El proyecto HP4All ha mejorado, desarrollado y promovido las habilidades necesarias para instalaciones de bomba de calor optimizadas y de alta calidad dentro de edificios residenciales y no residenciales para situar a Europa a la vanguardia del sector de la climatización.
Su objetivo era reunir a los principales expertos de toda Europa para permitir el desarrollo de capacidades y habilidades dentro del sector de las bombas de calor y garantizar que se realicen las ganancias de eficiencia energética que ofrecen las bombas de calor. HP4All, siguiendo un punto de vista holístico y sistémico, ha trabajado tanto con el lado de la oferta (fabricantes, pymes, instaladores, etc.) como con el lado de la demanda (propietarios de edificios, sector público, etc.).
El proyecto, que está enmarcado en el programa Horizonte 2020, finalizó el 28 de febrero de 2023 y contó con un presupuesto de 996.286,25 euros financiado íntegramente por la Unión Europea. Estuvo coordinado por Technological University of the Shannon: Midlands Midwest de Irlanda y contó con la participación de seis socios más, uno de ellos español: Corporación Tecnológica de Andalucía (CTA).
Se han desarrollado varios planes de acción para cada una de las tres regiones piloto de HP4All (Alta Austria, Irlanda y España) y HP4All ha llevado a cabo su ejecución. Los resultados del proyecto fueron un ahorro de energía primaria de 5 GWh/año; la producción de energías renovables de 2 GWh/año y la reducción de 628 tCO2. Por su parte, el análisis del impacto del piloto español llevado a cabo por este proyecto generó los siguientes resultados: un ahorro de energía primaria de 1,30 GWh/año, una producción de renovables de 1,33 GWh/año, y una reducción de 454 tCO2.
Metodología del proyecto
El proyecto HP4All ha desarrollado un conjunto de herramientas y recursos innovadores para ser utilizados por los diferentes actores relacionados. El paquete incluye un marco de competencias de bombas de calor para facilitar el reconocimiento mutuo de habilidades en bombas de calor en toda Europa y el sector de la construcción, un centro de conocimiento de bombas de calor digitales para brindar orientación, apoyo y herramientas que incluyen información técnica, estudios de casos y orientación de adquisiciones para aumentar la demanda de habilidades y conocimientos sobre bombas de calor; y una herramienta de evaluación comparativa de bombas de calor que permite a los usuarios finales considerar opciones y rendimiento de las tecnologías de bombas de calor (HP) en diferentes tipos de edificios.
Desde el principio, el proyecto comenzó revisando las iniciativas de mejores prácticas actuales para aumentar las habilidades en el sector energético, evaluando el estado del mercado para las habilidades de bombas de calor en Europa a través de una encuesta en línea y, finalmente, realizando una evaluación del marco de políticas y legislación en toda Europa.
En total, 87 expertos en bombas de calor respondieron a la encuesta en las regiones piloto. Hubo 14 encuestados de Irlanda, 15 de Austria, 9 de España y 49 encuestas completadas de toda Europa. El principal hallazgo de la encuesta fue que las acciones específicas para impulsar el mercado de bombas de calor en cada una de las regiones piloto serían diferentes entre sí, ya que el mercado de cada país se encuentra en un nivel diferente de madurez y existe dentro de su marco de políticas.
Asimismo, varios actores a lo largo de la cadena de valor se involucraron a nivel de la UE para determinar sus expectativas y necesidades e identificar oportunidades relevantes. Para revisar las iniciativas de mejores prácticas se analizó información sobre iniciativas, proyectos, incentivos y políticas de vanguardia en doce países europeos: Austria, Croacia, Finlandia, Francia, Alemania, Italia, Irlanda, Noruega, Portugal, Rumanía, España y Suecia.
Casos de estudio en España
En España se llevaron a cabo cinco casos de estudio enmarcados en este proyecto. Estos trabajos tuvieron lugar en la Universidad del País Vasco, el balneario Dama Verde de Zamora, el Hotel Navacepeda de Tormes en Ávila, un centro polideportivo en Madrid, y una escuela infantil en Baiona.
En la Universidad del País Vasco se llevó a cabo un estudio de viabilidad de la bomba de calor para climatización y producción de ACS en cinco escenarios posibles con distinta tipología de edificio. De dicho estudio se extrajo que para ser competitiva, la bomba de calor necesita una reducción de costes significativa de modo que pueda resultar rentable frente a la caldera de gas de condensación. En los casos más favorables, el período de recuperación no baja de 10 años. El consumidor raramente optará por una inversión que no recuperará en menos de ese período.
