La adopción de bombas de calor ha ido aumentando para reemplazar los calentadores de agua y los espacios que emiten gases de efecto invernadero en los hogares por alternativas seguras, limpias y totalmente eléctricas. En el condado de San Mateo, varias jurisdicciones han aprobado requisitos que exigen que las viviendas nuevas utilicen tecnología totalmente eléctrica; y más de 100 clientes solicitan reembolsos por instalación de bombas de calor de Peninsula Clean Energy cada mes.

Modernizar un edificio para que utilice sistemas totalmente eléctricos no siempre es tan fácil como diseñar sistemas totalmente eléctricos para una nueva construcción. Los problemas de distribución, la capacidad eléctrica y la falta de espacio en el parque de viviendas más pequeño de California pueden plantear desafíos. Necesitaremos acceso a una variedad más amplia de configuraciones de bombas de calor para ayudar con una transición energética rentable. 

Como ingeniero arquitectónico que ha diseñado edificios con bajas emisiones de carbono en todo el mundo, puedo decir con certeza que en Estados Unidos teníamos opciones limitadas en lo que respecta a estilos de sistemas de calefacción eléctrica. Pero eso está cambiando. Peninsula Clean Energy está trabajando para poner a prueba sistemas innovadores que puedan hacer que la transición energética sea más accesible y asequible para nuestros electores, clientes y vecinos.

Piloto Térmico de Cosecha
Peninsula Clean Energy trabajó recientemente con la nueva empresa local Harvest Thermal para poner a prueba su nueva tecnología de bomba de calor, que cuenta con un compresor compartido con los siguientes beneficios:

• Sistema 2 en 1: el único compresor proporciona calefacción y calentamiento de agua, lo que reduce la cantidad de compresores necesarios para electrificar el hogar.
• Flexibilidad de carga de calefacción: gracias al tanque de almacenamiento de energía térmica, las cargas de calefacción se pueden alejar del pico de la tarde para ahorrar dinero y ayudar a avanzar hacia una electricidad libre de carbono las 24 horas, los 7 días de la semana.
• Sin compresor interior: al mover el compresor del calentador de agua de la bomba de calor al exterior, se eliminan los problemas de ruido o ventilación.
• CO2 Refrigerante: el sistema utiliza un refrigerante con un potencial de calentamiento global (GWP) ultrabajo, lo que garantiza que las fugas de refrigerante no generen los ahorros de gases de efecto invernadero que estamos tratando de evitar con la electrificación.

Peninsula Clean Energy instaló el sistema Harvest Thermal en cuatro viviendas unifamiliares en las que TRC, una empresa de consultoría global de ingeniería y gestión de la construcción, realizó pruebas independientes de medición y verificación (M&V).

Sobre las instalaciones
Las cuatro casas del estudio piloto se encuentran en: Daly City, Redwood City, South San Francisco y Menlo Park. Fueron construidos entre 1947 y 1980 y tienen entre 1060 y 1950 pies cuadrados. Cada vivienda tiene de dos a cuatro ocupantes y no dispone de aire acondicionado. 

Los costos de instalación fueron similares a los de instalar equipos separados.
Al utilizar un solo compresor para satisfacer las necesidades de calentamiento de agua y calefacción de espacios, existe una oportunidad potencial para reducir costos. Sin embargo, el sistema requiere una instalación más compleja. Los costos totales de instalación promediaron $28.600 por vivienda y $22.500 después de los incentivos. Este es un costo similar a la instalación de un calentador de agua con bomba de calor independiente y un sistema dividido, calentador de espacio por conductos en una casa unifamiliar en el condado de San Mateo. 

Ahorro de costos de energía 
Los ahorros en costos de energía del Sistema Térmico Harvest se deben a: 

• Sistema de bomba de calor totalmente eléctrica de alta eficiencia en lugar de gas metano 
• Capacidad de utilizar el tanque de almacenamiento para mover cargas desde épocas de tarifas eléctricas altas y pico a tarifas eléctricas más bajas y fuera de las horas pico. 
• Asegurarse de que el cliente tenga una tarifa compatible con la electrificación, como EV2A en el condado de San Mateo. 

Hubo un ahorro promedio en costos de energía de 22% en comparación con la línea base de gas si se utilizó la tarifa EV2A, y hasta 36% de ahorros en costos de energía. El estudio también concluyó que cambiar a una tarifa favorable a la electrificación es clave para garantizar el ahorro de costes energéticos. La siguiente figura describe la comparación de costos operativos anuales en cada hogar piloto. 

Beneficios de flexibilidad de carga
Los edificios integrados en la red son cada vez más importantes a medida que avanzamos hacia la electricidad renovable 100% que depende de los recursos eólicos, solares, geotérmicos e hidroeléctricos disponibles. La capacidad de flexionar cargas en nuestros hogares ayuda a reducir la cantidad de almacenamiento de batería necesaria en la red. 

Para los equipos de calefacción de espacios, es especialmente importante la capacidad de trasladar la electricidad asociada con las cargas de calefacción durante el día, cuando hay electricidad solar disponible. Los sistemas tradicionales de calefacción de espacios con bomba de calor no ofrecen flexibilidad de carga. Con el compresor compartido, el sistema Harvest Thermal generó 3,6 kWh de electricidad fuera de las horas punta de media al día, una media de 860 kWh al año. Estos cambios de carga resultan en ahorros de costos de energía para el cliente, ayudan a reducir los costos de infraestructura para el estado y pueden ayudar a permitir una mayor adopción de electricidad renovable. 

Oportunidades para mejorar
El sistema Harvest Thermal tiene algunos inconvenientes frente a los sistemas tradicionales. El sistema pilotado no disponía de aire acondicionado. Si bien la mayoría de los hogares en nuestra región funcionan sin aire acondicionado, el aumento de las temperaturas y el aumento del humo debido a los incendios forestales están generando un mayor interés en esta característica. 

Además, dado que es un sistema nuevo, es posible que los contratistas no estén familiarizados con él. La concienciación y la educación de los contratistas serán importantes para la penetración en el mercado de nuevas tecnologías como ésta.

La satisfacción del cliente
En general, a los clientes les gustó más el sistema Harvest Thermal que sus aparatos de gas anteriores, tanto para calefacción de espacios como para calentamiento de agua, y quedaron satisfechos con la experiencia de instalación.  

Leer el proyecto piloto reporte final.

Descuento especial para clientes de Peninsula Clean Energy
Harvest Thermal ofrece un descuento en equipos de $500 a los clientes de Peninsula Clean Energy.

Por:
Blake Herrschaft
Gerente del Programa de Electrificación de Edificios
Península Energía Limpia