Las bombas de calor de distrito podrían ahorrar hasta un 75% de energía para ACS respecto a soluciones convencionales como el calentador eléctrico en cada vivienda

 

Las tecnologías convencionales para Agua Caliente Sanitaria (ACS) en ciudades como València pasan en buena medida por la instalación de calentadores a gas y calentadores eléctricos de inmersión en cada vivienda individual. Desgraciadamente, estas tecnologías requieren mucha energía y además son responsables de un porcentaje significativo de las emisiones de CO2 de las viviendas, que representan el 36% del total de emisiones en la Unión Europea. En la línea de otros países europeos, una solución viable para València podría pasar por el despliegue masivo de tecnologías a escala de barrio o distrito, que alcanzan rendimientos de escala superiores a las soluciones individuales para cada vivienda.

Los Distritos de Energía Positiva apuntan precisamente en este sentido. Ahora, un trabajo de investigación realizado por colaboradores de la cátedra, y presentado recientemente en el congreso SDEWES 2020, revela que en el distrito de Algirós se podrían alcanzar ahorros de energía de hasta el 80% mediante soluciones de distrito, en comparación con los consumos de tecnologías convencionales para viviendas individuales. Según el estudio, la solución más eficiente consistiría en desplegar bombas de calor en instalaciones colectivas con tanques de acumulación, que pueden alcanzar niveles de eficiencia global de hasta 2.5 puntos superiores a otras soluciones más convencionales.

El estudio ha sido realizado por Ximo Masip y Carlos Prades, en colaboración con Emilio Navarro y José Miguel Corberán, todos ellos investigadores del área térmica del Instituto Universitario de Ingeniería Energética (IIE) de la Universitat Politècnica de València. El vídeo a continuación resume los principales aspectos del trabajo.

El trabajo compara los consumos de 3 tecnologías:

  • calentador eléctrico
  • bomba de calor individual, la alternativa eficiente y económica al calentador eléctrico actual
  • bomba de calor de muy alta eficiencia con refrigerante natural (Propano) funcionando en una instalación colectiva. Se analiza conectada y sin conectar a una red de distrito de 20 ºC

Las tecnologías se han evaluado de forma preliminar sobre un caso de estudio real: un conjunto de 315 viviendas del conjunto de Illa Perduda, situado en el distrito de Algirós de València.

El trabajo procede en tres pasos: primero, caracteriza la demanda de ACS de las 315 viviendas; segundo, parametriza cada tecnología y construye un modelo para cada una de ellas, imponiendo restricciones para asegurar el comfort de los residentes; tercero, hace correr el modelo en TRNSYS.

Resultados

 

Los resultados del trabajo incluyen:

  • la bomba de calor en instalación colectiva presenta unos ahorros por encima de 0.3 MkWh/año, y de un 75% en comparación con la solución convencional de calentadores eléctricos de inmersión instalados en cada vivienda
  • la bomba de calor en instalación colectiva ofrece entre 2.5 y 3.4 puntos más de eficiencia global (SPF) que la bomba de calor individual y el calentador eléctrico de inmersión, respectivamente, instalados en cada vivienda
  • el nivel de comfort (disponer de agua caliente a mínimo 45 C en cualquier momento) que proporciona la bomba de calor de distrito es sensiblemente superior a otras tecnologías instaladas en cada vivienda
  • la bomba de calor individual presenta unos ahorros del 40% frente a la opción de calentador eléctrico convencional

Estos resultados, aunque preliminares, permiten ser optimistas respecto al potencial en términos de ahorro energético en usos de ACS de un proyecto de Distrito de Energía Positiva en Algirós basado en el despliegue de soluciones como la bomba de calor booster a escala de distrito.

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