1

2 1993 Directiva 93/76/CEE (SAVE) RITE 98

2002 Directiva 2002/91/CE (Eficiencia Energética Edificios) CTE 06; RITE 07, RD 47/2007

2006 Directiva 2006/32/UE (Uso final de la Energía)

2010 Directiva 2010/31/UE (Refundición Efcn. Enrgt. Edificios) 2012 Directiva 2012/27/UE (Eficiencia Energética)

2004 Directiva 2004/8/CE (Fomento de la Cogeneración) La hemos fomentado?

2009 Directiva 2009/28/CE (Energías Renovables) PENDIENTE ¡¡¡¡¡¡¡¡

AÑO EUROPA ESPAÑA

2009 Directiva 2009/72 y 73/CE (Mercado Electricidad y Gas) Medición Inteligente

PENDIENTE

DEROGADA DEROGADA

3

* 20% Reducción emisiones de gases de efecto invernadero (CO2). Respecto a los niveles de 1990.

* 20% Uso de energía final de Energías Renovables.

* 20% Reducción del consumo de Energía Primaria.

* Año 2020

Los objetivos de eficiencia energética, sostenibilidad y uso de energías renovables se engloban en el denominado: 20 20 20

4

Demandas Mínimas Rendimientos Máximos

Uso generalizado de Renovables

El objetivo NO es poner equis en todas las casillas del 20, 20, 20, sino en cada caso aplicar las soluciones que mejor reduzcan el consumo y las emisiones.

Pero el OBJETIVO REAL es, y debe ser, conseguir el MINIMO CONSUMO POSIBLE (técnico económico) y consecuentemente la MINIMA EMISION DE CONTAMINANTES, lo que se logra con:

5

1996 2020 Emisi

ones

de

CO

2 En

ergí

a Pr

imar

ia n

o Re

nova

ble Demanda

Renovables

Eficiencia

Ah

orro

s

6

7

¿Qué es un edificio eficiente? Es aquel que consuma poca energía y que una parte importante de la poca energía que consuma sea de origen renovable

La eficiencia energética se mide bien mediante las emisiones de CO2 o bien mediante el consumo de energía primaria no renovable, derivadas en ambos casos del consumo de energía final (electricidad o combustibles).

A

8

Las diferentes energías utilizadas

tienen el mismo efecto en las

emisiones o en el consumo de

energía primaria?

FACTORES DE CONVERSION

9 EMISIONES PROMEDIO (2014): 270 gCO2/kWh

10 EMISIONES PROMEDIO: 1.052 gCO2/kWh

PANEL INFORMATIVO INSTALACION

FOTOVOLTAICA EN UN HOTEL

SON NECESARIOS UNOS FACTORES DE CONVERSION

UNICOS PARA TODAS LAS

INSTALACIONES

11

REFERENCIAEMISIONES PRIMARIAgCO2/kWh kWh/kWheprim

COMBUSTIBLEGAS NATURAL 204 1,010GLP 244 1,080GASOLEO C 287 1,080CARBON 347 1,000BIOMASA NO DENSIFICADA NEUTRO 1,000BIOMASA PELLETS NEUTRO 1,000ELECTRICIDADCONVENCIONAL PENINSULAR 649 2,610CONVENCIONAL EXTRAPENINSULAR 981 3,350NOCTURNA PENINSULAR 517 2,020

ENERGIA

DR Nº7 CRTF

VALORES ACTUALMENTE VIGENTES

12

REFERENCIAEMISIONES PRIMARIA EP NO Rnvbl EP RnvblgCO2/kWh kWh/kWhep kWh/kWheprim kWh/kWheprim

COMBUSTIBLEGAS NATURAL 252 1,195 1,190 0,005GLP 254 1,204 1,201 0,003GASOLEO C 311 1,182 1,179 0,003CARBONBIOMASA NO DENSIFICADA 18 1,037 0,034 1,003BIOMASA PELLETS 18 1,113 0,085 1,028ELECTRICIDADCONVENCIONAL NACIONAL 399 2,461 2,135 0,326CONVENCIONAL PENINSULAR 399 2,463 2,082 0,381CONVENCIONAL EXTRAPENINSULAR 867 3,125 3,052 0,073

