Directiva 2012/27/UE (Eficiencia Energética) Directiva 2006/32/UE (Uso final de la Energía) DEROGADA

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2 AÑO EUROPA ESPAÑA 2012 Directiva 2012/27/UE (Eficiencia Energética) 2010 Directiva 2010/31/UE (Refundición Efcn. Enrgt. Edificios) PENDIENTE 2009 Directiva 2009/72 y 73/CE (Mercado Electricidad y Gas) Medición Inteligente 2009 Directiva 2009/28/CE (Energías Renovables) PENDIENTE 2006 Directiva 2006/32/UE (Uso final de la Energía) DEROGADA 2004 Directiva 2004/8/CE (Fomento de la Cogeneración) La DEROGADA hemos fomentado? 2002 Directiva 2002/91/CE (Eficiencia Energética Edificios) CTE 06; RITE 07, RD 47/ Directiva 93/76/CEE (SAVE) RITE 98 2

3 Los objetivos de eficiencia energética, sostenibilidad y uso de energías renovables se engloban en el denominado: * Año 2020 * 20% Reducción emisiones de gases de efecto invernadero (CO 2 ). Respecto a los niveles de * 20% Uso de energía final de Energías Renovables. * 20% Reducción del consumo de Energía Primaria. 3

4 Pero el OBJETIVO REAL es, y debe ser, conseguir el MINIMO CONSUMO POSIBLE (técnico económico) y consecuentemente la MINIMA EMISION DE CONTAMINANTES, lo que se logra con: Demandas Mínimas Rendimientos Máximos Uso generalizado de Renovables El objetivo NO es poner equis en todas las casillas del 20, 20, 20, sino en cada caso aplicar las soluciones que mejor reduzcan el consumo y las emisiones. 4

5 Emisiones de CO2 Energía Primaria no Renovable Ahorros Demanda Eficiencia Renovables 5

6 6

7 Qué es un edificio eficiente? Es aquel que consuma poca energía y que una parte importante de la poca energía que consuma sea de origen renovable A La eficiencia energética se mide bien mediante las emisiones de CO 2 o bien mediante el consumo de energía primaria no renovable, derivadas en ambos casos del consumo de energía final (electricidad o combustibles). 7

8 Las diferentes energías utilizadas tienen el mismo efecto en las emisiones o en el consumo de energía primaria? FACTORES DE CONVERSION 8

9 EMISIONES PROMEDIO (2014): 270 gco 2 /kwh 9

10 PANEL INFORMATIVO INSTALACION FOTOVOLTAICA EN UN HOTEL SON NECESARIOS UNOS FACTORES DE CONVERSION UNICOS PARA TODAS LAS INSTALACIONES EMISIONES PROMEDIO: gco 2 /kwh 10

11 REFERENCIA ENERGIA EMISIONES gco2/kwh DR Nº7 CRTF PRIMARIA kwh/kwh eprim COMBUSTIBLE GAS NATURAL 204 1,010 GLP 244 1,080 GASOLEO C 287 1,080 CARBON 347 1,000 BIOMASA NO DENSIFICADA NEUTRO 1,000 BIOMASA PELLETS NEUTRO 1,000 ELECTRICIDAD CONVENCIONAL PENINSULAR 649 2,610 CONVENCIONAL EXTRAPENINSULAR 981 3,350 NOCTURNA PENINSULAR 517 2,020 VALORES ACTUALMENTE VIGENTES 11

12 REFERENCIA ENERGIA IDAE PROPUESTA 03/03/2014 EMISIONES PRIMARIA EP NO Rnvbl EP Rnvbl gco2/kwh kwh/kwh ep kwh/kwh eprim kwh/kwh eprim COMBUSTIBLE GAS NATURAL 252 1,195 1,190 0,005 GLP 254 1,204 1,201 0,003 GASOLEO C 311 1,182 1,179 0,003 CARBON BIOMASA NO DENSIFICADA 18 1,037 0,034 1,003 BIOMASA PELLETS 18 1,113 0,085 1,028 ELECTRICIDAD CONVENCIONAL NACIONAL 399 2,461 2,135 0,326 CONVENCIONAL PENINSULAR 399 2,463 2,082 0,381 CONVENCIONAL EXTRAPENINSULAR 867 3,125 3,052 0,073 VALORES PROPUESTOS PENDIENTES DE APROBACION 12

13 Definición de edificio eficiente???? 13

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15 15

16 La clave de la eficiencia energética reside en el propio edificio 16

17 PRODUCCION TERMICA ENERGIA CALOR FRIO COMBUSTIBLES CALDERAS ABSORCION (1) ELECTRICIDAD COMPRESION (2) BOMBAS de CALOR COMPRESION ENFRIADORAS (1) El ciclo de Absorción tambien puede utilizarse para producir calor (2) Existen equipos con ciclo de compresión y motor a gas (pueden proporcionar frio y calor) 17

