Tema: Dimensionamiento potencia aerotermia. Me estoy volviendo loco.

Hola a todos.
Llevo tiempo siguiendo el foro y buscando respuestas a un mar de dudas que tengo. Os cuento, estoy apunto de comenzar la construcción de una vivienda unifamiliar en un pueblo de Valencia y voy a instalar suelo radiante con aerotermia, ACS y fancoils para aire acondicionado.
Una de las cosas que me preocupan es la potencia de las máquinas. He pedido 3 presupuestos y cada uno me dice una cosa. Uno me propone una maquina Mitsubishi ecodan hibrida de 8kw con AA de expansión directa. Otro me propone una máquina LG de 12Kw para suelo radiante y AA con fancoils y un aerotermo independiente para ACS y otro me propone una Mitsubishi ecodan de 16Kw para suelo radiante, ACS y AA con fancoils por circuito.
Se trata de calefactar unos 185m2 divididos en 2 plantas, zona de día y zona de noche . Se trata de una vivienda con buen aislamiento y he visto que en certificado de eficiencia que hizo inicialmente la arquitecta pone unas necesidades de calefacción y refrigeración de unos 14 Kw/h/m2 año.
También he usado alguns herramientas de simulación que facilitan Mitsubishi y Panasonic pero tampoco me aclaran mucho, ya que cada una me devuelve una potencia.
Ahora viene la pregunta que me vuelve loco. ¿de quien me fio? ¿qué potencia necesito? Si me paso, pagaré de más en consumo y en instalación, si me quedo corto, pagare más en consumo y en confort. ¿Alguien me puede orientar?
Agradezco muchísimo cualquier aporte, porque ya empiezo a estar desesperado.



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Iniciado por dacovi

Una de las cosas que me preocupan es la potencia de las máquinas. He pedido 3 presupuestos y cada uno me dice una cosa. Uno me propone una maquina Mitsubishi ecodan hibrida de 8kw con AA de expansión directa. Otro me propone una máquina LG de 12Kw para suelo radiante y AA con fancoils y un aerotermo independiente para ACS y otro me propone una Mitsubishi ecodan de 16Kw para suelo radiante, ACS y AA con fancoils por circuito.

La potencia nominal de una máquina para climatizar debería ser alrededor de la máxima necesaria en el momento de más calor y más frío del año. Es decir, si los cálculos del arquitecto, proyectista o ingeniero dan que la casa, en el punto más frío del invierno, o en el más caluroso del verano, necesita 5 KW térmicos para mantenerse a temperatura de confort, entonces salvo que la demanda de ACS exija más que eso, la máquina no debería ser apreciablemente más potente de esa cifra.

Tu imagínate que desperdicio y problemas de gestión de demanda una máquina de 16 KW que sólo necesitara funcionar a 5 KW unas pocas horas al año, y la mayoría de las demás, a la mitad o menos.

Se trata de calefactar unos 185m2 divididos en 2 plantas, zona de día y zona de noche . Se trata de una vivienda con buen aislamiento y he visto que en certificado de eficiencia que hizo inicialmente la arquitecta pone unas necesidades de calefacción y refrigeración de unos 14 Kw/h/m2 año.

Sin entrar a valorar lo que no se, esos valores serían los de una vivienda con aislamiento de grado Passive House. Aproximadamente tres o cuatro veces mejor aislada que una vivienda según CTE-2013 (el que te aplicaría) y casi hasta un orden de magnitud mejor que las viviendas CTE-2007. Si esos valores del certificado son verdad, y aunque lo que importa es la carga de calefacción y refrigeración y no tanto la demanda (carga = necesidad puntual en el momento más desfavorable, demanda = consumo anual total), podríamos aventurar una carga de calefacción y refrigeración de 20 W/m2 o menos. Es decir, menos de 4 KW térmicos en el momento más frío y en el más caluroso del año. Con lo cual, te están sobredimensionando la máquina, entre el doble y el cuádruple de lo que necesitas.

¿Le has pasado los cálculos de carga de calefacción / refrigeración, si los tienes, a los que te presupuestan? Es que presupuestar 16 KW térmicos para 185 m2 en Valencia, creo que se pasa hasta para viviendas pre-CTE.

Pide al arquitecto que te de los valores que te digo, de carga en W/m2 para calefacción y refrigeración, y que la máquina te la presupuesten según ese valor. Al que te ponga máquinas muy sobredimensionadas, le ignoras, y a otra cosa.

