zehatzak eguzki orduen, kontsumo ohituren eta merkatu elektrikoaren prezioen araberakoak dira. Etxebizitzen energia eskariaren gehiengoa (egurrarekin egun puntualetan egingo dena ezik) energia elektrikoaren bidez eskuratzen da. Izan ere, berokuntza eta UBSrako beharrezko energia elektrizitatez eskuratzen da, eta gainontzekoa etxebizitzen kontsumo elektrikoari dagokio. Energia elektriko hau saretik eta panel fotovoltaikoetatik lortzen da. Energia elektrikoaren KWhko kostua zehazteko konpainia elektrikoarekin (Goiener) egindako kontratua erabili da. Kontratu horretan kontsumo tarte bakoitzari dagokion erosketa prezioa zehazten da, baita sarera saltzeko prezioa ere. Laburbilduz, honako datu hauek eskuratu dira: Taula 15: Sare elektrikoko energiaren prezioa, faktura elektrikotik aterata [Goiener]. 1. Tartea 2. Tartea 3. Tartea Potentzia terminoa Ordainsari eta karguen prezioa (€/kW-egun) 0,084035 0,003902 - Kontsumitutako energia terminoa Ordainsari eta karguen prezioa (€/kWh) 0,133118 0,041772 0,006001 Kontsumitutako energiaren prezio librea (€/kWh) 0,094564 0,089353 0,079722 Autokontsumo konpentsazioa Konpentsazio prezioa (€/kWh) 0,060000 0,060000 0,060000 Hortaz, instalazio fotovoltaikoaren ondorioz, gutxienez urtean 249 € aurrezten dira, panelek sortutako energia elektriko guztia salduz lortzen direnak. Bestalde, panelek sortzen duten guztia kontsumituko balitz, eta sarera ez balitz ezer salduko, 945 € aurrezten dira. Aurrezte maximo hori sortutako energia elektriko guztia 1. Tartean soilik kontsumituta lortzen da. Beraz, instalazio fotovoltaikoak 249 eta 945 € bitarteko aurreztea suposatzen du. Bestalde, aerotermia sistemaren urteko kostuak ere kalkulatu dira. Bero-ponparen sasoiko jardute koefizientea (SCOP) 55 °C-an 3,49 izanik, hilabete bakoitzeko eskaria asetzeko behar den energia elektrikoa kalkulatu da: 48 jartzen da [23. Irudiko 1 elementua]. Horrela, kobreak aluminiozko hegalak berotzen ditu, hegalen inguruko airea konbekzioz berotzen delarik. Modu horretan konbekziozko berokuntza efizienteagoa lortzen da. Irudia 23: Fancoil baten osagaiak [34]. Orain arteko deskribapena tenperatura baxuko erradiadore guztientzat berbera da. Erradiadore dinamikoak bereizten dituena, esan bezala, haizegailua da. Berokuntza eskaria handitzen denean, erradiadoreek estatikoki funtzionatzeari uzten diote, eta haizegailua pizten da. Haizegailuak airea bero-trukagailuan zehar pasatzera behartzen du, denbora berdinean aire bolumen handiago bat berotuz. Zoru erradiatzailearen kasuan bezala, emisoretik ura hotza dabilenean etxebizitzaren hozketa egin daiteke. Emisore termiko hauen desabantaila nagusia haizegailuaren ondorioz sortzen den zarata da. Zarataren balioak 25-40 dB izan daitezke, emisorearen eta haizegailuaren martxaren arabera. Horrez gain, momentuz teknologia nahiko garestia dira, emisore bakoitzak 300-1200 € inguru (potentzia, tamaina eta markaren arabera) balio dituelarik. 6 edo 7 emisore jarri beharko lirateke goiko pisuan, guztira 4 kW inguruko potentzia batzen dutenak. Emisore merke batzuk jarriz instalazioaren kostua 3600 € ingurukoa izango litzateke . 