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Martes, 12 Febrero 2019 20:05

Aplicaciones de las bombas de calor aerotérmicas

CASA0Como ya es conocido, la tipología de las Bombas de Calor (BdC) se identifica por la naturaleza de los medios

Con el que el citado equipo intercambia calor, utilizándose dos palabras separadas por un guion: la primera indica el tipo de medio o fluido (aire o agua) de la fuente externa con el que la máquina intercambia calor, y la segunda indica el medio o fluido interior al que transfiere el calor.

En el caso de las Bombas de Calor Aerotérmicas la fuente exterior de energía es el aire ambiente, por lo que, en general, nos referiremos a unidades Bomba de Calor Aire-Aire o unidades Bomba de Calor Aire-Agua, según sea aire o agua, respectivamente, el medio interior al que se transfiere el calor.

Cualquiera que sea su tipología, estos equipos pueden instalarse en todos los sectores en los que puede dividirse el mercado: residencial/doméstico, comercial y terciario/industrial. En cualquier caso, estos equipos BdC, productores de aire o agua, fría o caliente, son altamente eficientes, puesto que, además de sus características propias, gracias a las cuales son capaces de multiplicar la energía que consumen, cada vez es más habitual que funcionen con sistemas de modulación de capacidad, tanto en los compresores, que son los elementos generadores de energía térmica,  como en los ventiladores, que regulan el paso de aire a través de las baterías, y en las bombas de agua de recirculación, que distribuyen el agua a las unidades terminales, adaptando continuamente la energía térmica producida a la demanda existente. 

Todo ello les dota de unas ventajas muy destacadas en su funcionamiento, tanto en lo que respecta a sus prestaciones como a su consumo energético, a las que además puede añadirse la capacidad de aprovechamiento de la recuperación de calor del propio circuito frigorífico, para producir de manera gratuita agua caliente simultáneamente a la refrigeración.

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Bombas de Calor Aerotérmicas para el sector residencial/doméstico

Dentro de los equipos de producción de calor en aplicaciones residenciales o domésticas, las Bombas de Calor Aerotérmicas Aire-Agua están cobrando cada vez más importancia, dado que ofrecen una serie de ventajas diferenciadoras, cada vez más valoradas, respecto de los sistemas convencionales:

· El uso de energía procedente de una fuente renovable, lo que contribuye a la sostenibilidad y está en línea con la estrategia europea de uso de energías limpias.

· Una eficiencia elevadísima, con la consiguiente reducción de la factura energética.

· La posibilidad de disponer de calefacción y refrigeración con un solo equipo, y en muchas ocasiones también de ACS, con las ventajas que ello conlleva en lo relativo a facilidad de instalación y de uso, ausencia de servidumbres, etc.

Bombas de Calor Aerotérmicas para los sectores comercial y terciario/industrial

En el sector comercial, prácticamente en todos los casos se incorporan sistemas de climatización, siendo cada vez mayor el uso de Bombas de Calor aerotérmicas dentro de estos, debido a las ventajas anteriormente señaladas, a las que se unen su facilidad de instalación y de mantenimiento, y su versatilidad.

En el caso de aplicaciones para el sector terciario/industrial, en las que la refrigeración se realiza, en numerosas ocasiones, con unidades de aire-agua, gracias a los grandes tamaños a los que pueden llegar estos equipos, y a su robustez, se está imponiendo progresivamente el uso de sistemas de Bomba de Calor aire-agua debido, por un lado, al aumento de las posibilidades  de estos equipos en lo que respecta a su capacidad calorífica y a sus rangos de utilización y, por otro, a la gran ventaja energética que su uso lleva asociado frente al de sistemas convencionales de calefacción, a causa de su elevada eficiencia.

Por otro lado, en las fábricas e industrias en general, se suele contar con energías residuales procedentes de diversos procesos, con lo que el uso de BdC, que permiten el aprovechamiento máximo de los recursos térmicos disponibles, supone un aliciente adicional.

Aplicaciones combinadas de las Bombas de Calor Aerotérmicas

Los sistemas basados en la tecnología de Bomba de Calor permiten atender las necesidades de climatización y de producción de Agua Caliente Sanitaria (ACS) usando energía procedente de fuentes renovables.