Hola Dacovi

Si lo deseas ponte en contacto con Tu Climatización Online, te van a hacer un estudio completo de las necesidades y ellos se ponen en contacto directamente con el arquitect@ para aclarar las necesidades térmicas de la vivienda.

Saludos

Yo no la pondría muy justa la maquina, porque luego puedes tener problemas, salvo que tú casa sea pasiva, pero en ese caso no estarias preguntando aquí, ya que tu arquitecta tendría muy claro la maquina que necesitas, yo tengo una panasonic de 12 kw y estoy contento, mi casa no es pasiva pero considero que está bien aislada para la zona que está, y los consumos son comedidos, y eso que cuando funciona con frio, está hasta 9 y 10 horas funcionado diarias, aún asi la maquina me da unos 25 kw/h de consumo en dias de 2 y 3 grados durante todo el dia.
Te pongo consumos mensuales a 19,5 grados la casa siempre.

Noviembre 309 kwh
Diciembre 571 kwh
Enero 472 kwh
Febrero 664 kwh
Lo que llevamos de marzo 270 kwh
Total 2095 kw
Todo esto es de calefacción y ACS
Yo creo que voy a andar por 3000 al año solo de la aerotermia.

3000 x 0,138 = 414 euros iva incluido sin fijos de la luz, etc

Si hago la cuenta como @pepitosaltamonte sería
3000 x 0,185 = 555 euros con todo, lo veo muy comedido para consumo de agua y calefacción de todo el año, no se cómo lo ves tú?

Saludos.

Muchas gracias por tu respuesta dardhal, me has ayudado mucho.
No tenía claro el concepto de carga térmica y a partir de vuestros comentarios me he puesto en contacto con un profesional para que me realice el cálculo de cargas térmicas en base a la documentación que tengo y la que me ha facilitado la arquitecta.
Por lo que respecta al aislamiento de la vivienda, no se trata de una vivienda pasiva, el valor que puse ahí era un cálculo que obtuvo la arquitecta y que he sacado de un documento llamado "VERIFICACIÓN DE REQUISITOS DE CTE-HE0 Y HE1" y que dice que las demandas energéticas de calefación y de refrigeración son 14,21 kWh/m2año y 14,63 KWh/m2año.
Veremos si con ayuda de un profesional consigo saber que potencia necesito.

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Muchas gracias boti73 por tu consejo.

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Igahe, muchas gracias por tu comentario. No tengo intención de poner una máquina justita, tengo intención de poner la máquina adecuada en base a las necesidades de la vivienda. Espero acertar y estar tan contento como tú.

Iniciado por dacovi

Por lo que respecta al aislamiento de la vivienda, no se trata de una vivienda pasiva, el valor que puse ahí era un cálculo que obtuvo la arquitecta y que he sacado de un documento llamado "VERIFICACIÓN DE REQUISITOS DE CTE-HE0 Y HE1" y que dice que las demandas energéticas de calefación y de refrigeración son 14,21 kWh/m2año y 14,63 KWh/m2año.

La cantidad que necesitas para el cálculo de la potencia de la bomba es aún más sencillo que esos valores, que por otra parte, el arquitecto habrá sacado metiendo el diseño y aislamientos de la vivienda en alguno de los programas "reconocidos" a tal efecto. Pero se puede simplificar (para entenderlo conceptualmente) de la siguiente manera.

La bomba en servicio calefacción (en refrigeración es equivalente) debe cubrir el 100% de la necesidad de calor de la vivienda en el momento más frío del año. Supongamos por simplificar que en tu zona esa temperatura es 0% (digamos que aquella que sólo se rebasa , por debajo, el 1% de todas las horas del año). Y supongamos que la temperatura de confort de diseño son 20 ºC (típico), entonces, la bomba tiene que ser capaz de generar tanto calor como el que la vivienda pierda por paredes, techos, suelo y ventanas con esa diferencia de temperatura de 20 ºC. No se tiene en cuenta el calor perdido por infiltraciones de aire, campanas extractoras, o el calor ganado cocinando, por el sol que entrea por las ventanas, dándote duchas o por el propio que generan los electrodométicos y ocupantes.