49 8.2. HOBEKUNTZEN INPAKTUA Hobekuntza hauek egitean ez da etxebizitzaren eskaria aldatzen. Hala ere, tenperatura baxuagoa denez, efizientzia hobetzen da, eta beraz energia kontsumoa jaitsiko da. Beheko solairuaren kasuan, esan bezala, zoru erradiatzailea proposatu da. Kasu horretan, berokuntza uraren tenperatura 35 °C litzateke, bero-ponparen COP-a 4,95 izanik iii . Bigarren solairuaren kasuan, bulkada tenperatura 45 °C izanik, bero-ponparen COP-a 3,70 da. Beroponpak tenperatura bakarrean funtziona dezan bulkada tenperatura gisa 45 °C hartu da, bi solairuetako emisoreen tenperatura hori delarik. Esan bezala, bero-ponparen COP-a 3,70-ekoa da tenperatura horretan. Instalazio berri horrekin berokuntza eta UBSrako urteko elektrizitate kontsumoa 3356,8 kWhkoa da. Tenperatura altuko erradiadoreekin egindako instalazioaren urteko elektrizitate kontsumoa berriz, 4072,2 kWh-koa da (COP-arekin kalkulatuta). Hortaz, urtean 715,4 kWh elektrizitate aurreztuko lirateke. Horrez gain, elektrizitate hori saretik hartzen dela suposatuz, 236,79 kg CO2 gutxiago emitituko lirateke eta faktura elektrikoan 106 € inguru gutxiago ordainduko lirateke. Kontuan izanik gutxi gorabehera 6000-7000 euroko inbertsioa suposatzen duela, aurrezpenaren ikuspuntutik agian ez du merezi. Hala ere, beste instalazioak ez duen hozketa sistema bat du instalazio honek, horrek ere aurrezpena dakarrelarik. iii Kalkuluak COP-arekin egin dira SCOP-arekin beharrean. Fitxa teknikoan SCOP-aren balioak 35 eta 55 ºC-ko bulkada tenperaturentzat soilik ematen dira; COP-arenak berriz, 35, 45 eta 55 ºC-rentzat. Beraz, konparaziorako zuzenena COP-a erabiltzea da. 50 9. ONDORIOAK Lan honetan landa eremuko eraikin baten etxebizitza biren birgaitze energetikoa egin da. Etxebizitzen birgaitze energetikoa birgaitze orokorrarekin batera egin da. Birgaitze horretan, inguratzailean instalaturiko isolamenduari eta leiho berriei esker, etxebizitzen berokuntza eskaria 6000 kWh-an murriztea lortu da. Itxituraren birgaitzeaz gain, instalazio energetikoa aldatu da. Instalazio hau 12 kW-ko aerotermia bero-ponpa batez, 9 kW-ko egur-berogailu batez eta 3 kW nominaleko instalazio fotovoltaiko batez osatuta dago. Instalazioaren emisore termiko gisa tenperatura altuko erradiadoreak aukeratu dira. Beheko solairuan emisore berriak jarri dira eta lehen solairuan berriz aurreko instalaziotik zeudenak aprobetxatu. Hala ere, berogailuetako urak gas galdararekin baino tenperatura baxuagoa duenez lehen solairuko emisoreen potentzia ez dela nahikoa ondorioztatu da. Horregatik, beharrezkoa denerako berogailu elektriko bat erabiltzea proposatu da. Bero-ponparen ondorioz urtean 8860 kWh aurrezten dira. Instalazio fotovoltaikoak 4151,8 kWhko ekarpena egiten du urtean. Urteko CO2 emisioak 3349,1 kg-tan murriztu dira, eta urtean gutxi gorabehera 960 € aurrezten dira. Birgaitze osoa kontuan izanik urtean 15669,2 kWh eta 3214,9 kg CO2 aurrezten dira. Instalazio energetikoan erabilitako teknologiak nahiko berriak direnez, inbertsio ekonomikoa altua izan da. Kalkulatutako instalazioaren payback-a altua den arren, kalkulua ez da guztiz zehatza. Izan ere, errentagarritasuna elektrizitatearen