Dentro de las mismas, están experimentando un gran auge las Bombas de Calor Aerotérmicas Multitarea, capaces de atender tanto a la demanda de climatización (calefacción/refrigeración), como a la de ACS, tomando el calor disponible en el aire exterior (en el caso de calefacción y ACS) o cediéndolo a este medio (en el caso de refrigeración), es decir, constituyen una solución “integral”.

Estos equipos, gracias a su versatilidad y a su capacidad de transferir calor a diferentes temperaturas, pueden combinarse con otros sistemas de producción de energía de una manera muy efectiva, permitiendo multiplicar la eficiencia de los sistemas. Si estos sistemas son también renovables, como los que hacen uso de la energía solar, se obtienen resultados extraordinarios desde el punto de vista de la eficiencia energética.

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Sistemas con Bomba de Calor Aerotérmica Multitarea y Colectores Solares Térmicos

Como ya es conocido, el uso de Colectores Solares Térmicos se destina principalmente a la producción de ACS.

El dimensionamiento de los sistemas basados en estos Colectores habitualmente no cubre el 100% de la demanda de ACS, puesto que en tal caso se producirían situaciones de exceso de capacidad, con la consiguiente necesidad de incorporar dispositivos que reduzcan su capacidad o de disipar gran parte del calor que generan, teniendo que recurrir a diversas soluciones que, en muchos casos, pueden ser costosas económicamente y/o energéticamente. Por esta razón se establecen unos porcentajes de cobertura de la demanda de ACS con estos elementos, que habitualmente se encuentran entre el 50% y el 70% de la demanda total, según sea el caso.

Es decir, los sistemas basados en Colectores Solares Térmicos casi siempre deben ir complementados con otros sistemas capaces de producir ACS en cualquier momento de cualquier época del año, y en este sentido las BdC Multitarea se han mostrado como una de las soluciones más efectivas puesto que, en estos equipos, la producción de ACS en general supone solo una fracción de su producción, siendo capaces de generar ACS en cualquier momento, sea cual sea el régimen en el que estén funcionando, y con una máxima eficiencia.

Diversos fabricantes ofrecen soluciones combinadas de Bomba de Calor y Colectores Solares Térmicos, que se benefician de las sinergias entre ambos sistemas (aprovechamiento de elementos comunes, facilidad de montaje y de uso, un solo proveedor, etc.).

Sistemas con Bomba de Calor Aerotérmica Multitarea y Paneles Solares Fotovoltaicos

Desde el punto de vista energético, la climatización con sistemas combinados de Bomba de Calor Aerotérmica y Paneles Solares Foltovoltaicos (PVs) es altamente eficiente, teniendo en cuenta el efecto “multiplicador” de la Bomba de Calor, ya que la energía procedente de los PVs, de carácter 100% renovable, destinada a alimentar a la BdC, se multiplica por el SPF (Factor de Rendimiento Medio Estacional) de la Bomba de Calor (mayor de 2,5) para obtener la energía térmica útil. 

En épocas estivales, en las que se produce una demanda de refrigeración, muy condicionada por las cargas externas debidas a la radiación solar y a la transmisión a través de los cerramientos por altas temperaturas exteriores, esta solución se muestra particularmente efectiva, puesto que la capacidad de producción eléctrica de los PVs, dependiente de la radiación solar, tiene el mismo signo que la citada demanda.

Por estas razones, la aplicación de los paneles solares fotovoltaicos para la alimentación eléctrica de Bombas de Calor tiene muy buenas perspectivas de crecimiento en viviendas, ya que una parte importante del consumo eléctrico debido a la climatización lo asumen los PVs.

Las Bombas de Calor aerotérmicas ofrecen una combinación ideal con los PVs, ya que estos equipos, con tecnología inverter, no tienen puntas de tensión en el arranque, y disponen de una modulación suave de la potencia absorbida, con lo que se combinan muy bien con el funcionamiento de aquellos. Asimismo, son capaces de regular su capacidad en función no solo de la demanda de climatización de los espacios, sino también de la disponibilidad de energía para su alimentación, pudiendo actuar como sistemas de acumulación térmica en los momentos en los que se tiene exceso de capacidad. 

La bajada del coste de los PVs y el aumento de su eficiencia, junto con el desarrollo de sistemas de control, están favoreciendo la aparición en el mercado de soluciones de Bombas de Aerotérmicas combinadas con Paneles Solares Fotovoltaicos como conjuntos completos y, seguramente, en un corto plazo, se podrán contar con un gran abanico de soluciones integrales en los catálogos de diversos fabricantes.

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