Diseño de calefacción (bomba de calor agua-salmuera) experiencias / consejos

Hola a todos,

estamos construyendo una casa unifamiliar con un contratista general local y me preocupo un poco de si va a dimensionar correctamente el sistema de calefacción o si solo va a instalar "lo que siempre ha hecho". Tal vez alguno de ustedes pueda decirme algo sobre mis siguientes preguntas:

Primero, los datos básicos de la casa:
- aproximadamente 170 m² de superficie habitable,
- KfW55,
- código postal 48xxx
- construcción maciza, revestida con ladrillo visto (doble muro)
- bomba de calor agua-agua con suelo radiante (perforación profunda),
- 2 adultos, 2 niños (pequeños)
- la decisión sobre instalar o no un sistema fotovoltaico por un proveedor externo aún está pendiente (9,75 kWp y probablemente si se hace, al menos con una batería pequeña)

Para el sistema de calefacción, después de varias consultas, recibí la información de que probablemente (el dimensionamiento aún no ha sido completado por el asesor energético del contratista general) se instalará el siguiente sistema:
- Viessmann Vitocal 300-G en la versión de 5,7 kW (la bomba de calor)
- acumulador de 200 litros
- acumulador de agua caliente sanitaria de 300 litros

Mis preguntas:
(1) ¿Qué tamaño debe tener el acumulador para la calefacción por suelo radiante? ¿Es necesario siquiera? Están previstos 200 litros...

(2) Según el contratista general, el acumulador es especialmente importante si instalo un sistema fotovoltaico. No entiendo por qué. ¿No sería precisamente menos importante entonces?

(3) ¿Qué tamaño de acumulador de agua caliente sanitaria es adecuado para 4 personas? ¿Se necesitan los 300 litros o sería suficiente con un integrado de 220 litros como el Viessmann 333-G? Creo que es idéntico en cuanto a rendimiento...

(4) ¿Tiene sentido desde el punto de vista del mantenimiento un acumulador de agua caliente como Vitocell separado (no integrado en la bomba de calor)? He oído que el reemplazo del acumulador integrado es complicado en cuanto a tiempo de trabajo y que el acumulador integrado también es considerablemente más caro (500-1000 €)... ¿Cuánto dura un acumulador y cuánto una bomba de calor? ¿Hay experiencias al respecto?

¡Muchas gracias de antemano!

Hola,

(1) ¿Qué tamaño debe tener el acumulador para la calefacción por suelo radiante? ¿Es necesario siquiera? Se prevén 200 litros...

El acumulador de calefacción debería tener exactamente 0l de capacidad. La bomba de calor debería alimentar directamente la calefacción por suelo radiante sin ERR, o como mucho en habitaciones individuales. El acumulador de calefacción y el ERR son los mayores enemigos de la eficiencia en una bomba de calor.

(2) Según el GU, el acumulador es especialmente importante si tengo una instalación fotovoltaica. ¿No entiendo por qué? ¿No es precisamente entonces menos importante?

Tu GU o no sabe mucho sobre cómo operar correctamente una bomba de calor o solo quiere ganar dinero. Siempre se afirma que en el acumulador puedes almacenar calor cuando hay excedente de fotovoltaica. Pero si miras la diferencia de temperatura posible, la cantidad de agua en el acumulador, la capacidad térmica del agua y la dependencia de la eficiencia de la bomba de calor de la temperatura de ida, entonces sabrás que es absurdo. En tu solera (y la masa del edificio) puedes almacenar una cantidad de calor mucho mayor con una elevación de temperatura de 3K sin perjudicar la eficiencia de la bomba de calor. No notarás el aumento de la temperatura de ida en esos 3K debido a la inercia de la masa del edificio.

(3) ¿Qué tamaño de acumulador de agua caliente es adecuado para 4 personas? ¿Se necesitan los 300 litros o bastaría con un acumulador integrado de 220 litros como en el Viessmann 333-G? Creo que en cuanto a potencia es igual...

Es difícil decirlo sin conocer vuestros hábitos. Con duchas tipo lluvia de alto caudal o baño completo y ducharse simultáneamente, probablemente 220 litros no sean suficientes. Además, depende del tipo de acumulador de agua caliente. ¿Estación de agua fresca, acumulador higiénico o acumulador normal? En los dos primeros casos, probablemente tampoco bastarán los 300 litros.

(4) ¿Tiene sentido desde el punto de vista del mantenimiento tener un acumulador de agua caliente separado Vitocell (no integrado en la bomba de calor)? He oído de Viessmann que el reemplazo del acumulador integrado es complejo en cuanto a tiempo de trabajo y que el acumulador integrado también es bastante más caro (500-1000€)... ¿Cuánto dura un acumulador y cuánto una bomba de calor? ¿Hay experiencias al respecto?

