Curso de TK-CEEP: 37. Energías renovables

Sistemas de energías renovables en certificación con Tk-CEE

En esta lección vemos cómo introducir la energía renovable dentro del apartado de sistemas. Desde el icono correspondiente podemos añadir distintas tecnologías: solar térmica, fotovoltaica, eólica o cogeneración. Nos centramos en el caso más habitual en vivienda: la instalación fotovoltaica.

El programa solicita un único dato esencial para certificación energética: la producción mensual en kWh. Si estamos certificando un edificio nuevo, estos datos deben figurar en el proyecto. Si la instalación se ha diseñado con el módulo específico del programa, puede sincronizarse automáticamente. En este curso no verificamos el cumplimiento del HE 5, por lo que los campos adicionales asociados a esa comprobación no es necesario rellenarlos.

Para el ejemplo planteamos una instalación en cubierta plana con 10 paneles de 500 W, lo que supone una potencia pico de 5 kW. Para estimar la producción utilizamos la herramienta online PVGIS. Introducimos la ubicación, la potencia instalada, la inclinación (35°), el azimut calculado (23° oeste respecto al sur) y una estimación de pérdidas del sistema.

El programa devuelve la producción anual y mensual, que copiamos directamente en el software de certificación. Una vez introducidos los valores mensuales en kWh, aceptamos y el sistema renovable queda incorporado.

Se recuerda que esta es una estimación simplificada: no se han considerado posibles sombras entre paneles ni separaciones reales, aspectos que deberían verificarse con herramientas de cálculo más específicas si se tratara de un diseño completo.

Curso de TK-CEEP: 36. Sistema Airzone

Modelado del sistema Airzone para certificación energética

En esta lección vemos el sistema Airzone, es decir, un sistema zonificado aplicado a climatización por conductos. Esta opción solo aparece cuando estamos utilizando el motor de cálculo EnergyPlus. Si trabajamos con otra forma de cálculo en la versión de pago, la opción no estará disponible. Para certificación energética debemos estar en EnergyPlus, ya que es el motor homologado.

Airzone es un sistema que permite zonificar una instalación por conductos, incorporando compuertas motorizadas en cada rejilla y un termostato independiente por estancia. De esta forma, no es necesario climatizar toda la vivienda cuando solo se utiliza una parte. Cada habitación puede regularse de manera independiente, lo que mejora la eficiencia respecto a un sistema de conductos tradicional con un único termostato.

El proceso de introducción del equipo es similar al de un sistema multizona por conductos. Se definen los datos del generador y, si la ventilación ya está resuelta mediante un sistema independiente, el caudal de ventilación aquí debe introducirse como cero para no duplicar la ventilación.

A continuación se completan los parámetros específicos del sistema Airzone, como velocidad del ventilador, presión disponible o potencia del ventilador, datos que deben proceder del diseño real o del estudio facilitado por el fabricante.

Después se añaden las unidades terminales, es decir, las rejillas asociadas a cada habitación. El caudal total del equipo debe repartirse entre todas ellas y la suma de los caudales asignados debe coincidir exactamente con el caudal total definido en el sistema.

Es importante que todos los espacios habitables queden incluidos. Aunque en la realidad una cocina o un baño no dispongan de rejilla, en el modelo deben incorporarse para que no queden sin climatizar. En modelos más simplificados para certificación energética, una alternativa habitual es agrupar varias estancias en un único espacio, evitando así la necesidad de introducir rejillas ficticias.

Con esto queda definido el funcionamiento y la introducción del sistema Airzone dentro del programa.

Curso de TK-CEEP: 35. Ejemplo de climatización multizona por agua

Ejemplo de climatización multizona con agua en Tk-CEEP

En este ejemplo introducimos un sistema de climatización multizona por agua aplicado a la planta tercera del edificio. Partimos de la hipótesis de una caldera común que da servicio a las cuatro viviendas de esa planta, cada una modelada como un espacio independiente.

Comenzamos definiendo el sistema de calefacción. Elegimos una caldera de condensación, coherente con la normativa actual y los rendimientos exigidos. La potencia total se fija en 65 kW, valor obtenido previamente a partir del cálculo de cargas térmicas de las cuatro viviendas. Al tratarse de radiadores, establecemos una temperatura de impulsión más elevada que la que usaríamos en suelo radiante. El número de equipos en paralelo permanece en uno, ya que el motor EnergyPlus no permite otra configuración en certificación energética.

