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