En principio, creo que los componentes deberían poder cambiarse independientemente entre sí. Así no se está atado a un fabricante en caso de que se quiera una bomba de calor más nueva pero el acumulador siga en buen estado.

- La decisión de instalar o no un sistema fotovoltaico por proveedor externo aún está pendiente (9,75 kKWp y probablemente, si es así, al menos con una pequeña batería)

[*]Mientras no tengas una casa KfW40+ ni subvención KFW, una batería no es rentable. Los costes de almacenamiento son mayores que el vertido más la recompra.
[*]Con esta potencia instalada podrías cubrir alrededor del 35% de tu demanda de energía para calefacción. Por tanto, bastante atractivo. Eso significa que conviene instalarlo en el techo. Mientras el andamio esté montado y el electricista tenga que hacer su trabajo, es lo más barato. El precio debería estar claramente por debajo de 1200€/kWp. Pero para eso hay un foro especializado muy bueno. Ahí te podrán ayudar mucho con este tema. Simplemente busca en Google “foro fotovoltaica”.

Un consejo más:
En construcción de obra sólida siempre planifica una BKA. Es económica, aumenta el confort, mejora la refrigeración y aumenta la eficiencia de la bomba de calor. Algo similar aplica para calefacción de pared en el baño.

Por lo demás: ¿Ya has solicitado la subvención BAFA?

Saludos Nika

Hola Nika,

muchas gracias por la respuesta detallada.

El acumulador de calefacción debería tener exactamente 0l de capacidad. La bomba de calor debería alimentar directamente la calefacción por suelo radiante sin ERR, o como mucho en algunas habitaciones. El acumulador de calefacción y el ERR son los mayores enemigos de la eficiencia en una bomba de calor.

Según la descripción de la obra, tenemos un termostato regulable en cada habitación. Supongo que, por ejemplo, puedo ajustar un poco más fría la temperatura en el dormitorio, pero si normalmente la dejo así y no la subo y bajo todos los días, ¿eso en el contexto del acumulador no cuenta como ERR y el acumulador solo se necesita básicamente si cambio la temperatura de las habitaciones continuamente y espero que la capacidad térmica esté disponible rápidamente? ¿Lo entiendo bien?

Entonces, para la eficiencia es importante generar un flujo de calor relativamente constante sin fluctuaciones continuas?

Además, he leído (en un artículo de Wärmepumpe.de) que las bombas de calor necesitan un caudal mínimo constante o algo así. ¿De qué se trata eso y por qué podría entonces necesitar un acumulador (según entiendo)?

Tu contratista general o no sabe mucho sobre cómo operar bien una bomba de calor o solo quiere ganar dinero. Siempre se dice que en el acumulador puedes almacenar calor cuando hay excedente de fotovoltaica. Pero si miras la posible diferencia de temperatura, la cantidad de agua en el acumulador, la capacidad térmica del agua y la dependencia de la eficiencia de la bomba de calor de la temperatura de impulsión, sabrás que eso es una tontería. En tu solado (y la masa del edificio) puedes almacenar una cantidad de calor mucho mayor con un aumento de temperatura de 3K sin perjudicar la eficiencia de la bomba. El aumento de la temperatura de impulsión en esos 3K ni siquiera lo notarás debido a la inercia de la masa del edificio.

No creo que solo quiera ganar dinero, más bien sospecho que sabe poco :-/

Es difícil decirlo sin conocer vuestros hábitos. Con duchas tipo lluvia de gran caudal o baños completos y duchas simultáneas probablemente los 220 litros sean insuficientes. También depende del tipo de acumulador de agua caliente. ¿Estación de agua fresca, acumulador higiénico o acumulador normal? En los dos primeros probablemente tampoco basten 300l.

Ok.

[*]Mientras no tengas una casa KfW40+ y subvención KfW, una batería no es rentable. Los costes de almacenaje son entonces mayores que la inyección + recompra.

No estoy seguro. Yo construyo KfW55. Según todos los cálculos (5 ofertas + mi propio cálculo del peor caso) es casi lo mismo con o sin batería de ~5,1 kWh. El autoconsumo aumenta, la inyección baja y la diferencia entre ambos escenarios es de 3600 € en los primeros 10 años (período de garantía de la batería). La batería me cuesta 3450 €. Como la duración de la batería es de 20 años (probablemente exagerado, claro), la balanza se inclina a favor de la batería cuanto más dure.

También conozco todas las opiniones en foros que dicen que la batería no vale la pena y todas las promesas de los vendedores que sí lo vale. El problema es que con la reducción de la remuneración de la ley de energías renovables, la subida del precio de la electricidad y la (todavía) bajada de precios de baterías, la balanza cada vez se inclina más a favor de la batería y las opiniones en los foros siguen siendo las mismas...

Por cierto: ¿ya has solicitado la subvención de BAFA?

Sí.