A continuación añadimos las unidades terminales, una por cada vivienda. Aunque en la realidad cada vivienda tenga varios radiadores, en el modelo solo puede introducirse una unidad terminal por espacio. Por tanto, asignamos a cada una la suma de potencias de todos los emisores reales de la vivienda, en este caso 18 kW por vivienda. Repetimos el proceso para las cuatro viviendas de la planta y comprobamos que todo queda correctamente definido.

Con la calefacción resuelta, pasamos a la refrigeración. Dado que la calefacción ya está cubierta por la caldera, descartamos bombas de calor y seleccionamos una enfriadora de agua condensada por aire, válida únicamente para frío. Utilizamos los mismos datos de potencia que en otra planta del edificio: 40 kW de refrigeración, con su consumo asociado.

De nuevo añadimos una unidad terminal por cada vivienda, asignando las potencias frigoríficas, potencias sensibles y caudales correspondientes. En este punto no todas las viviendas tienen por qué ser iguales: una de ellas presenta mayor carga térmica y se introduce con valores distintos, reflejando fielmente el cálculo previo.

Tras revisar todos los datos, el sistema queda completamente definido. Con esto queda resuelta la climatización por agua de la planta tercera, tanto en calefacción como en refrigeración, utilizando sistemas independientes pero coherentes entre sí.

Curso de TK-CEEP: 34. Aerotermia doméstica

Sistemas de aerotermia doméstica

En esta lección introducimos el sistema de aerotermia doméstica con climatización por agua y agua caliente sanitaria, un sistema pensado específicamente para una única vivienda. Se trata de una solución que cubre calefacción, refrigeración y ACS con un solo equipo, y que destaca por su manejo sencillo dentro del programa.

Partimos de la selección de un equipo real, tomado de catálogo de fabricante, ajustado previamente mediante cálculo de cargas térmicas. Una vez elegido, el sistema se asigna a todos los espacios de la vivienda. Aunque en la realidad no todos tengan emisores visibles, es necesario incluirlos para evitar incumplimientos de consignas y errores de simulación. El comportamiento térmico del conjunto queda así correctamente representado.

Una particularidad importante es que el programa no solicita potencias ni caudales de calefacción o refrigeración. Al tratarse de un sistema simplificado, el propio motor de cálculo estima internamente las necesidades energéticas. Esto lo hace muy ágil, pero también limita su aplicación exclusivamente al ámbito residencial de una sola vivienda.

Finalmente se introducen los datos de ACS, siguiendo exactamente el mismo procedimiento visto en la lección específica: número de ocupantes, consumo diario y volumen de acumulación, normalmente mayor que en sistemas eléctricos convencionales.

Este sistema asume que toda la vivienda funciona de forma uniforme, es decir, o bien en calefacción o bien en refrigeración, pero nunca simultáneamente en distintos espacios. Por esa razón, en casos más complejos —bloques de viviendas o edificios terciarios— es necesario recurrir a sistemas multizona por agua, donde el motor EnergyPlus permite modelar demandas distintas según cada espacio.

Curso de TK-CEEP: 33. Sistema mixto de calefacción y ACS

Sistema mixto de calefacción y agua caliente sanitaria (ACS)

En esta lección abordamos el sistema mixto de calefacción y agua caliente sanitaria, uno de los casos más sencillos cuando ya se han visto previamente la climatización multizona por agua y la definición de ACS. La idea es clara: un único generador se encarga tanto de la calefacción como del agua caliente del edificio, sin aportar conceptos nuevos respecto a lo ya trabajado.

El manejo es prácticamente idéntico al de la climatización multizona por agua, con la diferencia de que aquí no interviene ningún sistema de refrigeración. Seleccionamos el generador, normalmente una caldera o una bomba de calor, definimos su potencia y asignamos las unidades terminales de calefacción de la forma habitual, por ejemplo mediante potencia por superficie para agilizar el proceso.

Una vez definida la parte de calefacción, el sistema solicita los datos de agua caliente sanitaria. En este caso, al tratarse de un sistema común, debemos introducir la demanda total de ACS correspondiente a todos los espacios o viviendas atendidos por ese generador. A partir de ahí, el procedimiento es exactamente el mismo que en la lección específica de ACS, sin particularidades adicionales.

Curso de TK-CEEP: 32. Climatización multizona por agua

Climatización multizona por agua: planteamiento del sistema

En este vídeo vemos la climatización multizona por agua, es decir, sistemas en los que la energía térmica se transmite a los espacios mediante tuberías de agua. Si el calor va hacia los espacios estamos en calefacción; si el calor se extrae de los espacios, estamos en refrigeración. Este tipo de sistemas tiene sentido cuando trabajamos con varios espacios, ya que para un único espacio usaríamos un sistema unizona.

