Valoración energética de las bombas de calor como fuente de energía renovable en los edificios de consumo casi nulo en Canarias

! ! ! ! ! 3! Agradecimientos! ! Me!gustaría!agradecer!a!mis!tutores!del!Trabajo!Final!de!Máster,!Dr.!D.!Alejandro!Ramos!Martín! y! a! Dr.! D.! Fabián! Alberto! Déniz! Quintana! por! su! consejo! y! dedicación! ya! que! han! sido! fundamentales!para!para!la!realización!de!este!trabajo!y!a!mi!familia!ya!que!sin!su!apoyo!este! trabajo!no!habría!sido!posible.! ! ! ! ! 4! Resumen! ! Se!ha!realizado!una!valoración!energética!de!las!bombas!de!calor!como!fuente!de!energía!y!sus! diferentes!usos!en!los!edificios!de!consumo!casi!nulo!en!las!diferentes!zonas!de!Canarias.!Todo! ello! teniendo! en! cuenta! la! “DIRECTIVA) 2010/31/UE) DEL) PARLAMENTO) EUROPEO) Y) DEL) CONSEJO)de)19)de)mayo)de)2010,”!relativa!a!la!eficiencia!energética!de!los!edificios!en!la!que! se!establece!que!los!edificios!a!partir!de!2020!deben!ser!de!consumo!casi!nulo!y!a!la!“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)del) parlamento) europeo) y) del) consejo”! que! considera! a! las! bombas! de! Calor! como! fuente! de! energía! renovable,! comenzando! con! un! estudio! del! estado! del! arte! sobre! el! uso! de! los! diferentes! tipos! de! las! bombas! de! calor! en! edificios,! para! poder! determinar! las! variables! a! estudiar!!y!analizar!sus!posibles!resultados.!! ! ! ! ! ! ! 5! Abstract! It!has!made!an!energy!assessment!of!heat!pumps!as!an!energy!source!and!its!different!uses!in! buildings!almost!zero!consumption!in!different!areas!of!the!Canary!Islands.!All!this!taking!into! account!the!"DIRECTIVE)2010/31)/)EU)OF)THE)EUROPEAN)PARLIAMENT)AND)OF)THE)COUNCIL) of)19)May)2010,"!on!the!energy!efficiency!of!buildings!in!which!it!is!stated!that!the!buildings! from! 2020! should! be! consumption! almost! zero! and! the! "Decision) of) the) Commission) of) 1) March)2013)laying)down)guidelines)for)the)calculation)are)set)by)member)states)of)renewable) energy)from)heat)pumps)of)different)technologies,)as)provided)in)the)Article)5)of)directive) 2009/28)/)EC)of)the)European)parliament)and)the)council)")that!considers!heat!pumps!as!a! renewable!energy!source,!starting!with!a!study!of!the!state!of!the!art!on!the!use!of!different! types!of!heat!pumps!in!buildings,!in!order!to!determine!the!variables!to!study!and!analyze!their! possible!outcomes.! ! ! ! ! ! 6! Índice ! INTRODUCCIÓN!.....................................................................................................!9!CAPÍTULO!1 ! Antecedentes!.....................................................................................................................!9!1.1 ! Directiva! 2010/31/UE! del! Parlamento! Europeo! y! del! Consejo! del! 19! de! Mayo! de!1.1.1 2010!relativa!a!la!eficiencia!energética!de!los!edificios!........................................................!11! ! Decisión! de! la! comisión! ! de! 1! de! marzo! de! 2013! por! la! que! se! establecen! las!1.1.2 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!del!parlamento!europeo!y!del!consejo!...........................................!12! ! Objetivos!y!estructura!el!trabajo!.....................................................................................!13!1.2 ! LAS!BOMBAS!DE!CALOR!.......................................................................................!15!CAPÍTULO!2 ! Principio!de!funcionamiento!...........................................................................................!15!2.1 ! Clasificación!de!las!bombas!de!calor!...............................................................................!16!2.2 ! El!COP!de!una!bomba!de!calor!........................................................................................!19!2.3 ! EDIFICIOS!DE!CONSUMO!DE!ENERGÍA!CASI!NULO!..............................................!20!CAPÍTULO!3 ! Sistemas!pasivos!..............................................................................................................!20!3.1 ! Sistemas!activos!...............................................................................................................!22!3.2 ! Análisis!del!ciclo!de!vida!..................................................................................................!22!3.3 ! APLICACIONES!DE!LAS!BOMBAS!DE!CALOR!EN!LA!EDIFICACIÓN!Y!ESTADO!DEL!CAPÍTULO!4 ARTE! 24! !Aplicaciones!en!edificios!de!consumo!casi!nulo!..............................................................!24!4.1 ! Sistemas!híbridos!......................................................................................................!25!4.1.1 ! Bomba!de!calor!Geotérmica!vs!Aerotérmica!............................................................!25!4.1.2 ! Climatización!de!piscinas!..........................................................................................!26!4.1.3 ! Aplicaciones!en!estudio!............................................................................................!27!4.1.4 ! POTENCIAL!GEOTÉRMICO!EN!CANARIAS!.............................................................!28!CAPÍTULO!5 ! Definición!de!energía!geotérmica!....................................................................................!28!5.1 ! Tipos!de!energía!geotérmica!...........................................................................................!29!5.2 ! Energía!geotérmica!en!Canarias!......................................................................................!30!5.3 ! CLIMATOLOGÍA!EN!CANARIAS!.............................................................................!32!CAPÍTULO!6 ! Inversión!térmica!.............................................................................................................!33!6.1 ! ! ! ! 7! ! Corrientes!marinas!..........................................................................................................!33!6.2 ! Clasificación!climática!según!Código!Técnico!de!la!Edificación!.......................................!34!6.3 ! APLICACIONES!DE!LAS!BOMBAS!DE!CALOR!EN!CANARIAS!..................................!35!CAPÍTULO!7 ! Edificios!destinados!al!turismo!........................................................................................!36!7.1 ! Edificios!residenciales!......................................................................................................!38!7.2 ! Potencial!de!sistemas!híbridos!........................................................................................!40!7.3 ! Potencial!fotovoltaico!en!Canarias!...........................................................................!40!7.3.1 ! Potencial!eólico!en!Canarias!.....................................................................................!42!7.3.2 ! VALORACIÓN!ENERGÉTICA!DE!LAS!BOMBAS!DE!CALOR!EN!CANARIAS!...............!44!CAPÍTULO!8 ! Metodología!....................................................................................................................!44!8.1 ! Caso!1-!Comparativa!ACS!edificio!de!viviendas!...............................................................!51!8.2 ! Caso!2!-!Comparativa!calefacción!edificio!de!viviendas!..................................................!57!8.3 ! Caso! 3! -! Comparativa! para! abastecimiento! de! ACS,! refrigeración! y! climatización! de!8.4 piscinas!en!un!hotel!..................................................................................................................!61! ! CONCLUSIONES!...................................................................................................!69!CAPÍTULO!9 ! LINEAS!FUTURAS!...............................................................................................!70!CAPÍTULO!10 ! REFERENCIAS!BIBLIOGRÁFICAS!.........................................................................!71!CAPÍTULO!11 ) ! ! ! ! ! ! 8! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 9! INTRODUCCIÓN ! Este!trabajo!se!centra!en!la!valoración!energética!de!las!bombas!de!calor!y!sus!diferentes!usos! en! los! edificios! de! consumo! casi! nulo,! y! su! aplicación! en! Canarias.! Realizando! una! revisión! bibliográfica! de! las! diversas! tecnologías! existentes! de! aplicación! en! estos! edificios,! haciendo! referencias!!a!la!