Calefacción eléctrica de superficie (Thermoheld) en bungalow KFW 40 con 80 m²

Actualmente estoy en contacto con una empresa regional de construcción de casas llamada "Ziegerhaus". Esta empresa está activa en la construcción de casas desde 2019 y en 2022 estableció una planta de producción cerca de mí por 220 millones de €. Cabe mencionar que el grupo "Ziegler Group", al que pertenece la empresa, también posee filiales para muchos oficios como carpintería, cocina y sistemas de calefacción.

Mi enfoque está en un bungalow de estructura de madera de 80 m² (en forma de L, 13x10 m) con un techo a dos aguas de 18°. Como estándar se ofrece un estándar KFW 40 con sistema fotovoltaico y almacenamiento.

Como trabajo en casa y estoy en casa las 24 horas del día, y porque en una casa de construcción sólida con 22°C tengo frío, tuve la idea de instalar una bomba de calor aire-agua (Luft-Wasser-Wärmepumpe) con calefacción por suelo radiante con agua. (Sin embargo, se trata de una casa de estructura de madera). De forma estándar, la empresa ofrece su calefacción eléctrica por suelo radiante "Thermoheld", que a pesar de la publicidad sobre su innovador desarrollo desde la medicina/robótica probablemente tiene un factor de eficiencia de menos de 1.

Según la empresa constructora, una bomba de calor aire-agua en una casa tan pequeña y bien aislada solo se amortizaría después de 36 años. Sin embargo, todavía debo aclarar el precio adicional exacto para la bomba de calor aire-agua y la calefacción por suelo radiante con agua.

Intenté calcular manualmente el ahorro de costos a través de la bomba de calor aire-agua:

[*]Sistema fotovoltaico: 45 m² de superficie, aprox. 9.1 kWp
[*]Producción anual con inclinación de techo de 18°: aprox. 8.000 kWh
[*]Generación de electricidad durante el período de calefacción (octubre-abril): aprox. 4.600 kWh (¿sobreestimado?)

El consumo estimado de energía térmica según KFW 40:

[*]15-40 kWh/m²a
[*]Para 80 m²: 1.200 - 3.200 kWh/a
[*]Con 16 horas de calefacción al día (en lugar de 8 horas): +10-20%
[*]Con una temperatura deseada de 23°C (en lugar de los habituales 20,5°C): +15-18%
[*]Esto da una demanda estimada total de energía térmica de aprox. 4.000-4.500 kWh/a.

En un hogar de una persona, mi consumo de energía útil durante el período de calefacción sería de unas 1.000 kWh. Por lo tanto, con una calefacción eléctrica (factor de eficiencia 1) tendría que comprar entre 500 y 1.000 kWh adicionales, lo que implica costos anuales de 150-300 €.

Con una bomba de calor aire-agua (factor de eficiencia 4) el consumo de energía térmica sería solo una cuarta parte, es decir, aprox. 1.100 kWh/a. Esto significa que durante el período de calefacción podría inyectar alrededor de 2.500 kWh a la red, lo que con una tarifa de alimentación de 8,2 ct/kWh corresponde a ingresos de 205 € al año.

El ahorro anual gracias a la bomba de calor aire-agua sería entonces de entre 350 y 500 €, lo que significa que la inversión (p.ej. 14.000 € de sobreprecio respecto a la calefacción eléctrica por suelo radiante) se amortizaría entre 28 y 40 años (sin considerar inflación y costos de oportunidad). Si se consideran los posibles rendimientos de una inversión en un ETF MSCI World como costos de oportunidad, probablemente el tiempo de amortización se alargaría.

Espero obtener pronto cifras concretas sobre la demanda de energía térmica. Pero me pregunto si mis supuestos y cálculos son correctos. ¿O tal vez la empresa constructora tiene razón y la calefacción eléctrica por suelo radiante es en este caso específico la opción económicamente más razonable?

Por supuesto, mi cálculo se basa en algunos supuestos, como que no voy a calentar con madera de mi propio bosque, que realmente caliento todo el día a 23°C, y que los precios de la electricidad o las tarifas de alimentación no cambian.

¿Quizás también cometí un error de cálculo en la producción estimada de electricidad durante el período de calefacción con la planta de 9.1 kWp?

Bastante texto. ;-)

[*]Instalación fotovoltaica: 45 m² de superficie, aprox. 9,1 kWp
[*]Generación de electricidad durante el período de calefacción (oct-abr): aprox. 4.600 kWh (¿sobreestimado?)

Según PVGIS más bien unos 2.000 kWh en vez de 4600.
Pero depende un poco de la ubicación y orientación.
Pero sobre todo con una inclinación de techo de 18 grados se espera especialmente poca generación en invierno.

Eso significa que durante el período de calefacción podría inyectar unas 2.500 kWh a la red, lo que con una tarifa de inyección de 8,2 ct/kWh equivaldría a un

Durante el período de calefacción (véase arriba) sale tan poca electricidad del techo que prácticamente se consume toda en el día a día.
Lo que sobra va a la calefacción.

