INTRODUCCIÓN A LA HIBRIDACIÓN
La denominación HÍBRIDO se aplica, de forma generalizada, a combinaciones de diferentes fuentes de energía para obtener mejoras en el ahorro energético y reducciones en la emisión de gases de efecto invernadero.
Aunque las normativas estatales referidas al sector de la calefacción, no hagan referencia explícita a la palabra híbrido; sí mencionan el concepto “combinado”, para definir uniones de tecnologías y fuentes de energía diferentes.
A continuación, abordaremos los conceptos de hibridación y productos híbridos como: la combinación de caldera de combustión y bomba de calor para la producción de calefacción y agua caliente sanitaria.
MOTIVACIÓN
Las mejoras tecnológicas impulsadas por una mayor conciencia sobre el cambio climático, han servido en la evolución de las calderas de combustión a gas (natural y propano). Así hemos pasado de las primeras calderas atmosféricas, a las de última generación; con tecnología de condensación, altos rendimientos, y calificación energética A+.
Para continuar avanzando en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, es necesario saltar a sistemas que incluyan el uso de energías renovables y permitan mayores rendimientos.
Aerotermia vs radiadores
La bomba de calor, con su variante geotérmica y aerotérmica, se posiciona como una buena alternativa a las calderas domésticas; gracias a sus desarrollos tecnológicos y a las perspectivas para mejorar sus prestaciones y rendimientos.
Si bien, gran parte de los hogares españoles con calefacción individual, utilizan radiadores como emisores de calor y, hasta la implantación de la modificación del RITE – Reglamento de Instalaciones Térmicas–, la temperatura para la emisión del radiador estaba entre los 70°C y 80°C. Condicionando la utilización de una caldera.
EVOLUCIÓN
La definición de las zonas climáticas establecidas en el Código Técnico de la Edificación (CTE), establece las zonas geográficas más aptas para la HIBRIDACIÓN. Ello, unido a otros aspectos tales cómo la instalación, la ubicación de los equipos, su coste y el retorno de la inversión. Así como los históricos de los costes de la energía utilizada para la calefacción y el agua caliente sanitaria; han condicionado la creciente implantación de esta tecnología.
La ayuda del objetivo climático de la UE
De hecho el objetivo climático de la UE de reducir las emisiones en al menos un 55 % de aquí a 2030, entendido como obligación jurídica, es otro gran impulso en la implantación de la bomba de calor HÍBRIDA.
Los países miembros trabajan legislaciones que nos ayuden a alcanzar dicho objetivo, para que la UE sea climáticamente neutra de aquí al 2050.
Se están modificando numerosos Reales Decretos, Reglamentos, Directivas y Normas, para potenciar los cambios en materia energética y medioambiental. Así como poniendo de manifiesto y regulando numerosas alternativas energéticas; estableciéndose paquetes de ayudas, etc.
LA HIBRIDACIÓN
Condicionantes
Hay dos condicionantes a la hora de establecer una hibridación:
- Las necesidades térmicas de la instalación, así como la temperatura de suministro a emisores.
- Las condiciones de trabajo climáticas para la unidad exterior.
Estas interactúan con las premisas que toda instalación ha de considerar como máximo objetivo:
- Eficiencia energética, seguridad, prestaciones, servicio, amortización, reducción de las emisiones de CO2, mínimos cambios en la instalación existente.
Instalaciones con radiadores
Por lo tanto, las temperaturas son un factor decisivo para implementar mejoras con un HÍBRIDO. En base a las características de temperatura de una instalación con radiadores, se establecen varios condicionantes:
- Alcanzar hasta 70°C/80°C en las condiciones climáticas más frías.
- Realizarlo con el máximo rendimiento del sistema.
Rentabilidad
En cuanto al comportamiento y rentabilidad de los híbridos, tener otra fuente de energía junto a la de la bomba de calor, en este caso una caldera con gas natural, nos permite ser más rentables, aportar más seguridad de servicio y llegar a las necesidades térmicas de la instalación bajo determinadas condiciones.
EJEMPLO
El siguiente grafico nos sitúa, con un análisis real del funcionamiento de una instalación
Como se aprecia en este caso, el 90% del tiempo las temperaturas de trabajo son compatibles con el funcionamiento rentable de una bomba de calor.
La caldera interviene:
- en el periodo inicial, de unos 60 minutos, durante los que se requiere una temperatura superior a 55°C.
- en los picos de temperatura puntuales, entorno a las 20h y 21h, que corresponden con producciones de agua caliente sanitaria instantánea, sin acumulación, con el consiguiente ahorro de espacio en la vivienda.
Según un estudio realizado por ASSOTERMICA – UNIPI los resultados en la reducción de emisiones de CO2 y del consumo de energía primaria son mejores en la combinación híbrida, destacando el aumento de esta diferencia en las zonas climáticas más frías (E).
CARACTERÍSTICAS HIBRIDACIÓN
Al hibridar, se ha de establecer una gestión eficiente de las dos fuentes de energía para la consecución de los objetivos y valores indicados. La lógica de funcionamiento suele ser automática o semiautomática, incorporando los costes de las fuentes de energía que se estén combinando, para una mayor eficiencia.
La potencia de la bomba de calor al 50%
Otro concepto que se puede aplicar con la hibridación, es la posibilidad de reducir la potencia de la bomba de calor hasta un 50% en relación a las necesidades totales calculadas para calefactar la vivienda. Ya que esta trabajará habitualmente para el mantenimiento de la temperatura ambiente, mientras que las mayores demandas serán satisfechas por la caldera.
La relación energética de funcionamiento caldera/bomba de calor puede situarse entre el 10%/90% y el 35%/65%. Ello atendiendo a distintos condicionantes para establecer esta relación como son: la zona climática, el aislamiento y tipo de vivienda, y el sistema de emisores y su dimensionamiento, entre otros.
VARIABLES DE SISTEMAS HÍBRIDOS, según sus componentes
Conjunto híbrido
Es la combinación de una bomba de calor aire agua y una caldera de condensación (natural/propano/hidrógeno). Está completa y preestablecida, con todos los componentes electrónicos e hidráulicos para poder integrarse en una instalación. Es fácil de instalar y ofrece soluciones bien definidas. Sus componentes son de la misma marca y la regulación para la gestión de los dos aparatos viene de serie y parcial o totalmente pre-programada.
Implica la sustitución de la caldera existente. Es combinable con otras fuentes de energía, normalmente la solar térmica o la fotovoltaica.
Tiene acs instantánea por parte de la caldera o mediante interacumulador con producción híbrida.
Sirve tanto para instalaciones existentes como de nueva construcción. Emisores de alta o baja temperatura.
Hibridación
Es la unión de bomba de calor con una o varias tecnologías, normalmente de energías procedentes de combustibles fósiles, de cualquier tipo o fabricante. Gestionadas por un sistema de control y/o termorregulación que denominaremos GESTOR DE SISTEMA.
Al menos, la bomba de calor y el gestor han de ser de la misma marca.
Se pueden construir soluciones personalizadas, creando un sistema integrado con muchas ventajas en términos de flexibilidad. Y sirven tanto para instalaciones existentes como de nueva construcción. Emisores de alta o baja temperatura.
Este texto es el resumen del artículo de la Comisión Técnica de FEGECA, escrito por Carlos Saldaña, miembro de dicha Comisión y Director de Marketing Técnico de Immerspagna.
Quién esté interesado puede consultar el artículo íntegro AQUÍ.