¿Y cuánto calor pierde una casa? Simplificando, la suma del calor que se pierde en cada pared, ventana, suelo y techo. Y eso viene determinado por un coeficiente que es la "transmitancia térmica", medido en W/m2.ºK, propio de cada material, y que según de qué se compone cada pared, techo, suelo y ventana, se puede calcular con bastante precisión (y estará calculado en tu proyecto).

Pero digamos que tu casa es un cuadrado de 10 x 10 m (100 m2) en el que tiene paredes de 3 m de alto y 20 m2 de ventanas en fachada. Que el aislamiento de fachadas, suelo y techo son 10 cm. de XPS de 0.034 W/m.ºK (es decir, el "aislamiento" de las partes opacas de la vivienda es de 0.034 / 0.1 = 0.34 W/m2.ºK) y las ventanas con un valor conjunto videio + marco de 1.5 W/m2.ºK. El cálculo de pérdidas es el siguiente (despreciando el aislamiento de otros materiales, que siempre aportan):
- Por el techo: 100 m2 de superficie * 20 ºC de salto térmico * 0.34 W/m2.ºK de transmitancia térmica = 680 W
- Por el suelo: exactamente lo mismo, 680 W
- Por las paredes: su superficie es de 4 * 10 ml * 3 m altura = 120 m2, menos 20 m2 de ventanas, 100 m2, por lo tanto, contribuyen con otros 680 W de pérdida energética (calor) en el momento más frío del año
- Ventanas: 20 m2 * 20 ºC * 1.5 W/m2.ºK = 600 W

Es decir, en total, simplificando los cálculos la casa del ejemplo pierde 2640 W de calor en el momento más frío del año, y mientras que la bomba de calor genere esa potencia y el sistema de calefacción la pueda distribuir por la casa, la vivienda, no perderá temperatura durante esas horas del año con las temperaturas más bajas de tu ubicación geográfica.

Por lo tanto, y siguiendo con el ejemplo, una máquina con potencia nominal de 3 kW térmicos a 0 ºC (o alrededor de esa temperatura) es más que suficiente para cubrir la calefacción de la vivienda todo el año.

Como ves, en los cálculos todos los factores contribuyen linealmente al incremento o disminución de la necesidad instantánea de calefacción: si doblas el aislamiento, divides por dos el calor que necesitas, si duplicas la superficie duplicas la necesidad de calor, etc. Lo que significa que, cuando un montón de horas al año en lugar de haber un diferencial de temperatura de 20 ºC (0 ºC fuera, 20 ºC dentro) lo haya de 10 ºC (10 ºC de temperatura exterior) la bomba no tendrá que dar más que la mitad de esos 2640 W para mantener la vivienda a temperatura de consigna de 20 ºC. Y una bomba de 3 kW puede tranquilamente modular al equivalente de 1320 W térmicos, una de 5 kW nominales posiblemente no, y una de 9 kW seguro que no. Lo que te obligará, sin necesidad, a meter depósitos de inercia, dejar abiertos circuitos de suelo radiante, etc. complicando y encareciendo la instalación, además de tener una máquina sobredimensionada, más cara, que te obliga a contratar más potencia eléctrica, y que además, puede venir con una resistencia de 6 kW en lugar de 3 kW, suponiendo más complejidad y coste de los realmente necesarios.


Y es tan extremadamente fácil como eso. ¿Por qué entonces hay gente con máquinas de 11 kW, 16 kW, etc.? Pues a lo mejor en casos porque sus viviendas lo piden. Imagina 200 m2 en lugar de 100 m2, -5 ºC de temperatura de diseño en lugar de 0 ºC y 4 cm. de aislamiento proyectado, que ya era el no va más hasta hace muy poco tiempo. Ahí simplificando necesitas más de 12 kW para comenzar a no pasar frío en los momentos más fríos del año, pero hay un motivo, y no simplemente un "vamos a meter una máquina gorda que ande o no ande, burro grande".

Muy interesante este hilo, sobretodo para hacerse una idea de aislamientos y demás. La vivienda que comenta el compañero puede tener un muy buen aislamiento sin ser Passivhaus, al fin y al cabo es una certificación que corrobora lo que dicen los cálculos y a parte tiene unos límites en cuanto a la estanqueidad de la casa (blower door test) y además una máquina de recuperación de calor por recirculación de aire.