ENERGIA

IDAE PROPUESTA 03/03/2014

VALORES PROPUESTOS PENDIENTES DE APROBACION

13 Definición de edificio eficiente????

14

15

16

La clave de la eficiencia energética reside en el propio edificio

17

ENERGIA CALOR FRIO

COMPRESION (2) COMPRESIONBOMBAS de CALOR ENFRIADORAS

PRODUCCION TERMICA

(2) Existen equipos con ciclo de compresión y motor a gas (pueden proporcionar frio y calor)

(1) El ciclo de Absorción tambien puede utilizarse para producir calor

COMBUSTIBLES CALDERAS ABSORCION (1)

ELECTRICIDAD

18

Tª PRODUCCION

ºC

80 - 90BOMBA DE CALOR (ALTA TEMPERATURA) 70 - 60

BOMBA DE CALOR 50

ENFRIADORA 7

CALDERAS

EQUIPOSPRODUCCION TERMICA

(*): Cuanto mayor es la temperatura menor es el COP

(*)

19

SOLO CALOR SOLO FRIO CALOR Y FRIO

CALEFACCION REFRIGERACION Calor O Frío

ACS ALTAS CARGAS Calor Y Frío

PISCINAS, etc. INTERNAS Simultaneamente

USOS TERMICOS DEL EDIFICIO

CALDERAS: • Cuando se requieren temperaturas altas (Radiadores, ACS, etc.) • Usos predominantes: Calor.

ENFRIADORAS: • Se requiere refrigeración. • En instalaciones con calor a temperaturas altas Caldera/Enfriadora

BOMBAS DE CALOR: • Cuando se requieren temperaturas menores (UTA, Suelo Radiante, etc.) • Usos Calor y/o Frio (equipos reversibles).

EN LAS INSTALACIONES

PUEDEN INTEGRARSE TODOS LOS

EQUIPOS

20

FRÍO O CALOR, ALTERNATIVOS Edificios con climatización, sin grandes cargas internas, o con caudales de ventilación importantes que permiten el enfriamiento gratuito. En estos casos no se justifica la producción térmica con recuperación. Soluciones tradicionales: Calderas y Enfriadoras. Bombas de calor reversibles.

FRÍO Y CALOR SIMULTÁNEOS Edificios con climatización, con grandes cargas internas, o con orientaciones

opuestas. Edificios con climatización, y otros usos de calor simultáneos como ACS,

piscinas, etc. En estos casos SI se justifica la producción térmica con recuperación. Si se requiere alta temperatura en calor: recuperación parcial. Si la temperatura necesaria en calor es baja, las soluciones mas eficaces son con

recuperación total o equipos polivalentes

21

Hay equipos de producción de frio con recuperación de calor; esta recuperación puede ser: * Parcial a alta temperatura (habitualmente para ACS) * Parcial o total a temperatura media.

Recuperación parcial a alta temperatura, descarga de compresores

Se trata de equipos con recuperación de calor, por lo que siempre deben funcionar produciendo frio, para poder recuperar el calor de condensación

Recuperación parcial, a temperaturas medias, o parcial según régimen de funcionamiento

EQUIPOS CON RECUPERACION DE CALOR

22

FRIO Y CALOR SIMULTANEO, pero en cada Zona Frio O Calor. Distribución a DOS tubos. Producción con recuperación

FRIO Y CALOR SIMULTANEO, Frio Y Calor en cada Zona Distribución a CUATRO tubos. Producción con recuperación

23

TEMPERATURAS EXTERIORES

FREC

UEN

CIA

S H

OR

ARIA

S AN

UA

LES

Las necesidades de calefacción y/o refrigeración dependen de la localidad de ubicación del edificio; este es otro aspecto que debe considerarse a la hora de seleccionar los sistemas de climatización.