“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! del! parlamento! europeo! y! del! consejo”! que! tiene! como! objetivo! establecer!las!directrices!para!el!cálculo!de!la!producción!de!energía!renovable!procedente!las! bombas!de!calor!y!a!!la!a!Directiva!Europea!2010/31/UE,!donde!se!introduce!la!definición!de! edificio!de! consumo!de! energía!casi! nulo,!y! se!plantea! como!un! edificio!altamente! eficiente! desde! el! punto! de! vista! energético,! donde! la! casi! nula! o! muy! baja! energía! demandada,! procederá!de! fuentes!renovables,! producidas!in! situ! o! en! el! entorno.! Se!establece,! por!otro! lado,!que!a!partir!del!31!de!diciembre!de!2020!todos!los!edificios!de!nueva!construcción!sean! edificios!de!consumo!de!energía!casi!nulo,!adelantando!esta!obligación!a!31!de!diciembre!de! 2018!a!todos!los!edificios!ocupados!por!las!administraciones!y!de!titularidad!pública.! ! Antecedentes 1.1 ! El! estilo! de! vida! del! ser! humano! requiere! de! un! alto! consumo! energético,! el! cuál! desde! los! tiempos!de!la!industrialización!ha!dejado!una!huella!que!ha!provocado!un!gran!aumento!de!las! concentraciones! de! CO2! en! la! atmósfera,! este! aumento! se! debe! principalmente! al! uso! de! combustibles!de!origen!fósil![1],!esto!ha!!generado!una!alta!concentración!de!gases!de!efecto! invernadero!en! la! atmósfera!y! su! consecuencia!ha! sido! nefasta,!es! lo! que!conocemos! como! calentamiento!global,!ya!que!la!temperatura!del!planeta!esta!aumentando!gradualmente.!Este! cambio!climático!que!esta!sufriendo!nuestro!planeta!y!que!ya!no!se!puede!negar!debido!a!su! ! ! ! ! 10! clarividencia!científica![2].!Por! lo!tanto! para!combatir!este!cambio!climático!se! requiere!una! transición! urgente! hacia! un! modelo! de! desarrollo! sostenible! basado! en! la! eficiencia! y! en! la! equidad,!así!como!en!la!apuesta!decidida!por!las!energías!renovables[3].!Todo!esto!no!podría! ser!posible!sin!la!ayuda!política!y!debido!a!esto!los!gobiernos!de!los!países!industrializados!han!! manifestado!un!creciente!interés!y!esto!ha!generado!acuerdos!internacionales!tales!como!el! protocolo!de!Kyoto!que!tiene!por!objetivo!la!reducción!de!los!gases!de!efecto!invernadero![4],!a! destacar! dentro! de! este! protocolo! ! la! reciente! Conferencia! sobre! cambio! climático! de! las! naciones!unidas!denominada!COP!21!en!Diciembre!del!año!2015!en!París,!en!la!que!los!195! países!miembros!lograron!por!consenso!un!pacto!global!para!reducir!sus!emisiones!de!carbono! y!hacer!todo!lo!posible!para!mantener!el!calentamiento!global!muy!por!debajo!de!los!2ºC. ! Para!la!realización!de!este!trabajo!se!ha!de!destacar!dos!directivas!europeas!que!se!resumen! brevemente!en!los!siguientes!apartados.! ! ! Figura)1.1:!Imagen!ilustrativa!del!calentamiento!global!(Fuente!COMBUSTIONINDUSTRIAL.COM)! ! ! ! ! ! 17! o Aire-Aire! o Aire-Agua! ) o Hidrotérmicas:) Toman! la! energía! almacenada! en! forma! de! calor! en! el! agua! superficial,!dentro!de!estas!podemos!clasificarlas!en!función!del!medio!al!que!se! transfiere!el!calor!de!la!máquina!térmica!(aire!o!agua),!se!pueden!clasificar!las! bombas!de!calor!Hidrotérmicas!!de!la!siguiente!manera:) ) ) o Agua-Aire! o Agua-Agua! ) o Geotérmicas:) Toman! la! energía! almacenada! en! forma! de! calor! bajo! tierra,! ,! dentro!de!estas!podemos!clasificarlas!en!función!del!medio!al!que!se!transfiere!el! calor!de!la! máquina!térmica!(aire! o!agua),!se! pueden!clasificar!las! bombas!de! calor!Geotérmicas!!de!la!siguiente!manera:) ) o Tierra-Aire! o Tierra-Agua! ) • En!función!a!su!funcionamiento:! ! o Reversibles:) Pueden! funcionar! tanto! en! ciclo! de! calefacción! cómo! en! ciclo! de! refrigeración!invirtiendo!el!sentido!de!flujo!del!fluido,!circulando!el!refrigerante! en! un! sentido! u! otro! y! por! consiguiente! invirtiendo! el! flujo! de! calor! entre! el! interior!y!el!exterior.!Esto!se!consigue!gracias!a!la!instalación!de!un!dispositivo! auxiliar! denominado! válvula! de! cuatro! vías! que! gracias! a! la! cual! es! posible! la! reversibilidad.! Como!aprecia!en!la!Figura)2.2,!la!disposición!y!los!componentes!que!forman!la! bomba!de!calor!son!los!mismos,!con!la!variabilidad!de!los!intercambiadores!de! ! ! ! ! 18! calor! ! con! la! reversibilidad! del! ciclo! gracias! a! la! válvula! de! cuatro! vías! .! En! la! imagen! de! la! izquierda! se! observa! como! el! intercambiador! de! calor! exterior! actúa!cómo!condensador!y!el!interior!como!evaporador,!lo!que!correspondería!al! ciclo! de! refrigeración.! En! la! figura! de! la! derecha! hacienda! uso! del! dispositivo! auxiliar!y,!invierte!el!sentido!gracias!a!la!válvula!de!cuatro!vías,!trabajando!así!en! el!ciclo!de!calefacción.! ! Figura)2.2:!Esquema!de!!funcionamiento!de!una!bomba!de!calor!reversible!(Fuente!IDAE.ES)! ) o No)reversibles:)Únicamente!funcionan!en!uno!de!los!ciclos,!ya!sea!calefacción!o! refrigeración.) ) ) ) ) ! ! ! ! 19! El COP de una bomba de calor 2.3 ! El!COP!es!la!medida!de!eficiencia!energética!de!una!bomba!de!calor,!se!llama!COP!(coefficient! of!performance)!coeficiente!de!operación!de!una!maquina!térmica!a!la!relación!existente!entre!! la!energía!térmica!cedida!por!el!sistema!(Q)!y!el!trabajo!realizado!por!el!compresor!(W)! ! 𝐶𝑂𝑃 = 𝑄 𝑊! ! El!COP!depende!directamente!de!la!temperatura!de!los!focos.!La!producción!de!frío!será!tanto! más!difícil!de!conseguir!cuanto!menor!sea!la!temperatura!a!la!que!se!debe!producir,!así!como!la! disipación!de!calor!!de!un!condensador!será!peor!en!un!ambiente!cálido!que!frío![8].!Debido!a! esto!es!necesario!establecer!el!concepto!de!rendimiento!medio!estacional!(SPF)!en!una!bomba! de!calor.!La!decisión!de!la!comisión!del!1!de!Marzo!de!2013!lo!define!de!la!siguiente!forma:! Factor! de! rendimiento! medio! estacional! estimativo,! que! se! refiere! al! “coeficiente! de! rendimiento! estacional! neto! en! modo! activo”! (SCOP),! en! el! caso! de! las! bombas! de! calor! accionadas! eléctricamente,! o! a! la! ! “! relación! estacional! neta! de! energía! primaria! en! modo! activo”!(SPER),!en!el!de!las!bombas!de!calor!accionadas!térmicamente[6,7].! ! ! ! ! ! ! 20! EDIFICIOS DE CONSUMO DE ENERGÍA CASI NULO ! ! En!este!capítulo!nos!vamos!a!centrar!en!definir!un!edificio!de!consumo!casi!nulo,!así!como!sus! condiciones!de!diseño.!Se!ha!investigado!mucho!sobre!el!tema,!son!diversos!los!investigadores! que! han! expuesto! sus! conclusiones! pero! se! podría! decir! que! prácticamente! hay! ! un! patrón! establecido!para!mejorar!la!eficiencia!del!diseño!de!los!edificios.!Se!define!edificio!de!consumo! casi!nulo!según!la!Directiva!2010/31/UE!del!Parlamento!Europeo!y!del!Consejo!del!19!de!Mayo! de!2010!relativa!a!la!eficiencia!energética!de!los!edificios,!como!aquel!cuyo!nivel!de!eficiencia! energética!es! muy!alto! y!la!casi! nula!o! muy!baja! energía!demandada,! procederá!de!fuentes! renovables,!producida!in!situ!o!bien!en!el!entorno.!Esto!se!consigue!mediante!un!diseño!óptimo! arquitectónico!en!donde!habría!que!tener!en!cuenta!tanto!los!sistemas!pasivos!como!activos.! ! Sistemas pasivos 3.1 ! Trata! sobre! diseñar! el! edificio! en! función! del! clima! del! lugar,! analizando! la! relación! de! inconvenientes!y!ventajas!en!relación!a!los!parámetros!arquitectónicos!siguientes:! • La)orientación,)geometría)arquitectónica)y)posicionamiento:!!En!función!del!clima,!la! orientación!solar!y!el!sombreado!deben!maximizar!la!ganancia!de!calor!solar!en!invierno! y!minimizarlo!en!el!verano[9].!En!cuanto!a!la!geometría!hay!que!buscar!la!forma!mas! aconsejable,!por!ejemplo!en!climas!templados!lo! mas!aconsejable! sería! un!diseño!en! donde!el!aprovechamiento!de!la!radiación!solar,!en!climas!extremos(donde!haya!mucho! frío!y!calor)!un!edificio!compacto!y!en!zonas!calidad!con!mucha!radiación!solar!se!ha!de! diseñar!con!fachadas!con!geometrías!complejas!para!que!proporcionen!sombras!y!!el! posicionamiento! debe! garantizar! una! baja! exposición! a! los! vientos! del! invierno! y! un! lugar!ventilador!en!verano! ! ! ! ! 21! ! • El) cerramiento:! es! por! donde! se! produce! el! intercambio! de! calor! Interior-exterior! o! viceversa,!por!lo!tanto!es!de!gran!importancia!analizar:! ! 1. El!color!de!las!superficies!en!contacto!con!el!exterior:!los!colores!claros!absorben! menos!energía!que!los!oscuros.! 2. El!aislamiento!térmico:!nos!permite!reducir!las!ganancias!y!las!pérdidas!térmicas! del!edificio,!mejorando!el!nivel!de!confort.! 