18 EQUIPOS PRODUCCION TERMICA CALDERAS Tª PRODUCCION ºC BOMBA DE CALOR (ALTA TEMPERATURA) (*) BOMBA DE CALOR 50 ENFRIADORA 7 (*): Cuanto mayor es la temperatura menor es el COP 18

19 USOS TERMICOS DEL EDIFICIO SOLO CALOR SOLO FRIO CALOR Y FRIO CALEFACCION REFRIGERACION Calor O Frío ACS ALTAS CARGAS Calor Y Frío PISCINAS, etc. INTERNAS Simultaneamente CALDERAS: Cuando se requieren temperaturas altas (Radiadores, ACS, etc.) Usos predominantes: Calor. BOMBAS DE CALOR: Cuando se requieren temperaturas menores (UTA, Suelo Radiante, etc.) Usos Calor y/o Frio (equipos reversibles). ENFRIADORAS: Se requiere refrigeración. En instalaciones con calor a temperaturas altas Caldera/Enfriadora EN LAS INSTALACIONES PUEDEN INTEGRARSE TODOS LOS EQUIPOS 19

20 FRÍO O CALOR, ALTERNATIVOS Edificios con climatización, sin grandes cargas internas, o con caudales de ventilación importantes que permiten el enfriamiento gratuito. En estos casos no se justifica la producción térmica con recuperación. Soluciones tradicionales: Calderas y Enfriadoras. Bombas de calor reversibles. FRÍO Y CALOR SIMULTÁNEOS Edificios con climatización, con grandes cargas internas, o con orientaciones opuestas. Edificios con climatización, y otros usos de calor simultáneos como ACS, piscinas, etc. En estos casos SI se justifica la producción térmica con recuperación. Si se requiere alta temperatura en calor: recuperación parcial. Si la temperatura necesaria en calor es baja, las soluciones mas eficaces son con recuperación total o equipos polivalentes 20

21 Hay equipos de producción de frio con recuperación de calor; esta recuperación puede ser: * Parcial a alta temperatura (habitualmente para ACS) * Parcial o total a temperatura media. Recuperación parcial, a temperaturas medias, o parcial según régimen de funcionamiento Recuperación parcial a alta temperatura, descarga de compresores Se trata de equipos con recuperación de calor, por lo que siempre deben funcionar produciendo frio, para poder recuperar el calor de condensación EQUIPOS CON RECUPERACION DE CALOR 21

22 FRIO Y CALOR SIMULTANEO, pero en cada Zona Frio O Calor. Distribución a DOS tubos. Producción con recuperación FRIO Y CALOR SIMULTANEO, Frio Y Calor en cada Zona Distribución a CUATRO tubos. Producción con recuperación 22

23 FRECUENCIAS HORARIAS ANUALES TEMPERATURAS EXTERIORES Las necesidades de calefacción y/o refrigeración dependen de la localidad de ubicación del edificio; este es otro aspecto que debe considerarse a la hora de seleccionar los sistemas de climatización. 23

24 FRECUENCIAS HORARIAS ANUALES TEMPERATURAS EXTERIORES 24

25 1º DEFINIR LOS USOS TÉRMICOS EN EL EDIFICIO CALEFACCION (CALOR) ACS (CALOR) AGUA PISCINAS (CALOR) REFRIGERACIÓN (FRIO) 2º DEFINIR LOS EMISORES/USOS QUE SE VAN A APLICAR RADIADORES (45ºC-70ºC) ACS (50ºC-70ºC) AGUA PISCINAS (25ºC) UNIDADES TRATAMIENTO AIRE(40ºC-50ºC) VENTILOCONVECTORES (40ºC-50ºC / 7ºC-10ºC) SUELO RADIANTE (40ºC-45ºC / 13ºC-18ºC) 3º SELECCIONAR LOS EQUIPOS DE PRODUCCION TÉRMICA CALOR 70ºC: CALDERAS CALOR 50ºC: CALDERAS o BOMBAS DE CALOR FRÍO 7ºC: ENFRIADORAS o BOMBAS DE CALOR 25

26 Para un mayor aprovechamiento de las calderas de condensación deben diseñarse esquemas hidráulicos que aseguren que las temperaturas de retorno a las calderas sean lo mas bajas posible, para ello los retornos de los usos de mayores temperaturas (pe ACS) pueden conectarse a las impulsiones de los circuitos con temperaturas mas bajas. 26

