Análisis de instalación aerotérmica en vivienda unifamiliar

Abstract

RESUMEN: El objeto de este proyecto, era determinar la viabilidad de la aerotermia como sistema de producción de energía para abastecer la demanda de calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria (ACS) de una vivienda unifamiliar en Cantabria. Para el dimensionamiento de la instalación del sistema basado en una bomba de calor aerotérmica y suelo radiante se ha seguido la normativa aplicable. En primer lugar, se ha calculado la demanda de ACS que necesita cubrir la instalación para esta vivienda, siendo esta, de 112 l/día. En base a este dato, se ha calculado la demanda térmica anual para el ACS a 60°C y a 70°C. También se ha seleccionado el depósito acumulador acorde a esa demanda. Posteriormente, se ha calculado la demanda energética, tanto de calefacción como de refrigeración de la vivienda, para verificar, por un lado, que la envolvente térmica de la vivienda, cumple la normativa descrita en el Código Técnico de Edificación, y para realizar el cálculo de las cargas térmicas y así determinar la potencia mínima requerida en la instalación para cubrir esta demanda. Se ha dimensionado el suelo radiante acorde a los valores obtenidos en este último apartado, y se ha seleccionado un equipo de aerotermia capaz de suministrar la potencia necesaria mínima de 10,05 kW, que demanda la vivienda. Lo que supondrá un presupuesto total de 31.946,10 € para este proyecto. Sin embargo, como conclusión final de la implantación de este sistema en la vivienda del proyecto, cabe destacar que la bomba, solo cumplirá la normativa del CTE en cuanto a potencia mínima para demanda de ACS, en condiciones climáticas favorables, lo cual, se debe considerar a la hora de escoger un equipo de aerotermia para una vivienda específica. Finalmente, se ha realizado un estudio de viabilidad económica de este sistema, en comparación con otro más tradicional, como es el de calefacción por gas natural. Para ello, se ha tenido en cuenta tanto la demanda energética de la vivienda, como una estimación futura de los precios de los combustibles y de la electricidad necesarios para el funcionamiento de la instalación de calefacción basada en gas natural y en aerotermia respectivamente. Por último, se han tenido en cuenta los presupuestos de ambas instalaciones, en una vivienda como la descrita en este proyecto. Y en función de la inversión inicial para ambos sistemas, frente a los costes anuales de operación, que ambos requieren, se ha calculado que, aunque el coste inicial de una instalación de aerotermia y suelo radiante, es mayor que el de una instalación de calefacción por gas natural, el sistema elegido se amortizaría en 9 años en base a las estimaciones de precios considerados en este trabajo.

ABSTRACT: The purpose of this project was to determine the viability of aerothermal energy as an energy production system to supply the demand for heating, cooling and sanitary hot water (ACS) of a single-family home in Cantabria. For the dimensioning of the installation of the system based on an aerothermal heat pump and underfloor heating, the applicable regulations have been followed. In the first place, the ACS demand that the installation needs to cover for this house has been calculated, this being 112 l/day. Based on this data, the annual thermal demand for DHW at 60°C and 70°C has been calculated. The storage tank has also been selected according to this demand. Subsequently, the energy demand has been calculated, both for heating and cooling the home, to verify, on the one hand, that the thermal envelope of the home complies with the regulations described in the Technical Building Code, and to carry out the calculation of the thermal loads and thus determine the minimum power required in the installation to cover this demand. The underfloor heating has been dimensioned according to the values obtained in this last section, and an aerothermal unit capable of supplying the minimum necessary power of 10.05 kW, which the home demands, has been selected. This will mean a total budget of €31,946.10 for this project. However, as a final conclusion of the implementation of this system in the project house, it should be noted that the pump will only comply with the CTE regulations regarding minimum power for DHW demand, in favorable weather conditions, which must be consider when choosing an aerothermal equipment for a specific home. Finally, an economic feasibility study of this system has been carried out, in comparison with another more traditional one, such as natural gas heating. To do this, both the energy demand of the home and a future estimate of the prices of fuels and electricity necessary for the operation of the heating installation based on natural gas and aerothermal energy, respectively, have been taken into account. Finally, the budgets of both facilities have been taken into account, in a house like the one described in this project. And based on the initial investment for both systems, compared to the annual operating costs, which both require, it has been calculated that, although the initial cost of an aerothermal and underfloor heating installation is higher than that of a heating installation for natural gas, the chosen system would be amortized in 9 years based on the price estimates considered in this work.