3. La! superficie! en! contacto! con! el! terreno:! las! edificaciones! parcialmente! enterradas! gozan! de! una! mayor! estabilidad! térmica,! pero! a! veces! también! se! reduce! el! acceso! a! la! radiación! solar! y/o! la! posibilidad! de! ventilación! natural,! todo!ello!dependerá!de!las!necesidades!de!la!vivienda!en!función!del!clima!en! que!se!diseñe,!en!climas!desérticos!es!ideal.! 4. La!permeabilidad!al!paso!del!aire:!que!es!directamente!proporcional!al!grado!de! perforación!de!los!paramentos!exteriores:!una!permeabilidad!alta!permite!una! buena!ventilación!del! edificio,!pero!también!un! mayor! intercambio!energético! con!el!exterior.! 5. La! luminosidad! que! incide:! ! que! influye! directamente! sobre! el! grado! de! insolación!y!de!iluminación!natural,!pero!también!sobre!el!nivel!de!ganancias!y! pérdidas!de!calor.!Un!edificio!muy!transparente!puede!captar!energía!en!exceso! en! el! verano! e! incluso! en! el! invierno! y! tener! a! la! vez! pérdidas! energéticas! considerables.! 6. Puentes!térmicos! :!Es! importantísimo! el!aislamiento! de!los! elementos!que! los! generan! • Las) Ventanas:) El! uso! de! ventanas! de! cristal! triple! con! doble! acristalamiento! de! baja! emisividad!disminuye!considerablemente!la!transmitancia!térmica.) ) • El)Sombreado:)es!imprescindible!incorporar!mecanismos!para!el!control!de!la!radiación! solar!en!cualquier!época!del!año!tales!como)voladizos,!toldos,!persianas,!las!cubiertas.! ! ! ! ! 22! Añadir!elementos!como!árboles!de!hoja!caduca,!estos!son!algunos!ejemplos!de!objetos! que!aportan!sombra.) • La)ventilación)natural:)Es!importante!comprobar!con!la!ventilación!si!se!produce!efecto! chimenea!significativo!que!pueda!proporcionar!el!mínimo!necesario!de!intercambio!de! aire!por!hora.!La!ventilación!natural!mejora!la!eficiencia!energética!de!una!casa!!ya!que! no! requiere! consumo! de! energía! y! elimina! el! impacto! ambiental,! pero! es! muy! complicado!controlar!el!caudal!y!la!temperatura!del!aire!interior.!La!ventilación!cruzada! se!puede!utilizar!en!verano!(accionada!por!el!viento)!permitiendo!al!aire!frío!libre!entrar! y!el!aire!interior!caliente!salir!a!través!de!puertas!y!ventanas![10].! ! Sistemas activos 3.2 ! No! siempre! ! las! soluciones! pasivas! son! suficientes,! cuando! no! permiten! un! nivel! de! confort! óptimo!es!cuando!se!hace!uso!de!los!sistemas!activos!para!garantizar!el!rango!de!confort!un! porcentaje!de!horas!al!año.! Las!principales!consideraciones!a!tener!en!cuenta!en!cuanto!a!sistemas!pasivos!en!los!edificios! de! consumo! casi! nulo! son! que! la! energía! demandada! proceda! de! fuentes! de! energía! renovables,!por!ello!es!importantísimo!que!los!aparatos!que!demanden!energía!eléctrica!sean! los!que!ofrezcan!un!mayor!rendimiento!con!la!clase!A+!de!eficiencia!energética,!la!integración! de!la!domótica!es!una!medida!muy!importante!de!ahorro!también.! ! Análisis del ciclo de vida 3.3 ! El!Análisis!de!ciclo!de!vida!permite!analizar!y!gestionar!los!impactos!ambientales!asociados!a!un! producto,!proceso!o!actividad!desde!su!fabricación!hasta!su!desaparición!como!tal.!Identifica,! clasifica!y!cuantifica!cada!uno!de!los!impactos!a!partir!de!los!recursos!materiales!y!la!energía! que! interviene! en! el! ciclo! completo.! Con! esta! herramienta! se! puede! determinar! el! ACV! de! materiales!de! construcción!y!de! los!edificios.! Desafortunadamente!hay! establecida!una!falsa! ! ! ! ! 23! creencia! de! que! la! contribución! de! los! edificios! de! consumo! casi! nulo! a! la! reducción! de! emisiones!de!CO2!es!excepcionalmente!alta,!es!por!ello!que!la! mayoría! de!los!estudios!solo! tienen!en!consideración!la!fase!de!vida!del!edificio,!así!pues!que!habría!que!ir!mas!allá!de!las! evaluaciones!energéticas!y!avanzar!hacia!la!evaluación!ambiental!en!una!perspectiva!de!ciclo!de! vida!comparando!los!impactos!debidos!a!los!materiales!de!construcción!y!a!los!dispositivos!de! producción!de!energía.!! Según!estudios!prestar!atención!al!consumo!de!energía!en!la!fase!de!vida!del!edificio!parece! abordar!sólo!un!tercio!de!los!impactos!ambientales!de!estos:!la!adopción!del!análisis!del!ciclo! de!vida! como! herramienta!para! guiar!las! elecciones!de! diseño! podría!ayudar! a!identificar!la! solución! que! asegure! el! menor! impacto! general! en! el! conjunto.! [11,12]! Por! ello! habría! que! incidir! en! la! construcción! de! bajo! impacto! con! la! selección! de! materiales! de! construcción! naturales!y!renovables,!de!productos!alternativos!y!sistemas!con!bajas!emisiones!de!carbono! mucho!más!recomendables!que!se!los!productos!altamente!procesados!y!manufacturados.![13]! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 24! APLICACIONES DE LAS BOMBAS DE CALOR EN LA EDIFICACIÓN Y ESTADO DEL ARTE ! ! Las!bombas!de!calor!pueden!tener!diversas!aplicaciones!en!la!edificación,!se!ha!realizado!una! búsqueda! bibliográfica! exhaustiva! y! en! la! que! tiene! una! gran! importancia! la! “Directiva' 2010/31/UE' del' Parlamento' Europeo' y' del' Consejo' del' 19' de' Mayo' de' 2010' relativa' a' la' eficiencia'energética'de'los'edificios”!y!la!“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'del'parlamento'europeo'y'del'consejo”'ya! que!en!multitud!de!artículos!científicos!sobre!la!temática!de!edificios!de!comsuno!casi!nulo,!en! las! que! las! soluciones! que! aportan! las! bombas! de! calor! son! protagonistas,! ya! que! con! los! avances! y! mejoras! de! los! componentes! del! ciclo! y! los! fluidos! de! trabajo,! ha! repercutido! directamente!en!una!mayor!aplicación!de!estas!en!la!edificación![14].!!! Entre! sus! principales! aplicaciones! cabe! destacar! el! uso! de! las! bombas! de! calor! para! el! abastecimiento!de!agua!caliente!sanitaria!y!climatización!de!las!viviendas![15].!! ! Aplicaciones en edificios de consumo casi nulo 4.1 ! Las! principales! aplicaciones! en! los! edificios! de! consumo! casi! nulo! es! como! se! nombra! en! la! introducción! de! este! capítulo! el! abastecimiento! de! agua! caliente! sanitaria! y! climatización! [16,17].!Pueden!ser!sistemas!de!bomba!de!calor!cuya!demanda!eléctrica!sea!cubierta!por!la!red,! pero!al!tratarse!de!edificios!sostenibles,!lo!ideal!es!que!sean!sistemas!híbridos!combinando!la! bomba!de!calor!con!placas!solares!fotovoltaicas!que!aporten!el!trabajo!necesario!para!hacer! funcionar!las!bombas!de!calor!con!almacenamiento!de!energía!en!baterías![18,19],!este!sistema! mejora! el! rendimiento! energético! de! una! caldera! convencional! en! un! porcentaje! total! de! ! ! ! ! 25! energía!consumida!anualmente!de!apróximadamente!un!20%[20,21],!!aunque!de!ello!depende! en!gran!medida!el!nivel!de!confort!de!los!ocupantes!del!edificio![22],!pero!bien!es!cierto!que!en! climas! fríos! al! reducir! sustancialmente! los! costes! energéticos! se! pueden! calentar! más! habitaciones! a! temperaturas! más! altas! durante! períodos! más! largos! [23].! Igualmente! ! en! el! ámbito!de!los!sistemas!de!energía!híbridos!hay!todavía!muchos!desafíos!existentes!y!se!necesita! urgentemente!un!enfoque!integral!para!el!diseño!y!control!de!sistemas!de!energía,!pero!ello! depende!también!del!clima!local!y!el!factor!económico![24].! Sistemas híbridos 4.1.1 ! Hay!diversos!estudios!científicos!sobre!comparativas!de!sistemas!híbridos!con!bomba!de!calor,!! para! así! poder! aprovechar! las! ventajas! que! cada! uno! ofrece,! ya! sea! uno! formado! por! una! bomba! de! calor! y! un! sistema! solar! térmico! u! otro! formado! por! una! bomba! de! calor! cuya! demanda!eléctrica!sea!producida!por!placas!solares!fotovoltaicas![25,26]!para!la!climatización! en!edificios!en!la!que!la!combinación!energética!óptima!sería!la!combinación!de!una!bomba!de! calor! reversible! cuyo! accionamiento! eléctrico! sea! producido! por! placas! solares! fotovoltaicas! [27],! actuando! tanto! en! modo! calefacción! como! refrigeración,! consiguiendo! ahorros! significativos!!en!la!factura!eléctrica!que!pueden!llegar!en!torno!al!20%![28],!aunque!esto!en! climas!mas!fríos,!en!climas!mediterráneos!los!ahorros!de!energía!primaria!pueden!llegar!a!ser! del!30!%![29].!Para!el!abastecimiento!de!agua!caliente!sanitaria!un!sistema!similar!es!la!opción! más!eficiente!con!respecto!al!gas!o!a!un!termo!eléctrico,!pero!su!