24

FREC

UEN

CIA

S H

OR

ARIA

S AN

UA

LES

TEMPERATURAS EXTERIORES

25

1º DEFINIR LOS USOS TÉRMICOS EN EL EDIFICIO CALEFACCION (CALOR) ACS (CALOR) AGUA PISCINAS (CALOR) REFRIGERACIÓN (FRIO)

2º DEFINIR LOS EMISORES/USOS QUE SE VAN A APLICAR

RADIADORES (45ºC-70ºC) ACS (50ºC-70ºC) AGUA PISCINAS (25ºC) UNIDADES TRATAMIENTO AIRE(40ºC-50ºC) VENTILOCONVECTORES (40ºC-50ºC / 7ºC-10ºC) SUELO RADIANTE (40ºC-45ºC / 13ºC-18ºC)

3º SELECCIONAR LOS EQUIPOS DE PRODUCCION TÉRMICA

CALOR 70ºC: CALDERAS CALOR 50ºC: CALDERAS o BOMBAS DE CALOR FRÍO 7ºC: ENFRIADORAS o BOMBAS DE CALOR

26

Para un mayor aprovechamiento de las calderas de condensación deben diseñarse esquemas hidráulicos que aseguren que las temperaturas de retorno a las calderas sean lo mas bajas posible, para ello los retornos de los usos de mayores temperaturas (pe ACS) pueden conectarse a las impulsiones de los circuitos con temperaturas mas bajas .

27

BdC a

cuatro tubos

Calderas de

condensación

Compensador y colectores

de calor de alta temperatura

Bombas de Calor Reversibles

Compensador y colectores

de calor de baja temperatura

Compensador y colectores de frio

Las calderas con un nivel térmico superior , desde un compensador de alta temperatura cubren directamente los servicios que requieren temperaturas mas elevadas (ACS, Radiadores, etc.) y mediante un circuito con válvula de tres vías apoyan a los servicios de calor de menor temperatura. La Bomba de Calor a 4 tubos produce simultáneamente frio y calor. Las Bombas de Calor Reversibles producen frio o calor, según las necesidades del edificio.

28

- +

TUBERIAS CALEFACCION

TUBERIAS REFRIGERACION

AIRE EXTERIOR

AIRE EXPULSADO

AIRE DE RETORNO

AIRE IMPULSADO

AIRE RECIRCULADO

ESPACIO CLIMATIZADO

29

- +

TUBERIAS CALEFACCION

TUBERIAS REFRIGERACION

AIRE EXTERIOR

AIRE EXPULSADO

AIRE DE RETORNO

AIRE IMPULSADO

AIRE RECIRCULADO

ESPACIO CLIMATIZADO

30

Directiva 2009/28/CE SON CONSIDERADAS RENOVABLES: EOLICA. SOLAR. BIOMASA. GEOTERMICA. AEROTERMICA. HIDROTERMICA. HIDRAULICA. DE LAS OLAS. DE LAS MAREAS. GASES DE VERTEDERO. GASES DE PLANTAS DE DEPURACIÓN. BIOGAS.

31

ELECTRICIDAD CALOR BOMBA DE CALOREOLICA GEOTERMICA DIRECTA GEOTERMICA

SOLAR FOTOVOLTAICA SOLAR TERMICA HIDROTERMICA

HIDRAULICA BIOMASA AEROTERMICA

OCEANICA

(*): HABITUALMENTE UTILIZADOS PARA COGENERACION

GASES DE VERTEDERO (*)

GASES DE PLANTAS DE DEPURACIÓN (*)

BIOGAS (*)

Las ENERGIAS RENOVABLES producen: • ELECTRICIDAD. • CALOR

Las Bomba de Calor producen: • CALOR • FRIO Aunque solo tiene consideración de renovable el calor

