Zonas climáticas España

🧱 Aislar para ahorrar

Aislar para ahorrar no es una simple frase.

  • Tenemos que dejar de depender del gas natural y el petroleo sean rusos o no, debemos que mejorar el aislamiento de nuestras viviendas, oficinas, etc.

    Si el gas natural sigue subiendo y la electricidad sigue subiendo, da exactamente igual el sistema de calefacción o refrigeración que pongamos, nuestros gastos energéticos seguirán subiendo.

    Antiguamente en el siglo XX las cámaras frigoríficas de congelación llevaban en sus paredes alrededor de 15 cm de aislamiento, generalmente porexpan blanco.

  • Ahora con el nuevo código técnico de edificación que entró en vigor en 2019 en España, algunas casas en las zonas climáticas más frías pueden llevar esos 15 cm de aislamiento o más.

    Si pasamos de 22 cm pasan a ser casas llamadas pasivas ( passivhaus).

    Desde mi punto de vista está claro hacia dónde nos dirigimos.

    Esto significa que si queremos ser más ecológicos debemos aislar más.

    Después podemos decidir si ponemos gas natural para calefacción o una bomba de calor aerotérmica, o cualquier otro sistema que nos genere confort térmico en invierno y verano.

  • Si aislamos ahorramos y en cantidades industriales.

VIVIENDA UNIFAMILIAR

  • Insisto, aislar para ahorrar es lo más efectivo en calefacción y refrigeración.

    Para que tengáis una idea más clara de lo que significa el aislamiento vamos a realizar unos cálculos de ejemplo en cualquier tipo de vivienda habitual.

  • Tenemos un equipo de gasóleo en una zona climática muy fría, una de tipo E en España

    También sabemos que hemos tenido un gasto de 500 litros en el mes de enero de 2022, enero suele ser el más frío.

    En este https://eldoctorfrigorias.com/gas-natural-vs-aerotermia/ artículo hemos hablado del consumo real en una casa con gas natural.

  • La vivienda es una planta baja de 120 m², la temperatura interior media ha sido de 18  ºC y la temperatura exterior alcanza muchos días los -5  ºC.

    El diferencial de temperatura es de 23  ºC.

    500 litros de gasóleo equivalen a 5140 kw/mes de calor generado.

 

Gasóleo C
Tabla de poder calorífico de algunos productos de calefacción

 

  • Si ha esta cantidad de calor mensual la dividimos entre 30 días y después entre 24 horas por día, obtenemos el calor que hemos necesitado por hora para mantener la casa caliente o casi.

 

COMENZAMOS LAS OPERACIONES MATEMÁTICAS

 

Realizamos la primera operación.

5140/30/24 = 7,138 kw/h

  • En una vivienda de 120 m² podemos tener una envolvente de aproximadamente unos 372 m².

Dicho de otra manera, tenemos que tener un aislamiento alrededor de la zona habitable que en total pueden ser esos 372 m² .

Por lo tanto, podemos saber cuanto calor perdemos por metro cuadrado de envolvente.

7,138 kw/h /372 =0,01918 kw/h m² => 19,2 w/h m²

Ahora podemos averiguar la K global del edificio que es:

         19,2

K = ———– = 0,834 w/h m² k

           23

  • Ya tenemos la K global de la casa por grado.

 

CÓDIGO TÉCNICO DE EDIFICACIÓN

 

Código técnico edificación
Valores transmitancia térmica para obra nueva

 

  • En la imagen anterior tenemos los valores limites de transmitancia, es decir, K global, de nueva construcción.

Si sacamos un valor medio de los tres datos más importantes obtenemos como resultado lo siguiente:

0,37+0,33+0,59 = 1,29/3 => 0,45 K global que vamos tener ahora.

  • Vamos a ver que gasto energético tendríamos con este nuevo valor.

    0, 45 * 23 = 10,35 K global de nuestra casa para una diferencia de temperatura como antes de 23  º absolutos.

    10,35 * 372 m² = 38502 w/h m² => 3,8502 kw/h

    3,8502 kw/h * 24h * 30 días = 2772,14 kw/h mes

    En el primer caso con una K global de 0,834 w/h m² k tenemos un gasto mensual de 5140 kw/mes.

    Si tuviésemos una K global de 0,45 tendremos un gasto mensual de 2772,14 kw/h mes.

5140-2772,14 = 2367,86 kw de diferencia

Espero que esto permita dejar claro lo que significa el aislamiento para ahorrar energía.

 

VIVIENDA CON AEROTERMIA

 

  • Vamos ahora con un caso real de una aerotermia, tenemos los datos de consumo mensual y sabemos de que está compuesto el aislamiento de toda la envolvente.

Tenemos una vivienda en zona climática E en España.

  • La superficie es de unos 100 m² en planta baja + , – 4 m².

    Temperatura interior de media 20  ºC y exterior -5  ºC.

    Consumo energético de enero de 2022 en kw/h es de:

    794 kw/mes incluida el agua caliente sanitaria.

    El año pasado estuvo cerca de los 1300 kw/mes, esto significa hay bastante influencia según sean las condiciones climáticas de enero.

    En enero del 2021 las horas de sol fueron realmente escasas, todo lo contrario a 2022.

    La envolvente es de aproximadamente de 320 m² .

    Comenzamos la operaciones matemáticas.

