Comunicación presentada al VII Congreso Edificios Energía Casi Nula
Autor
Gorka Goiri, Director Técnico y de Formación Preventa, Vaillant Group
Resumen
La instrucción técnica IF-20 del RSIF publicado el último trimestre del 2019 abre la puerta de una forma definitiva a la instalación de máquinas compactas de ciclo frigorífico para climatización de viviendas. Esta Instrucción Técnica facilita en gran manera la utilización de refrigerantes naturales con las citadas máquinas compactas mejorando la seguridad de este tipo de instalaciones y permitiendo reducir las emisiones de efecto invernadero producidas por estos gases a valores mínimos inimaginables hace unos años. Por la configuración propia de las instalaciones de climatización mediante bombas de calor compactas la huella de carbono de este tipo de instalaciones es sensiblemente menor que las realizadas con máquinas partidas.
Palabras clave
Refrigerantes naturales, Bombas de calor compactas, Climatización, RSIF, emisiones efecto invernadero, huella de carbono, Aerotermia compacta
Las bombas de calor en la climatización residencial
La climatización residencial es un factor clave en la habitabilidad de un edificio y tratándose de Edificios de Consumo de Energía Casi Nulo lo es también por el consumo energético.
Además de para la generación de Agua Caliente Sanitaria, los sistemas de climatización son necesarios para suministrar la calefacción y el enfriamiento de la vivienda, los cuales, con la aplicación de los nuevos estándares de construcción han disminuido drásticamente los consumos; sin embargo, sigue siendo imprescindible la adecuación de los sistemas en nuestros hogares, especialmente la climatización que, los últimos años está tomando un protagonismo cada vez mayor aunque siempre dentro de unos parámetros de consumo muy contenidos.
Desde hace años la utilización de bombas de calor sobre todo Aire/Aire ha sido una solución habitual en aquellos sitios en donde las necesidades de frío eran puntuales y la distribución tanto de frío como de calor por sistemas de convección de aire a velocidades altas, aunque es muy rápida en su efecto no es confortable. Para evitar este inconveniente se están utilizando cada vez más las bombas de calor Aire/Agua que permiten una distribución del frío o calor por cualquiera de los medios habituales, Aire a través de fancoils por ej., pero también por superficies radiantes con lo que esa falta de confortabilidad quedaría solucionada. Además, con las bombas de calor Aire/Agua se soluciona la producción de ACS con el mismo generador, con lo que se convierte en un sistema adecuado y completo para una solución en residencial.
De forma general existen dos tipos de bombas de calor que se utilizan para climatización, las Compactas (Monobloc) y las Partidas (Bibloc) (Split). En los dos casos la distribución del calor o frío se realiza mediante agua.
En el caso de las bombas Compactas / Monobloc, todos los componentes del circuito frigorífico (lleno de gas refrigerante), incluido el intercambiador de placas, se encuentran ubicados en un mismo mueble en el exterior, de forma que solo conecta con la instalación a través de tuberías de agua (Figura 1).
En las bombas de calor Partidas / Bibloc / Split, el circuito frigorífico se encuentra partido en dos unidades separadas. Una es exterior y contiene una parte del circuito frigorífico. La otra unidad, se ubica en el interior y contiene el resto de componentes y el intercambiador de placas. La conexión entre ambas es con gas refrigerante (Figura 2).
En la climatización residencial, sobre todo en la nueva edificación y en rehabilitaciones profundas, la utilización de las bombas de calor se está generalizando debido a que es una tecnología probada, y con muy altos rendimientos estacionales si la comparamos con cualquier otra tecnología convencional, debido al gran porcentaje de energía útil renovable que ya aporta de por sí con la tecnología de bomba de calor. Utilizan generalmente electricidad como energía para su trabajo (existen también modelos con gas como energía) lo que las hace muy versátiles y susceptibles de usar energías renovables para la generación eléctrica.
Refrigerantes naturales
Las bombas de calor, para poder realizar su misión, llevan en su interior un líquido refrigerante que en menor o mayor medida afecta al medio ambiente por su capacidad para el agotamiento de la capa de ozono o por la de calentamiento atmosférico.
Existen multitud de gases refrigerantes (en el último Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas hay contemplados 160 refrigerantes) y se desarrollan nuevos día a día
Estas características intrínsecas de los diferentes tipos de refrigerantes que no emiten de por sí en su funcionamiento gases contaminantes, como por ej. los generados por la combustión, pero sí lo hacen por fugas a la atmósfera y en el desmantelamiento de las instalaciones frigoríficas, han hecho necesaria la regulación de su utilización a nivel mundial.
Además de la prohibición de algunos de ellos por su gran capacidad de acción sobre la capa de ozono y calentamiento atmosférico, existe un Reglamento Europeo (F-GAS 517/2014) que exige una reducción gradual total de las emisiones de CO2 equivalente de los citados gases refrigerantes.
El PCA-GWP (Poder de Calentamiento Atmosférico) se utiliza para describir la capacidad de provocar el efecto invernadero que tiene cada gas y representa cuál sería el impacto en el medio ambiente en caso de una fuga y, teniendo en cuenta que cada vez se instalan más máquinas con gases refrigerantes para su funcionamiento, la única forma de poder conseguir esta reducción obligatoria pasa por la utilización de gases que contaminen menos (menor PCA) junto a la menor cantidad de gas en las instalaciones.