único!inconveniente!es!que!la! esperanza!de!vida!es!menor![30].! Bomba de calor Geotérmica vs Aerotérmica 4.1.2 ! Las!bombas!de!calor!geotérmicas!y!las!aerotérmicas!son!los!dos!tipos!principales!de!bombas!de! calor!aplicables!a!la!edificación,!pero!eso!!no!quiere!decir!que!los!dos!sistemas!funcionen!igual.! La!principal!diferencia!de!las!bombas!de!calor!geotérmicas!con!respecto!a!las!aerotérmicas,!es! que!en!la!que!la!temperatura!del!suelo!es!relativamente!constante!en!comparación!con!la!del! aire![31]!aunque!esta!se!ve!influenciada!por!la!temperatura!del!ambiente![32],!en!climas!cálidos! el! calor! se! acumula! y! esto! hace! que! la! temperatura! de! la! tierra! aumente! y! esto! afecta! a! la! ! ! ! ! 26! eficiencia!del!sistema,!pero!se!puede!solucionar!mediante!el!uso!de!sistemas!híbridos!con!el! rechazo!de!calor!de!unidades!suplementarias,!como!las!torres!de!refrigeración!para!eliminar!el! calor!acumulado![33],!en!climas!fríos!sin!embargo!si!la!demanda!de!calefacción!es!excesiva!se! puede! provocar! un! agotamiento! térmico! del! terreno,! esto! disminuiría! progresivamente! la! temperatura!del!fluido!de!trabajo!y!por!tanto!reducir!la!eficiencia!del!sistema,!pero!también! con!el!uso!de!un!sistema!híbrido!con!colectores!solares!aportando!calor!al!pozo!geotérmico! evitando! así! el! agotamiento! de! calor! de! la! tierra! [34-36].! Las! bombas! de! calor! aerotérmicas! suelen! tener! un! COP! inferior! ,! pero! para! mejorar! su! rendimiento! se! pueden! integrar! con! colectores!solares!para!suministrarle!energía!al!evaporador!a!una!temperatura!mas!alta!que!el! aire!ambiente![37,38].! Comparando!ambos!sistemas!se!puede!concluir!que!las!bombas!de!calor!geotérmicas!tienen! varias!ventajas!sobre!las!aerotérmicas![39]!:! 1. Mayor!eficiencia! 2. Coste!del!ciclo!de!vida!inferior! 3. Un!menor!impacto!en!el!medio!ambiente! 4. Mayor!fiabilidad! Por! eso! es! recomendable! como! opción! prioritaria! en! los! edificios! de! nueva! construcción,! siempre! y! cuando! el! coste! inicial! no! sea! un! impedimento! para! los! propietarios! y! no! haya! dificultades!para!su!instalación!en!el!terreno.! Climatización de piscinas 4.1.3 ! La!climatización!de!piscinas!requiere!de!un!gran!gasto!energético!y!las!que!están!al!aire!libre! más!aún!debido!a!que!se!enfrenta!a!las!variaciones!de!la!temperatura!ambiente,!por!tanto!la! aplicación! de! bombas! de! calor! para! la! climatización! de! piscinas! es! algo! que! puede! ser! económica,!técnica!y!ambientalmente!factible.!Su!coste!de!instalación!es!bastante!alto!pero!se! compensa!con!una!reducción!de!entre!el!75-90%!de!la!carga!energética,!dependiendo!del!COP! ! ! ! ! 33! ! Inversión térmica 6.1 ! Esta!circunstancia!genera!una!inversión!térmica!de!límites!variables!y!cuya!consecuencia!más! llamativa! es! la! aparición! de! un! «mar! de! nubes»! en! las! vertientes! orientadas! a! los! vientos! dominantes.! El!mar! de! nubes!crea! un!efecto! invernadero!que! contribuye! a! la! estabilidad! térmica!de!las!zonas!bajas.!Además,!estas!nubes!impiden!la!llegada!de!grandes!cantidades!de! rayos! solares! al! mar,! lo! que! contribuye! a! la! estabilidad! de! la!corriente! fría! de! Canarias,! una!corriente!marina!que!suaviza!las!temperaturas!del!archipiélago.!! Corrientes marinas 6.2 El! clima! de! Canarias! está! templado! por! la! corriente! marina! fría! de! Canarias.! Esta! corriente! marina!procedente!del!norte!es!una!bifurcación!de!la!corriente!del!Golfo,!que!al!encontrarse! con! las! Azores! se! divide! en! dos! ramales,! uno! cálido! que! va! hacia! el! norte! y! otro! frío! que! desciende!hasta!Canarias,!tras!pasar!por!la!costa!sur!de!Portugal!y!la!occidental!del!norte!de! África.!En!Canarias!los!vientos!alisios!tienden!a!desplazar!las!aguas!superficiales!hacia!el!centro! del! Atlántico! favoreciendo! el! ascenso! de! las! aguas! frías,! que! por! lo! general! viajan! más! profundas.!La!presencia!de!la!corriente!fría!atenúa!la!estratificación!en!dos!capas!de!los!alisios.! La! combinación! de! los! vientos,! la! corriente! marina! y! los! centros! de! acción! hace! que! las!temperaturas! en! Canarias! sean! notablemente! estables! y! menos! calurosas! de! lo! que! a! su! latitud! le! corresponderían.! Las! temperaturas! más! altas! se! alcanzan! en! agosto,! aunque! septiembre!tiene!prácticamente!la!misma!media.!Las!temperaturas!más!frías!se!dan!en!enero,! seguida!muy!de!cerca!de!febrero.!La!oscilación!térmica!entre!el!mes!más!cálido!y!el!más!frío! está!por!debajo!de!los!10ºC,!entre!los!17!ºC!y!los!25ºC;!salvo!en!las!cumbres!montañosas!que! puede! llegar! a! los! 13ºC.! La! presencia! de! la! corriente! fría! de! Canarias! hace! que! las!olas! de! calor!lleguen!antes!a!las!capas!altas!que!a!las!bajas.! ! ! ! ! ! ! 34! Clasificación climática según Código Técnico de la Edificación 6.3 En!el!código!técnico!de!la!edificación!en!su!documento!básico!HE!ahorro!de!energía,!apéndice! B,! tabla! B.2! que! se! ve! reflejada! en! la! imagen! siguiente,! nos! clasifica! los! climas! de! las! dos! provincias!en!función!de!la!altitud!en!la!que!nos!encontremos!! ! ! Figura)6.3!(Fuente:!Documento!Básico!HE!–!Código!Técnico!de!la!Edificación)! ! ! Tenemos! por! tanto,! cuatro! climas! clasificados! según! la! última! actualización! del! documento! básico!HE!ahorro!de!energía!que!data!de!septiembre!de!2013,!los!climas:!α3,A2,B2!y!C2,!ya!que! en!la!anterior!versión!los!clasificaba!en!dos!climas:!el!A3!que!eran!las!zonas!inferiores!a!800! metros!de!altitud!y!el!B3!las!zonas!por!encima!de!dicha!cota![48].! ! ! ! ! ! ! 35! APLICACIONES DE LAS BOMBAS DE CALOR EN CANARIAS ! En!las!islas!Canarias!el!modelo!energético!se!caracteriza!por!ser!totalmente!dependiente!del! exterior,! basado! en! el! uso! del! petróleo! y! sus! derivados.! Los$ sistemas$ eléctricos!insulares) presentan( además( redes( eléctricas( pequeñas( y( débiles( que( limitan( la( penetración( de( las( energías( renovables,( variables( e( intermitentes.( Esta! dependencia! de! los! combustibles! fósiles! ejerce!fuertes!presiones!medioambientales!por!lo!que!urge!el!desarrollo!de!tecnologías!que!nos! permitan! reducir! las! emisiones! de! CO2! que! genera! el! empleo! de! estos! combustibles! para! satisfacer!nuestras!demandas!de!energía.!La#condición#de#región#insular#de#las#Islas#Canarias,# obliga' a' la' importación' de' productos!energéticos+ para+ abastecer+ casi+ la+ totalidad+ de+ sus+ necesidades(energéticas.(La(elevada(dependencia(de(la(desalación(de(agua(del(archipiélago,(el( elevado' consumo' energético' de' los' procesos' de' desalación' y' la' ausencia' de' gas' natural' y' energía' nuclear" en" su" mix" energético," hace" que" Canarias" sea" particularmente" vulnerable" a" medio&y&largo&plazo&ante&el&encarecimiento&de&los&precios&del&petróleo,&su&eventual&escasez&por& el#alza#mundial#de#la#demanda#y#la#reducción#de#la#producción#por#el#agotamiento#de#los#pozos# en#los#países#productores.#! El# Gobierno# de# Canarias,# para# paliar# esta# situación# y# contribuir# al# objetivo# comunitario# para# 2020,$ se$ ha$ fijado$ como$ meta$ para$ 2015$ que$ el$ 30%$ de$ la$ energía$ eléctrica$ necesaria$ para$ abastecer! el! con-! sumo! de! las" Islas" se" produzca" a" partir" de" fuentes" renovables" (solar," fotovoltaica) y) eólica)) tal) y) como) propone) el) Plan) Energético) de) Canarias) (PECAN) 2006).) Este) plan% define% objetivos% concretos% respecto% a% la% implementación% de% energías!renovables* en* el* archipiélago![49].! Esto! unido! a! medidas! de! eficiencia! energética! ayudarán! a! Canarias! en! un! camino!hacia!la!sostenibilidad.! ! ! ! ! ! ! 36! He! dividido! en! dos! bloques! los! tipos! de! edificios! donde! puede! haber! un! mayor! aprovechamiento!con!las!tecnologías!de!bomba!de!calor:! • Los! destinados! al! turismo:! tales! cómo! los! hoteles,! los! bloques! de! apartamento! y! bungalows.! Que! generalmente! suelen! estar! en! los! focos! turísticos! de! las! islas! y! cercanos!a!la!costa.! • Los!edificios!residenciales,!pueden!estar!emplazados!a!los!largos!de!toda!la!orografía,! así!que!en!function!de!la!altitud!en!la!que!se!encuentren!podrán!tener!o!no!demandas! de!calefacción.! Edificios destinados al turismo 7.1 ! La!economía!canaria!está!basada!fundamentalmente!en!el!sector!terciario!