Calderas, ACS y la Normativa Europea: Eficiencia y Ahorro Energético

La búsqueda de la eficiencia energética y la reducción del impacto ambiental ha impulsado una serie de cambios normativos en el sector de la calefacción y la producción de Agua Caliente Sanitaria (ACS) en Europa. Estas regulaciones, lideradas por las Directivas ErP y ELD, establecen requisitos estrictos para los productos relacionados con la energía, marcando un antes y un después en la fabricación, comercialización e instalación de calderas, bombas de calor y otros equipos.

La Directiva ErP (Energy-Related Products): Ecodiseño para un Futuro Sostenible

La Directiva Europea de Ecodiseño (EuP/ErP) establece los requisitos ecológicos que deben cumplir los productos que utilizan energía eléctrica para poder ser comercializados y puestos en servicio. Este marco legal se desarrolla para toda la Comunidad Europea, apostando por la fabricación de productos más ecológicos. El objetivo es reducir el impacto medioambiental y ayudar al desarrollo sostenible. Esta norma es de obligado cumplimiento en los 27 estados miembros del área de influencia económica de la CE.

El objetivo de esta norma es alcanzar los protocolos internacionales de reducción de emisiones de CO2 y, más en concreto, lograr los objetivos del plan europeo 20/20/20 en el 2020:

• Aumentar la eficiencia de los aparatos que utilizan energía en un 20%.
• Reducir la emisión de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera en un 20%.
• Aumentar el porcentaje de energías renovables en el consumo final hasta el 20%.

¿A qué productos afecta la normativa ErP?

Desde septiembre de 2015, la normativa ErP afecta a los aparatos de menos de 400 kW, incluyendo calderas, bombas de calor de aerotermia, equipos de cogeneración, calentadores y acumuladores. Esto implica la prohibición de productos menos eficientes, como las calderas convencionales (las que no son de condensación), calderas de condensación menos eficientes y bombas de calor menos eficientes.

La Directiva ErP define:

• Niveles mínimos de eficiencia con la que deben contar las calderas.
• Emisiones máximas de NOx (óxidos de nitrógeno).
• Niveles de ruido para bombas de calor, bombas de calor A.C.S., termos eléctricos y calderas de cualquier tipo.
• El nivel máximo de pérdidas térmicas en los depósitos de agua caliente sanitaria.

Esta normativa también afectó a las bombas circuladoras de tipo de rotor húmedo, estableciendo requisitos mínimos de eficiencia energética. El primer artículo entró en vigor en 2013, exigiendo un Índice de Eficiencia Energética (IEE) inferior a 0,27. El siguiente decreto entró en vigor el 1 de agosto de 2015, dictaminando que no se podría superar un IEE del 0,23 en productos de nueva fabricación, aunque se permitía la instalación en carácter de reposición de productos fabricados antes de 2015.

Nuevos Requerimientos 2018

Tanto la ErP como la ELD van asumiendo diferentes pasos con idea de ser más exigentes. En 2018 entró en vigor un nuevo requerimiento en este caso del máximo nivel de NOx. A partir del 26 de septiembre de ese año no se pudieron introducir en el mercado de la UE calderas, calentadores o acumuladores de agua a gas con un nivel de emisiones de NOx superior a 56 mg/kW/h. Este valor, a priori, no afecta a la mayoría de las calderas de condensación del mercado, que ya cumplen con este máximo, pero sí afecta al resto (calentadores y acumuladores de agua a gas).

Normativa ELD (Etiquetado Energético): Transparencia para el Consumidor

La normativa ErP viene acompañada de la ELD o directiva de etiquetado energético en la que se obliga a identificar la eficiencia de los productos mediante una etiqueta energética con calificaciones de la A a la G. El 26 de septiembre de 2015 entraron en vigor las directivas ErP y ELD que obligan a etiquetar energéticamente todos los aparatos comercializados.

¿Qué es la etiqueta energética y para qué sirve?

La etiqueta energética es un distintivo obligatorio para los 27 países del ámbito económico de la UE con el que identificar la eficiencia energética de los productos. Esta etiqueta de eficiencia energética siempre deberá estar en una parte bien visible del producto y en cualquier elemento publicitario como, por ejemplo: folletos, exposiciones, página web, catálogos, tarifas, etc. En el sector de la calefacción y sistemas de climatización desde el año 2015, la etiqueta energética también debe aparecer en productos de calefacción y ACS (Agua Caliente Sanitaria), como, por ejemplo: en las calderas, bombas de calor eléctricas o a gas, aparatos de cogeneración y calentadores acumuladores solares de menos de 70 kW.