Para intentar aclarar un poco véase un ejemplo de dos bombas de calor de 8 kW, una tipo Partida/Bibloc/Split con un refrigerante de última generación (R32) y la otra de tipo Compacta/Monobloc con un refrigerante natural (R290).
En este caso, la carga de refrigerante de la bomba de calor Partida es un 65% superior a la Compacta teniendo en cuenta que las tuberías entre la unidad exterior y la interior llevan refrigerante (distancia considerada estándar) pero, aunque la Partida utiliza un refrigerante de última generación de un PCA medio (R32), la cantidad de emisiones de CO2 equivalente comparada con el modelo compacto con refrigerante natural (R290) es unas 375 veces superior.
La utilización de un refrigerante natural es pues, clave en la sostenibilidad medioambiental y además proporciona otro tipo de ventajas como muy alta eficiencia, con lo que se necesita menos cantidad de gas para producir la misma potencia o incluso proporcionar temperatura más alta lo que está muy bien valorado en adaptación de instalaciones antiguas.
¿Qué aporta la IF-20 del reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas?
Aunque el Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas (RSIF) es de por sí un documento técnico amplio, dada la importancia que los equipos de ciclo frigorífico tienen cada vez más en la climatización de edificios residenciales (confort humano), ha querido cubrir una parte de las instalaciones indicadas mediante la Instrucción Técnica IF-20, debido al aporte medioambiental y en términos de seguridad que las máquinas compactas aportan.
Esta instrucción marca unas pautas para la simplificación tanto en trámites como en los requerimientos de instalación de máquinas compactas dedicadas a climatización residencial sea cual sea el tipo de refrigerante utilizado.
Asumiendo que las máquinas compactas no requieren manipulación en el refrigerante de su circuito y por tanto las posibilidades de fugas de refrigerante son casi nulas y que el instalador no debe manipular el circuito de refrigerante, sino que trabaja con tuberías de agua, ha adecuado las condiciones de instalación para que los instaladores habilitados en instalaciones térmicas puedan realizarlas.
En cuanto a los trámites, este tipo de instalaciones se consideran de nivel 1 lo que no requerirá un proyecto específico (sí, si el RITE así lo exige) y la presentación de documentación se hace ante el órgano RITE de la CA.
Esta simplificación de instalación y trámites facilita enormemente la instalación de bombas de calor compactas a la hora de climatizar una vivienda.
Conclusiones
Los edificios residenciales necesitan cada vez menos energía y potencia punta para su adecuación al confort (tanto calefacción como climatización).
Con las eficiencias actuales de las bombas de calor, que aumentan día a día, es muy rentable su utilización para climatización residencial desde el punto de vista energético, más, cuanto que la energía que consume se puede obtener de forma renovable y autogenerada.
A priori, desde un punto de vista medioambiental sería muy interesante su utilización porque al ser equipos muy eficientes la energía utilizada es menor que con otros sistemas convencionales y las emisiones a la atmósfera por ello muy reducidas; no obstante, la utilización de gases refrigerantes perjudiciales para la atmósfera podría hacerlas desaconsejables si queremos ser respetuosos en su totalidad con el medio ambiente. Esta característica es casi despreciable cuando se incorpora refrigerante natural en los equipos como se ha visto anteriormente. Las bombas de calor compactas y ecológicas con refrigerante natural cumplen ya hoy la exigente legislación medioambiental del 2030 en cuanto a valores de potencial de calentamiento atmosférico.
Las bombas de calor compactas (también llamadas “aerotermia compacta”) con cantidades muy reducidas de refrigerante a ser posible natural y altas eficiencias permiten cumplir con los objetivos indicados, con la ventaja de su instalación, sencilla y fácilmente implementable por cualquier instalador homologado RITE puesto que el instalador trabaja y realiza la distribución a emisores con agua pudiendo utilizarse cualquier tipo de emisor.
La utilización de estas bombas de calor compactas y ecológicas permiten si llega el caso sustituir solamente uno de los emisores averiado o incluso la misma unidad exterior por otro equivalente manteniendo el resto de equipos, con lo que la instalación tendrá una vida más larga y por tanto la huella de carbono será mucho menor.
La administración se ha dado cuenta de las ventajas medioambientales, ecológicas y de idoneidad que implica la instalación de bombas de calor compactas con refrigerantes naturales en la climatización residencial y, mediante la inclusión de la Instrucción Técnica IF-20 en la reciente publicación del Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas (RSIF) ha facilitado, tanto para la instalación como para los trámites, la utilización de estos equipos como generadores de confort humano en las futuras construcciones que el propio CTE marca como Edificios de Consumo Casi Nulo.
Referencias
- Unión Europea. Reglamento (UE) 517/2014 del Parlamento Europeo y del Consejo de 16 de abril de 2014 sobre los gases fluorados de efecto invernadero y por el que se deroga el Reglamento (CE) 842/2006
- España. Real Decreto 552/2019, de 27 de septiembre, por el que se aprueban el Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y sus instrucciones técnicas complementarias. Boletín Oficial del Estado, 24 de octubre de 2019, núm. 256, pp. 117065 -117066
- España. Real Decreto 732/2019, de 20 de diciembre, por el que se modifica el Código Técnico de la Edificación, aprobado por el Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo. Boletín Oficial del Estado, 27 de diciembre de 2019, núm. 311, pp. 140488 a 140674