27 BdC a cuatro tubos Calderas de condensación Bombas de Calor Reversibles Compensador y colectores de calor de alta temperatura Compensador y colectores de frio Compensador y colectores de calor de baja temperatura Las calderas con un nivel térmico superior, desde un compensador de alta temperatura cubren directamente los servicios que requieren temperaturas mas elevadas (ACS, Radiadores, etc.) y mediante un circuito con válvula de tres vías apoyan a los servicios de calor de menor temperatura. La Bomba de Calor a 4 tubos produce simultáneamente frio y calor. Las Bombas de Calor Reversibles producen frio o calor, según las necesidades del edificio. 27

28 AIRE EXTERIOR AIRE RECIRCULADO + - AIRE EXPULSADO TUBERIAS CALEFACCION TUBERIAS REFRIGERACION AIRE IMPULSADO ESPACIO CLIMATIZADO AIRE DE RETORNO 28

29 AIRE EXTERIOR AIRE RECIRCULADO + - AIRE EXPULSADO TUBERIAS CALEFACCION TUBERIAS REFRIGERACION AIRE IMPULSADO ESPACIO CLIMATIZADO AIRE DE RETORNO 29

30 Directiva 2009/28/CE SON CONSIDERADAS RENOVABLES: EOLICA. SOLAR. BIOMASA. GEOTERMICA. AEROTERMICA. HIDROTERMICA. HIDRAULICA. DE LAS OLAS. DE LAS MAREAS. GASES DE VERTEDERO. GASES DE PLANTAS DE DEPURACIÓN. BIOGAS. 30

31 ELECTRICIDAD CALOR BOMBA DE CALOR EOLICA GEOTERMICA DIRECTA GEOTERMICA SOLAR FOTOVOLTAICA SOLAR TERMICA HIDROTERMICA HIDRAULICA BIOMASA AEROTERMICA OCEANICA GASES DE VERTEDERO (*) GASES DE PLANTAS DE DEPURACIÓN (*) BIOGAS (*) (*): HABITUALMENTE UTILIZADOS PARA COGENERACION Las ENERGIAS RENOVABLES producen: ELECTRICIDAD. CALOR Las Bomba de Calor producen: CALOR FRIO Aunque solo tiene consideración de renovable el calor 31

32 ELECTRICIDAD CALOR BOMBA DE CALOR EOLICA GEOTERMICA DIRECTA GEOTERMICA SOLAR FOTOVOLTAICA SOLAR TERMICA HIDROTERMICA HIDRAULICA BIOMASA AEROTERMICA OCEANICA GASES DE VERTEDERO (*) + cogeneración GASES DE PLANTAS DE DEPURACIÓN (*) BIOGAS (*) (*): HABITUALMENTE UTILIZADOS PARA COGENERACION La cogeneración al producir calor y electricidad compite con las energías renovables que aportan calor, por este motivo su integración en las instalaciones de los edificios se debe analizar conjuntamente con las renovables. 32

33 La integración de la cogeneración requiere el uso conjunto de calor y electricidad, compitiendo con las renovables térmicas, por ello debe estudiarse cual es mas conveniente en cada caso Rendimiento Global: ( ) / ( ) = 0,67 (67%) 33

34 Siempre y cuando se aproveche todo el calor Rendimiento Global: ( ) / ( ) = 0,77 (77%) 34

35 ENERGIA APLICACIÓN CALEFACCION REFRIGERACION ACS APOYO BIOMASA TOTAL (1) ABSORCION TOTAL (1) NO (1) SOLAR TERMICA POCO ABSORCION FRACCION SI GEOTERMICA TOTAL (1) TOTAL FRACCION (2) POCO HIDROTERMICA TOTAL TOTAL FRACCION (2) POCO AEROTERMICA TOTAL TOTAL FRACCION (2) POCO COGENERACION ALTO ABSORCION ALTO SI (3) ABSORCION: Requieren equipos de absorción lo que encarece la solución. COGENERACION: Deben solaparse las curvas de demanda térmica y eléctrica, por lo que requieren apoyo (1): Aunque pueden diseñarse para cubrir la demanda total, lo adecuado suele ser disponer de apoyo tradicional (2): Suelen tener limitación de temperatura de producción, por lo que resulta habitual disponer de apoyo en ACS (3): Hay que combinar las producciones de calor y electricidad TIPO EDIFICIO APLICACIÓN CALEFACCION REFRIGERACION ACS VIVIENDAS ALTO BAJO ALTO OFICINAS BAJO ALTO BAJO HOTELES MEDIO ALTO ALTO 35