Clasificación de la etiqueta energética:

Actualmente las etiquetas energéticas exigidas por la UE dividen los electrodomésticos y productos de calefacción en letras y colores, que van desde los muy eficientes (en color verde) hasta los que consumen más energía (color rojo).

Actualmente, los aparatos de calefacción se clasifican con letras que van desde A+++ (el más eficiente energéticamente) a D (el menos eficiente energéticamente). Dentro de la clase A, existen 3 categorías: A+++, A++, A+.

¿Cómo afecta la normativa del etiquetado energético a los instaladores?

Los instaladores deberán colocar una etiqueta energética en cada una de las instalaciones que realicen.

¿Cómo afecta la normativa del etiquetado energético a los fabricantes?

Desde el 26 de septiembre de 2015, los fabricantes tienen la obligación de diseñar y fabricar todos los equipos conforme a la norma ErP y también se les obliga a incorporar el etiquetado energético en todos los productos, la ficha de conjunto y la etiqueta de conjunto, añadir la ficha de producto en el manual de instalación o en la página web, y en toda la publicidad que realicen. La etiqueta permitirá que el consumidor pueda visualizar de forma rápida y práctica las características de los equipos para poder comparar la eficiencia, consumos y especificaciones de los equipos, así podrá comparar y elegir los productos más eficientes.

Información en la etiqueta energética de equipos de calefacción y/o producción de ACS:

• Etiqueta de eficiencia energética de calderas solo de calefacción: Nombre o marca comercial del proveedor, identificador del modelo del proveedor, el nivel de potencia o acústica Lwa en el interior, en dB, redondeado al número entero más próximo, y potencia calorífica nominal en kW, redondeada al número entero más próximo.
• Etiqueta de eficiencia energética de calderas de calefacción y ACS: Nombre o marca comercial del proveedor, identificador del modelo del proveedor, perfil de carga declarado para ACS, el nivel de potencia o acústica Lwa en el interior, en dB, redondeado al número entero más próximo (solo informativo), si está preparado para ahorrar energía en periodos sin demanda de ACS, y potencia calorífica nominal en kW, redondeada al número entero más próximo.
• Etiqueta de eficiencia energética de equipos de ACS: Nombre o marca comercial del proveedor, identificador del modelo del proveedor, perfil de carga declarado para ACS, el nivel de potencia o acústica Lwa en el interior, en dB, redondeado al número entero más próximo (solo informativo), y el consumo anual de electricidad en kWh en términos de energía final o el consumo anual de combustible en GJ en términos del PCS, redondeado al número entero más próximo.
• Etiqueta de eficiencia energética de Bombas de calor: Ruido que hace el equipo dentro de casa y fuera de casa, temperatura de impulsión y clase de eficiencia estacional de la calefacción, potencia entregada y mapa de Europa (3 zonas climáticas). La potencia calorífica nominal incluida, en condiciones medias, más frías y cálidas para aplicaciones de media y baja temperatura. Existen 3 zonas climáticas: El clima frío (Helsinki), el clima medio (Estrasburgo) y el clima cálido (Atenas). Como se puede observar, España coincide con la temperatura de Atenas.
• Etiqueta de eficiencia energética de Acumuladores de ACS: Nombre o marca comercial del proveedor, identificador del modelo del proveedor, y la potencia de mantenimiento en W, redondeada al número entero más próximo. Valor informativo hasta 2017.

La etiqueta energética indica únicamente la clase de eficiencia del producto, pero no la eficiencia real. Esta depende del tipo de instalación que se realice y de alcanzar una óptima relación confort-precio en función de las necesidades reales de cada usuario.

Calderas Estancas vs. Calderas de Condensación: La Evolución de la Calefacción

Para entender esta evolución tan rápida que se ha producido en el mundo de las calderas, hay que tener en cuenta dos normativas clave: el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE) del año 2010 y la Directiva sobre el diseño ecológico Ecodesign, más conocida como ErP.

¿Qué es exactamente una caldera estanca?

Las calderas estancas son calderas que utilizan gas natural y que se caracterizan porque tienen una cámara de combustión que se encuentra completamente sellada, es decir, que toman el aire procedente del exterior para poder generar su llama y una vez generada esa combustión en combinación con el gas, proceden a expulsar el gas generado gracias a un sistema de doble conducto. Se trata de calderas cerradas que recogen el aire del exterior eliminando de esta forma cualquier conducto de aire entre el hogar y la caldera. Para lograrlo utilizan ese sistema de doble conducto que conduce el aire desde el exterior hasta el hogar y posteriormente evacua los humos hacia el exterior.

