La aerotermia en una Passivhaus, según Oliver Style

La vivienda Passivhaus y su certificación

Una casa pasiva se caracteriza por tener unas necesidades muy reducidas de calefacción y refrigeración, en comparación con una vivienda convencional. ¿Cómo se consigue? Mediante una envolvente térmica cuidadosamente dimensionada y ejecutada: espesores importantes de aislamiento sin interrupciones y libre de puentes térmicos, ventanas de alta calidad térmica con protecciones solares, muy pocas infiltraciones de aire exterior y un sistema de ventilación controlada de doble flujo con recuperación de calor. Se realiza un riguroso control en obra para asegurar que lo que se ha proyectado, se ejecuta de verdad.

Pieza clave de esta comprobación, es el ensayo “Blower Door”, que mide las infiltraciones de aire del edificio y avala la calidad de su ejecución. El desarrollo del proyecto y su ejecución está auditado- de principio a fin- por un certificador Passivhaus, una figura independiente del equipo proyectista. Su trabajo consiste en realizar un control de calidad y comprobar que la construcción cumple con los requisitos del estándar Passivhaus.

Ahora bien… si se necesita tan poca potencia térmica en una Passivhaus y se precisa de un alto nivel de eficiencia energética en todos los componentes y equipos, ¿qué tipo de equipos de producción térmica, calefacción y refrigeración, me pueden servir?

La aerotermia en una Passivhaus

Una bomba de calor aire-agua o aerotérmica, extrae calor del aire exterior que se puede usar para calentar agua en el interior de un edificio, mediante un ciclo cerrado de compresión y descompresión de un gas refrigerante. En verano, se puede invertir el ciclo, y extraemos calor del interior para transferirlo al aire exterior. Algunas de las ventajas de la tecnología se describen a continuación: si se incorpora un depósito de ACS, puede generar agua caliente sanitaria, calefacción y refrigeración en un solo equipo; es un sistema totalmente eléctrico, que permite suministrar electricidad desde fuentes de energía renovables, reduciendo así la dependencia sobre los combustibles fósiles, generalmente importados; evita la emisión de CO2 y gases nocivos en el entorno del edificio; la carga de gas refrigerante viene hecha desde fábrica, eliminando su manipulación in-situ y reduciendo el riesgo de fugas a la atmósfera; ofrece rendimientos altos en dónde la energía térmica producida suele ser entre 3 a 5 veces mayor a la energía eléctrica consumida; y se puede usar con una gran variedad de elementos terminales (suelo o techo radiante, fan-coils, radiadores de baja temperatura, etc.).

Típicamente, una casa pasiva tiene cargas térmicas de calefacción y/o refrigeración de entre 10 a 35 W/m2, dependiendo de la climatología, el diseño de la casa y su uso. La carga térmica es la máxima potencia que se necesita para calefactar o refrigerar la vivienda para mantener el confort en el momento más desfavorable, usándose para dimensionar el equipo de producción térmica.

Vemos un ejemplo: tenemos una vivienda Passivhaus de 120 m2 con una carga térmica de calefacción de 20 W/m2 en calefacción y 30 W/m2 en refrigeración. Necesitamos entonces una bomba de calor con una capacidad calorífica ≥ 2,4 kW (calefacción), y una capacidad frigorífica ≥ 3,6 kW (refrigeración). Aplicando un factor de seguridad del 20 % sobre la mayor de los dos valores, necesitaríamos entonces una bomba de calor con una capacidad frigorífica de 4,3 kW.

Pero con tanta oferta en el mercado, ¿Cómo puedo tener seguridad de que una bomba de calor va a tener el alto nivel de eficiencia que requiere el estándar Passivhaus?

Bombas de calor con certificación de componente Passivhaus

Una bomba de calor que cuenta con la certificación de componente Passivhaus ha superado un procedimiento de ensayo, desarrollado específicamente por el Instituto Passivhaus en Alemania, que mide el rendimiento estacional del equipo en modo calefacción (SCOP, con aire exterior a -7ºC, 2ºC y 7ºC), y en modo refrigeración (EER, con aire exterior a 30ºC, 35ºC, y 45ºC). El objetivo de la certificación es dar información empírica al proyectista sobre el rendimiento previsto del equipo bajo condiciones de trabajo realistas, desde una entidad independiente.

Aquí encontramos la bomba de calor aire-agua Aquarea J series High Performance: la primera bomba de calor aire-agua con esta certificación en el mercado. Conforme los datos del certificado Passivhaus, y siguiendo el ejemplo anterior de una vivienda de 120 m2, podemos extraer los datos de consumo de energía final y estimar la factura energética anual, mostrada en la Tabla 1. El ejemplo es para una bomba de calor Aquarea WH-ADC0309J3E5C + WH-UD05JE5 (KIT-ADC05JE5C) de 5 kW con depósito de ACS integrado de 185 litros, en un clima húmedo, con un sistema terminal de fan-coils y un precio de la energía eléctrica de 0,25 €/kWh:

Tabla 1: Estimación de Consumo de energía final & factura eléctrica, para una vivienda Passivhaus de 120m2 con una bomba de calor Aquarea J Series WH-ADC0309J3E5C + WH-UD05JE5

Las bajas potencias de las 3 bombas de calor aerotérmicas Aquarea con certificación de componente Passivhaus están bien adaptadas a las cargas térmicas de las casas pasivas (3kW, 5kW y 7kW), y ofrecen SCOPs de hasta 3,47 en modo calefacción y EERs de hasta 3,52 en modo refrigeración. Es decir: por cada 1 kWh de energía eléctrica consumida, el equipo es capaz de introducir o extraer de la vivienda, 3,5 kWh de energía térmica para mantener el confort.