36 Para integrar las energías renovables en las instalaciones de los edificios, deben contemplarse las temperaturas necesarias en los sistemas térmicos, siendo mas ventajosa la integración cuanto menor sea la temperatura necesaria, integración directa de las renovables de baja temperatura o mejor aprovechamiento de la acumulación en las de mayor temperatura TEMPERATURAS (ºC) APLICACIÓN HABITUALES POSIBLES RADIADORES 80/60ºC 60/40ºC PRIMARIO ACS 80/60ºC 70/50ºC VENTILOCONVECTORES 60/50ºC 50/40ºC UTAs 60/50ºC 50/40ºC SUELO RADIANTE 45/40ºC 40/35ºC ANILLO CONDENSACION 30/20ºC REFRIGERACION 7/12ºC 10/15ºC Instalaciones de Agua, las de mayor facilidad de integración de renovables 36

37 GEOTERMIA-AEROTERMIA ENERGÍA SOLAR FOLTOVOLTAICA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA BIOMASA COGENERACIÓN 37

38 38

39 ENERGÍA SOLAR TÉRMICA Una instalación solar térmica normal puede proporcionar un 40% de la energía que recibe. Un kwp instalado puede producir un 80%de las horas pico. 1kWp aproximadamente 10 m 2. ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA 39

40 La integración de la energía solar térmica en la producción de ACS central es inmediata. La instalación solar precalienta el ACS hasta la máxima temperatura que pueda alcanzar en cada momento y la instalación térmica eleva la temperatura hasta la de acumulación reglamentada 40

41 En la integración de la instalación solar térmica se deben considerar los diferentes niveles térmicos delos distintos usos del edificio; dando prioridad a su integración en los de menor nivel térmico. Según se vayan cubriendo las necesidades de los de menor temperatura la regulación solicitará mayores temperaturas de producción de la instalación solar Esta forma de funcionamiento asegura en todo momento el mayor rendimiento posible de la instalación solar ACS y apoyo solar a calefacción 41

42 AEROTERMIA, HIDROTERMIA, GEOTERMIA Solo tiene consideración de renovable la producción de calor; la condensación para generación de frío es una necesidad de un ciclo que trabaja contra la transmisión natural del calor; el aprovechamiento del calor de condensación se considera recuperación, que también contribuye a la eficiencia energética. P (Presión) CALOR UTILIZABLE ERES Rnvb ENERGIA NATURALEZA ENERGIA COMPENSADA CONSUMO h (Entalpía) 42

43 Directiva 2009/28/CE ANEXO VII: BALANCE ENERGETICO DE LAS BOMBAS DE CALOR. (Decisión de la Comisión 2013/114/UE de 1 de marzo de 2013) ERES: Cantidad de energía (aerotérmica, geotérmica o hidrotérmica) capturada por bombas de calor que debe considerarse como energía procedente de fuentes renovables. ERES: = Qusable (1 1/SPF). ENERGIAS RENOVABLES: BOMBAS DE CALOR Qusable: Calor útil total entregado por la BdC. SPF: COP medio estacional estimado para la BdC. BdC ELECTRICAS: SCOPnet mínimo > 1,15 1/0,455 = 2,53 (En documentos UE 2,5) Sólo tienen consideración de Energía Renovable las aportaciones de calor, no las de frío. 43

44 ENERGIA PROCEDENTE DE LAS BdC CONSIDERADA COMO RENOVABLE. ELECTRICAS SCOP net MINIMO: 2,53 SCOP SCOP E RES (ESTACIONAL) (ESTACIONAL) E RES 2,00 0,00 5,50 0,82 2,50 0,00 6,00 0,83 3,00 0,67 6,50 0,85 3,50 0,71 7,00 0,86 4,00 0,75 7,50 0,87 4,50 0,78 8,00 0,88 5,00 0,80 8,50 0,88 COMBUSTIBLE SPER net MINIMO: 1,15 SPER E SPER RES (ESTACIONAL) (ESTACIONAL) E RES 0,80 0,00 2,20 0,55 1,00 0,00 2,40 0,58 1,20 0,17 2,60 0,62 1,40 0,29 2,80 0,64 1,60 0,38 3,00 0,67 1,80 0,44 3,20 0,69 2,00 0,50 3,40 0,71 Energía procedente de las bombas de calor (eléctricas y de combustible) que tiene la consideración de renovable: 44