La diferencia fundamental y por la que son obligatorias desde el año 2010, en sustitución de las calderas atmosféricas, es que toman el aire del exterior. Las calderas atmosféricas toman el aire del local donde están instaladas, siendo mucho menos seguras. De hecho, desde el año 2010 y debido al Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE), queda prohibido instalar calderas atmosféricas en cualquier tipo de edificio.

Calderas de Condensación: La Opción Actual

Junto con las calderas estancas son las únicas que están permitidas en la actualidad, aunque las calderas de condensación son claramente mucho más avanzadas que las estancas al aprovecharse de un concepto conocido como el “calor latente”, que es el calor que se genera al producirse un cambio de fase, de un estado gaseoso, que es en el que está el vapor, a un estado líquido. Para ser más gráficos, la caldera de gas natural a condensación sería una especie de “calentador”, que gracias al gas natural que se insufla al comienzo de la generación de gases, va generando una serie de vapores que se transmiten al intercambiador, haciendo que el agua que fluye por su interior se caliente. Al existir una entrada de agua fría y una salida de agua caliente, generamos el agua caliente sanitaria o el agua para la calefacción que necesitamos.

Desde el año 2015, la normativa ErP obliga a instalar calderas de condensación por eficiencia energética, pudiendo mantener las calderas estancas que ya existen instaladas. Desde el año 2015 sólo se permite el uso de calderas de condensación. En la actualidad la única alternativa a las calderas estancas son las calderas de condensación, ya que, como hemos indicado por las normativas actuales, estamos obligados a cumplir con una serie de requisitos y normativas a la hora de instalar nuevas calderas. También tienes que saber que toda caldera de condensación también es estanca.

Las calderas de condensación aprovechan el calor de los gases de combustión que, en modelos antiguos, se perdía por la chimenea. En primer lugar, los equipos actuales consumen menos energía para proporcionar el mismo nivel de confort. La eficiencia energética está cobrando cada vez más peso en el día a día de los usuarios con la aprobación de normas encaminadas a que se haga un uso eficiente de la energía.

Ventajas de optar por una caldera de condensación:

• Mayor eficiencia y ahorro: Las calderas de condensación aprovechan el calor latente, que como ya hemos visto, es el que se produce con el cambio de estado gaseoso a líquido dentro de la caldera.
• Seguridad: En cuanto a la seguridad de las calderas de condensación frente a las estancas, serían de características similares, al evitar en ambos casos la fuga de gases al exterior. En cualquier caso, siempre es obligatorio contar con rejillas de ventilación para aumentar la seguridad de las estancias en las que se encuentran instaladas.

Preguntas frecuentes sobre calderas estancas:

• ¿Es ilegal tener una caldera estanca? No, lo que no se puede es instalar calderas estancas en la actualidad. Desde el año 2015, se pueden instalar calderas de condensación y mantener las calderas estancas que ya existían.
• ¿Debo cambiar mi caldera estanca si funciona? No es necesario cambiar la caldera estanca si esta se encuentra en funcionamiento y supera la inspección periódica correspondiente. No es obligatorio cambiarla, pero sí valorar al cabo de cierto tiempo si por razones de eficiencia energética o consumo nos interesa más instalar una caldera de condensación.
• ¿Por qué ya no se instalan estancas “convencionales”? Por eficiencia ErP, las calderas de condensación generan mayor eficiencia y de esta forma ahorramos en consumo, aumentando además el confort.
• ¿Una caldera de condensación es también estanca? Sí, todas las calderas de condensación además son estancas.
• ¿Puedo evacuar por fachada con una estanca? Sólo se puede evacuar por la fachada en caso de que esté permitido, lo normal es evacuar por la cubierta del edificio, aunque con las calderas de condensación y con bajo índice de NOx, pueden producirse excepciones, así como en el caso de las viviendas unifamiliares que requieren de estudios a medida.
• Tengo chimenea colectiva (shunt), ¿qué opciones hay? Las chimeneas colectivas (denominadas como shunt), son aquellas que desembocan en una chimenea colectiva, es decir, son aquellas en las que pequeñas chimeneas procedentes de cada una de las viviendas desembocan en una superior. En estos casos, lo más conveniente es consultar con un instalador autorizado las modificaciones que se deben realizar o como adaptar la caldera a este tipo de instalaciones.