prezioaren menpe dago eta hau aldakorra da. Prezioak garestiagoa diren heinean instalazio fotovoltaikoaren errentagarritasuna handituko da. Horrez gain, errentagarritasuna ez da kontuan hartu beharreko faktore bakarra, ingurumen inpaktuaren aldetik oso interesgarria baita. Aztertu den hobekuntza proposamena egokia da, egindako instalazioa hobetzen baitu. Hala ere, nahiko garestia da eta beste instalazioak baino errentagarritasun txikiagoa du. 51 10. KRONOGRAMA Atal honetan proiektuaren ataza nagusiak, hauen iraupena eta proiektuaren bilakaera jorratuko dira. Proiektuaren bilakaera irudikatu eta iraupena kalkulatzeko GANTT diagrama bat erabili da [24. Irudia]. GANTT diagrama baliatuz ataza bakoitzaren eta proiektuaren iraupena irudikatzen da, ataza luzeenak edota ataza kritikoak identifikatuz. Proiektuaren hasiera data 2021ko martxoaren 4a da. Bere iraupena 3 hilabete eta erdikoa izan da, martxo hasieran hasi eta ekain erdialdean bukatu delarik. Proiektua aurrera ateratzeko burutu behar izan diren ataza nagusiak honako hauek dira: • Proiektuaren hasiera: Proiektuari hasiera ematen zaiola adierazten da. Proiektuaren zuzendariarekin bilera batean proiektuak izan beharreko garapena eta helburuak zehazten dira. • Dokumentazio bilketa: Proiektua garatzeko beharrezkoa den dokumentazioa bildu da. Proiektuaren dokumentazioa Internet bidez lortu da. • Eraikinaren ezaugarri eta informazioaren bilketa: Proiektuak aztergai izango duen eraikinaren ezaugarri teknikoak jaso dira. Horrez gain, kontsumo ohiturei buruzko informazioa jaso da. Eraikina kokatzen den tokiko datu klimatikoak eskuratu dira. Etxebizitzaren kokapen eta deskribapenari dagokion testuingurua idatzi da. • Etxebizitzen eskariaren azterketa: Ezaugarri teknikoez eta kontsumo informazioaz baliatuz etxebizitzaren energia eskaria kalkulatu da CE3X programa eta gradu-egun metodoarekin. • Instalazioaren informazioa biltzea: Instalazio energetikoari buruzko informazioa bildu da. Ekipo bakoitzaren informazio teknikoa eta hauen aurrekontu eta fakturak bildu dira. • Instalazio energetikoaren analisia: Instalazio energetikoaren energia kontsumoa, inbertsio eta kostuak eta ingurumen inpaktua kalkulatu dira. Dimentsioen egokitasuna aztertzeko kalkuluak egin dira, eta horretarako beharrezkoa den dokumentazioa bilatu da. • Instalazioaren hobekuntzen analisia: Instalazio energetikoaren analisitik ateratako ondorioetatik abiatuz hobekuntza posible batzuen analisia egin da. Horretarako, informazio tekniko berria bilatu da. Hobekuntzen inpaktua aztertu da. • Proiektuaren amaiera: Proiektua amaitutzat eman da. Amaiera data 2021ko ekainaren 18a da. 52 Irudia 24: Proiektuaren GANTT diagrama. 