45 RAMAL 1 RAMAL 2 RAMAL 3 RAMAL 4 BOMBA DE CALOR AGUA/AGUA (GEOTERMICA) SONDAS EN EL TERRENO 45

46 RAMAL 1 RAMAL 2 RAMAL 3 RAMAL 4 FUNCIONAMIENTO EN REFRIGERACION 46

47 RAMAL 1 RAMAL 2 RAMAL 3 RAMAL 4 FUNCIONAMIENTO EN CALEFACCION 47

48 RAMAL 1 RAMAL 2 RAMAL 3 RAMAL 4 BOMBA DE CALOR AGUA/AGUA (GEOTERMICA) FUNCIONAMIENTO SIMULTANEO FRIO/CALOR 48

49 Posibilidad de aprovechamiento del calor del agua (Hidrotermia) 49

50 Posibilidad de aprovechamiento el calor del agua (Hidrotermia) 50

51 DISTRIBUCIONES A CUATRO TUBOS CALDERAS + BOMBAS DE CALOR 51

52 Si la energía renovable (p.e. Biomasa) o la cogeneración proporciona de manera permanente la temperatura necesaria en la instalación, su integración es inmediata, el depósito de acumulación se conecta directamente como otro productor de calor. 52

53 Las instalaciones térmicas se dimensionan por POTENCIA. Las ENERGIAS RENOVABLES, al igual que la COGENERACION, deben seleccionarse de modo que la ENERGIA ENTREGADA sea máxima. Las energías renovables se asocian a sistemas de acumulación, que permiten almacenar la energía cuando se está produciendo para utilizarla cuando sea necesaria, reduciendo además la potencia necesaria. Para su integración hidráulica es fundamental diferenciar las temperaturas de los distintos usos térmicos del edificio y las alcanzables por las energías renovables, integrando cada renovable en el circuito que permita su máximo aprovechamiento. 53

54 Las calderas de Biomasa alcanzan los mismos niveles térmicos que las de combustibles fósiles, sus instalaciones son similares añadiendo depósitos de inercia para lograr modulación y limitar potencias. 54

55 Se debería responder a estas preguntas: Hay espacio suficiente? Existe suministro fiable? Hay demanda de energía importante para calefacción, producción de ACS o piscina climatizada? Podemos causar molestias en el entorno? 55

56 La oferta tecnológica actual es de muy alta calidad, PERO.. No TODO vale para TODO, cada energía tiene sus aplicaciones. Para cada tipo de edificio, zona climática, etc. se deben seleccionar la instalación, el sistema y las energías mas adecuadas. Tampoco se debe olvidar que la naturaleza no da nada gratis, por ello antes de aplicar las energías renovables debe lograrse que el edificio demande la menor energía posible. Los programas de simulación constituyen una herramienta necesaria para estos análisis, evidentemente comprobados por "ojos" expertos. Para un óptimo aprovechamiento de los resultados, se debe comunicara la administración los datos de certificaciones, inspecciones, mantenimientos, etc., de modo que se puedan contrastar con datos reales los análisis previos de proyecto; permitiendo la recalibración delos programas de simulación y la divulgación de las medidas mas eficaces para cada caso, con el objetivo de facilitar futuras decisiones y reglamentaciones. 56

57 Integración de las Energías Renovables Se debe distinguir entre los usos necesarios (calefacción, refrigeración, etc.) de los suntuarios (piscinas descubiertas, climatización de espacios abiertos, etc.) de manera que no se utilicen en estos últimos las renovables que conllevan algún consumo tradicional. En cada caso se debe analizar las energías renovables disponibles atendiendo al nivel térmico que alcanzan, optando por las que mayor energía puedan aportar a la instalación. Producción de Electricidad.La producción de electricidad (fotovoltaica, eólica, cogeneración) se debe analizar desde el punto de autoconsumo o venta a costo de producción o, como máximo, igual costo que el de compra. No debe sustentarse en subvenciones. Por supuesto tampoco debe obstaculizarse peaje de respaldo... 57

58 Objetivo: Reducir los costes y la emisión de contaminantes limitando el consumo total de energía en los edificios. Consumo = Demanda / rendimiento Para lograr dicho objetivo se debe actuar de dos maneras: 1. Reduciendo la Demanda del edificio DISEÑO OPTIMO DEL EDIFICIO, O SU REHABILITACION 2. Aumentando el Rendimiento de las Instalaciones SELECCIÓN DE LAS INSTALACIONES MAS EFICIENTES 58

59 Para alcanzar este objetivo los edificios deben construirse, o rehabilitarse, de manera óptima, incluyendo criterios pasivos (Demandas Mínimas) Las instalaciones deben incluir medidas de eficiencia energética y ser diseñadas de manera que se adapten óptimamente a las características del edificio A pesar de cumplir las medidas anteriores las instalaciones presentarán, aunque mínimos, consumos de energía, que deberán compensarse Con la integración de energías renovables que aporten esa energía 59

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