Programas piloto y proyectos de demostración activos

Estudio de campo de la bomba de calor aire-agua

Sobre el piloto

Una bomba de calor aire-agua (AWHP) es un sistema de calefacción eléctrico que extrae calor del aire exterior y lo transfiere a tuberías de agua que suministran calor a radiadores y sistemas radiantes en el suelo, haciendo el trabajo que normalmente haría una caldera o un sistema geotérmico. Pueden funcionar con un rendimiento de hasta el 500% y trabajar en tándem con una caldera de apoyo, ahorrando cantidades sustanciales de energía y reduciendo potencialmente los costes energéticos. Los sistemas de bomba de calor aire-agua se utilizan en Europa desde hace años y ya están ganando terreno en el noreste.

Calendario del proyecto: Octubre de 2023 - septiembre de 2025
Segmento de clientes: Residencial unifamiliar, Residencial multifamiliar

Objetivos del proyecto de demostración:

Demostrar el impacto de las AWHP en tres edificios unifamiliares y un edificio multifamiliar en Wisconsin, incluyendo tanto aplicaciones de modernización como de nueva construcción. Esto incluirá una combinación de agua caliente sanitaria y calefacción, refrigeración y cambio de carga utilizando un tanque de almacenamiento y un controlador.
Definir las características clave (es decir, las zonas climáticas, la edad, el tipo de combustible, el nivel de climatización, el tipo de emisor de distribución hidrónica, y el tamaño) que hacen de un hogar un candidato prometedor para una AWHP e identificar arquetipos de alta oportunidad para AWHP.
Identificar las barreras para la instalación de AWHP en Wisconsin, incluyendo los posibles problemas de la cadena de suministro.
Comprender el impacto de la AWHP en el confort de los sistemas de calefacción hidrónicos existentes, incluyendo si los sistemas pueden proporcionar suficiente calor y agua caliente.
Documentar el consumo de electricidad, el consumo de combustible de apoyo y la eficiencia del sistema de AWHP. Analizar el impacto de estos factores en comparación con las fuentes de calefacción de referencia.
Investigar el potencial de cambio de carga de los sistemas inteligentes de AWHP con tanques de almacenamiento.
Medir el rendimiento antes y después de la instalación y modelar las operaciones de la PTAA propuesta utilizando software de modelado energético de edificios para estimar el ahorro esperado de la instalación.
Documentar los fallos del sistema, los cambios en los parámetros de funcionamiento y los ajustes necesarios a lo largo del seguimiento del sistema.
Cuantificar los costes asociados a los sistemas y las adaptaciones de las plantas AWHP, incluidos los costes de producto, instalación, funcionamiento y mantenimiento.
Comprender la perspectiva de las siguientes partes interesadas mediante encuestas:
- Usuarios: capacidad del equipo para satisfacer las necesidades de los usuarios y proporcionar una buena experiencia al cliente.
- Instaladores: lecciones aprendidas de la instalación, limitaciones tecnológicas y necesidades de formación.
- Constructores: lecciones aprendidas de la instalación, argumentos de venta de la tecnología a los compradores.
- Determinar las limitaciones y oportunidades de la tecnología sobre el terreno.
- Redactar un documento de trabajo TRM para apoyar la elegibilidad de la AWHP como medida prescriptiva dentro de la cartera de Focus on Energy.

White outdoor HVAC unit with two circular fans on a concrete pad, beside a wooden-clad house with sliding doors and a paved patio.

Demonstration Project Objectives:

Demonstrate the impacts of AWHPs in three single family buildings and one multifamily building in Wisconsin including both retrofit and new construction applications. This will include a combination of combined domestic hot water and space heating, cooling, and load shifting using a storage tank and controller.
Define key characteristics (i.e., climate zones, age, fuel type, level of weatherization, hydronic distribution emitter type, and size) that make a home a promising candidate for an AWHP and identify high-opportunity archetypes for AWHP.
Identify the installation barriers for AWHP in Wisconsin, including potential supply chain issues.
Understand the comfort impacts of AWHP as retrofits to existing hydronic heating systems including whether the systems can provide both sufficient heat and hot water.
Document the electricity consumption, backup fuel consumption, and system efficiencies of AWHP. Analyze the impacts to these factors as compared to baseline space heating sources.
Investigate the load shifting potential of smart AWHP systems with storage tanks.
Meter performance before and after installation and model the operations of the proposed AWHP using building energy modelling software to estimate the expected savings from the installation.
Document system failures, changes to operating parameters, and adjustments required throughout the monitoring of the system.
Quantify costs associated with AWHP systems and retrofits, including product, installation, and operating and maintenance costs.
Understand the perspective of the following stakeholders through surveying:
- Users: ability of the equipment to meet user needs and provide a good customer experience.
- Installers: installation lessons learned, technology limitations, and training needs.
- Builders: installation lessons learned, sales pitch for technology to buyers.
- Determine any field limitations and opportunities of the technology.
- Draft a TRM workpaper to support eligibility of AWHP as a prescriptive measure within the Focus on Energy portfolio.