Análisis de viabilidad técnico-económica de la bomba de calor aerotérmica accionada mediante gas natural para viviendas en bloque como medida activa contra la pobreza energética

Abstract

La pobreza energética puede definirse como la situación en la que un hogar no puede pagar las facturas necesarias para mantener unas condiciones en las que se cubran las necesidades energéticas manteniendo unas condiciones de confort. Una de las formas de luchar contra la pobreza energética es el uso de equipos eficientes que cubran las necesidades energéticas con un coste bajo.

En este trabajo se estudiará la viabilidad técnico-económica de la bomba de calor a gas Para ello se ha realizado un estudio de la demanda térmica según la zona climática en la que se encuentre el edificio, se ha caracterizado el comportamiento de las bombas de calor empleadas y se ha realizado un análisis económico y de la energía primaria consumida. También se ha evaluado el coste normalizado de la energía para las zonas climáticas D3, A4 y E1 teniendo en cuenta las distintas configuraciones posibles de la bomba de calor: calefacción, calefacción y ACS, y climatización y ACS.

Se ha observado que la opción de utilizar la bomba de calor para calefacción no es atractiva económicamente si se compara con el resto de las configuraciones posibles. En las situaciones en las que las bombas de calor han sido configuradas para proporcionar climatización y ACS para el propio edificio se han alcanzado LCOH muy similares a los obtenidos cuando se emplea una caldera central, que es el sistema de climatización más económico.

Se ha estudiado la posibilidad de aprovechar el calor generado por el motor y así poder cubrir las necesidades de ACS de edificios cercanos, lo que puede reducir más el LCOH hasta valores de 67€/MWh. En el análisis de los consumos de energía primaria se ha comprobado que sería necesario mejorar el aislamiento térmico del edificio para poder cumplir los requisitos fijados por el código técnico.

Energy poverty can be defined as the situation in which a household cannot afford to pay the bills necessary to maintain conditions in which energy needs are met while maintaining conditions of comfort. One of the ways to combat energy poverty is the use of energy-efficient equipment that can meet energy needs at a low energy cost.

This project will study the technical and economic feasibility of the aerothermal heat pump powered by natural gas. To this end, a study of the thermal demand has been carried out according to the climate zone in which the building is located, the heat pumps behavior has been characterized, an economic analysis has been done and an analysis of the primary energy consumed. The levelized cost of energy for climate zones D3, A4 and E1 has been assessed considering different configurations of heat pumps: heating, heating with domestic hot water and HVAC (heating and cooling) with domestic hot water.

It has been observed that the option of using the heat pump for heating is not economically attractive enough when compared to the rest of the possible configurations. In situations in which the heat pumps have been configured to provide air conditioning and domestic hot water for the building itself, LCOH achieved are very similar to those obtained when using a central boiler, which is the most economical heating system.

It has also been analyzed the possibility of using the heat generated by the gas engine and thus be able to cover the needs of domestic hot water of nearby buildings; doing this can further reduce the LCOH to values close to 67€/MWh. In the analysis of primary energy consumption, we have found that it would be necessary to improve the thermal insulation of the building to meet the requirements of the technical code.