Bomba de calor aire vs geotermia, nueva construcción 400 m2

Sigo considerando que los 18kw son demasiado altos. Si puedes darme algunos datos sobre el Porenbetonstein, las superficies de las ventanas / geometría, puedo hacer un cálculo aproximado para ver si eso puede ser correcto.

von unterwegs

Yo también... incluso con una casa hecha solo de vidrio (uw 0.75) significaría una superficie envolvente de 700 m²... (ahora solo como un juego de números sin sentido)

Sigo considerando los 18kw demasiado altos. Si puedes darme algunos datos sobre el bloque de hormigón celular, las superficies de ventanas / geometría, puedo hacer un cálculo aproximado para ver si eso puede ser correcto.

Gracias por la oferta.

Puedo dar ahora las siguientes especificaciones más precisas:

- Todas las paredes exteriores están construidas con Ytong de 36,5 cm, también en el sótano (bóveda negra)
- La geometría es mayormente cúbica, excepto en la planta baja, donde la casa tiene forma de L (aprox. 28 m² que están adosados a un cubo de aprox. 130 m²)
- La casa está ahora completamente sótano, también con forma de L
- En la planta superior se encuentra en la zona de la L una terraza en la azotea de aprox. 28 m²
- Ático puramente cúbico con tejado a cuatro aguas

Ahora he comprobado los valores U correspondientes y he recalculado las superficies de cerramiento (que coinciden casi con los datos del cálculo de carga térmica, así que al menos eso está OK):

- 154,40 m² con uw 0,21: placa de suelo en el sótano
- 150,80 m² con uw 0,18: pared exterior en el sótano (neto, sin ventanas y puertas)
- 227,40 m² con uw 0,21: pared exterior planta baja y superior (neto)
- 174,66 m² con uw 0,17: ático / tejado (neto)
- 118,30 m² con uw 0,86: superficies de ventanas (principalmente vidrio de seguridad)
- 10,30 m² con uw 0,7: puertas exteriores (uw estimado aquí, ya que no tengo datos sobre eso)
- 28,02 m² con uw 0,24: superficies de terraza en planta superior

En total, aproximadamente 860 m² de superficie de cerramiento y de forma simple un valor U promedio de aprox. 0,29 (que en el cálculo de carga térmica está dado como 0,34), por lo que difiere en un 15 % (en contraste con la superficie de cerramiento). Lamentablemente, en el cálculo de la carga térmica no se indican valores U individuales, sino sólo el valor U promedio, por lo que actualmente no sé cómo se produce la diferencia.

¿Creen que los valores U mencionados corresponden a la norma o alguno de ellos se sale del rango habitual? Hasta ahora no tengo experiencia con esto...

Sin embargo, no sé cómo pasar de la superficie de cerramiento y el valor U a la carga térmica. Según sé, se necesita además el reemplazo de aire del edificio, que en el cálculo de la carga térmica se asume como 0,6/h, así como la temperatura exterior mínima, que se asume como -14°C. La temperatura interior es 20°C y el volumen neto calefactado 1230 m3, volumen bruto 1620 m3.

Muchos números para mantener una visión clara...

Los valores U son básicamente correctos. En mi caso, las ventanas y paredes son mejores, mientras que las paredes/suelo en el sótano están peor aislados.
Si se toman estos datos, las pérdidas por transmisión térmica son de 7,5 kW de pérdidas de calor a la temperatura de diseño (a eso se le suma un poco por puentes térmicos, dependiendo de la calidad de ejecución, por lo que serían aproximadamente 8 - 8,5 kW como máximo). El cálculo es simplemente área * valor U * diferencia de temperatura (el terreno permanece por encima de la temperatura de diseño). Con una tasa de renovación de aire en el edificio de 0,6/h, para el volumen y la temperatura de diseño mencionados, se obtiene una pérdida de calor por ventilación de 8,5 kW sin recuperación de calor. Pero considero ese valor utópico, ya que no se ventila según el volumen, sino según el consumo real de aire, es decir, según el número de personas. Si viven allí 5-6 personas, estimaría la pérdida de calor por ventilación en un máximo de aproximadamente 4 kW (piensa en cuánta aire caliente produce un aparato de aire caliente de 4 kW... tanto aire se debe ventilar, y cuando hace frío, con poco recambio de aire se reduce rápidamente la humedad).
Para el agua caliente se puede asumir una potencia de 1-2 kW. La temperatura de diseño no se mantendrá de forma continua, y con la suma de unos 14 kW se calienta mucha agua rápidamente (y si se necesita más calor o hace más frío, por unas pocas horas un elemento calefactor en la bomba de calor cubre la diferencia).
En mi opinión, el cálculo que tienes es razonable, pero para la bomba de calor de suelo pondría una en el rango de 14-15 kW, mientras que en la bomba de calor aire-agua no estaría tan seguro; intentaría conseguir una que ofrezca algo más de potencia pero que pueda modular (para que la eficiencia/potencia sea adecuada a bajas temperaturas, y que a temperaturas altas no haya potencia excesiva y la calefacción no trabaje de forma eficaz).