Un contructor que he consultado (puesto que mi idea es hacer una casa pasiva) da los siguientes valores (para comparar con los de dardhal: Muros externos: 0.14 W/(m2K), Techo: 0.11 W/(m2K), Suelo: 0.34 W/m2K, Ventanas 1,1 W/m2K como ejemplo de transmitancia. Siguiendo con el ejemplo y para ver la importancia del aislamiento se obtendría:

Techo: 100m2*20ºK*0.11 W/(m2K)=220 W
Suelo: 100m2*20ºK*0.34 W/(m2K)=680 W
Paredes: 100m2*20ºK*0.14 W/(m2K)=280 W
Ventanas: 20m2*20ºK*1.1 W/(m2K)=440 W

El total ya baja a 1620 W en el momento más frío. Como ves el aislamiento es clave y si las pérdidas son de 14kwh/m2año, lo de los 16kW yo tampoco lo veo.

Una pregunta, con este supuesto, cual sería la pérdida de temperatura por hora con absencia total de elementos calefactores? (sol, cocina, ducha, etc.)

Iniciado por Julio C.

El total ya baja a 1620 W en el momento más frío. Como ves el aislamiento es clave y si las pérdidas son de 14kwh/m2año, lo de los 16kW yo tampoco lo veo.

Una pregunta, con este supuesto, cual sería la pérdida de temperatura por hora con absencia total de elementos calefactores? (sol, cocina, ducha, etc.)

Eso es imposible de determinar, porque el calor que se pierde a ritmo de 1620 W se transforma en una pérdida de temperatura de los materiales de construcción de que se compone la casa, que suponiendo que todos son iguales y pierden calor al mismo ritmo, dependerá de su masa agregada y del calor específico de los mismos.

Caso típico, un suelo radiante con mortero autonivelante. Supongamos uno finito, 5 cm. de media, de hormigón, y con una capacidad calorífica volumétrica de 350 Kcal/m3.ºC, en una vivienda de 100 m2 de suelo radiante, obviando el resto de materiales de la construcción. Tenemos un volumen de 0.05 x 100 = 5 m3 de hormigón en el suelo radiante, de tal manera que la capacidad calorífica de la solera de autonivelante es de 350.000 cal/m3.ºC x 4.2 J/cal x 5 m3 = 7.35 MJ/ºC.

Cada hora que pasa al frío extremo sin calefacción o aporte energético alguno se pierden 1620 Wh = 1620 x 3600 = 5.8 MJ. De tal manera que si mi razonamiento no está mal y los cálculos son correctos, por cada hora con cero aporte se perdería en el suelo radiante una temperatura de 0.8 ºC. Que eso no significa que la temperatura ambiente baje de tal manera, que será menos, y además se está simplificando mucho el cálculo, no obstante, da una idea aproximada.

Habría que meter toda la masa de forjados superior e inferior, tabiquerías, aislamientos, fachadas, etc. los muebles y si hay alguien en casa quieras o no (salvo defunción) estás produciendo aún en reposo cierta cantidad de energía, véase el enlace siguiente para algunos
valores:
https://nergiza.com/cuanta-energia-s...orma-de-calor/

Si por ejemplo hay cuatro personas viendo la TV pueden estar generando 500 W sólo por estar vivos acoplados en el sillón. Échale 100 W adicionales en pérdidas de calor por la TV, los altavoces y el router, y ya casi tienes cubierta la mitad de la demanda sólo con los habitantes. Imagina ahora que metes una lasaña al horno de 2.5 kW y tarda media hora a tope, pues ya has generado más calor del que necesitas durante dos horas. Una ducha rápida y con ventilación mecánica has calentado la casa para un buen rato.

Lo bueno del aislamiento es que llegados a un punto no merece la pena meter más, porque lo siguiente sería no necesitar calefacción de ningún tipo, que casi siempre es imposible, pero necesitar sólo un poquito es factible y rentable económicamente, y permite mantener la temperatura de confort con muy poquita inversión en máquinas y menos en consumos.

Gracias por los datos, ayuda a entender porque te explican que en una zona no muy fría (por ejemplo un pueblo cercano al litoral de levante) se puede pasar el invierno casi sin calefacción. Tendré que organizar fiestas en casa los días nublados! jeje (a mí se me suma la falta de aporte solar calorífico a la falta de aporte solar eléctrico en generación fotovoltaica). Visto esto si veo sentido calentar la casa "a fuego" en las horas centrales del día con lo que me den las placas de sobras, igual llego del trabajo y tengo que ir en manga corta y si al día siguiente hace un día de perros, termino ese día en anorak.