    794/30/24/320 = 0.0034 kw/h m² => 3,4 w/h m²

3,4

   K =—— = 0,136 w/h m² k, K global de la casa.

25

  • Superamos las expectativas claramente, ¿verdad?

    No tan rápido, y el SCOP global de la bomba de calor, donde está?

    Error, no nos sirven de nada estos datos.

    A los kw consumidos hay que añadir el COP del equipo, puesto que el calor que hemos generado es mayor que la energía que nos marca el contador.

Esta energía el la que ha consumido el equipo de bomba de calor, no la que ha generado y por lo tanto, la que ha entregado a la casa.

  • Es decir el SCOP que en este caso nos ha salido una media de 2,40, calculado por nosotros.

    Veamos como queda todo ahora.

     

           3,4 * 2,40

    K =————– = 0,326 K global de la casa.

                25

    Pero esto no es todo, el caso es que, está casa está diseñada para recibir radiación directa a través de dos ventanales perfectamente calculados e instalados.

    Con esto recibimos si lo deseamos, unos 9 kw/día de calor aparte del COP que entregamos a la casa.

  • Estos 9 kw/día si hay sol, los tenemos que añadir a la casa, recordar el freeheating.

    9 / 24 = 0,375 kw/h

    0,375 / 320 = 0,00117 w/h m² => 1,17 w/h m².

    Muy bien a los 3,4 w/m² le tenemos que añadir los 1,17 w/h m² pero antes hay que añadirle el COP.

    Volvemos a realizar la operación esta vez ya totalmente real.

                       (3,4 * 2,40)+1,17

    K global = ———————- = 0,373 w/h m² k.

                                    25

  • Cumplimos con el código técnico de edificación parcialmente.

    Bueno no es tan sencillo como parece.

               1                 1

    R = —— => ————– = 2,68

              K             0,373

 

RESISTIVIDAD TÉRMICA

 

  • Como hemos visto es la inversa de la K global y además también se representa con la formula siguiente:

     

             e

    R = —–

             ʎ

    e = espesor de aislamiento total.

    ʎ = conductividad térmica del aislamiento.

    R = Resistencia al paso de calor ( resistividad térmica).

     

    e = R * ʎ => 2,68 * 0,035 = 0,938 metros de espesor de aislamiento.

El ejemplo anterior puede pertenecer a las lanas minerales.

 

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE MATERIALES

 

 

 

Conductividad térmica
Conductividad térmica de algunos aislantes

 

  • Si tuviésemos un aislamiento de poliestireno extruido solamente, tendríamos lo siguiente:

2,68 * 0,029 = 0.077 => 7,7 cm de aislamiento total.

Bueno pues en está casa tiene 4 cm en las paredes y suelo de poliestireno extruido excepto en el techo.

Está instalado de forma machihembrada para reducir las perdidas.

  • El techo tiene 8 cm de lana de vidrio, justo encima de la escayola.

    El tejado tiene un sándwich de madera con poliestireno extruido de 4 cm, por encima está la teja.

 

  • A todo esto hay que añadir que aunque tengamos 4cm de poliestireno extruido en las paredes, también tenemos que contar con los muros exteriores, que también hacen su función aislante.

Por ejemplo el tabique exterior es de 19 cm con bloques de termoarcilla con una resistividad que puede llegar a 2,29 w/m² k.

Los tabiques interiores, la capa de yeso, la pintura, el recubrimiento exterior para la lluvia etc.

Puede que con todo esto estemos cerca de los 7,7 cm de aislamiento equivalente.

  • Realmente lo podemos calcular, no lo voy a hacer porque es bastante complejo y muy aburrido para el lector.

El que quiera profundizar más aquí tiene un documento sobre el tema.

Aislantes térmicos

  • Sin embargo todavía estamos en una vivienda de clase energética C algo lejos de lo ideal.

Volvamos a lo importante, al final vamos a averiguar cuanto hemos pagado por los kw que hemos consumido, pues en esto no hay ninguna duda.

Los 794 kw los hemos gastado porque, el contador que está instalado para medir solamente la aerotermia, lo ha cantado.

La media de la tarifa regulada en España en enero del 2022 fue de 0,30 € kw/h.

Hay poco mas que añadir.

794 * 0,30 € kw/h = 238 € de gasto de energía sin iva.

Añadimos los costes eléctricos normales y tenemos datos reales de una instalación.

Si tenemos una tarifa mejor fantástico, sino, pues mala suerte.

REFLEXIÓN

Aquí queda demostrado que el sol ayuda de forma importante a reducir el consumo energético total de una vivienda.

  • Por otro lado el aislamiento es fundamental en una vivienda, negocio, oficina etc.

    Y lo más importante es que, el aislamiento viene bien para todo tipo de calefacciones, pero sobre todo para la aerotermia, puesto que nos facilita reducir el consumo energético y olvidarnos de los combustibles sólidos.

    Si no aislamos correctamente, puede que no tengamos buenos resultados en comparación a otros sistemas de calefacción.

    El mayor problema es el precio de la luz.

    Eso si, el que se lo pueda permitir, que elimine otros sistemas de sus vidas.

  • De momento con los análisis de COP de algunos equipos que hemos tenido oportunidad de medir, los resultados no son los esperados, por lo tanto, lo mejor que podemos hacer es aislar.

    A medida que podamos realizar medidas de COP en máquinas más modernas publicaremos los resultados.

    Esto ha sido todo por hoy, un saludo para tod@s.

 

 

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