El ejemplo más habitual es el de una caldera centralizada en un edificio de viviendas: un generador único, una red de tuberías y, en cada vivienda o estancia, sus emisores térmicos (radiadores, fancoils, etc.).

Definición del generador: caldera centralizada

Comenzamos asignando un nombre al sistema, por ejemplo caldera centralizada. A continuación seleccionamos el tipo de generador. El programa permite distintos tipos de caldera (eléctrica, convencional, biomasa, etc.). En el ejemplo escogemos una caldera convencional, sin entrar en el dimensionado real, ya que estamos trabajando solo a modo ilustrativo.

Introducimos una potencia de referencia (por ejemplo, 20 kW) y el rendimiento según el PCI (poder calorífico inferior), que es el valor que debe utilizarse. Seleccionamos el tipo de combustible y definimos la temperatura de impulsión. Con esto queda caracterizado el generador.

Unidades terminales por espacio

El siguiente paso es definir las unidades terminales, es decir, los emisores de calor en cada espacio. La forma más estricta sería ir espacio por espacio asignando la potencia de cada radiador o emisor, cuidando que no se repitan nombres.

El programa ofrece una alternativa muy potente para fases iniciales o cuando no se dispone del detalle completo: definir una potencia específica en W/m². Introducimos, por ejemplo, 100 W/m² y el programa genera automáticamente una unidad terminal en cada espacio del modelo. Esta opción es rápida, pero exige revisión posterior para eliminar espacios no climatizados o ajustar potencias.

Es normal que la suma de las potencias de las unidades terminales sea algo superior a la potencia del generador, debido a los criterios de simultaneidad habituales en proyecto.

Número de equipos en paralelo y limitación del motor de cálculo

Aparece el parámetro “número de equipos trabajando en paralelo”. Al consultar la ayuda del programa se aclara que este parámetro no se puede utilizar cuando el motor de cálculo es EnergyPlus, que es el empleado en certificación energética. Por tanto, en este contexto siempre debe ser uno.

Agrupación de espacios y unidades terminales

Si el modelo se ha definido de forma que un único espacio agrupa varias habitaciones (por ejemplo, toda una vivienda), solo se puede introducir una unidad terminal por espacio, aunque en la realidad haya varios radiadores. En ese caso, la potencia de esa unidad debe ser la suma de las potencias reales de los emisores incluidos en ese espacio. Esta regla aplica no solo a sistemas por agua, sino a cualquier sistema de climatización del modelo.

Variante con bomba de calor solo para calefacción

El programa permite también definir una bomba de calor solo para calefacción dentro de esta tipología. En ese caso solo se introducen los datos de calefacción: potencia térmica y consumo eléctrico. El resto del proceso es idéntico al de la caldera, tanto en la definición del generador como en la asignación de unidades terminales.

Refrigeración por agua: enfriadoras

Para refrigeración multizona por agua se emplean enfriadoras. Pueden ser condensadas por aire o por agua. En el ejemplo se explica que las condensadas por aire son las más habituales, mientras que las condensadas por agua tienen mejor rendimiento pero implican otros condicionantes (como torres de refrigeración).

El proceso de introducción es similar: se define la potencia frigorífica, el consumo y, si no se dispone del detalle completo, se puede usar de nuevo una potencia específica por m² para generar unidades terminales automáticamente.

En este caso, a diferencia de la calefacción por radiadores, el programa solicita también potencia sensible y caudal de impulsión, ya que se está modelando implícitamente un sistema tipo fancoil, con ventilador que impulsa aire al espacio.

Ajuste fino y combinación de sistemas

Las potencias y caudales generados automáticamente son estimaciones iniciales. Lo correcto es editarlos posteriormente e introducir los valores obtenidos del cálculo de cargas térmicas y del diseño real del sistema.

Por último, se recuerda que los sistemas pueden combinarse: por ejemplo, calefacción centralizada por agua y refrigeración mediante otro sistema distinto. Eso sí, es fundamental no duplicar servicios. Si la calefacción ya se da con un sistema, cualquier otro equipo que pueda dar calor debe definirse solo para refrigeración, evitando que el modelo tenga dos sistemas aportando calefacción al mismo espacio.

Con esto queda definido el uso de la climatización multizona por agua dentro del modelo.