Saludos,
Thomas

Según la descripción de la construcción, tenemos un termostato ajustable en cada habitación. Supongo que con eso podría, por ejemplo, ajustar la temperatura en el dormitorio un poco más fresca, pero si normalmente la dejo así y no la subo y bajo todos los días, ¿eso en el contexto del buffer sí/no no cuenta como ERR y el buffer se necesita básicamente solo si regulas constantemente las habitaciones más calientes o más frías y esperas que la capacidad térmica esté disponible rápido? ¿Lo entiendo bien?

Entonces, ¿para la eficiencia es importante generar un flujo de calor relativamente constante sin fluctuaciones continuas?

También he leído (artículo en Wärmepumpe.de) que las bombas de calor necesitan un caudal mínimo constante o algo así. ¿De qué se trata eso y por qué podría necesitar entonces un acumulador (así lo he entendido)?

Se regula normalmente con actuadores térmicos. Estos solo conocen abierto/cerrado y suelen regularse por PWM. Eso significa que el termostato le indica al actuador que, básicamente, durante los próximos 15 minutos estés cerrado 7 minutos y abierto 8 minutos. Esto provoca que

[*]El caudal posible en la calefacción no sea constante
[*]El caudal posible caiga regularmente por debajo del caudal mínimo que necesita la bomba de calor
[*]El equilibrado hidráulico (si es que se hizo alguno) sea una porquería, porque los caudales de los diferentes circuitos de calefacción nunca coinciden entre sí

Y para compensar este desastre se necesita un costoso acumulador de calefacción que complica aún más todo el sistema. Básicamente se instalan dos cosas caras que encarecen la calefacción en unos 2000€ sin hacerla ni más eficiente ni más confortable. Un buen instalador que sepa de bombas de calor evitaría ambos.

En cuanto a ajustar la temperatura...
Eso se hace mediante el equilibrado hidráulico/térmico. Diferentes temperaturas en las habitaciones de una construcción nueva son de todas formas ilusorias. Por eso se regula mediante la curva de calefacción de la bomba de calor (que debería estar configurada lo más baja posible). Y si quieres que el dormitorio esté 1K más frío, puedes simplemente regular el circuito de calefacción en el Taco Setter o instalar ERR solo para el dormitorio y el baño. Pero ERR en toda la casa es solo un desperdicio de dinero, tanto en inversión como en operación. Por eso deja que cada habitación tenga el cableado pero prescinde de los termostatos y del acumulador.

De todos modos, te remito a otro de mis comentarios sobre este tema

No estoy seguro. Construyo KfW55. Según todos los cálculos (5 ofertas + mi propio cálculo de peor caso) sale casi igual con o sin batería de ~5.1kWh. El autoconsumo aumenta, la inyección baja y la diferencia entre ambos escenarios es de 3600€ en los primeros 10 años (período de garantía de la batería). La batería me cuesta 3450€. Como la vida útil de la batería se indica en 20 años (probablemente exagerado, claro), la balanza se inclina a favor de la batería cuanto más tiempo dure.

Tengo un acumulador (regalado por KfW). Con los precios actuales de acumuladores y costes de electricidad, es más rentable inyectar la electricidad y luego comprarla de nuevo. Eso te cuesta máximo 20ct/kWh. Almacenar la electricidad tú mismo cuesta mucho más. Y ni siquiera he incluido el IVA sobre el consumo de energía. Además, con tus "modestos" 9,75kWp en invierno no quedará mucho para el acumulador. Eso significa que se cargará regularmente con la electricidad cara de la red para mantener la carga. Yo tengo 22kWp y una batería de 6kWh. A pesar de los 22kWp no se carga regularmente en invierno y si la hubiera pagado yo, la amortización a 20 años sería mayor que el ahorro.
Si en 5 años las baterías son más baratas y la electricidad (quizá) más cara, siempre puedes instalar el acumulador después. Solo necesitas prever un inversor híbrido y cuando el coste del acumulador sea menor que la diferencia entre la inyección y la tarifa, simplemente instalarlo. He calculado cuándo vale la pena teniendo en cuenta IVA, pérdidas del acumulador, devaluación, etc. Para equiparar la diferencia actual entre la tarifa de inyección y el precio de compra, las baterías todavía deben ser al menos dos veces más baratas. Además, si en 5 años te compras un coche eléctrico, ya tendrás tu batería.

No tengo que convencerte de renunciar por el momento a la batería. No me beneficia en nada. Puedes comprarla si crees en ello. Pero hay formas mejores de gastar el dinero cuando construyes una casa.

Saludos, Nika

Eso te cuesta como máximo 20 céntimos/kWh. Almacenar la electricidad tú mismo cuesta mucho más.

Exactamente, en realidad es bastante sencillo. Si calculas un almacenamiento de modo que valga la pena, te has equivocado.