32

ELECTRICIDAD CALOR BOMBA DE CALOREOLICA GEOTERMICA DIRECTA GEOTERMICA

SOLAR FOTOVOLTAICA SOLAR TERMICA HIDROTERMICA

HIDRAULICA BIOMASA AEROTERMICA

OCEANICA

(*): HABITUALMENTE UTILIZADOS PARA COGENERACION

GASES DE VERTEDERO (*)

GASES DE PLANTAS DE DEPURACIÓN (*)

BIOGAS (*)+ cogeneración

La cogeneración al producir calor y electricidad compite con las energías renovables que aportan calor, por este motivo su integración en las instalaciones de los edificios se debe analizar conjuntamente con las renovables.

33 Rendimiento Global: (100 + 250) / (250 + 275) = 0,67 (67%)

275

275

250 100

250

100

La integración de la cogeneración requiere el uso conjunto de calor y electricidad, compitiendo con las renovables térmicas, por ello debe estudiarse cual es mas conveniente en cada caso

34 Rendimiento Global: (100 + 250) / (125 + 330) = 0,77 (77%)

250

100

165

330

125 50 50

100

150

165

165

Siempre y cuando se aproveche todo el calor

35

CALEFACCION REFRIGERACION ACSBIOMASA TOTAL (1) ABSORCION TOTAL (1) NO (1)SOLAR TERMICA POCO ABSORCION FRACCION SIGEOTERMICA TOTAL (1) TOTAL FRACCION (2) POCOHIDROTERMICA TOTAL TOTAL FRACCION (2) POCOAEROTERMICA TOTAL TOTAL FRACCION (2) POCOCOGENERACION ALTO ABSORCION ALTO SI (3)

ENERGIAAPLICACIÓN

APOYO

(3): Hay que combinar las producciones de calor y electricidad

(1): Aunque pueden diseñarse para cubrir la demanda total, lo adecuado suele ser disponer de apoyo tradicional(2): Suelen tener limitación de temperatura de producción, por lo que resulta habitual disponer de apoyo en ACS

ABSORCION: Requieren equipos de absorción lo que encarece la solución.COGENERACION: Deben solaparse las curvas de demanda térmica y eléctrica, por lo que requieren apoyo

CALEFACCION REFRIGERACION ACSVIVIENDAS ALTO BAJO ALTO

OFICINAS BAJO ALTO BAJO

HOTELES MEDIO ALTO ALTO

TIPO EDIFICIOAPLICACIÓN

36

HABITUALES POSIBLES

RADIADORES 80/60ºC 60/40ºCPRIMARIO ACS 80/60ºC 70/50ºCVENTILOCONVECTORES 60/50ºC 50/40ºCUTAs 60/50ºC 50/40ºCSUELO RADIANTE 45/40ºC 40/35ºCANILLO CONDENSACION

REFRIGERACION 7/12ºC 10/15ºC

APLICACIÓNTEMPERATURAS (ºC)

30/20ºC

Para integrar las energías renovables en las instalaciones de los edificios, deben contemplarse las temperaturas necesarias en los sistemas térmicos, siendo mas ventajosa la integración cuanto menor sea la temperatura necesaria, integración directa de las renovables de baja temperatura o mejor aprovechamiento de la acumulación en las de mayor temperatura

Instalaciones de Agua, las de mayor facilidad de

integración de renovables

37

GEOTERMIA-AEROTERMIA ENERGÍA SOLAR FOLTOVOLTAICA

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

BIOMASA COGENERACIÓN

38

39

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

Un kWp instalado puede producir un 80%de las horas pico.

1kWp aproximadamente 10 m2.

Una instalación solar térmica normal puede proporcionar un 40% de la energía que recibe.