En el Balenario de Almeida en Zamora el objetivo del estudio dentro del proyecto HP4All fue la optimización de la instalación existente manteniendo la caldera e integrando las bombas de calor. Esta instalación contaba con la demanda de un servicio de calefacción con circuitos mixtos de radiadores y suelo radiante en 34 habitaciones y zonas comunes del balneario, un servicio de ACS con gran consumo de agua en todo el balneario, y una nueva demanda de servicio de refrigeración y planteamiento de cambio de caldera antigua.
En este caso, se optó por proponer la instalación exterior de una bomba de calor reversible para la calefacción y refrigeración; y una bomba de calor exclusiva para servicio de ACS con acumulador de 500 litros. En el interior se realizó la instalación de dos bombas de calor híbridas, una caldera de apoyo, un acumulador de inercia de 500 litros y otro de ACS también de 500 litros.
En cuanto al Hotel ubicado en Navacepeda de Tormes, el proyecto consistió en la rehabilitación del antiguo molino de agua y la dotación de servicio de ACS con bomba de calor. La propuesta del estudio consistió en instalar dos unidades de bombas de calor de 270 litros de la marca Bosch teniendo en cuenta los caudales punta de demanda de ACS elevados por coincidencia de clientes y la premisa de evitar la instalación solar térmica debido a que nieva con frecuencia. Se sustituyó esta opción por otra que contempla la instalación de bombas de calor aerotérmicas.
Por su parte, el objeto del estudio en el centro polideportivo de Madrid era presentar la viabilidad técnica y económica de la sustitución de calderas por soluciones de climatización mediante aerotermia, combinadas con sistemas de energía solar fotovoltaica para reducir su consumo eléctrico. Finalmente, el análisis de la escuela infantil de Baiona se basó en la sustitución de la antigua caldera de gasóleo por un BCG de 52 kW, un captador geotérmico vertical en circuito cerrado con cinco perforaciones de 120 metros de profundidad, acumulación de inercia de 1.500 litros para calefacción y producción instantánea de ACS.
Herramienta de evaluación comparativa de España
La herramienta de evaluación comparativa de bombas de calor se ha desarrollado para ayudar a los propietarios de viviendas a crear conciencia sobre el consumo de energía anual esperado y el costo de energía para el calentamiento de espacios y agua proporcionado por bombas de calor dentro de su edificio.
También actúa como un instrumento de toma de decisiones para las bombas de calor al alentar a los propietarios de viviendas a instalarlas dentro de sus edificios. Se han desarrollado tres herramientas diferentes para satisfacer las necesidades de cada país piloto y sus respectivas actividades piloto. La herramienta se ha integrado dentro de la HP4All Knowledge Hub, que proporciona a los usuarios finales conciencia y conocimiento sobre las bombas de calor.
El público objetivo de la herramienta española incluye propietarios e inquilinos de edificios públicos, que planean instalar bombas de calor dentro de sus edificios. Dado que el funcionamiento de la bomba de calor (demanda energética y Coeficiente de Rendimiento-COP) depende en gran medida de las condiciones climáticas y España tiene tres zonas climáticas diferentes, el impacto del clima en el funcionamiento de la bomba de calor debe tenerse en cuenta en los cálculos realizados por la herramienta.
Para considerar el impacto del cambio climático y la variación estacional, la herramienta necesita calcular el factor de rendimiento estacional (SPF) para la bomba de calor. Esto se calcula utilizando la siguiente ecuación: SPF= COP nominal x WF x CF.
Donde COP es la medida de la eficiencia operativa de la bomba de calor y COP nominal es el calculado en condiciones estándar de laboratorio. El valor nominal del COP proviene de los resultados de las pruebas de laboratorio oficiales según la normativa aplicable para cada tecnología (UNE-EN 14511: 2012, UNE-EN 15316: 2010, UNE-EN 16147, etc.), las condiciones de temperatura correspondientes a la zona climática, y la el uso de las bombas (calefacción, agua caliente solar, etc.).
Los factores multiplicadores que explican el impacto del clima son: WF (factor de peso), y CF (factor correctivo). WF considera la zona climática (A, B, C, D y E) en la que se ha instalado la bomba de calor. Este valor está definido por el Código Técnico de la Edificación (CTE) y ha sido calculado mediante una metodología y documentación puramente técnica. El valor de WF también difiere para diferentes tecnologías de bombas de calor. CF supera las diferencias entre las temperaturas reales, operativas y de prueba a las que se calcula el COP para diferentes tecnologías de la bomba de calor en una escala de laboratorio.
Ahora, una vez terminado el proyecto, el impacto esperado de cara a 2030 es llegar a los 1.969 GWh, ya que se prevé que el mercado de las bombas de calor se duplique en este año 2023 en toda Europa con más de 2 millones de unidades instaladas, y a una reducción de emisiones de CO2 de 683.583 toneladas, también para alcanzar en 2030.