(74%),!ello!es!debido! a!la!climatología!privilegiada!de!la!que!disponemos!en!la!que!tenemos!sol!y!temperaturas!sin! grandes!oscilaciones!prácticamente!los!365!días!del!año.!Canarias!constituye!la!segunda!región! española!que!mayor!número!de!turistas!extranjeros!recibe!detrás!de!Cataluña.!Canarias!recibe! más!de!11,5!millones!de!turistas!extranjeros!anualmente.!En!este!aspecto!Tenerife,!según!los! datos!es!el!principal!destino!turístico!en!las!islas,!con!el!37%!del!total,!le!sigue!Gran!Canaria!con! un!31%!y!luego!Lanzarote!y!Fuerteventura!con!un!16,28%!y!un!13,30%!respectivamente![50].!El! número!total!de!!establecimientos!hoteleros!es!de!626!y!de!1157!extrahoteleros!lo!que!suman! un!total!de!1783!establecimientos!dedicados!al!turismo![51]!lo!que!se!dividiría!por!islas!de!la! siguiente!manera:! • Gran)Canaria:!Viajan!cerca!de!tres!millones!y!medio!de!turistas!cada!año.!Los!centros! turísticos!principales!se!encuentran!en!el!sur!de!la!isla!a!lo!largo!de!las!zonas!costeras!y! junto! al! campo! dunar! de! Maspalomas! y! Playa! del! inglés.! Habiendo! un! total! de! 164! hoteles!y!425!de!establecimientos!extrahoteleros.! • Tenerife:!A!Tenerife!viajan!más!de!cinco!millones!y!medio!de!turistas!cada!año,!lo!que!la! convierte!en!la!isla!que!más!turistas!recibe.!Los!centros!del!turismo!están!en!la!costa!en! ! ! ! ! 37! el!norte,!como!Puerto!de!la!Cruz!y!en!el!sur!en!Los!cristianos,!Costa!de!Adeje,!Playa!las! Americas.!Contando!con!un!total!de!237!hoteles!y!186!establecimientos!extrahoteleros.! • Fuerteventura:!A!Fuerteventura! viajan!cerca!de! dos!millones! de! turistas!cada! año.!El! turismo! se! concentra! en! las! costas! del! este! de! la! isla,! en! torno! a! localidades! como! Corralejo!o!Caleta!de!Fuste.!Habiendo!un!total!de!83!hoteles!y!79!de!establecimientos! extrahoteleros.! • Lanzarote:!viajan!2!millones!y!medio!de!turistas!al!año.!Los!centros!del!turismo!están!en! Costa!Teguise,!Puerto!del!Carmen,!Playa!Blanca!y!los!pueblos!en!las!playas!de!Papagayo.! Contando!con!un!total!de!71!hoteles!y!191!establecimientos!extrahoteleros.! • El)Hierro,)La)Gomera)y)La)Palma:!son!las!islas!más!pequeñas!y!más!occidentales,!viajan! cerca!de!trescientos!mil!turistas!cada!año.!Se!cuenta!entre!las!tres!islas!un!total!de!72! hoteles!y!276!establecimientos!extrahoteleros.! ! ! Figura)7.1:!Principales!focos!turísticos!en!Canarias!! ! ! ! ! ! 38! Debido!al!alto!número!de!establecimientos!dedicados!al!turismo!que!contamos!en!Canarias,! existe!un!gran!consumo!energético!en!la!climatización!de!piscinas!y!en!cuanto!a!refrigeración!de! las!estancias,!ya!que!el!turista!por!regla!general!es!bastante!exigente.! El! principal! problema! radica! en! que! estos! establecimientos! mantienen! en! funcionamiento! instalaciones!antiguas!con!generadores!de!calor!y!de!frío!obsoletos,!cuyos!rendimientos!están! claramente!por!debajo!de!los!equipos!fabricados!hoy!en!día.!Esta!es!la!causa!principal!de!los! altos!consumos!de!electricidad!y!gas!de!las!instalaciones!térmicas,!lo!que!repercute!en!grandes! emisiones!de!CO2.! Por! ello! es! recomendable! para! grandes! establecimientos! turísticos,! con! altas! exigencias! en! términos! de! confort! por! parte! de! los! clientes! como! pueden! ser! los! hoteles! y! edificios! de! apartamentos,!la!instalación!de!energía!geotérmica!renovable!de!baja!entalpía!con!una!bomba! de! calor! geotérmica! que! pueda! actuar! como! generadora! de! frío! para! la! refrigeración,! generadora!de!calor!para!la!climatización!de!piscinas!y!pueda!cubrir!parte!de!la!demanda!de! ACS! trabajando! en! apoyo! con! otras! tecnologías! ya! puedan! ser! :! calderas! convencionales,! calderas!biomasas,! colectores!solares.!Con! la!implantación! del!sistema! geotérmico!se!podría! llegar!a!reducir!el!consumo!energético!de!estas!tres!instalaciones!técnicas!en!un!alto!porcentaje! [52]! esto! en! edificios! ya! existentes,! en! edificios! de! nueva! construcción! donde! se! adopten! medidas!de!eficiencia!energética!en!el!diseño!del!edificio!tales!como:!orientación!,ventilación!,! dispositivos! de! protección! solar…! etc,! que! consigan! disminuir! la! demanda! energética! de! refrigeración!el!consumo!de!esta!instalación!térmica!sería!incluso!menor![53,54].! ! Edificios residenciales 7.2 ! En!los!edificios!residenciales!la!demanda!de!las!instalaciones!térmicas!es!seniblemente!menor! que! los! edificios! destinados! a! uso! turístico,! pero! debido! a! las! diversas! zonas! climáticas! clasificadas!por!el!CTE!y!que!se!exponen!en!el!capítulo!anterior,!clasificaría!las!viviendas!en!dos! grupos!en!función!de!la!altitud:! ! ! ! ! 39! • Las!viviendas!que!se!encuentran!por!encima!de!750!metros!de!altitud!! ! • Las!que!están!por!debajo!de!los!750!metros!de!altitud.! ! Esta!clasificación!es!porque!en!aquellos!edificios!que!se!encuentren!a!mas!de!800!metros!de! altitud! habrá! demanda! de! calefacción.! Aunque! a! estas! altitudes! no! se! destacan! grandes! concentraciones!urbanas!y!predominan!las!viviendas!unifamiliares.! En!la!figura)7.2)se!muestra!un!mapa!de!elevaciones!donde!se!aprecia!que!en!las!islas!orientales! más!Gran!Canaria!son!las!islas!mas!montañosas!,!ya!que!en!Fuerteventura!y!Lanzarote!apenas! se!superan!los!800!metros.!! ! ! ! Figura)7.2:!Mapa!de!elevaciones!(Fuente!GRAFCAN)! ! En! edificios! cercanos! a! la! costa,! siempre! y! cuando! hayan! sido! diseñados! con! medidas! de! eficiencia! energéticas! se! podría! centralizar! la! instalación! de! ACS! con! la! instalación! de! Aerotermos,!ya!que!en!Canarias!la!aerotermia!es!una!opción!bastante!factible!debido!a!que!no! hay! grandes! oscilaciones! térmicas! y! su! rendimiento! no! se! ve! afectado! en! exceso,! aunque! ! ! ! ! 40! también!se!podría!instalar!geotermia!siempre!y!cuando!el!terreno!lo!permita,!!para!abastecer! de! ACS.! En! cuanto! a! la! refrigeración! como! se! ha! dicho! anteriormente! en! edificios! de! nueva! construcción! si! esta! bien! diseñado! no! tendría! que! ser! necesario! el! uso! de! instalaciones! de! refrigeración,!aunque!en!el!caso!que!se!requiriera!se!podría!hacer!uso!tanto!de!la!geotermia! como!de!la!aerotermia.! En!los!edificios!que!se!encuentran!a!más!de!800!metros!de!altitud!la!solución!óptima!sería!el! uso!de!la!geotermia!(con!colectores!horizontales!o!verticales!ya!que!la!de!pozo!solo!es!viable!en! zona!próximas!a!la!costa)!tanto!para!ACS!como!para!climatización,!ya!que!a!estas!altitudes!las! oscilaciones! térmicas! empiezan! a! ser! importantes! lo! que! afecta! al! rendimiento! de! la! aerotermia.! ! Potencial de sistemas híbridos 7.3 ! Canarias!poseé!un!potencial!enorme!en!lo!que!a!energías!renovables!se!refiere,!para!reducir! más!las!emisiones!de!CO2,!ya!que!las!bombas!de!calor!tienen!un!pequeño!consumo!eléctrico! para!conseguir!el!gran!aporte!energético!que!generan,!este!podría!ser!!totalmente!cubierto!o! un!gran!porcentaje!de!ese!consumo,!por!la!uso!de!sistemas!híbridos!que!podrían!ser!:! • Bombas!de!calor!/!Placas!solares!Fotovoltaicas! ! • Bombas!de!calor!/!Minieólica! Potencial fotovoltaico en Canarias 7.3.1 ! Canarias'dispone'del'mayor'número'de'horas'de'sol'de'toda'Europa'con'la'intensidad'apropiada' para"su"utilización"como"fuente"de"energía."El"mes"de"julio"es,"en"general,"el"mes"en"el"que"se" registran) los) valores) máximos) de) irradiación) global) y) directa) y) en) diciembre) se) registran) los) valores( mínimos;( además,( el( aumento( en( la( irradiancia( durante( los# meses# en# torno# al# equinoccio(de(otoño(es(más(lento(que(la(disminución(de(la(irradiancia(en(los(meses(próximos(al( ! ! ! ! 41! equinoccio!de!primavera.!La!irradiación!diaría!media!anual!está!en!torno!a!los!4!kWh/m2,!y!un! potencial!fotovoltaico!medio!aproximado!de!unos!1400!kWh!al!año!siendo!ligeramente!mayor! en!las!islas!orientales.! Por!tanto!y!siempre!que!se!disponga!de!superficie!libre!en!las!cubiertas!del!edificio!sería!una! excelente!combinación!con!las!bombas!de!calor.! ! ! Figura)7.3:!Mapa!de!Irradiación!en!Canarias!medido!en!Wh/m2(Fuente!GRAFCAN)! ! ! Figura)7.4:!Potencial!fotovoltaico!en!Canarias!medido!en!kWh/año!(Fuente!GRAFCAN)! ! ! ! ! 42! Potencial eólico en Canarias 7.3.2 ! Las$Islas$Canarias$presentan$óptimas$condiciones$para$la$explotación!a"gran"escala"de"la"energía" eólica.(Uno(de(los(factores(que(determina(el(clima(de(Canarias,(además(de(la(corriente(marina( fría,&el&relieve&y&la&proximidad&al&continente&africano,&son&los&vientos&Alisios.&! El# régimen# de# vientos# en# Canarias# manifiesta# una$ clara$ variación$ estacional$ y$ una$ marcada$ componente(direccional,(siendo(la(frecuencia(de(los(vientos(de(componente(noroeste(mínima( en#los#meses#de#invierno,#del#orden#del#50%,#y#máxima#en#los#meses#de#verano,#entre#el#9095%.