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

40

La integración de la energía solar térmica en la producción de ACS central es inmediata. La instalación solar precalienta el ACS hasta la máxima temperatura que pueda alcanzar en cada momento y la instalación térmica eleva la temperatura hasta la de acumulación reglamentada

41

En la integración de la instalación solar térmica se deben considerar los diferentes niveles térmicos delos distintos usos del edificio; dando prioridad a su integración en los de menor nivel térmico. Según se vayan cubriendo las necesidades de los de menor temperatura la regulación solicitará mayores temperaturas de producción de la instalación solar Esta forma de funcionamiento asegura en todo momento el mayor rendimiento posible de la instalación solar

ACS y apoyo solar a calefacción

42

h (Entalpía)

CONSUMO

ENERGIA COMPENSADA

CALOR UTILIZABLE

ERES Rnvb

ENERGIA NATURALEZA

P (Presión)

AEROTERMIA, HIDROTERMIA,

GEOTERMIA

Solo tiene consideración de renovable la producción de calor; la condensación para generación de frío es una necesidad de un ciclo que trabaja contra la transmisión natural del calor; el aprovechamiento del calor de condensación se considera recuperación, que también contribuye a la eficiencia energética.

43

ANEXO VII: BALANCE ENERGETICO DE LAS BOMBAS DE CALOR. (Decisión de la Comisión 2013/114/UE de 1 de marzo de 2013)

ERES: Cantidad de energía (aerotérmica, geotérmica o hidrotérmica) capturada por bombas de calor que debe considerarse como energía procedente de fuentes renovables.

ERES: = Qusable · (1 – 1/SPF).

Qusable: Calor útil total entregado por la BdC.

SPF: COP medio estacional estimado para la BdC.

BdC ELECTRICAS: SCOPnet mínimo > 1,15 · 1/0,455 = 2,53 (En documentos UE 2,5)

Directiva 2009/28/CE

Sólo tienen consideración de Energía Renovable las aportaciones de calor, no las de frío.

ENERGIAS RENOVABLES: BOMBAS DE CALOR

44

SCOPnet MINIMO: 2,53

2,00 0,00 5,50 0,822,50 0,00 6,00 0,833,00 0,67 6,50 0,853,50 0,71 7,00 0,864,00 0,75 7,50 0,874,50 0,78 8,00 0,885,00 0,80 8,50 0,88

COMBUSTIBLE SPERnet MINIMO: 1,15

0,80 0,00 2,20 0,551,00 0,00 2,40 0,581,20 0,17 2,60 0,621,40 0,29 2,80 0,641,60 0,38 3,00 0,671,80 0,44 3,20 0,692,00 0,50 3,40 0,71

SPER (ESTACIONAL)

ERESSPER

(ESTACIONAL)ERES

ENERGIA PROCEDENTE DE LAS BdC CONSIDERADA COMO RENOVABLE.

SCOP(ESTACIONAL)

ERESSCOP

(ESTACIONAL)ERES

ELECTRICAS

Energía procedente de las bombas de calor

(eléctricas y de combustible) que tiene

la consideración de renovable:

45 SONDAS EN EL TERRENO

RAMAL 1 RAMAL 2 RAMAL 3 RAMAL 4

BOMBA DE CALOR AGUA/AGUA (GEOTERMICA)

46 FUNCIONAMIENTO EN

REFRIGERACION

RAMAL 1 RAMAL 2 RAMAL 3 RAMAL 4

47 FUNCIONAMIENTO EN CALEFACCION

RAMAL 1 RAMAL 2 RAMAL 3 RAMAL 4

48

BOMBA DE CALOR AGUA/AGUA (GEOTERMICA)

FUNCIONAMIENTO SIMULTANEO FRIO/CALOR

RAMAL 1 RAMAL 2 RAMAL 3 RAMAL 4

49

Posibilidad de aprovechamiento del calor del agua (Hidrotermia)

50

Posibilidad de aprovechamiento el calor del agua (Hidrotermia)

51

DISTRIBUCIONES A CUATRO TUBOS

CALDERAS + BOMBAS DE CALOR

52

Si la energía renovable (p.e. Biomasa) o la cogeneración proporciona de manera permanente la temperatura necesaria en la instalación, su integración es inmediata, el depósito de acumulación se conecta directamente como otro productor de calor.