Impacto en la producción de ACS: Requisitos mínimos y eficiencia

La Directiva ErP y ELD también han generado cambios significativos en los sistemas de producción de Agua Caliente Sanitaria (ACS). Una de las novedades más relevantes es la contribución mínima de energía renovable requerida para cubrir la demanda de ACS. Ya no se limita únicamente a la demanda de agua caliente sanitaria, como lo hacía el RITE, sino que abarca todas las demandas energéticas.

HE4 - 3.1. Contribución renovable mínima para ACS y/o climatización de piscina:

La contribución mínima de energía procedente de fuentes renovables cubrirá al menos el 70% de la demanda energética anual para ACS y para climatización de piscina, obtenida a partir de los valores mensuales, e incluyendo las pérdidas térmicas por distribución, acumulación y recirculación. Uno de los puntos más destacados es la contribución mínima de energía renovable, que debe cubrir al menos el 70% de la demanda energética anual para ACS y climatización de piscinas, incluyendo las pérdidas térmicas por distribución, acumulación y recirculación. Hay que darle una atención especial a las pérdidas energéticas que no se suelen tener en cuenta y que en edificios antiguos suponen una parte muy importante de la energía consumida. Este requisito puede reducirse al 60% en casos donde la demanda de ACS sea inferior a 5000 litros por día.

HE4 - 3.1.5. Bombas de calor para ACS y/o climatización de piscina:

Las bombas de calor destinadas a la producción de ACS y/o climatización de piscina, para poder considerar su contribución renovable a efectos de esta sección, deberán disponer de un valor de rendimiento medio estacional (SCOPdhw) igual o superior a 2,5 cuando sean accionadas eléctricamente e igual o superior a 1,15 cuando sean accionadas mediante energía térmica.

Sistemas de acumulación de ACS:

El RITE ahora ofrece criterios y directrices para el dimensionamiento de las instalaciones de ACS, en su IT 1.2.4.1.2.4 1. Estos criterios se basan en la sección HE4 del CTE, que establece la contribución mínima renovable que debe cumplir la instalación. En esta norma hay unos perfiles de carga. En función del perfil de carga del edificio se puede determinar lo que está produciendo y acumulando la instalación y las necesidades del edificio. Y hay que comprobar que la producción con acumulación está por encima de las necesidades acumuladas de todo el día.

Tanto en el RITE, como en el CTE, como en las guías para las instalaciones de agua caliente sanitaria se hace alusión a realizar un correcto dimensionamiento y a determinar una contribución mínima de energía renovable en sistemas de acumulación, tanto si son acumuladores como inter-acumuladores. Estos acumuladores tienen la ventaja de poder conectar dos circuitos primarios. Uno, el habitual, conectado al generador auxiliar, como por ejemplo, la caldera, que suele ser de alta temperatura.

Inconvenientes de los acumuladores de doble serpentín:

• Reducción del rendimiento del sistema solar térmico y de los equipos de aerotermia (bomba de calor): Estos acumuladores limitan el rendimiento del sistema al impedir que cada uno de los equipos productores de calor trabajen en su punto óptimo de funcionamiento.
• Estratificación: En la mayoría de sistemas de acumulación, la anti-estratificación requerida para que los acumuladores de doble serpentín trabajen con un adecuado rendimiento no se da.
• Proliferación de Legionella: Como ya hemos comentado en multitud de ocasiones la estratificación es uno de los ingredientes principales para que se dé la proliferación de Legionella en acumulación.

En este sentido, sistemas de producción semi-instantánea, como el sistema 3 en 1 de Hydronik, ofrecen alta eficiencia para el precalentamiento y aprovechan al máximo el potencial de fuentes de calor de baja temperatura, con inercia térmica del circuito primario y una temperatura del ACS siempre por encima de los 60º.

La energía solar térmica: Una alternativa eficiente

La energía solar térmica sigue siendo una alternativa muy eficiente para la producción de ACS. Es especialmente relevante en regiones con climas soleados, ya que puede proporcionar una contribución renovable significativa. La energía solar térmica nos puede aportar calor directo sin procesos intermedios, altísimo rendimiento a muy bajo coste, alta temperatura y la capacidad de parar el productor principal cuando hay suficiente sol.

En conclusión, la eficiencia energética en la producción de ACS se ha convertido en un aspecto crucial a la hora de diseñar el esquema de principio y así escoger los equipos adecuados.