Este artículo fue publicado durante 2023 en el Anuario de la Asociación Española de Ingeniería Hospitalaria y fue escrito por Francisco Javier Sanabria Rodríguez de Keyter Technologies.

La rápida reducción de emisiones y penetración de renovables en el sector eléctrico hace de la electrificación uno de los vectores principales para la descarbonización. En este artículo se exponen las mejoras que se pueden alcanzar mediante la sustitución de calderas por bombas de calor de alta temperatura y alta eficiencia energética, utilizando como fuente de calor energías renovables (aerotermia, geotermia y/o hidrotermia) y/o energías residuales provenientes de las propias instalaciones en Centros Hospitalarios.

ENTORNO REGLAMENTARIO

Dentro del Marco estratégico de Energía y Clima, desarrollado por el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico del Gobierno de España y alineado con el Reglamento (UE) 2018/1999 del Parlamento Europeo y del Consejo sobre la gobernanza de la Unión de la Energía y de la Acción por el Clima, se establecen diferentes estrategias con el objetivo principal de alcanzar, en el horizonte final de 2050, una economía con cero emisiones netas de gases de efecto invernadero.

El Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030 presenta una hoja de ruta y desarrolla algunos de los vectores estratégicos para la reducción de emisiones de gases invernadero, el aumento del uso de las energías renovables con respecto al consumo total de energía final y la mejora de la eficiencia energética, además de la utilización de energías renovables en la generación eléctrica.

La rápida reducción de emisiones y penetración de renovables en el sector eléctrico hace de la electrificación uno de los vectores principales para la descarbonización, ayudando a que una mayor electrificación de otras demandas energéticas (como la movilidad, usos de calor y frío o usos industriales) sea una herramienta clave para alcanzar la neutralidad climática.

En paralelo a este marco general, en el que se favorece el uso de equipos térmicos alimentados por la energía eléctrica, en los últimos años se han venido desarrollando y/o actualizando una serie de reglamentos, tanto a nivel nacional como europeo, que afectan de forma directa a las instalaciones térmicas en la edificación.

Por una lado, la modificación en 2019 del Código Técnico de la Edificación (CTE) y de sus Documentos de exigencias básicas de Ahorro de Energía (DB-HE), dentro de los que destacamos el HE2 en cuanto a las condiciones de las instalaciones térmicas y que directamente nos remite al Reglamento de Instalaciones Térmicas en la Edificación (RITE), modificado en 2021 para adaptarlo al marco reglamentario europeo sobre eficiencia energética, diseño ecológico y uso de energías renovables así como al PNIEC; y el HE4 que nos determina la contribución mínima de energías renovables en las instalaciones de producción de Agua Caliente Sanitaria y calentamiento de piscinas cubiertas.

Por otro lado, emanados de la Directiva europea de Ecodiseño, han ido apareciendo una serie de reglamentos de Diseño Ecológico que afectan a diferentes lotes de productos relacionados con la energía (ErP), y en particular a los de generación térmica, en los que se establecen los valores mínimos de eficiencia estacional de los mismos, representando un importante giro a la hora de evaluar la eficiencia con respecto a los índices que se venían utilizando hasta entonces.

En otro orden, el Reglamento europeo FGAS de 2014 que afecta a la utilización de gases fluorados de efecto invernadero estableciendo limitaciones de uso de determinados gases y marcando un calendario de reducción de cuotas disponibles en el mercado en función del Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA) de estos gases. Dicho reglamento se encuentra actualmente en periodo de revisión en Europa y todo apunta a que las restricciones marcadas en 2014 se verán incrementadas a partir de 2024.

Por último, en España disponemos de un impuesto especial que grava el uso de los gases fluorados de efecto invernadero (IGFEI), modificado recientemente en 2021 afectando al uso de estos gases desde su primera entrega en el mercado.

BOMBA DE CALOR DE ALTA TEMPERATURA

Gracias a la evolución de compresores de rango de funcionamiento extendido, tanto en tecnología scroll como tornillo, permite a la Bomba de Calor, utilizando refrigerantes de medio-bajo PCA como el R134a, el R513A o el R1234ze, trabajar en el lado del condensador con altas temperaturas, por encima de los 70ºC y hasta 85ºC, siempre que dispongamos en el evaporador de una fuente de calor a media temperatura entre 25ºC a 40ºC, con una elevada eficiencia con valores de COP en el entorno de 5.

Por tanto, la bomba de calor extrae la energía de una corriente de agua externa proveniente de una fuente renovable y/o residual y lo cede a un segundo circuito donde puede utilizarse para calefacción por superficies radiantes, radiadores de baja temperatura y/o unidades terminales de tratamiento de aire, o para la producción de ACS.

Fig. 1 - Mapa de funcionamiento de compresor de tornillo de rango extendido en comparación con uno estándar.

Además, en los últimos años se han venido desarrollando nuevas tecnologías de bombas de calor utilizando refrigerantes naturales como el CO2 (R744) o el Propano (R290).