% Además,% la% magnitud% de!tales& vientos& hace& que& en& lugares& donde& la& cercanía& al& mar& combina(el(Alisio(con(corrientes(locales((brisas)(y(con(aceleraciones(debidas(a(la(orografía(se( produzcan*potenciales*eólicos*muy*elevados,*óptimos*para*su*explotación*energética.! El! recurso! eólico! de! las! velocidades! medias! del! viento! diarias! a! diferentes! alturas! como! se! muestra!en!las!Figuras)7.5,)7.6,)7.7,)refleja!el!gran!potencial!eólico!disponible!y!aprovechable.! Por! tanto! en! los! edificios! en! los! la! instalación! de! minieólica! pudiera! ser! factible! siempre! y! cuando,!el!flujo!del!viento!predominante!no!pueda!ser!afectado,!ya!sea!por!otro!edificio!u!otro! tipo!de!obstáculo,!sería!una!opción!a!tener!en!cuenta!a!la!hora!de!realizar!un!sistema!híbrido!en! conjunción!a!una!bomba!de!calor.! ! ! Figura)7.5:!Recurso!eólico!en!Canarias!a!40!metros!(Fuente!GRAFCAN)! ! ! ! ! 49! 4)Cálculo)de)producción)renovable)de)la)bomba)de)calor) ) La!cantidad!de!energía!aerotérmica,!geotérmica!o!hidrotérmica!capturada!por!bombas!de!calor! que!debe!considerarse!energía!procedente!de!fuentes!renovables!se!denomina!ERES!y!se! determina!según!el!anexo!VII!de!la!Directiva,!la!cantidad!de!energía!renovable!suministrada! mediante!tecnologías!de!bombas!de!calor!(ERES!)!se!calcula!con!la!fórmula!siguiente:! ! ! ! Siendo:! • Q!usable!=!!calor!útil!total!estimado!proporcionado!por!bombas!de!calor![kWh];!! • HHP!=!horas!equivalentes!de!funcionamiento!a!plena!carga![h]!que!se!encuentra!en!el! cuadro!1;!! • Prated!=!potencia!de!las!bombas!de!calor!instaladas,!teniendo!en!cuenta!la!duración!de! los!diferentes!tipos!de!bombas!de!calor![kW];!! • SPF!=!factor!de!rendimiento!medio!estacional!estimativo!(SCOP!net!o!SPER!net!).! ! 5)Calculo)del)consumo)de)energía)primaria)no)renovable)y)las)emisiones)de)CO2) Para!el!cálculo!de!energía!primaria!y!el!cálculo!de!las!emisiones!de!CO2!se!hace!uso!del! documento!“Factores'de'emisión'de'co2'y'coeficientes'de'paso'a'energía'primaria'de' diferentes'fuentes'de'energía'final'consumidas'en'el'sector'de'edificios'en'España”##[57]! proporcionado!por!el!Ministerio!de!Energía,!Turismo!y!Agenda!Digital!!en!el!siguiente!cuadro!:! ! ! ! ! ! 50! ! Figura)8.4!Factores!de!conversión!de!energía!final!a!primaria! Para!el!cálculo!de!las!emisiones!!hacemos!uso!de!la!siguiente!tabla!:! ! Figura)8.5!Factores!de!emisiones!de!CO2! ) ! ! ! ! 51! 6)Justificación)de)la)HE4) Se!debe!justificar!que!las! emisiones!de! CO2!y! el! consumo!de!energía!primaria!no!renovable! debido! a! la! instalación! de! bomba! de! calor! y! todos! sus! equipos! auxiliares,! que! cubren! la! demanda! de! ACS! deben! ser! iguales! o! inferiores! a! las! que! se! obtendrían! mediante! la! correspondiente!instalación!solar!térmica!(contribución!solar!mínima!según!tabla!2.1!del!CTE! HE4)!para!ello!se!ha!de!calcular!la!instalación!solar!de!referencia.! ! Para$la$asignación$de$la$zona$climática(de(la(tabla( 2.1( se!emplea!los!datos!de!Radiación( Solar( Global# media# diaria# anual' que! a) se! recogen! en! el! documento! “Atlas' de' Radiación' Solar' en' España&utilizando&datos&del&SAF&de&Clima&de&EUMETSAT”![58],"publicado"en"el"año!2012$por$la$ Agencia(Estatal(de(Meteorología(y!en!donde!Canarias!está!en!la!Zona!Climática!V.! ! Caso 1Comparativa ACS edificio de viviendas 8.2 ! Se!han!elegido!tres!zonas!a!estudiar!en!función!de!la!clasificación!del!clima!del!CTE:! • Las!Palmas!de!Gran!Canaria!que!corresponde!al!clima!α3!! • La!Vega!de!San!Mateo!que!corresponde!al!clima!B2!! • Tejeda!que!corresponde!al!clima!C2! ! Suponiendo! un! edificio! de! diez! viviendas,! en! la! que! viven! cuatro! personas! por! vivienda,! la! demanda!de!ACS!según!el!Documento!Básico!HE!del!CTE!es!de!28!l/día!por!persona.! Para!determinar!la!demanda!de!ACS!se!hace!uso!de!la!fórmula!:! 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝐴𝐶𝑆 =𝑉∙(𝑇1−𝑇2)∙ 𝐶 3600! ! ! ! ! ! ! ! 52! La!temperatura!a!la!que!queremos!el!agua!para!su!consumo!es!60ºC,!las!temperaturas!medias!a! la!que!esta!el!agua!de!la!red!en!los!tres!emplazamientos!son!las!siguientes:!! • Las!Palmas!de!Gran!Canaria!=!17,08ºC.! • San!Mateo!=!16,3ºC! • Tejeda!=!14,6ºC! ! Quedando!una!demanda!total!de!ACS!para!cada!emplazamiento!como!se!aprecia!en!la!siguiente! tabla!:! !! LAS)PALMAS)DE)G.C.) SAN)MATEO) TEJEDA) Demanda!ACS!(kWh)! 19964,42933! 21176,5554! 22246,0784! ! Para! cubrir! la! demanda! de! ACS! mediante! bombas! de! calor! se! ha! optado! por! un! sistema! centralizado!mediante!!cinco!bombas!de!calor!Aire-Agua!de!la!marca!Ariston!modelo!Nuos!200! y! una! potencia! térmica! de! 3! kW! cada! uno! con! un! COP! de! 4! para! una! temperatura! de! calentamiento!de!60ºC.! La!directiva!europea!especifica!que!las!bombas!de!calor!Aire-Agua!para!que!sean!consideradas! como! energía! renovables! tienen! que! tener! un! SCOPneto! mínimo! de! 2,7! y! unas! horas! equivalentes!de!funcionamiento!a!plena!carga!de!1170,!tal!y!como!se!muestra!en!la!Figura)8.1) Entonces!para!el!cálculo! de! SPF!o!SCOP!mínimo!el!factor! de! ponderación!(FP)!será!como!se! muestra!en!la!Figura)8.2)de:! • 0,88!para!Las!Palmas!de!Gran!Canaria!! • 0,8!para!San!Mateo!! • 0,8!para!Tejeda!! ! ! ! ! ! 53! Y! el! factor! de! corrección! (FC)! como! se! muestra! en! la! Figura) 8.3) de! 0,9)ya! que! el! COP! proporcionado!por! el!fabricante!es! elevando!el!agua! a!una!temperatura! de!55ºC!y! nosotros! queremos!elevarla!a!60ºC.! Quedando:! SPF Las Palmas = COPnominal x FP x FC=4x0,87x0,9=3,132 SPF San Mateo = COPnominal x FP x FC=4x0,80x0,9=2,88 SPF Tejeda = COPnominal x FP x FC=4x0,80x0,9=2,88 Por! lo! tanto! en! las! tres! zonas! superan! el! SCOPneto! mínimo,! entonces! pueden! considerarse! como!renovables,!y!la!cantidad!total!de!energía!renovable!suministrada!por!las!bombas!sería:! ! Qusable!=!1170*3*5=!17550!kWh! ! 𝐸!"#!Las!Palmas!de!Gran!Canaria!=!17550*!1-1/3,132!=!11946!kWh! ! 𝐸!"#!!San!Mateo!=!17550*!1-1/2,88!=11456,25!kWh! ! 𝐸!"#!Tejeda!=!17550*!1-1/2,88=!11456,25!kWh! ! Para! la! justificación! de! la! HE4! se! debe! justificar! que! las! emisiones! de! CO2! y! el! consumo! de! energía!primaria!no!renovable!debido!a!la!instalación!de!bomba!de!calor!y!todos!sus!equipos! auxiliares,!que!cubren!la!demanda!de!ACS!deben!ser!iguales!o!inferiores!a!las!que!se!obtendrían! mediante!la!correspondiente!aportará!una!contribución,!en!la!zona!climática!V!(zona!climática! ! ! ! ! 54! de!Canarias),!de!un!60!%!!cuando!la!demanda!es!menor!a!5000!l/día,!en!nuestro!caso!de!1120! l/día.! Para!el!cálculo!de!energía!primaria!y!el!cálculo!de!las!emisiones!de!CO2!haciendo!uso!de!las! Figuras)8.4!y!8.5)obtenemos!el!valor!2,937!como!factor!de!conversión!de!Energía!primaria!!no! renovable!(kWh)!y!de!0,776!kg!CO2!/kWh!Energía!Final!quedando:! ! • Para!Las!Palmas!de!Gran!Canaria! LAS)PALMAS)DE)GRAN)CANARIA) !! BC! AEROTÉRMICA! TERMO! ELÉCTRICO! INSTALACIÓN!SOLAR! TÉRMICA!+!CALDERA! ELÉCTRICA! Demanda!ACS!(kWh)! 19964,42933! 19964,42933! 19964,42933! Demanda!ACS!cubierta!por!paneles! solares! -! -! 60%! Eficiencia!estacional!equipo! 3,132! 0,9! 0,9! Fuente!de!energía! Electricidad! Electricidad! Electricidad! Consumo!energía!final!(kWh)! 6374,338868! 22182,69926! 8873,079704! Consumo!energía!primaria!no! renovable!(kWh)! 18638,56685! 64862,21263! 25944,88505! Emisiones!de!CO2!(kgCO2)! 14463,52787! 50333,077! 20133,2308! ! ! ! ! ! ! 55! Siendo!el!consumo!de!energía!primaria!no!renovable!de!la!bomba!de!calor!menor!que!el!de!la! instalación!solar!térmica!y!cumpliendo!así!con!el!HE4!y!obteniendo!ahorros!del!71%!en!energía! primaria! con! respecto! al! calentamiento! de! ACS! tradicional! y! del! 28%! con! respecto! a! la! instalación!solar!térmica.! • Para!San!Mateo! SAN)MATEO) !! BC! AEROTÉRMICA! TERMO! ELÉCTRICO!! INSTALACIÓN!SOLAR!TÉRMICA!+! CALDERA!ELÉCTRICA! Demanda!ACS!(kWh)! 21176,5554! 21176,5554! 21176,5554! Demanda!ACS!cubierta!por! paneles!solares! -! -! 60%! Eficiencia!estacional!equipo! 2,88! 0,9! 0,9! Fuente!de!energía! Electricidad! Electricidad! Electricidad! Consumo!energía!final!(kWh)! 7352,970625! 23529,506! 9411,8024! Consumo!energía!primaria!no! renovable!(kWh)! 21500,08611! 68800,27554! 27520,11022! Emisiones!de!CO2!(kgCO2)! 16684,06682! 53389,01382! 21355,60553! ! ! ! Siendo!el!consumo!de!energía!primaria!no!renovable!de!la!bomba!de!calor!menor!que!el!de!la! instalación!solar!térmica!y!cumpliendo!así!con!el!HE4!y!obteniendo!ahorros!del!69%!en!energía! ! ! ! ! 