Cómo se mide la eficiencia energética de ACS ErP

"ERP" son las siglas en inglés que significan Productos Relacionados con la Energía. La normativa ErP (Energy-Related Products) es una nueva normativa europea de etiquetado energético y diseño ecológico, obligatoria desde 2015. Define las emisiones contaminantes, los niveles mínimos de eficiencia, las emisiones máximas de NOx y el nivel de ruido, y es de obligado cumplimiento en los 27 estados miembros del área de influencia económica de la CE.

Objetivos de la Normativa ErP

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 (calderas, bombas de calor de aerotermia, equipos de cogeneración, calentadores y acumuladores). Esto se resume de la siguiente manera: se prohíben los productos de menos eficiencia, como las calderas convencionales, las que no son de condensación, las calderas de condensación menos eficientes y las bombas de calor menos eficientes.

La Directiva ErP afecta a las calderas de calefacción y bombas de calor de hasta 400 kW de salida, las unidades de cogeneración de hasta 400 kW de salida de calentamiento y 50 kW de salida eléctrica, ACS y acumuladores hasta 2.000 litros, así como a los componentes individuales, tales como controladores de temperatura y unidades solares.

La normativa ELD y el etiquetado energético

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.

¿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 ecogeneración y calentadores acumuladores solares de menos de 70 kW.

Esquema de etiquetado energético. Fuente: Tucontrolastuenergia.es

Clasificación de la etiqueta energética

Actualmente las etiquetas energéticas exigidas por la UE son las más conocidas. 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+.

• Alto nivel de eficiencia: A+++, A++, A+ (de color verde)
• Consumo moderado: A, B (De color amarillo y naranja)
• Alto consumo: C, D (Naranja oscuro y rojo)

Cómo leer una etiqueta energética para instalaciones de calefacción y/o producción de ACS

Según la normativa europea, a partir de septiembre de 2015, los equipos de calefacción y/o producción de ACS (calderas de gas o gasóleo, bombas de calor, calderas y termos eléctricos y los equipos de energía solar con una potencia inferior a 70 kW y una acumulación inferior a 500 litros) deberán llevar la etiqueta energética.

Información que incluye la etiqueta energética

La etiqueta energética presenta el mismo diseño para todos los estados miembros de la UE y está en un lenguaje neutro. La información se transmite con pictogramas que sustituyen al texto en varios idiomas. La flecha negra muestra la clasificación energética del aparato conforme a la regulación europea. Las flechas de color con letras indican las diferentes clases de eficiencia energética. El verde oscuro está reservado para indicar la clase con la mayor eficiencia energética y el rojo para la más baja.

Gracias a la etiqueta energética, el consumidor puede elegir el aparato con la eficiencia energética más alta y de este modo ahorrar dinero en las facturas de electricidad y agua, y también contribuir a la protección del medio ambiente, mediante la reducción de las emisiones de dióxido de carbono y el uso de menos recursos como por ejemplo, la electricidad y el agua.

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.
• 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).
• Preparado para ahorrar energía en periodos sin demanda de ACS.
• 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).
• 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.
• Ruido que hace el equipo 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 (se corresponde con la ciudad de Helsinki), el clima medio (se corresponde con la climatología de Estrasburgo) y el clima cálido (se corresponde con la climatología de 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.
• La potencia de mantenimiento en W, redondeada al número entero más próximo. Valor informativo hasta 2017.

Parámetros adicionales para comparar termos eléctricos

Dado que el nivel de eficiencia energética de los termos eléctricos y los calentadores de agua con calentamiento indirecto abarca un rango muy amplio que podría no ser suficiente para tomar la mejor decisión, el legislador europeo ha previsto la publicación de otros parámetros especializados para facilitar la comparación entre dos aparatos.

Factores que afectan la cantidad de agua caliente proporcionada por el termo eléctrico

Sin lugar a dudas, el volumen neto del depósito es importante para la cantidad de agua caliente sanitaria (ACS), pero en la práctica no es el único factor.

Aparte del volumen del dispositivo, la cantidad de agua caliente depende también de la rapidez con la que se mezcla el agua fría de entrada con el agua caliente disponible en el termo durante el uso. Este proceso es controlado de forma más efectiva con una boquilla incorporada y el efecto PISTÓN, cuya función es hacer pasar el agua fría sin permitir su mezcla rápida con el agua caliente. Los termos eléctricos con este innovador efecto PISTÓN proporcionan una cantidad de agua caliente mayor y mayor confort.