53 ERREFERENTZIAK [1] “2020 está en camino de ser uno de los tres años más cálidos registrados | CMNUCC.” https://unfccc.int/es/news/2020-esta-en-camino-de-ser-uno-de-los-tres-anos-mascalidos-registrados (accessed Jul. 22, 2021). [2] “Paris Agreement | Climate Action.” https://ec.europa.eu/clima/policies/international/negotiations/paris_en (accessed Jul. 22, 2021). [3] “INEbase / Agricultura y medio ambiente /Cuentas ambientales /Cuenta de emisiones a la atmósfera / Últimos datos.” https://www.ine.es/dyngs/INEbase/es/operacion.htm?c=Estadistica_C&cid=125473617 6941&menu=ultiDatos&idp=1254735976603 (accessed Jul. 22, 2021). [4] “Balance del Consumo de energía final.” http://sieeweb.idae.es/consumofinal/bal.asp?txt=Consumo de energ%EDa final&tipbal=s&rep=1 (accessed Jul. 22, 2021). [5] “Consumo de Energía en España | Consumo eléctrico | guiaenergia.idae.es.” http://guiaenergia.idae.es/el-consumo-energia-en-espana/ (accessed Jul. 22, 2021). [6] La Moncloa, “Las emisiones de gases de efecto invernadero cayeron un 6,2% en España el año pasado [Prensa/Actualidad/Transición Ecológica y el Reto Demográfico].”.” https://www.lamoncloa.gob.es/serviciosdeprensa/notasprensa/transicionecologica/Paginas/2020/080720-emisiones.aspx (accessed Jul. 22, 2021). [7] Núm, “BOLETÍN OFICIAL DEL ESTADO COMISIÓN NACIONAL DE LOS MERCADOS Y LA COMPETENCIA,” Accessed: Jul. 22, 2021. [Online]. Available: https://www.boe.es. [8] “Las renovables rebajan la luz un 23% y dejan un precio de octubre histórico – pv magazine España.” https://www.pv-magazine.es/2020/10/30/las-renovables-rebajanla-luz-un-23-y-dejan-un-precio-de-octubre-historico/ (accessed Jul. 22, 2021). [9] Euskalmet, “Clasificación de Territorios Climáticos,” 2005, Accessed: Jul. 21, 2021. [Online]. Available: https://www.euskadi.eus/gobiernovasco/contenidos/informacion/cla_clasificacion/es_7264/es_cliclasificacion.html. [10] Euskalmet, “Parametro meteorologikoen grafikak.pdf.” [Online]. Available: https://www.euskalmet.euskadi.eus/klima/klimatologia-buletinak/. [11] Euskalmet, “Parametro meteorologikoen mapak.pdf.” [Online]. Available: https://www.euskalmet.euskadi.eus/klima/klimatologia-buletinak/. [12] “CE3X / CE3X / CEX Programa para la certificación energética de edificios.” http://www.efinova.es/CE3X (accessed Jul. 21, 2021). [13] IDAE, Guía técnica. Condiciones climáticas exteriores de proyecto. 2010. [14] Ministerio de Fomento, “Código Técnico de la Edificación. Documento Básico HE Ahorro de Energía,” Código Técnico la Edif., pp. 1–129, 2019, [Online]. Available: http://www.arquitectura-tecnica.com/hit/Hit2016-2/DBHE.pdf. [15] “CHEQ4.” Accessed: Jul. 21, 2021. [Online]. Available: http://cheq4.idae.es/. [16] IDAE, “Evaluación del potencial de climatización con energía solar térmica en edificios. Estudio Técnico PER 2011-2020,” 2011, [Online]. Available: 54 https://www.idae.es/sites/default/files/documentos/publicaciones_idae/documentos_ 11227_e10_climatizacion_st_edificios_a_ccb82cce.pdf. [17] “Qué es la tela impermeabilizante y para qué sirve - ODEM.” https://odem.es/que-esla-tela-impermeabilizante-y-para-que-sirve/ (accessed Jul. 21, 2021). [18] “Boltherm 131 | Boltherm.” https://www.boltherm.com/es/isolamentotermico/boltherm-131/ (accessed Jul. 21, 2021). [19] IDAE, “Soluciones de Acristalamiento y Cerramiento Acristalado,” Guías técnicas para la Rehabil. la Envol. térmica los Edif., 2019, Accessed: Jul. 21, 2021. [Online]. Available: https://www.idae.es/sites/default/files/documentos/publicaciones_idae/guia_solucion es_de_acristalamiento_y_cerramiento_acristalado_febrero2019_web.pdf. [20] European