Caso práctico Rupià por Oliver Style

¿Cómo elegimos un sistema de climatización y producción de agua caliente sanitaria para casas pasivas? Se presenta un caso práctico comparando 2 sistemas diferentes de climatización y producción de agua caliente sanitaria, para una pareja de viviendas en proceso de certificación Passivhaus Classic en la localidad de Rupià, en la Costa Brava, provincia de Girona. Las viviendas se construyen con el sistema constructivo industrializado Evowall, que permite tiempos de montaje muy reducidos, una mayor calidad de ejecución y una reducción importante en la generación de residuos in-situ.

El cálculo de cargas térmicas arrojó ratios máximas de 29 W/m2 en calefacción y 46 W/m2 en refrigeración, siendo 5,1 kW / 5,5 kW en calefacción y 8,2 kW y 7,9 kW en refrigeración respectivamente, para cada vivienda. Esto ocurre a menudo en casas pasivas en climas cálidos-húmedos mediterráneos:  la potencia máxima requerida en verano suele ser mayor que la de calefacción en invierno, ya que la vivienda tiene muy pocas pérdidas de calor gracias a una envolvente térmica optimizada.

Al inicio del proyecto, se plantearon 2 sistemas alternativos de climatización y producción de agua caliente sanitaria.

1.  Aerotermia: Bomba de calor aire-agua Aquarea Bi‑bloc generación J de 12 kW / 10 kW de potencia calorífica / frigorífica como único equipo de producción; distribución térmica con agua y depósito de inercia; fan-coils de conductos como elementos terminales para calefacción y refrigeración, con apoyo de batería de post-tratamiento en la impulsión de la ventilación para tratar el aire primario; depósito de ACS de 380 litros alimentado desde la misma bomba de calor.

2.  Expansión directa y ACS independiente: mini VRV ECOi LE2 de 12 kW / 10 kW de potencia calorífica / frigorífica; distribución térmica con refrigerante; splits de conductos como elementos terminales para calefacción y refrigeración; ACS independiente con unidades compactas Aquarea PAW-DHW270F, con toma de aire en el garaje.

Se optó por la segunda opción, por los motivos descritos a continuación:

Las dos viviendas tendrán un uso intermitente. Por lo tanto, en verano, el sistema con aerotermia tardará más en ponerse a régimen, en comparación con el sistema de VRV, donde la transferencia de calor es únicamente aire-refrigerante-aire, y no aire-refrigerante-agua-aire (en el caso de aerotermia con fan-coils). También por este motivo- y porque no requiere bombas circuladoras- un sistema de expansión directa tendrá un menor consumo.

Se descartó suelo radiante para calefacción, por ser un sistema más lento que no se ajusta del todo bien a viviendas pasivas, sobre todo de uso intermitente. Además (aunque se puede poner perfectamente) el suelo radiante como elemento terminal en una casa pasiva puede llegar a tener alrededor de 2 veces más potencia de lo que se necesita en los momentos más desfavorables- aún con una máxima separación de tubos.

Otro factor a tomar en cuenta es el siguiente: en viviendas en zonas costeras en verano, los momentos de mayor consumo de ACS pueden coincidir con la máxima carga de refrigeración (por ejemplo: los usuarios vuelven de la playa en la tarde, encienden al aire acondicionado y se duchan…). Con una sola bomba de calor como equipo de producción, la histéresis entre que la bomba de calor invierte su producción entre calor y frío puede ser de unas 3 horas, generando posibles problemas de confort para los usuarios. Por este motivo se optó por una bomba de calor de ACS independente de la climatización, con toma de aire del garaje, aprovechando de mayores temperaturas en este espacio en invierno que el aire exterior (los tabiques y forjados entre garaje y vivienda están muy bien aisladas y herméticas, de manera que no enfriará la vivienda).

La humedad del aire interior en verano era una preocupación para los promotores, por las condiciones de la zona y su cercanía al mar. A esto añadimos otro factor: en viviendas de alta eficiencia energética, donde se reduce de manera importante la carga sensible de frío (gracias a un diseño bioclimático optimizado, una envolvente bien diseñada, protecciones solares etc.), la carga latente- o la necesidad de deshumidificar el aire interior para alcanzar el confort- se mantiene prácticamente igual. Trabajando con agua y fan-coils, es posible que se llegue a consigna y el equipo se apague, sin haber deshumidificado lo suficiente. Gracias a una temperatura de trabajo más baja con refrigerante que con agua, un sistema de expansión directa ofrece mayor potencia de deshumidificación, sobre todo trabajando a bajo caudal.

En general, gracias a las bajas demandas térmicas de las casas pasivas y temperaturas medias radiantes muy cercanas a la temperatura de confort, trabajar con sistema de aire para calefacción (además de refrigeración) no suele generar problemas de confort o consumos excesivos, ya que los fan-coils o splits pueden trabajar a bajo caudal, mejorando el rendimiento y reduciendo molestias causadas por el ruido.

Imagen render: Estudi Nordest Arquitectura