Otro factor importante que afecta a la cantidad de agua caliente es la temperatura a la que funciona el termo. Estos proporcionan una cantidad máxima de (ACS) cuando su termostato está ajustado a la temperatura máxima.

Impacto de la normativa ErP en fabricantes e instaladores

¿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.

Así pues, los equipos como calderas, bombas de calor geotérmicas y depósitos de agua deberán cumplir con unos requisitos mínimos de eficiencia.

¿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. Si bien es responsabilidad del fabricante expedir sus productos con las etiquetas requeridas, los instaladores tendrán que calcular y emitir una etiqueta de eficiencia de todo el sistema de calefacción.

La instalación de un nuevo sistema de calefacción, la instalación de calderas, controles o sistemas de energías renovables existentes, es, y seguirá siendo responsabilidad del instalador, el cálculo correcto de la eficiencia energética del sistema.

Los fabricantes del sector han creado aplicaciones específicas para ayudar a generar la etiqueta energética de sistema a los profesionales que instalen sus productos en conjunto. A nivel asociacional, desde CONAIF nos adelantan que se encuentran desarrollando un programa de cálculo y una guía explicativa que facilitará a los instaladores esta tarea.

Por su parte, distribuidores e instaladores podrán comercializar e instalar equipos que no cumplan todavía la normativa si ya disponían de ellos con anterioridad. Sin embargo, el mercado evolucionará de manera paulatina hacia una situación en la que sólo habrá disponibles productos conforme a la Normativa ErP.

Cambios y novedades en la medición de eficiencia

Cálculo del rendimiento

El cálculo del rendimiento de los generadores de calor a gas y gasoil va a cambiar porque se va a utilizar el poder calorífico superior (PCS) en lugar del poder calorífico inferior (PCI) que se estaba utilizando hasta el momento, y se va a tener en cuenta también el consumo eléctrico y los encendidos, cosa que anteriormente no se hacía.

Rendimiento estacional

El rendimiento estacional es un nuevo cálculo que se acerca más al rendimiento de un equipo en una instalación real.

Perfil de producción de ACS

Cada equipo de producción tendrá asignado un determinado perfil de consumidor, como una “talla” (XS, S, M, L, XL) que determina la cantidad de agua caliente que puede producir.

Contribución mínima de energía renovable para 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.

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. Este requisito puede reducirse al 60% en casos donde la demanda de ACS sea inferior a 5000 litros por día.

Las bombas de calor destinadas a la producción de ACS y climatización de piscina deben cumplir con requisitos específicos para ser consideradas una fuente de energía renovable. Para ello, deben 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.

En el RITE, así como en el CTE y 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.

Dimensionamiento de las instalaciones 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. Se estudia minuto a minuto la demanda de agua caliente del edificio según el perfil de carga, acumulando el consumo de energía a lo largo del día. Partiendo de una curva de demanda a las 12 de la noche, se observa cómo se va necesitando energía y se va acumulando. El sistema de producción debe suministrar, habiendo calculado un coeficiente de seguridad, una curva de “oferta” o “producción” que tiene que estar por encima de la curva de demanda. A lo largo del día, debido a las pérdidas propias de estos sistemas de acumulación (pérdidas de energía del acumulador, de la caldera, de las bombas, etc.), llega un punto que es necesario el arranque. Durante las horas de la noche se necesita poca demanda acumulada, por tanto, sobra energía.

Acumuladores de doble serpentín y eficiencia

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. Sin embargo, estos acumuladores presentan inconvenientes respecto a eficiencia energética en ACS, como la reducción del rendimiento de sistemas solares térmicos, y problemas de estratificación que pueden favorecer la proliferación de Legionella.

• Reducción del rendimiento: 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: La estratificación es uno de los ingredientes principales para que se dé la proliferación de Legionella en acumulación.

Sistemas de producción semi-instantánea

En Hydronik, se ha desarrollado el sistema de producción semi-instantánea 3 en 1. Ofrece alta eficiencia para el precalentamiento y aprovecha al máximo el potencial de fuentes de calor de baja temperatura. Dispone de inercia térmica del circuito primario. El intercambiador contiene en la envolvente, con forma de depósito, el agua de primario. Este agua de primario cede el calor al serpentín intercambiador INOX que tiene en su interior. La temperatura del ACS siempre está por encima de los 60º.

Energía solar térmica

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.