Gracias por el cálculo. Para que pueda entenderlo:

Superficie*valor U*diferencia de temperatura

Entonces, en mi caso:

560 * 0,29 * 37 = 6 kW (sobre el terreno, diferencia de temperatura de 37 resultante de 20°C a -14°C) 300 * 0,29 * 20 = 1,7 kW (bajo el terreno, diferencia de temperatura de 20 resultante de 20°C a 0°C suelo?)

En total, aproximadamente las pérdidas por transmisión de 7,5 kW que mencionas. ¿Es ese el cálculo?

Una tasa de renovación de aire del edificio de 0,6/h resulta en la mencionada volumetría y temperatura de diseño en una pérdida de calor por ventilación de 8,5 kW sin recuperación de calor. Pero considero ese valor utópico, porque no se ventila según el volumen, sino según el consumo real de aire, es decir, según el número de personas. Si viven 5-6 personas, estimaría la pérdida por ventilación más bien en un máximo de aprox. 4 kW

También aquí, para poder entenderlo:

¿Se toma para la capacidad térmica del aire 1,2 kJ / (m3 K)? (Es decir, aprox. 0,28 W / (m3 K)). Si se asume el volumen neto de 1230 m3 y de nuevo la diferencia de temperatura de 37°, se obtiene:

0,28 * 1230 * 37 = ~12,8 kW de energía para calentar el aire.

Multiplicado por la tasa de renovación de aire del edificio de 0,6, es decir, casi 7,5 kW por hora. Tú llegas a 8,5 kW, ¿dónde está mi error de pensamiento? ¿La capacidad térmica es diferente?

Y estos dos valores se suman aproximadamente (incluyendo un margen para puentes térmicos), se añade algo para el agua caliente, y ese es el "método simplificado"?

Entonces, en total poco se podría hacer en cuanto a la pérdida térmica por transmisión, pero habría un gran margen con la pérdida por tasa de renovación de aire (como también mencionas).

Le preguntaré al asesor energético de dónde vienen esos 0,6/h.

El cálculo que tienes me parece razonable, pero para la bomba de calor geotérmica elegiría una en el rango de 14-15 kW, en cuanto a la bomba de calor aire-agua no estaría tan seguro, intentaría conseguir algo que ofrezca un poco más de potencia, pero que pueda modularse

Si con la bomba geotérmica realmente va hacia los 14-15 kW, eso podría ahorrar una de las cinco perforaciones y la diferencia de precio con la bomba de calor aire-agua sería menor. Eso sería algo y facilitaría mucho la decisión.

La oferta que tenemos para la bomba aire-agua también incluye un equipo totalmente modulante; por lo tanto, eso ya está previsto.

He calculado las pérdidas de calor de la siguiente manera:
qm U Pérdida de calor
Pared exterior eg og 227,4 0,21 1623,636
Pared exterior sótano 150,8 0,18 434,304
Placa base kg 154,4 0,21 518,784
Superficies del techo 174,6 0,17 1009,188
Ventanas 118,3 0,86 3459,092
Puertas 10,3 0,7 245,14
Superficie de la terraza 28,02 0,24 228,6432
cada uno A * U * dT. Según la norma, se añadiría un recargo de 0,05 a 0,1 por puentes térmicos, con lo que se llegaría a un total de 8,7 kW. Pero la norma no siempre es igual a la realidad, y cuanto mayor es, menos proporción de superficie tienen los puentes térmicos, creo yo (¿dónde tiene, por ejemplo, una ventana grande un puente térmico?). De -14° son en mi caso solo +34° hasta 20°. Pero puedes calcular con 23°C como temperatura ambiente (nosotros estamos bastante satisfechos con unos 20°, para mí 23 es demasiado calor).

Con el aire he calculado así (en realidad más bien reformado y pensando en las unidades... se puede considerar como una regla práctica sencilla):
1 m^3/h = 1/3600 m^3 / s
Densidad: 1/3600 m^3/s * 1,21 kg/m^3 = 0,0003361 kg/s
Capacidad calorífica específica: 0,0003361 kg/s * 1010 J/(kg K) = 0,3394 J/(Ks) )= 0,34 W/K
es decir, 0,34W rendimiento de ventilación por grado Kelvin para 1 m^3/h de pérdida por ventilación.

1230 m^3 de volumen * 0,6 = 738 m^3 intercambio por hora, con 34° como dT resulta
34K*738m^3 * 0,34W/(K m^3) = 8531W=8,5kW.

El 0,6 proviene de una norma. Todo el procedimiento es algo más complicado en conjunto (especialmente la zona del sótano, porque ahí se puede calcular mediante conducción térmica según la profundidad la temperatura del suelo y posiblemente coeficientes térmicos especiales para la losa del sótano, porque en general menos calor se pierde hacia el terreno o el calor se queda parcialmente "estacionado" cerca del sótano "en el terreno", dicho de manera muy simple (como físico conoces también ECND no lineales con condiciones de frontera, con eso se podría hacer más exacto). La estimación con la temperatura que hago aquí es aún "mala", en realidad debería perderse menos calor.
Por lo demás, lo has repetido correctamente en principio.