Córdoba, 20 de marzo de 2017

Parámetros para el cálculo de la eficiencia energética y de la energía

renovable aportada

Índice

Introducción

Coeficientes Estacionales: factor de rendimiento medio estacional estimativo SPF

Parámetros normativos y reglamentarios

Bombas de Calor: Eficiencia y utilización de energía procedente de fuentes renovables

Eficiencia vs Rendimiento

Introducción

La mejora de la eficiencia energética de los equipos ocupa un especialprotagonismo.

El concepto de Rendimiento ha evolucionado hacia el de Eficiencia

𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 = ൗ𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑑𝑎𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎

𝑬𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 = ൗ𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑑𝑜

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔é𝑡𝑖𝑐𝑜

Factor clave: energía no renovable consumida

Necesario cuantificar el consumo energético de los equipos en condicionesde funcionamiento normales => hacer uso de los factores y coeficientes deEficiencia Energética Estacional

Coeficientes Estacionales

Reflejan los valores reales de eficiencia que van a tener los equipos: en condiciones de funcionamiento normales durante un período estándar de funcionamiento para unas determinadas condiciones climáticas

Además de las cargas externas que tienen que combatir, tienen en cuenta: la propia capacidad de los citados equipos de adaptarse a las diferentes

condiciones de funcionamiento (modulación de la potencia) El consumo durante los períodos de inactividad

Son la base para la regulación de los requisitos de eficiencia energética delos equipos, y suponen un apoyo imprescindible para el desarrollo de laspolíticas energéticas europeas.

Introducción

Factor de rendimiento medio estacional estimativo SPF

En el caso de las Bombas de Calor, el factor que determina laconsideración de estos equipos como suministradores de energíaprocedente de fuentes renovables, así como su cuantificación, es delfactor de rendimiento medio estacional estimativo SPF.

DIRECTIVA 2009/28/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 23 de abril de 2009 relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables

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 …

SPF = Factor de Rendimiento Medio Estacional

SPF > 2,5

Factor de rendimiento medio estacional estimativo SPF

DIRECTIVA 2009/28

En el caso de BdC accionadas eléctricamente, solo se tendrán en cuenta las Bombas de Calor en las que

Eres = Qusable *(1-1/SPF)

En el Anexo VII de la directiva se define:

ERES: energía procedente de fuentes renovables a los efectos de la Directiva

SPF > 1.15 * 1/η

η = cociente entre la producción total bruta de electricidad y el consumo primario de energía

para la producción de electricidad

= eficiencia media del sistema

eléctrico

Qusable = el calor útil total estimado proporcionado por las Bombas de Calor

Factor de rendimiento medio estacional estimativo SPF

Decisión de la Comisión de 1 de marzo de 2013

En la Decisión se define:

Qusable = HHP * Prated

HHP = horas equivalentes de funcionamiento a plena cargaPrated = potencia de las bombas de calor instaladas, teniendo en cuenta la duración de los diferentes tipos de bombas de calor

SPF = SCOPnet (BdC accionadas eléctricamente) o SPERnet (BdC accionadas mediante energía térmica).

la eficiencia del sistema de energía (η) se fija en el 45,5 %0,60

SPF > 2,5ERES= Qusable x (1-1/SPF)

Condición= SPF > 1,15x1/η

Parámetros estacionales relativos a la calefacción

Parámetros Normativos y Reglamentarios

El Coeficiente de Rendimiento Estacional SCOP es el parámetro normativoque define la eficiencia energética estacional, y corresponde al valor globalde rendimiento representativo para la totalidad de la estación de calefaccióndesignada.

Se calcula como la Demanda Calorífica Anual de referencia dividida por elConsumo Energético Anual para calefacción, y se obtiene mediante ensayos

Coeficiente de Rendimiento Estacional Neto SCOPnet

eficiencia energética estacional de una unidad en modo activo sin calefactores eléctricos suplementarios

se obtiene a partir de las condiciones indicadas en la norma EN 14825. su valor es el asignable al factor de rendimiento medio estacional

estimativo SPF antes mencionado

Parámetros estacionales relativos a la calefacción

Parámetros Normativos y Reglamentarios

Se obtiene conforme a la siguiente expresión:

Siendo:• QHE: necesidades energéticas anuales de calefacción en kWh (Pdesignh

multiplicada por el número de horas equivalentes de calefacción HHe).• HTO, HSB, HCK, HOFF: número de horas para los modos Inactivo, Espera,

Resistencia de cárter y Apagado, respectivamente.• PTO, PSB, PCK, POFF: energía eléctrica absorbida durante los modos Inactivo,

Espera, Resistencia de cárter y Apagado, respectivamente.

Parámetros estacionales relativos a la calefacción

Parámetros Normativos y Reglamentarios

Hay tres climas o“temporadas” de calefacción: Media (A - “Average”) Cálida (W - “Warmer”) Fría (C -“Cooler”).

El SCOPon, o coeficiente de rendimiento en modo activo, se calcula con elmétodo “bin”, combinando las horas por temporada hj en las que se registrala temperatura exterior Tj correspondiente a un determinado periodo conlos valores de eficiencia energética específicos de cada periodo COP(Tj)según la fórmula siguiente:

Parámetros estacionales relativos a la refrigeración

Parámetros Normativos y Reglamentarios

El Factor de Eficiencia Energética Estacional SEER es el parámetronormativo que define la eficiencia energética estacional en modorefrigeración, y corresponde al valor global representativo para la totalidadde la estación de refrigeración.

