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Jun 15, 2023

Clean Condo Life: obtener bombas de calor para edificios sin aire acondicionado

Las bombas de calor se agregan a los condominios todo el tiempo, aumentan el valor de las ventas, pueden ahorrar

Las bombas de calor se agregan a los condominios todo el tiempo, aumentan el valor de venta, pueden ahorrarle un poco de dinero en el invierno y le brindarán una gran comodidad en los días calurosos del verano.

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Como habitante de un condominio en un edificio construido sin la previsión del aire acondicionado central, he estado sintiendo los efectos del cambio climático con más intensidad que nunca, al igual que mis vecinos. Cada verano parece traer nuevos récords de temperatura, transformando mi refugio urbano, una vez cómodo, en una zona de calor sofocante. Lo que alguna vez fue un lujo, el aire acondicionado, se está convirtiendo rápidamente en una necesidad en este clima cambiante.

El cambio climático es solo una de las megatendencias de las décadas pasadas y futuras. Las megatendencias más duraderas son el crecimiento demográfico y la urbanización. Con la automatización masiva de la agricultura y la extracción de recursos durante el siglo pasado, la cantidad de personas que viven en áreas rurales ha disminuido a nivel mundial, mientras que la cantidad de personas que viven en ciudades se ha disparado.

Si bien los programas de televisión y las películas de América del Norte pueden hacer que parezca que el mundo vive en casas unifamiliares en los suburbios, la realidad es que solo alrededor del 1% del mundo vive de esa manera. Incluso en esos suburbios estadounidenses en expansión, el 20% de los residentes viven en edificios residenciales de unidades múltiples. Fuera de Australia, todos los países del mundo viven mucho más en pisos, condominios, casas adosadas y terrazas. En Asia, el 90% de la población vive en edificios de apartamentos o condominios.

Y cuanto más se aleje del ecuador, ya sea al norte o al sur, mayor será la probabilidad de que los edificios residenciales de unidades múltiples no tengan aire acondicionado. Cuanto más te alejas del ecuador, más rápido sube la temperatura, de hecho, con Canadá experimentando el doble de calentamiento promedio que los lugares más al sur. Como estoy experimentando aquí en Vancouver, vivir sin aire acondicionado ya no es viable. Y si usted es propietario de un condominio, puede ser un problema para la reventa de su unidad. Como uno de mis agentes inmobiliarios favoritos, el que me ayudó a encontrar este lugar hace unos años cuando finalmente nos establecimos nuevamente después de nuestra década de trotar por el mundo con mis roles en América Latina y Asia, me dijo recientemente, un condominio no tener aire acondicionado incorporado es un no rotundo para un número cada vez mayor de compradores. No es un punto de negociación, es un show stopper. Ni siquiera mirarán la unidad. Las unidades portátiles de aire acondicionado no cuentan, tiene que estar integrada.

Otro factor importante en esto es que la ciudad donde vivo requiere nuevas casas y edificios residenciales terminados en 2025 y luego construidos con bombas de calor. Es un problema de salud pública en parte, ya que a pesar de nuestro clima muy templado aquí en el sur de la Columbia Británica, las personas están comenzando a morir por el calor, 619 en la provincia en una semana en 2021 y otras 16 al año siguiente en otra semana calurosa. Prácticamente todas las muertes por hipertermia ocurren en interiores y, como era de esperar, en su mayoría en los lugares donde vive la mayoría de la gente, el Bajo Continente. Pero también es una estrategia de cambio climático y suministro de electricidad, ya que las bombas de calor obviamente no queman gas natural en el invierno para mantener a la gente calentita, sino que también usan un tercio de la electricidad como lo hacen los calentadores de placa base, lo que ayuda sustancialmente con la provincia y las ciudades. esfuerzos para ser parte de la solución sin sobrecargar la red.

Lo que eso significa es que los condominios en nuestro edificio de repente comenzarán a compararse no con la gran mayoría de las suites que no tienen aire acondicionado, sino con un número cada vez mayor de edificios nuevos que lo tienen incorporado desde el primer día. Esa es una receta para la diferenciación del valor de los condominios, y no a nuestro favor.

¿Que hacer que hacer?

