Estrategias de control en bombas de calor aire-agua

Resumo

Actualmente, se están comercializando numerosos sistemas para la producción de calefacción, climatización y agua caliente sanitaria mediante bomba de calor que se componen de una unidad exterior, en la cual se realiza el intercambio térmico con el aire ambiente, y una unidad de interior en la que se produce agua caliente o fría según la demanda. Generalmente, el agua caliente o fría es enviada desde la salida de la unidad interior a los elementos terminales para la climatización de la vivienda, mientras que el agua caliente sanitaria es producida en un acumulador térmico dotado de un serpentín helicoidal. En este tipo de sistemas se limita habitualmente la temperatura del agua caliente a la salida del condensador a fin de aumentar la eficiencia de los equipos y evitar presiones de trabajo demasiado elevadas, lo que hace imprescindible la instalación de resistencias eléctricas, que actúan como apoyo a la bomba de calor para completar los procesos de producción de ACS en los depósitos. A fin de analizar más en detalle el comportamiento de este tipo de equipos se ha llevado a cabo un estudio experimental con tres equipos de climatización comerciales mediante bomba de calor con unas potencias de calentamiento máximas entre 12 y 15 kW, dotadas de tecnología inverter en todos los casos. Dentro de este estudio se han analizado las estrategias de control empleadas por cada uno de los equipos, tanto en lo que se refiere a la regulación de capacidad de los compresores, como a los periodos de funcionamiento de la bomba de calor y de la resistencia de apoyo, y sus efectos desde el punto de vista de la eficiencia energética. Los resultados presentados en este artículo se basan en los datos obtenidos experimentalmente con las tres maquinas estudiadas durante un ensayo tipo en modo producción de ACS desde una temperatura inicial del agua en el acumulador de 10 ºC hasta una temperatura final de 55 ºC, y manteniendo una temperatura del aire ambiente de 10 ºC. En este artículo se describe el comportamiento seguido por cada uno de los equipos, se presentan los valores medios de COP, tanto de la bomba de calor como de la instalación en su conjunto, y se cuantifican el porcentaje de la energía total consumida y producida atribuible a la bomba de calor y a la resistencia de apoyo, para cada uno de los equipos.