Se calcula como la Demanda Anual de Refrigeración de referencia divididapor el Consumo Eléctrico Anual para refrigeración, y se obtiene medianteensayos, conforme a la siguiente expresión:

Parámetros estacionales relativos a la refrigeración

Parámetros Normativos y Reglamentarios

Condiciones de ensayo a carga parcial de un equipo de potencia fija sin

ningún escalón de capacidad

Condiciones de ensayo de un acondicionador de aire de potencia

variable

Otros Parámetros estacionales legislativos

Parámetros Normativos y Reglamentarios

Eficiencia Energética Estacional de Refrigeración de Espacios ηs,c

Relación entre la Demanda Anual de Refrigeración de referencia, correspondiente a la temporada de refrigeración , y el Consumo Anual de Energía para refrigeración, corregida con las aportaciones del control de temperatura y el consumo de electricidad, expresada en %.

Eficiencia Energética Estacional de Calefacción de Espacios ηs,h

Relación entre la Demanda Anual de calefacción de referencia, correspondiente a la temporada de calefacción, y el Consumo Anual de Energía para calefacción, corregida con las aportaciones del control de temperatura y el consumo de electricidad, cuando proceda, expresada en %.

Eficiencia Energética del Caldeo de Agua ηwh

Relación entre la Energía Útil contenida en el agua potable o sanitaria suministrada por un calefactor combinado y la Energía necesaria para su generación, expresada en %.

>> 1

Reduce el consumo de energía

Reduce la demanda energética

Debidos a las servidumbres Debidos al consumo energético

Reduce los costes

Energía Primaria no renovableEmisiones CO2

Coeficiente de Rendimiento Estacional

Factor de Eficiencia Energetica Estacional

Eficiencia y utilización de energía procedente de fuentes renovables

Bombas de Calor

La aplicación de coeficientes de eficiencia estacionales

Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios.R.D. 238/2013, de 5 de abril, que modifica determinados artículos e

instrucciones técnicas del RITE .....

IT 1.2.2 Procedimiento de verificación - 2.2 Cuantificación de la exigencia 2. Procedimiento alternativo: consistirá en la adopción de soluciones alternativas, entendidas como

aquellas que se apartan parcial o totalmente de las propuestas de esta sección, basadas en lalimitación directa del consumo energético de la instalación térmica diseñada.Se podrán adoptar soluciones alternativas, siempre que se justifique documentalmente que lainstalación térmica proyectada satisface las exigencias técnicas de esta sección porque susprestaciones son, al menos, equivalentes a las que se obtendrían por la aplicación directa delprocedimiento simplificado.Para ello se evaluará el consumo energético de la instalación térmica completa o delsubsistema en cuestión, mediante la utilización de un método de cálculo y su comparación …..

Situación Reglamentaria

El cumplimiento de las exigencias mínimas se producirá cuando el consumo de energía primariay las emisiones de dióxido de carbono de la instalación evaluada, considerando todos sussistemas auxiliares, sea inferior o igual que la de la instalación que cumpla con las exigenciasdel procedimiento simplificado.

Bombas de Calor

CTE HE4. Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria

2 Caracterización y cuantificación de las exigencias2.2 Cuantificación de la exigencia2.2.1 Contribución solar mínima para ACS y/o piscinas cubiertas…………………….4. La contribución solar mínima para ACS y/o climatización de piscinas cubiertas podrá sustituirse

parcial o totalmente mediante una instalación alternativa de otras energías renovables,procesos de cogeneración o fuentes de energía residuales procedentes de la instalación derecuperadores de calor ajenos a la propia instalación térmica del edificio; bien realizada en elpropio edificio o bien a través de la conexión a una red de climatización urbana.

Situación Reglamentaria

5. Para poder realizar la sustitución se justificará documentalmente que las emisiones de dióxidode carbono y el consumo de energía primaria no renovable, debidos a la instalación alternativa ytodos sus sistemas auxiliares para cubrir completamente la demanda de ACS, o la demanda totalde ACS y calefacción si se considera necesario, son iguales o inferiores a las que se obtendríanmediante la correspondiente instalación solar térmica y el sistema de referencia que se deberáconsiderar como auxiliar de apoyo para la demanda comparada.

Bombas de Calor para ACS

Conclusiones

La consideración de los Coeficientes de Eficiencia Estacionales en la legislación sectorial, en lugar de los factores de rendimiento instantáneo, ha supuesto un desarrollo normativo muy importante que ha ido enfocado a que la documentación técnica facilitada con los equipos, cuando son introducidos en el mercado, en especial en lo que relativo a sus prestaciones y a su consumo energético, se corresponda en gran medida con el funcionamiento que los citados equipos van a tener en la instalación.

El establecimiento de estos parámetros ha ocasionado que los ensayos se realicen bajo unas condiciones cada vez más complejas y más completas, pero muy asimilables a los ciclos de funcionamiento que se dan en la realidad.

Las perspectivas de las Bombas de Calor como sistemas de calefacción, refrigeración y producción de ACS, son favorables para su utilización de manera extendida.

Parámetros de Eficiencia Estacional y Bombas de Calor

Muchas Gracias por su

Atención