Bueno, he estado viviendo esto y buscando una solución para mi edificio, así que voy a compartir mis hallazgos hasta la fecha para ayudar a otros en mi talla 11 de zapatos.

En términos simples, las bombas de calor son dispositivos que mueven el calor desde el exterior hacia el interior, o desde el interior hacia el exterior. Son una alternativa energéticamente eficiente a los hornos y acondicionadores de aire. La belleza de una bomba de calor es que puede enfriar su casa en verano y calentarla en invierno, lo que la convierte en una solución para todas las estaciones.

Obtiene aproximadamente tres veces más energía en forma de calor o frío que la electricidad utilizada para hacerlos funcionar, algo que se conoce como el coeficiente de rendimiento (COP), porque solo está moviendo el calor, no lo crea quemando gas o calentamiento de bobinas eléctricas. Eso significa que las facturas de calefacción son aproximadamente un tercio de lo que costarían con calentadores de placa base, y en mi país, con un precio del carbono en aumento, más barato que quemar gas natural para 2027 más o menos en la mayoría de nuestras provincias. Los acondicionadores de aire son bombas de calor unidireccionales, por lo que no se ahorra electricidad en verano.

Las bombas de calor son solo aire acondicionado bidireccional, pero hay algunas cosas en las que pensar.

Es completamente posible adaptar el sistema HVAC para la mayoría de los edificios residenciales de unidades múltiples con bombas de calor. Un edificio al otro lado del agua donde sé que alguien está considerando una actualización con bombas de calor Sanden CO2 (más sobre refrigerantes más adelante) para agua caliente, calefacción y refrigeración. Sanden es uno de los principales proveedores y se enfoca en el agua, razón por la cual Harvest Thermal, con cuya directora ejecutiva y fundadora, Jane Melia, hablé hace unos meses, usa su producto con su solución para hogares.

En mi edificio de 233 unidades y 19 pisos con un podio de 8 pisos, podríamos obtener bombas de calor de fuente de aire montadas en el techo, tuberías de refrigerante conectadas a los armarios de servicios públicos de cada piso y de allí a las suites donde las unidades de intercambio de aire dentro del condominio soplaría caliente o frío dependiendo de la temporada. Pero ese es un trabajo muy grande, costoso, requiere mucha preparación y planificación, documentos de permiso de planificación pesados, aprobaciones de la ciudad y similares.

Estoy bastante seguro de que no podría obtener bombas de calor central completas a través del consejo de estratos y la AGM, y como soy el presidente de mi consejo de estratos, estoy razonablemente bien posicionado para juzgar. Sospecho que no es algo en lo que nuestros propietarios estarían de acuerdo con un gravamen especial, especialmente porque estoy impulsando la preparación de carga de vehículos eléctricos para nuestro estacionamiento de cuatro niveles con 330 puestos e investigando activamente la vinculación del sistema de agua caliente del edificio a la red local de calefacción del distrito. (Los escribiré en partes separadas de la vida del condominio), dos iniciativas con muchas preguntas de ingeniería, aprobaciones de la Junta General de Accionistas y similares.

Dicho esto, compartiré bombas de calor centrales completas como una opción la próxima semana con el consejo, y es posible que me sorprendan.

Hay tres tipos principales de bombas de calor que se pueden agregar a apartamentos individuales o casas adosadas como accesorios permanentes y, por lo tanto, que mejoran el precio de venta. El primero es un mini-split. Tiene una unidad que sale a un balcón, patio o soportes en la pared, y una unidad en el interior de la suite, generalmente montada en una pared, que calienta o enfría el aire que sopla en la suite. Un conducto delgado corre entre ellos que transporta tubos de gas y líquido, así como una línea eléctrica. En el verano, el calor se saca de la suite a la unidad en el exterior, lo que deja escapar el calor al aire libre. En invierno, la unidad exterior captura el calor del aire libre y lo envía a través de los tubos a la unidad interior, que lo empuja hacia el aire del condominio. Hay una variante multizona de esto en la que tiene una unidad exterior y dos o tres unidades interiores adjuntas.

