Sistemas de climatización basados en renovables para un mundo cada vez más cálido 

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Un reciente informe de Eurostat analiza la evolución de la demanda energética de calefacción y de refrigeración o aire acondicionado en función del clima de los edificios de la UE en el periodo 1979 a 2022.

El documento revela que la demanda de calefacción fue aproximadamente un 20 % menor en 2022 que en 1979. Sin embargo, la demanda energética de refrigeración o aire acondicionado se ha casi cuadriplicado desde 1979.

España es el cuarto país europeo donde el aumento de la demanda energética para refrigeración fue mayor, lo que constata la vulnerabilidad de este territorio al cambio climático.

Ante este panorama, el sector de los edificios debe adaptar los sistemas de climatización si quiere alcanzar los objetivos europeos de limitación del consumo energético y la reducción de emisiones.

Variación entre 1979 y 2022 de los grados día de refrigeración (CDD), un índice que describe la necesidad de refrigeración o aire acondicionado para un edificio en función del clima.

La situación a nivel global

La tendencia se extiende a todo el mundo. Según datos de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), se espera un incremento de la necesidad de refrigeración o aire acondicionado a nivel global del orden del 25 % hasta el 2050.

El mayor incremento se prevé en las regiones de climas cálidos, donde el nivel de vida y la población están aumentando rápidamente, lo que hace previsible un crecimiento en la demanda de aire acondicionado aún mayor en las próximas décadas.

Este aumento de la demanda de aire acondicionado a nivel internacional no solo se atribuye al clima, sino también a otros dos tipos de factores:

Factores relacionados con el crecimiento económico, que hacen estos equipos más asequibles para consumidores y empresas.

Factores demográficos, como el aumento de población en ciudades y el envejecimiento de la población, que requiere una protección mayor dentro de los edificios frente a episodios de olas de calor y periodos de temperaturas extremas cada vez más prolongados.

Tecnologías de climatización

En España, las ventas de equipos de climatización en 2022 crecieron más de un 21 %, según datos de la Asociación de Fabricantes de Equipos de Climatización.

La misma tendencia se constata en el mercado internacional, donde, según datos de la AIE, las ventas anuales de equipos de climatización se han cuadruplicado entre 1990 y 2016 hasta las 135 millones de unidades vendidas.

Las tecnologías empleadas en los sistemas de climatización son determinantes para la mejora de la eficiencia energética. La mejor tecnología disponible en estos equipos suele ser dos veces más eficiente que el promedio existente en el mercado. La mejora en la eficiencia energética en los sistemas de climatización ayuda a reducir el impacto de los sistemas de climatización en las redes eléctricas.

Sin embargo, a pesar del aumento de la eficiencia energética de estos sistemas, el volumen de equipos de climatización instalados tiene un impacto significativo en el consumo energético a nivel mundial. En la actualidad, el uso de sistemas de climatización representa el 38 % de la energía utilizada en los edificios, equivalente al 12 % de la energía final utilizada en todo el mundo.

Nuevos retos, nuevas soluciones

El Pacto Verde Europeo de la Comisión Europea propone descarbonizar el parque inmobiliario de la UE para 2050. Para ello, la Comisión propone a los Estados miembros establecer una referencia del 49 % de las energías renovables en los edificios para 2030 y un incremento en el uso de energías renovables en los sistemas de calefacción y refrigeración del orden de +1,1 puntos porcentuales cada año hasta 2030.

Además, los sistemas de climatización deben garantizar la salud ambiental y la calidad de aire en el interior en los edificios mediante una adecuada ventilación y filtración del aire. Estas y otras exigencias impulsan el desarrollo de alternativas tecnológicas en los sistemas de climatización.

Entre esas alternativas destacan los sistemas de climatización alimentados por energía fotovoltaica, los sistemas de refrigeración por absorción alimentados por energía térmica renovable, refrigeración solar, los sistemas basados en sistemas de enfriamiento evaporativo indirecto y las redes de distrito de calefacción y refrigeración basadas al 100 % en fuentes renovables.

Un sistema de refrigeración renovable

Recientemente, en la Universidad de Córdoba hemos desarrollado un nuevo sistema de climatización denominado RACU (de renewable air cooling unit) y basado en una combinación de rueda desecante y enfriadores evaporativos indirectos .

Este sistema permite refrigerar los edificios con energía procedentes de fuentes renovables, empleando el 100 % del aire del exterior. Esto garantiza una excelente calidad de aire en el interior a la vez que se consigue una elevada eficiencia energética estacional.

El equipo puede emplearse en aplicaciones como edificios para uso educativo y permite ser integrado en redes de distrito renovables para aprovechar excedentes de calor y transformarlos en aire refrigerado.

Sin duda, se presenta un panorama muy exigente para todo el sector de la climatización, que debe afrontar estos retos desarrollando en los próximos años nuevas e ingeniosas soluciones como estas, basadas en recursos renovables.

Manuel Ruiz de Adana recibe fondos del programa H2020-LC-SC3-2019-RES-IA-CSA de la UE Proyecto WEDISTRICT – Smart and local reneWable Energy DISTRICT heating and cooling solutions for sustainable living, contrato nº857801.

Manuel Ruiz de Adana es miembro de las asociaciones de Ingenieros del Sector de la Climatización y la Refrigeración ASHRAE, REHVA y ATECYR.

Manuel Ruiz de Adana es miembro participante del grupo de trabajo de la Agencia Internacional de la Energía IEA EBC – Annex 85 – Indirect Evaporative Cooling.