Comission, 2013/114/UE: Decisión de la Comisión, de 1 de marzo de 2013 , por la que se establecen las directrices para el cálculo por los Estados miembros de la energía renovable procedente de las bombas de calor de diferentes tecnologías, conforme a lo dispuesto en el artículo 5 de la Directiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo . Comisión Europea, 2013. [21] Ferroli, “Ficha técnico comercial OMNIA M 3.2,” [Online]. Available: https://www.ferroli.com/media/ficha-tecnico-comercial-omnia-m-3.2.pdf. [22] “R-410A – Gas Servei.” https://gas-servei.com/productos/refrigerantes/refrigeranteshfc/gasficha/r-410a/ (accessed Jul. 21, 2021). [23] Ferroli, “Modelo A mm B mm ECOUNIT F 100-1C Esquemas · ECOUNIT F,” Accessed: Jul. 21, 2021. [Online]. Available: https://www.ferroli.com/media/1623312000.pdf. [24] Ferroli, “Control remoto con cable OMNIA M 3.2,” Accessed: Jul. 21, 2021. [Online]. Available: https://www.ferroli.com/media/manual-control-remoto-omnia-m-3.2.pdf. [25] “Estufa leña Atomium de Panadero.” https://www.chimeneasmediterranea.com/estufas-de-lena/4560-estufa-lenaatomium-de-panadero.html (accessed Jul. 21, 2021). [26] “Reliability & Certification 440-450 M6 HIEFF TWIN MONO HIGH EFFICIENCY ISO 45001,” Accessed: Jul. 21, 2021. [Online]. Available: www.sunpropower.com. [27] “Inversor INVT iMARS MG3KTL | Inversor de red monofásico 3kW y 2MPPT.” https://suministrosdelsol.com/es/inversor-conexion-a-red/814-inversor-invt-imarsmg3ktl-monofasico-3kw-2-mppt.html (accessed Jul. 21, 2021). [28] BOE, “Real Decreto 413/2014, de 6 de junio, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos. (BOE núm. 140, de 10 de junio de 2014),” Actual. Jurídica Ambient., no. 37, pp. 50–52, 2014. [29] “Guía Técnica de Instalaciones de calefacción individual | Idae.” https://www.idae.es/publicaciones/guia-tecnica-de-instalaciones-de-calefaccionindividual (accessed Jul. 21, 2021). [30] “UNE-EN 442-1:2015 Radiadores y convectores. Parte 1: Especific...” https://www.une.org/encuentra-tu-norma/busca-tu-norma/norma?c=N0055706 (accessed Jul. 21, 2021). [31] “Precios Bombona Butano y Propano | Repsol ES.” https://www.repsol.es/es/productos-y-servicios/gas-butano- 55 propano/productos/precios/index.cshtml?_gl=1*bvmxdv*_up*MQ..&gclid=Cj0KCQjwx dSHBhCdARIsAG6zhlXja_-mvwmLljbhsZWU6U1JZrW4ygo2Ot9qu8NTLQ8yRRibvmFkQwaAmi-EALw_wcB (accessed Jul. 21, 2021). [32] E. y T. Ministerios de Industria and Ministerio de Fomento, “Factores de emisión de CO2 y coeficientes de paso a energía primaria de diferentes fuentes de energía final consumidas en el sector de edificios en España,” Jan. 2016. [33] “Suelo radiante: precio para una vivienda - Energanova - Energías Renovables.” https://energanova.es/suelo-radiante-precio-para-una-vivienda/# (accessed Jul. 25, 2021). [34] “Radiadores de Baja Temperatura. | ¿Qué son | ¿Cómo funcionan?” https://instalacionesyeficienciaenergetica.com/radiadores-de-baja-temperaturaahorro-de-energia/ (accessed Jul. 21, 2021). I. ERANSKINA • CTE. Código Técnico de la Edificación. HE. Ahorro de energía. • RITE. Reglamento de Instalaciones Técnicas en Edificios.