El segundo tipo coloca ambas partes dentro de la suite, pero perfora dos orificios de 20 cm (8 pulgadas) a través de la pared hacia el exterior. Hay un par de tipos de este, con el Olimpia Splendid Maestro (todo el espacio tiene problemas de nombre y marca, como muchos han señalado) que tiene una sola unidad interior que se monta en una pared que está al lado del exterior, y otra , ELFO Multi-split (¿ves lo que quiero decir con nombrar?) que tiene una unidad que se puede ocultar en un armario o alacena que tiene una pared que se apoya en la pared del edificio donde se perforan los agujeros grandes, y luego el mismo tipo de Conducto delgado de energía, gas y líquido que va a una o más unidades delgadas montadas en la pared.

Finalmente, está la versión del calentador de agua caliente. Al igual que Harvest Thermal de Meliá, puede reemplazar el calentador de agua, el horno y el aire acondicionado. Y funciona con sistemas de calefacción por suelo radiante que también hacen correr el agua a través de tubos debajo del suelo, lo que lo convierte en una opción realmente interesante para las personas que tienen eso en sus suites. En términos generales, es probable que solo las casas adosadas en complejos residenciales de unidades múltiples tengan sus propios calentadores de agua y hornos, como lo hace un buen amigo y colaborador frecuente que vive a pocos kilómetros de mí y un buen amigo en Ontario. Cada vez que uno de esos componentes se acerca al final de su vida útil, tipificado por comenzar a necesitar más reparaciones de emergencia cuando falla, es un buen momento para considerar reemplazar todo con una bomba de calor que hace agua caliente, calefacción y refrigeración.

Solía ​​haber otra opción en el mercado, pero en la mayoría de los lugares está muerta en el agua. Hay bombas de calor muy útiles que funcionan con la construcción de bucles de agua, típicamente con bucles geotérmicos o agujeros perforados para el intercambio de calor. Ese es claramente un proyecto importante, la perforación como esa solo ocurre en la construcción de edificios, y es poco probable que sea viable durante una modernización. Un montón de fontanería también, por supuesto. La variante en cuestión solía ser una práctica de hacer funcionar bombas de calor fuera de los sistemas de agua fría y caliente de los edificios. Sin embargo, eso podría significar que 2500 litros (660 galones) de agua potable fresca se tiran por el desagüe por día, algo que no es apropiado en la gran mayoría de los lugares, y ciertamente no en los veranos cada vez más secos de Vancouver, otro impacto del cambio climático.

Las bombas de calor vienen con diferentes capacidades de calefacción y refrigeración. Por lo general, una sola unidad es suficiente para aproximadamente 90 metros cuadrados (1,000 pies cuadrados) de un condominio de planta abierta de un solo nivel. Para nuestro edificio, eso será suficiente para todas las suites excepto algunas más grandes en los dos pisos superiores y las casas adosadas. Para las suites del último piso, probablemente dos sean suficientes, y tiene sentido poner una en el dormitorio principal. Para las casas adosadas, una por piso comienza a tener sentido, aunque el sótano es un signo de interrogación. Aparentemente, obtener dos unidades costará lo mismo por unidad que obtener una unidad, pero la tercera unidad cuesta la mitad del precio, por lo que algunos pueden optar por eso.

Los refrigerantes juegan un papel crucial en el funcionamiento de las bombas de calor, ya que son el fluido de trabajo que circula dentro de las unidades para absorber y liberar calor. Sin embargo, los refrigerantes tradicionales como los hidrofluorocarbonos (HFC), como el muy común R410A, tienen un alto potencial de calentamiento global (GWP). Eso significa que el R410a tiene un efecto de calentamiento 2088 veces mayor que una cantidad equivalente de dióxido de carbono durante un período de 100 años, a pesar de degradarse rápidamente. Debido a ese breve período de persistencia, tiene un GWP de 20 años de 4340, y muchas organizaciones lo consideran más importante. Ambos son terribles. El impacto ambiental de estos refrigerantes se ha convertido en una preocupación importante.

En respuesta al problema de los refrigerantes HFC, en 2016 se adoptó la Enmienda de Kigali al Protocolo de Montreal, cuyo objetivo es reducir gradualmente la producción y el consumo de HFC en todo el mundo. El Protocolo de Montreal, como recordatorio, se creó porque los CFC estaban destruyendo la capa de ozono y los HFC no. Como he señalado en otro lugar varias veces, los HFC tenían un GWP más bajo que los CFC, pero aun así eran realmente malos, y estoy seguro de que alguien lo señaló en ese momento pero fue ignorado. El objetivo es reducir la producción y el consumo proyectados de HFC en más del 80 % durante los próximos 30 años.