56! primaria! con! respecto! al! calentamiento! de! ACS! tradicional! y! del! 22%! con! respecto! a! la! instalación!solar!térmica.! ! • Para!Tejeda! TEJEDA) !! BC! AEROTÉRMICA! TERMO! ELÉCTRICO!! INSTALACIÓN!SOLAR!TÉRMICA!+! CALDERA!ELÉCTRICA! Demanda!ACS!(kWh)! 22246,0784! 22246,0784! 22246,0784! Demanda!ACS!cubierta!por! paneles!solares! -! -! 60%! Eficiencia!estacional!equipo! 2,88! 0,9! 0,9! Fuente!de!energía! Electricidad! Electricidad! Electricidad! Consumo!energía!final!(kWh)! 7724,332778! 24717,86489! 9887,145956! Consumo!energía!primaria! no!renovable!(kWh)! 22585,94904! 72275,03694! 28910,01477! Emisiones!de!CO2!(kgCO2)! 17526,69646! 56085,42866! 22434,17146! ! ! ! ! Siendo!el!consumo!de!energía!primaria!no!renovable!de!la!bomba!de!calor!menor!que!el!de!la! instalación!solar!térmica!y!cumpliendo!así!con!el!HE4!y!obteniendo!ahorros!del!68%!en!energía! ! ! ! ! 57! primaria! con! respecto! al! calentamiento! de! ACS! tradicional! y! del! 21%! con! respecto! a! la! instalación!solar!térmica.! ! Caso 2 - Comparativa calefacción edificio de viviendas 8.3 ! Se!han!elegido!dos!zonas!a!estudiar!en!función!de!la!clasificación!del!clima!del!CTE:! • La!Vega!de!San!Mateo!que!corresponde!al!clima!B2!! • Tejeda!que!corresponde!al!clima!C2! ! El!edificio!a!estudiar!es!un!edificio!de!nueva!construcción!de!5!plantas!y!diez!viviendas!cuyas! consideraciones!a!tener!en!cuenta!a!la!hora!de!calcular!la!demanda!de!calefacción!son!:! • Superficie!por!vivienda!de!80!m2,!teniendo!una!superficie!total!construida!de!900!m2! • La!fachada!principal!esta!orientada!al!norte!y!la!trasera!al!sur,!siendo!muros!medianeras! los!laterales,!con!una!transmitancia!térmica!de!0,38!W/m2k.! • La!transmitancia!térmica!de!la!cubierta!es!de!0,33!W/m2k! • La!transmitancia!térmica!del!suelo!es!de!0,46!W/m2k! • Cada!fachada!dispone!de!un!total!de!20!ventanas!de!0,9!de!altura!por!dos!metros!de! longitud,!de!aluminio!color!blanco!con!rotura!de!puente!térmico!y!con!cristales!dobles! con!cámara!de!aire!y!un!retranqueo!de!20!cm!cada!una.! • Los! puente! térmicos! serían! los! de! los! pilares! en! esquina,! pilares! en! fachada,! los! encuentros!de!fachada!con!forjados!.! Quedando!una!demanda!total!de!calefacción!para!cada!emplazamiento!como!se!aprecia!en!la! siguiente!tabla!:! !! SAN)MATEO) TEJEDA) Demanda!Calefacción!(kWh/año)! 5280! 10240! ! ! ! ! ! ! 58! La!bomba!de!calor!elegida,!es!una!bomba!de!calor!geotérmica!de!sonda!horizontal!de!la!!marca! TERRA!modelo!Complete!HGL!!8!con!un!COP!de!4,6!calentando!el!agua!a!35ºC!y!una!potencia! térmica!de!7,6!kW! La!directiva!europea!especifica!que!las!bombas!de!calor!tierra-agua!para!que!sean!consideradas! como! energía! renovables! tienen! que! tener! un! SCOPneto! mínimo! de! 3,5! y! unas! horas! equivalentes!de!funcionamiento!a!plena!carga!de!1340,!como!se!aprecia!en!la!Figura)8.1.! Entonces!para!el!cálculo! de! SPF!o!SCOP!mínimo!el!factor! de! ponderación!(FP)!será!como!se! muestra!en!la!Figura)8.2)de:! • 1,01!para!San!Mateo!! • 0,97!para!Tejeda!! ! Y! el! factor! de! corrección! (FC)! como! se! muestra! en! la! Figura) 8.3) de! 0,87)ya! que! el! COP! proporcionado!por! el!fabricante!es! elevando!el!agua! a!una!temperatura! de!35ºC!y! nosotros! queremos!elevarla!a!40ºC.! Quedando:! SPF San Mateo = COPnominal x FP x FC=4,8x1,01x0,87=4,22 SPF Tejeda = COPnominal x FP x FC=4,8x0,97x0,87=4,05 Por! lo! tanto! en! las! dos! zonas! superan! el! SCOPneto! mínimo,! entonces! pueden! considerarse! como!renovables,!y!la!cantidad!total!de!energía!renovable!suministrada!por!las!bombas!sería:! Qusable!=!1340*7,6=!10184!kWh! ! 𝐸!"#!!San!Mateo!=!10184*!1-1/4,22!=7770,72!kWh! ! 𝐸!"#!Tejeda!=!10184*!1-1/4,05!=!7669,43!kWh! ! ! ! ! 65! • Climatización)de)piscina,!en!este!caso!la!normativa!exige!que!la!climatización!de!piscinas!al! aire!libre!sea!100%!con!energías!renovables!por!lo!que!se!ha!comparado!con!placas!solares! térmicas,!obviamente!aquí!pierde!la!partida!la!bomba!de!calor. ! ! ! ! ! ! MASPALOMAS) !! GEOTERMIA! INSTALACIÓN!ENERGÍAS!RENOVABLES!! Demanda!Climatización!Piscina!(kWh/año)! 76680! 76680! Demanda!Climatización!Piscina!cubierta!por! paneles!solares! !! 1! Eficiencia!estacional!equipo! 5,952! -! Fuente!de!energía! Electricidad! Energías!Renovables! Consumo!energía!final!(kWh)! 12883,06452! 0! Consumo!energía!primaria!no!renovable! (kWh)! 37670,08065! 0! Emisiones!de!CO2!(kgCO2)! 29231,98258! 0! ! ! ! ! 66! • Refrigeración)de)estancias,)se!ha!comparado!con!una!enfriadora!convencional!con!un! rendimiento!del!200%,!obteniendose!ahorros!de!un!67%!en!energía! ! MASPALOMAS) !! GEOTERMIA! ENFRIADORA!CONVENCIONAL! Demanda!Refrigeración!(kWh/año)! 5140! 5140! Eficiencia!estacional!equipo! 5,952! 2! Fuente!de!energía! Electricidad! Electricidad! Consumo!energía!final!(kWh)! 863,5752688! 2570! Consumo!energía!primaria!no!renovable!(kWh)! 2525,094086! 7514,68! Emisiones!de!CO2!(kgCO2)! 1959,473011! 5831,39168! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 67! • Justificación)HE4!Se!debe!justificar!que!las!emisiones!de!CO2!y!el!consumo!de!energía! primaria!no!renovable!debido!a!la!instalación!de!bomba!de!calor!y!todos!sus!equipos! auxiliares,!que!cubren!la!demanda!de!ACS!deben!ser!iguales!o!inferiores!a!las!que!se! obtendrían!mediante!la!correspondiente!instalación!solar!térmica!para!ACS!y!el!sistema! de!referencia! ! CUMPLIMIENTO)HE4)ACS+CLIMATIZACIÓN)DE)PISCINAS) !! GEOTERMIA! INSTALACIÓN!SOLAR!TÉRMICA!+!CALDERA! ELECTRICA! Consumo!energía!primaria!no! renovable!(kWh)! 99416,65061! 122505,1948! Emisiones!de!CO2!(kgCO2)! 77147,32088! 95064,03118! ! SÍ! se! puede! instalar! esta! bomba! de! calor! para! producción! ACS! en! sustitución! de! los! paneles!solares!térmicos!exigidos!por!el!CTE-HE4.! ! • Consumo)final! CONSUMO)FINAL) !! GEOTERMIA! SISTEMA!CONVENCIONAL! Consumo!energía!primaria!no!renovable!(kWh)! 101941,7447! 130019,8748! Emisiones!de!CO2!(kgCO2)! 79106,79389! 100895,4229! ! ! ! ! ! ! ! 68! ! ! ! El!consumo!final!de!las!instalaciones!térmicas!se!ve!reducido!un!22%,!podría!ser!superior!si!se! hubiese! comparado! la! climatización! de! piscinas! con! un! sistema! convencional,! pero! como! se! trata! de! edificios! de! nueva! construcción,! la! normativa! especifica! que! tienen! que! ser! climatizadas!con!energía!100%!renovable.! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 69! CONCLUSIONES ! Después!de!consultar!cerca!de!40!artículos!científicos!sobre!los!edificios!de!consumo!casi!nulo,! las! ! bombas! de! calor! y! su! multitud! de! aplicaciones,! donde! se! discuten! las! implicaciones! del! desarrollo! sostenible,! la! metodología! aplicable! y! habiendo! hecho! un! pequeño! estudio! comparativo!de!su!aplicación!en!Canarias,!sabiendo!que!tenemos!una!dependencia!energética! superior!al!90%!de!los!combustibles!fósiles!debido!a!múltiples!factores!tales!!como,!ser!cada!isla! un! sistema! eléctrico! independiente! por! la! imposibilidad! de! interconectarnos! eléctricamente! debido!a!las!grandes!profundidades!existentes!salvo!el!caso!Fuerteventura-Lanzarote,!escasa! inversión!en!en!energías!renovables!a!pesar!de!tener!un!gran!potencial!en!ello,!hay!que!buscar! soluciones! para! minimizar! esa! dependencia! energética! y! por! ello! las! conclusiones! que! se! pueden!extraer!de!este!TFM!son!las!siguientes:! • Hay!ún!creciente!interés!en!el!potencial!de!las!bombas!de!calor!para!ayudar!á!aliviar!los! problemas!relacionados!con!el!agotamiento!de!los!recursos!energéticos!y!el!deterioro! del! medio! ambiente.! En! términos! generales,! las! bombas! de! calor! implican! una! clara! estrategia:!La!de!minimizar!el!uso!de!energía!en!los!edificios!con!ahorros!entorno!a!un! 70%!en!la!producción!de!ACS!!y!de!un!80%!de!energía!en!instalaciones!de!climatización,! con!su!consiguiente!influencia!en!la!reducción!de!emisiones!de!CO2.! • Todo!ello!combinado!a!otras!medidas!de!eficiencia!energética!en!el!diseño!del!edificio,! donde!se!tengan!en!cuenta!medidas!tales!como:!la!orientación!del!edificio,!dispositivos! de! protección! solar,! una! correcta! ventilación,! más! la! posibilidad! de! implantación! de! sistemas! híbridos! bombas! de! calor/! fotovoltaica! –! eólica! debido! al! gran! recurso! fotovoltaico-eólico! disponible! en! Canarias,! hace! bastante! viable! la! construcción! de! edificios!de!consumo!casi!nulo!en!Canarias.! • Canarias!vive!del!turismo,!con!la!implantación!de!estas!tecnologías!vamos!poco!a!poco! camino! de! la! sostenibilidad,! esto! puede! contribuir! positivamente! a! ser! un!!destino! turístico!mas!atractivo.!! ! ! ! ! 