[*]Esto da una demanda total estimada de energía para calefacción de aprox. 4.000-4.500 kWh/a.

Habría que recalcular si eso encaja con tu casa en particular.

Pero bajo esta suposición:
Supongamos que como máximo obtienes 500 kWh adicionales de la fotovoltaica para calefacción y el resto de la electricidad tienes que comprarla.
Con bomba de calor aire-agua tendrías que comprar unos 500 kWh y con calefacción directa 3500 kWh.
A 30 ct eso son 150 € vs. ~1000 €.

Entonces unos 850 €/a más en costes de electricidad.
Con 15.000 € más de costes de inversión eso da cerca de 18 años.
Para una casa no me parece un plazo para nada largo.

Siento más frío a las mismas temperaturas en una casa de piedra/hormigón macizo que en una casa de madera. En tu lugar intentaría reducir aún más la demanda de energía primaria (Passivhaus).
Mi hermano está planeando para él y su esposa una casita muy pequeña como residencia para la jubilación. El gran presupuesto de "Sanitario" en una casa tan pequeña es en realidad una "molestia" y está considerando como solución una combinación de calefacción por infrarrojos, calentador de agua, estufa de leña.
La alternativa sería una pequeña bomba de calor aire-aire o un aire acondicionado tipo split.
Por eso sigo esto aquí con interés ;-)

Como trabajo desde casa y estoy en casa las 24 horas del día, y porque en una casa de construcción sólida tiritando a 22°C, tuve la idea de instalar una bomba de calor aire-agua (Luft-Wasser-Wärmepumpe) con calefacción por suelo radiante con agua.

La construcción sólida y tiritar a 22 grados no tienen nada que ver entre sí. Los 22 grados en un bungalow de estructura de madera se sienten igual.

Para ser sincero, en una casa tan pequeña y tan eficiente no instalaría una bomba de calor clásica con calefacción por suelo radiante. Optaría directamente por un aire acondicionado split / bomba de calor aire-aire.
Los costos de calefacción son tan bajos (30-35€ al mes - sin contar la electricidad de la fotovoltaica), que en mi opinión la inversión en bomba de calor + suelo radiante no vale la pena en absoluto. Sobre todo, si con la solución que te propongo también puedes enfriar gratis en verano (gracias a la fotovoltaica).

Para ser honesto, en una casa tan pequeña y eficiente no instalaría una bomba de calor clásica con suelo radiante. Iría directamente a un split de aire acondicionado / bomba de calor aire-aire.
Los costos de calefacción son tan bajos (30-35 € al mes - sin considerar la electricidad fotovoltaica), que en mi opinión la inversión en bomba de calor + suelo radiante no vale la pena. Sobre todo si con la solución que propongo también puedes enfriar gratis en verano (gracias a la fotovoltaica).

Primero habría que aclarar la temperatura exterior estándar, supongo que -12, y eso no es muy bueno para la bomba de calor aire-aire.
Consideraría una combinación de ambas, no en todas las habitaciones, por ejemplo en el despacho y el salón, para que también puedan ser refrigerados.
Si es de madera o macizo es relativamente irrelevante, lo que importa es el tipo de calefacción. Ahí la calefacción por radiación, es decir suelo radiante o infrarrojos, tiene la ventaja.

@ : Gracias por la corrección de la producción fotovoltaica esperada en invierno. La orientación es sur, la ubicación es Alta Franconia (es decir, el rendimiento es un poco menor). Entonces actualizaré mi cálculo tan pronto como tenga la demanda de energía de calefacción del fabricante.

@ : Interesante, si tu hermano avanza más rápido que yo, también estoy interesado al revés ;-)

@ : Interesante, no se me había ocurrido hasta ahora la bomba de calor aire-aire / split de aire, siempre pensé que hace que el aire se vuelva seco, como los aires acondicionados cuando viajas. Pero supongo que la tecnología doméstica ha avanzado más? ¿De dónde sacas el costo de calefacción de 30-35€/m? En cuanto a la refrigeración en verano, tuve que notar en la versión casa diminuta del fabricante (47 m², de dos pisos) que en el piso superior no se podía soportar ni a finales de septiembre, pero como era una casa muestra no había sombreado / ventilación y tenía grandes ventanales. En un bungalow hay relativamente mucho espacio de techo y suelo, pero menos superficie de ventanas al sur. Espero que no haga demasiado calor en verano. El aislamiento es de fibra de madera, que aparentemente es mejor que la lana mineral en cuanto a desfase térmico.

@ : Observación interesante (temperatura exterior). Actualmente vivo en un edificio antiguo rehabilitado con calefacción por suelo radiante con agua en el baño (calienta rápido) y calefacción por aire de baja temperatura (a lo largo de las bases del suelo) con caldera de gas; no me llevo nada bien con la calefacción por aire. Aquí no logra calentar lo suficientemente rápido el apartamento para alcanzar la temperatura de funcionamiento, por lo que incluso calentando de 6 a 12 no logro más de 21 grados en invierno. En cambio, una placa calefactora de infrarrojos en la pared (400W) logra bastante rápido la temperatura para la oficina en casa.