Se espera que este acuerdo internacional evite hasta 0,5°C de calentamiento global para finales de siglo. También es el número 1 con una viñeta en la lista clasificada de costo-beneficio de acciones climáticas de Project Drawdown, porque reemplazar los refrigerantes es relativamente barato y fácil (y no hay mucho dinero oscuro luchando con uñas y dientes). Una de mis tiendas de comestibles locales recientemente reemplazó los refrigerantes en su mostrador de queso con CO2, por ejemplo.

Esto está sucediendo de manera algo invisible a su alrededor en gran parte del mundo, ya que casi todos los países, incluidos China y los EE. UU., han ratificado la enmienda de Kigali.

En consecuencia, ha habido un cambio global hacia el uso de refrigerantes de bajo GWP en bombas de calor. Por ejemplo, R290 (propano) y CO2 (R744) están disponibles en muchas unidades. R290 tiene un GWP de 0.02 durante 100 años, con estudios IPCC 6 que encontraron que su GWP de 3 previamente entendido fue exagerado, mientras que el CO2 obviamente tiene un GWP de 1, lo que los hace mucho menos perjudiciales para el medio ambiente.

Sin embargo, las bombas de calor son aparatos básicos, lo que significa que solo se cambian cuando es absolutamente necesario. El Maestro y ELFO, por ejemplo, todavía se envían con R410a con su GWP muy alto, al igual que Mitsubishi y Daikin de los proveedores que examiné. Mitsubishi introdujo una bomba de calor R290 este año, pero no en un factor de forma adecuado para remodelaciones de condominios, lo que afirma se debe a que el R290 es propano y, por lo tanto, un riesgo en entornos residenciales. Dado que quemamos gas natural en los hogares de todo el mundo para calentar y cocinar, personalmente creo que no usar R290 en sistemas cerrados sin riesgo de incendio es un poco valioso.

Todo esto importa, ya que la fuga promedio de refrigerantes HVAC es de 2-4% por año. La mayoría de las unidades tienen 1-1,5 kg (2-3 libras) de refrigerante. El 3 % de 1,5 kg multiplicado por un GWP de 20 años de 4340 significa el equivalente a 195 kg de CO2 por unidad al año. Eso es dos toneladas por unidad durante una década. Si hay cien de ellos en un edificio, son potencialmente 200 toneladas de CO2e al año.

De la Comisión Económica de Vancouver Noviembre de 2022 Estrategia de atracción de tecnología de bomba de calor BC

Por supuesto, hay un problema aquí, como se destaca por la prevalencia de R410a de alto GWP en todas las bombas de calor mini-split disponibles localmente que observé, y se muestra en la tabla anterior de un informe sobre tecnología de bomba de calor en el mercado y Qué hacer al respecto. Busque la columna de minisplits sin ductos en la habitación y sígala hasta la fila de refrigerantes de bajo GWP. Sí, en el momento en que se redactó este informe en algún momento del año pasado, había una brecha de mercado a nivel local que no existe a nivel mundial. Varios productos que usan R290 de múltiples proveedores de múltiples países están disponibles en Europa. Pero eso no significa que existan en el relativamente pequeño aunque prospectivo mercado de BC. Ser un bolsillo del futuro en un continente que en temas energéticos es a menudo un reservorio de petróleo del pasado puede ser problemático.

Probablemente no ayude que la EPA de los EE. UU. haya prohibido el R290 entre todos los refrigerantes de hidrocarburos para ciertas clases de refrigeración y solo recientemente lo eliminó de la lista.

Cuando hable con proveedores e instaladores, trate de no conformarse con productos que no hayan hecho el cambio a refrigerantes de bajo GWP, aunque no tiene que ser tan nerd como yo sobre el tema. Empújelos y cree presión de mercado para que los fabricantes respondan. Si obtiene bombas de calor que no son perfectas, pero hacen posible que usted y su familia vivan de manera cómoda y segura en su hogar y ha presionado al mercado para que los productos con bajo GWP estén disponibles, ese podría ser el compromiso que tengo que aceptar Ciertamente, no es el que quiero aceptar, y redactaré la solicitud de propuesta con firmeza para indicar que preferiremos encarecidamente los que ofrecen productos con bajo GWP.

