Contribución de las bombas de calor a los Edificios Cero Emisiones

La climatización de los edificios, y en especial la calefacción en el caso de los del sector residencial, representa un elemento esencial dentro del escenario energético global. Ante la necesidad de reducir las emisiones de CO₂ es prioritario adoptar políticas centradas en la descarbonización, priorizando el ahorro energético y fomentando la utilización de energía procedente de fuentes renovables. Las bombas de calor, especialmente las de alimentación eléctrica, van a tener un gran protagonismo en la climatización de los edificios durante todas las épocas del año.

Del total de energía primaria demandada en la UE, los edificios consumen el 40% y, dentro de este valor, la energía destinada a la climatización supone un alto porcentaje, variable en función del tipo de edificio.

En relación a esta energía dedicada a la climatización (calefacción, refrigeración, producción de ACS y ventilación), en el caso de edificios residenciales, un 60% de esta energía consumida corresponde a la calefacción, un 25% al ACS y un 15% al resto de aplicaciones, alimentadas por la electricidad, dentro de las cuales se encuentra la refrigeración. En los edificios de oficinas, estos valores se invierten, suponiendo la calefacción un 15%, la refrigeración un 60% y la electricidad para el resto de los servicios un 25% del consumo total (Fuente: IAE).

En lo relativo a las fuentes energéticas que se utilizan para la climatización, también varían según el uso. Mientras que en el sector terciario es principalmente la electricidad, en el residencial los combustibles de origen fósil suponen un porcentaje muy alto del total, representando en nuestro país en torno al 60%, debido al elevado peso de la calefacción. Del 40% restante, la energía procedente de fuentes renovables ha ido tomando un protagonismo creciente desde que se publicó el Código Técnico de la Edificación CTE en el año 2006, en especial la solar térmica. Ello supone que, actualmente, aproximadamente un 30% de la energía final dedicada a la climatización en estos edificios proviene de fuentes renovables, y el 10% remanente corresponde a la electricidad (fuente: IDAE).

Consecuentemente, la climatización de los edificios, y en especial la calefacción en el caso de los del sector residencial, representa un elemento esencial dentro del escenario energético global.

Por esta razón, y ante la necesidad de reducir las emisiones de CO₂ a la atmósfera y evitar el efecto invernadero que afecta a la sostenibilidad, es prioritario cambiar completamente dicho escenario en lo relativo a la climatización, y adoptar políticas centradas en la descarbonización, priorizando el ahorro energético y fomentando la utilización de energía procedente de fuentes renovables.

La Directiva 2010/31 relativa a la eficiencia energética de los edificios (EPBD), recoge esta necesidad, estableciendo que, a más tardar, el 31 de diciembre de 2020 todos los edificios nuevos sean edificios de consumo de energía casi nulo, y que después del 31 de diciembre de 2018, los edificios nuevos que estén ocupados y sean propiedad de autoridades públicas sean edificios de consumo de energía casi nulo.

Asimismo¸ la versión revisada del Código Técnico de la Edificación (CTE) de próxima aparición, va a implementar en las diferentes secciones de su Documento Básico DB HE Ahorro de Energía, una serie de requisitos que, en el caso de las instalaciones de climatización, van a suponer una importante reducción de las cargas térmicas, como consecuencia de la mejora la calidad de la envolvente de los edificios y, con ello, una más baja demanda energética relacionada con la calefacción y con la refrigeración.

Esta disminución de la potencia necesaria de los equipos de climatización, unida a su creciente eficiencia, traerá como consecuencia un menor tamaño de los equipos y de las citadas instalaciones, y con ello menores servidumbres en cuanto a acometidas, espacios necesarios, conducciones, etc.

Ademas, la demanda de ACS, al depender prácticamente solo de la ocupación, cobrará cada vez mayor relevancia frente a la de calefacción, con un alto porcentaje de su producción cubierta directamente por energías renovables.

Así mismo, no hay que olvidar que este fuerte impulso al ahorro energético no debe mermar las condiciones de habitabilidad de los edificios, debiéndose garantizar los adecuados niveles de salubridad, así como disponer de una buena calidad de aire en el interior de los recintos ocupados y atender las necesidades de confort asociadas al progreso. Por esta razón, a los factores antes señalados, se debe añadir una tendencia creciente a la demanda de refrigeración, sobre todo en los edificios residenciales.

Estos factores tendrán como efecto una reducción del consumo energético global, así como un 'acercamiento' entre las líneas de consumo de los diferentes usos (calefacción – ACS - refrigeración) y una disminución paulatina del uso de combustibles fósiles en favor de los otros dos vectores energéticos: las energías renovables con aplicación directa y la electricidad, cuya generación cada vez tendrá un mayor componente de renovables.

Por estas razones, las bombas de calor, especialmente las que tienen alimentación eléctrica, van a tener un gran protagonismo en la climatización de los edificios durante todas la épocas del año: estos equipos, además de ayudar a conseguir los estrictos requisitos que va a imponer la próxima legislación, son capaces de mantener las condiciones termohigrométricas óptimas, tanto en épocas invernales como estivales, lo que es especialmente importante en países con climatología cálida, como es el nuestro.

Puede considerarse que los EECN suponen un paso intermedio hacia la consecución de Edificios Cero Emisiones, entendiendo como tales edificios aquellos cuyo balance de emisiones de CO₂ es nulo durante su funcionamiento.

Para lograr este objetivo es necesario, además de minimizar la demanda de energía para que el edifico tenga un ‘consumo casi nulo’, disponer de producción propia de energía con fuentes renovables.

Ello conllevará tener que adoptar nuevas soluciones tanto en lo referente a la propia constitución del edificio, recurriendo a soluciones de arquitectura bioclimática, como en lo relativo a sus instalaciones, minimizando la demanda energética, ahorrando en el consumo mediante la utilización de sistemas muy eficientes y recurriendo a las energías renovables, tanto con sistemas de producción de las mismas propios del edificio, como utilizándolas de manera directa para la climatización.

Por esta razón, cabe esperar un importante desarrollo de los sistemas híbridos, capaces de combinar diferentes fuentes energéticas de manera directa. Este es el caso de las bombas de calor cuando trabajan conjuntamente con otros sistemas renovables, como es el caso de los que hacen uso de la energía solar. Puede ser a través de colectores solares térmicos, en los que las bombas de calor complementan la producción de ACS en los momentos en los que los citados colectores no cubren la demanda total, sin necesidad de tener que recurrir a extensos campos solares, con los problemas derivados que ello conlleva: espacio ocupado (no siempre disponible), sobrecargas térmicas, etc.

También pueden trabajar combinados con paneles solares fotovoltaicos, gracias al efecto 'multiplicador' de la energía que tienen las bombas de calor, y a las grandes posibilidades de integración entre ambos sistemas, dado que estoos equipos, de capacidad modulante, pueden adaptar fácilmente su funcionamiento a la energía suministrada por los paneles y acumular energía, optimizando los recursos energéticos.

La bombas de calor pueden trabajar combinados con paneles solares fotovoltaicos, gracias al efecto 'multiplicador' de la energía que tienen las bombas de calor, y a las grandes posibilidades de integración entre ambos sistemas