70! LINEAS FUTURAS ! Una!vez!completado!este!trabajo!y!detalladas!sus!conclusiones,!se!han!encontrado!varios!retos!! para!futuras&líneas&de&investigación:! Un!estudio!mas!profundo!sobre!el!uso!de!las!bombas!de!calor!a!nivel!regional,!en!combinación! con!sistema!de!energía!híbridos!en!donde!se!pudieran!combinar!para!saber!el!posible!alcance! de!ahorro! energético! que!podrían! proporcionar,! no!solo! en! edificios!de! nueva! construcción,! sino! en! edificios! ya! existentes,! edificios! industriales! etc,! así! como! un! estudio! de! viabilidad! económica.! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 71! REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ! [1]! Parmesan,! C.! (2006).! Ecological! and! Evolutionary! Responses! to! Recent! Climate! Change.! Annu.#Rev.#Ecol.#Evol.#Syst.,!37(1),!pp.637-669.! [2]! Inman,! M.! (2009).! The! climate! change! game.! Nature# Reports# Climate# Change,! (0911),! pp.130-133.! [3]! Wwf.es.! (2016).! Causas.! [online]! Available! at:! http://www.wwf.es/que_hacemos/cambio_climatico/causas/![Accessed!2!Nov.!2016].! [4]!Cambioclimatico.org.!(2016).!Protocolo#de#Kioto#|#Cambio#Climático#.org.![online]!Available! at:!http://www.cambioclimatico.org/tema/protocolo-de-kyoto![Accessed!2!Nov.!2016].! [5]! Directiva! 2010/31/UE! del! Parlamento! Europeo! y! del! Consejo! del! 19! de! Mayo! de! 2010! relativa!a!la!eficiencia!energética!de!los!edificios! [6]!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! del!parlamento!europeo!y!del!consejo! [7]! García! Montes,! J.,! Miguez! Gómez,! C.,! Monedero! Gómez,! F.! and! Rico! Arroyo,! I.! (2016).! Síntesis!del!Estudio!Parque!de!bombas!de!calor!en!España.!1st!ed.![ebook]!IDAE.!Available!at:! http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_Bombas-de-calor_FINAL_04ee7f42.pdf! [Accessed!3!Nov.!2016].! [8]! Rey! Martínez,! F.,! Velasco,! G.! and! Pérez! Cano,! I.! (2005).! Bombas! de! calor! y! energías! renovables!en!edificios.!Madrid:!Thomson.! [9]! Klingenberg! K.! Passive! house! concept,! history! and! economic! opportunities! for! the! us! building!sector.!The#Passive#House#Institute#US#(PHIUS).2008.! ! ! ! ! 72! [10]! National! Renewable! Energy! Laboratory! (NREL).! Cooling! Your! Home! with! Fans! and! Ventilation.!DOE/GO-102001-1278;!Energy#Efficiency#and#Renewable#Energy;!2001.! [11]! Azari,! R.! (2014).! Integrated! energy! and! environmental! life! cycle! assessment! of! office! building!envelopes.!Energy#and#Buildings,!82,!pp.156-162.! [12]! Paleari,! M.,! Lavagna,! M.! and! Campioli,! A.! (2016).! The! assessment! of! the! relevance! of! building! components! and! life! phases! for! the! environmental! profile! of! nearly! zero-energy! buildings:!life!cycle!assessment!of!a!multifamily!building!in!Italy.!The#International#Journal#of#Life# Cycle#Assessment,!21(12),!pp.1667-1690.! [13]! Woolley,! T.! (2013).! Low! impact! building:! Housing! using! renewable! materials.! WileyBlackwell.!ISBN:!978-1-4443-3660-3.! [14]! Kalogirou! SA.! (1999)! Performance! enhancement! of! an! integrated! collector! storage! hot! water!system.!Renew#Energy;!16:652-5.! [15]!Kylili,!A.!and!Fokaides,!P.!(2015).!European!smart!cities:!The!role!of!zero!energy!buildings.! Sustainable#Cities#and#Society,!15,!pp.86-95.! [16]!Marszal,!A.,!Heiselberg,!P.,!Bourrelle,!J.,!Musall,!E.,!Voss,!K.,!Sartori,!I.!and!Napolitano,!A.! (2011).!Zero!Energy!Building!–!A!review!of!definitions!and!calculation!methodologies.!Energy# and#Buildings,!43(4),!pp.971-979.! [17]!Shaikh,!P.,!Nor,!N.,!Nallagownden,!P.,!Elamvazuthi,!I.!and!Ibrahim,!T.!(2014).!A!review!on! optimized!control!systems!for!building!energy!and!comfort!management!of!smart!sustainable! buildings.!Renewable#and#Sustainable#Energy#Reviews,!34,!pp.409-429.! [18]!Fanney,!A.,!Payne,!V.,!Ullah,!T.,!Ng,!L.,!Boyd,!M.,!Omar,!F.,!Davis,!M.,!Skye,!H.,!Dougherty,! B.,!Polidoro,!B.,!Healy,!W.,!Kneifel,!J.!and!Pettit,!B.!(2015).!Net-zero!and!beyond!!Design!and! performance!of!NIST's!net-zero!energy!residential!test!facility.!Energy#and#Buildings,!101,!pp.95109.! ! ! ! ! 73! [19]!Gallo,!A.,!Molina,!B.,!Prodanovic,!M.,!Aguilar,!J.!and!Romero,!M.!(2014).!Analysis!of!Net! Zero-energy!Building!in!Spain.!Integration!of!PV,!Solar!Domestic!Hot!Water!and!Air-conditioning! Systems.!Energy#Procedia,!48,!pp.828-836.! [20]!Desideri,!U.,!Arcioni,!L.,!Leonardi,!D.,!Cesaretti,!L.,!Perugini,!P.,!Agabitini,!E.!and!Evangelisti,! N.!(2013).!Design!of!a!multipurpose!“zero!energy!consumption”!building!according!to!European! Directive!2010/31/EU:!Architectural!and!technical!plants!solutions.!Energy,!58,!pp.157-167.! [21]!Dar,!U.,!Sartori,!I.,!Georges,!L.!and!Novakovic,!V.!(2014).!Advanced!control!of!heat!pumps! for!improved!flexibility!of!Net-ZEB!towards!the!grid.!Energy#and#Buildings,!69,!pp.74-84.! [22]!Kazmi,!H.,!D’Oca,!S.,!Delmastro,!C.,!Lodeweyckx,!S.!and!Corgnati,!S.!(2016).!Generalizable! occupant-driven! optimization! model! for! domestic! hot! water! production! in! NZEB.! Applied# Energy,!175,!pp.1-15.! [23]! Bourrelle,! J.! (2014).! Zero! energy! buildings! and! the! rebound! effect:! A! solution! to! the! paradox!of!energy!efficiency?.!Energy#and#Buildings,!84,!pp.633-640.! [24]! Lu,! Y.,! Wang,! S.! and! Shan,! K.! (2015).! Design! optimization! and! optimal! control! of! gridconnected!and!standalone!nearly/net!zero!energy!buildings.!Applied#Energy,!155,!pp.463-477.! [25]!Thygesen,!R.!and!Karlsson,!B.!(2013).!Economic!and!energy!analysis!of!three!solar!assisted! heat!pump!systems!in!near!zero!energy!buildings.!Energy#and#Buildings,!66,!pp.77-87.! [26]!Franco,!A.!and!Fantozzi,!F.!(2016).!Experimental!analysis!of!a!self!consumption!strategy!for! residential! building:! The! integration! of! PV! system! and! geothermal! heat! pump.! Renewable# Energy,!86,!pp.1075-1085.! [27]!Moldovan,!M.,!Visa,!I.,!Neagoe,!M.!and!Burduhos,!B.!(2014).!Solar!Heating!&!Cooling!Energy! Mixes!to!Transform!Low!Energy!Buildings!in!Nearly!Zero!Energy!Buildings.!Energy#Procedia,!48,! pp.924-937.! [28]! Salpakari,! J.! and! Lund,! P.! (2016).! Optimal! and! rule-based! control! strategies! for! energy! flexibility!in!buildings!with!PV.!Applied#Energy,!161,!pp.425-436.! ! ! ! ! 74! [29]! Ascione,! F.,! D'Agostino,! D.,! Marino,! C.! and! Minichiello,! F.! (2016).! Earth-to-air! heat! exchanger!for!NZEB!in!Mediterranean!climate.!Renewable#Energy,!99,!pp.553-563.! [30]!Kapsalaki,!M.,!Leal,!V.!and!Santamouris,!M.!(2012).!A!methodology!for!economic!efficient! design!of!Net!Zero!Energy!Buildings.!Energy#and#Buildings,!55,!pp.765-778.! [31]!Safa,!A.,!Fung,!A.!and!Kumar,!R.!(2015).!Comparative!thermal!performances!of!a!ground! source!heat!pump!and!a!variable!capacity!air!source!heat!pump!systems!for!sustainable!houses.! Applied#Thermal#Engineering,!81,!pp.279-287.! [32]!Pauli,!P.,!Neuberger,!P.!and!Adamovský,!R.!(2016).!Monitoring!and!Analysing!Changes!in! Temperature! and! Energy! in! the! Ground! with! Installed! Horizontal! Ground! Heat! Exchangers.! Energies,!9(8),!p.555.! [33]! Bornatico! R,! Pfeiffer! M,! Witzig! A,! Guzzella! L.! Optimal! sizing! of! a! solar! thermal! building! installation!using!particle!swarm!optimization.!Energy!2012;!41:31-7.! [34]!Chua!KJ,!Chou!SK,!Yang!WM.!Advances!in!heat!pump!systems:!a!review.!Appl#Energy!2010;! 87:3611-24.! [35]! Kjellsson,! E.,! Hellström,! G.! and! Perers,! B.! (2010).! Optimization! of! systems! with! the! combination! of! ground-source! heat! pump! and! solar! collectors! in! dwellings.! Energy,! 35(6),! pp.2667-2673.! [36]!Hu,!H.,!Eikevik,!T.,!Neksa,!P.,!Hafner,!A.,!Ding,!G.,!Huang,!Q.!and!Ye,!J.!(2016).!Performance! analysis! of! an! R744! ground! source! heat! pump! system! with! air-cooled! and! water-cooled! gas! coolers.!International#Journal#of#Refrigeration,!63,!pp.72-86.! [37]! RoonprasangN,Namprakai! P,! PratinthongN.! Experimental! studies! of! a! newsolar! water! heater!system!using!a!solar!water!pump.!Energy!2008;!33:639-46.! [38]! Li,! D.,! Yang,! L.! and! Lam,! J.! (2013).! Zero! energy! buildings! and! sustainable! development! implications!–!A!review.!Energy,!54,!pp.1-10.!