Una de las muchas piezas de FUD anti-bomba de calor que los sospechosos habituales dicen es que no funcionan en climas más fríos. Eso no es realmente una preocupación para Vancouver, donde rara vez cae por debajo del punto de congelación y, en el peor de los casos, baja a alrededor de -10 ° Celsius (14 ° F). Las bombas de calor más antiguas solían tener problemas, por lo que hay una pizca de verdad en medio de las tonterías. Y sí, las bombas de calor se vuelven menos eficientes cuanto más frío hace afuera, por lo que está usando más electricidad para el mismo calor.

Pero las bombas de calor modernas que están diseñadas para climas fríos funcionan bien. Diablos, Manitoba los promueve, y su capital se conoce como Winterpeg por una razón. La mitad de todas las imágenes de canadienses haciendo cosas en condiciones absurdamente frías mientras estaban abrigados hasta el punto en que no estaba claro si había un ser humano dentro de la parka y las botas de motonieve fueron tomadas en Manitoba. Como se indica en la página, las bombas de calor para climas fríos aún producen calor hasta −25 °C o −30 °C (-13 °F o -22 °F). Y también pueden ser eficientes cuando hace frío. Un estudio realizado por el Departamento de Energía, Minas y Recursos de Yukón encontró que algunos sistemas tenían una eficiencia del 200 % a -18 °C (0,4 °F).

Según la Agencia Internacional de la Energía, el 60 % de los edificios de Noruega están equipados con una bomba de calor, seguido de cerca por Suecia con un 43 % y Finlandia con un 41 %. Esos países no son precisamente conocidos por ser cálidos. Sin embargo, son conocidos por tener edificios bien aislados. Es muy poco probable que sus contratistas locales le ofrezcan bombas de calor que ya no estén alineadas con su clima local.

Sin embargo, si está reemplazando los calentadores de zócalo, hay un truco simple. No rompas los calentadores. Déjalos por un par de años hasta que hayas superado una ola de frío. Si no los ha necesitado, sáquelos. Si es así, déjalos y úsalos para las noches más frías del año para mantenerte calentito.

En un artículo de seguimiento, me ocuparé de la selección y negociación con los contratistas, las preocupaciones sobre la penetración de paredes, las preocupaciones sobre el ruido, los permisos, los costos y más. Si hay algún interés, también publicaré la solicitud de propuesta que redacté para usar con los contratistas para obtener propuestas.

Si usted y sus vecinos están sufriendo por el aumento del calor en su edificio y se las arreglan con ejércitos de ventiladores y aires acondicionados portátiles de mala calidad y sus mangueras molestas como lo hemos estado haciendo nosotros, hay esperanza. Las bombas de calor se agregan a los condominios todo el tiempo, aumentan el valor de venta, pueden ahorrarle un poco de dinero en el invierno y le brindarán una gran comodidad en los días calurosos del verano.

es miembro de los consejos asesores de la startup de aviación eléctrica FLIMAX, estratega jefe de TFIE Strategy y cofundador de distnc technologies. Presenta el podcast Redefining Energy - Tech (https://shorturl.at/tuEF5), parte del galardonado equipo Redefining Energy. Pasa su tiempo proyectando escenarios para la descarbonización de 40 a 80 años en el futuro y ayudando a ejecutivos, juntas e inversores a elegir sabiamente hoy. Ya sea reabastecimiento de combustible para la aviación, almacenamiento en la red, vehículo a la red o demanda de hidrógeno, su trabajo se basa en los fundamentos de la física, la economía y la naturaleza humana, y está informado por los requisitos de descarbonización y las innovaciones de múltiples dominios. Sus posiciones de liderazgo en América del Norte, Asia y América Latina mejoraron su punto de vista global. Publica regularmente en múltiples medios sobre innovación, negocios, tecnología y política. Está disponible para la Junta, asesor de estrategia y compromisos para hablar.

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