53

Las instalaciones térmicas se dimensionan por POTENCIA.

Las ENERGIAS RENOVABLES, al igual que la COGENERACION, deben seleccionarse de modo que la ENERGIA ENTREGADA sea máxima. Las energías renovables se asocian a sistemas de acumulación, que permiten almacenar la energía cuando se está produciendo para utilizarla cuando sea necesaria, reduciendo además la potencia necesaria. Para su integración hidráulica es fundamental diferenciar las temperaturas de los distintos usos térmicos del edificio y las alcanzables por las energías renovables, integrando cada renovable en el circuito que permita su máximo aprovechamiento.

54

Las calderas de Biomasa alcanzan los mismos niveles térmicos que las de combustibles fósiles, sus instalaciones son similares añadiendo depósitos de inercia para lograr modulación y limitar potencias.

55

Se debería responder a estas preguntas: • ¿Hay espacio suficiente?

• ¿Existe suministro fiable? • ¿Hay demanda de energía importante para calefacción,

producción de ACS o piscina climatizada?

• ¿Podemos causar molestias en el entorno?

56

La oferta tecnológica actual es de muy alta calidad, PERO.. No TODO vale para TODO, cada energía tiene sus aplicaciones. Para cada

tipo de edificio, zona climática, etc. se deben seleccionar la instalación, el sistema y las energías mas adecuadas.

Tampoco se debe olvidar que la naturaleza no da nada gratis, por ello antes de aplicar las energías renovables debe lograrse que el edificio demande la menor energía posible.

Los programas de simulación constituyen una herramienta necesaria para estos análisis, evidentemente comprobados por "ojos" expertos.

Para un óptimo aprovechamiento de los resultados, se debe comunicara la administración los datos de certificaciones, inspecciones, mantenimientos, etc., de modo que se puedan contrastar con datos reales los análisis previos de proyecto; permitiendo la recalibración delos programas de simulación y la divulgación de las medidas mas eficaces para cada caso, con el objetivo de facilitar futuras decisiones y reglamentaciones .

57

Integración de las Energías Renovables Se debe distinguir entre los usos necesarios (calefacción, refrigeración, etc.)

de los “suntuarios” (piscinas descubiertas, climatización de espacios abiertos, etc.) de manera que no se utilicen en estos últimos las renovables que conllevan algún consumo “tradicional”.

En cada caso se debe analizar las energías renovables disponibles atendiendo al nivel térmico que alcanzan, optando por las que mayor energía” puedan aportar a la instalación.

Producción de Electricidad.La producción de electricidad (fotovoltaica, eólica, cogeneración) se debe analizar desde el punto de “autoconsumo” o venta a costo de producción o, como máximo, igual costo que el de compra.

No debe sustentarse en subvenciones. Por supuesto tampoco debe obstaculizarse “peaje de respaldo”...

58

Objetivo: Reducir los costes y la emisión de contaminantes limitando el consumo total de energía en los edificios.

Consumo = Demanda / rendimiento Para lograr dicho objetivo se debe actuar de dos maneras: 1. Reduciendo la Demanda del edificio DISEÑO OPTIMO DEL EDIFICIO, O SU REHABILITACION 2. Aumentando el Rendimiento de las Instalaciones SELECCIÓN DE LAS INSTALACIONES MAS EFICIENTES

59

Para alcanzar este objetivo los edificios deben construirse, o

rehabilitarse, de manera óptima, incluyendo criterios pasivos (Demandas Mínimas)

Las instalaciones deben incluir medidas de eficiencia energética y ser diseñadas de manera que se adapten óptimamente a las características del edificio

A pesar de cumplir las medidas anteriores las instalaciones presentarán, aunque mínimos, consumos de energía, que deberán compensarse Con la integración de energías renovables que aporten esa energía