Bomba de Calor con Motor a Gas

Las bombas de calor a gas son equipos de refrigeración funcionando según el ciclo de compresión pero utilizando como energía motriz un gas combustible, natural o GLP, en vez de electricidad.  Estos gases constituyen una fuente energética limpia y económica y su utilización permite reducir las emisiones de gases de efecto invernadero vertidos a la atmósfera por la generación eléctrica cuyo consumo sustituyen.

motore.jpgEl trabajo mecánico para accionar los compresores frigoríficos se obtiene de un motor endotérmico de la marca TOYOTA, de una cilindrada de 952 o 1998 cm3 según modelos, que ofrece un excelente servicio y fiabilidad requiriendo un mantenimiento muy reducido con intervenciones sólo cada 10.000 horas de funcionamiento. Están garantizados a todo riesgo durante dos años, con posibilidad de extender este tipo de garantía hasta cinco años.

Estos motores hacen girar, mediante un sistema de correas, dos compresores abiertos de tipo de espiral, más conocidos como scroll, marca SANDEN, en las unidades hasta 13 HP y cuatro del mismo tipo en el resto de modelos.  El agente frigorífico utilizado es el R410A que es una mezcla no azeotrópica con un bajo deslizamiento de temperatura (Glide), considerado el sustituto definitivo del R-22, teniendo mayor capacidad de refrigeración que este y siendo además el más apropiado para compresores tipo scroll. Al no pertenecer a los grupos de refrigerantes CFC o HCFC en caso de escaparse a la atmósfera no ataca a la capa de Ozono ni tiene ningún efecto contaminante para el medio ambiente.  Por todo ello podemos considerar estos grupos moto-compresores como altamente ecológicos además de un eficaz medio para ahorrar energía y reducir los costes de explotación de los sistemas de refrigeración.

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Figura 1. Ciclo de compresión bomba de calor AISIN

 

Alta eficiencia energética (elevados EER y COP)

Como es sabido, el EER (Efficiency Energy Rate) y el COP, relacionan la capacidad frigorífica y calorífica de la bomba de calor utilizada en función de su consumo energético.  Para ello, con los equipos usuales que utilizan electricidad, basta con dividir la potencia obtenida por la consumida.  Sucede no obstante, que con este parámetro no se relaciona el consumo con la energía primaria sino con la electricidad que es una energía manufacturada que ha sufrido importantes pérdidas en la producción, la transformación y el transporte con respecto a la energía primaria utilizada (carbón, aceites pesados, gas natural, nuclear, etc.)

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El rendimiento global de las centrales de producción eléctrica en España con la actual variedad de combustibles utilizados, incluida incluso la generación con energías renovables y la hidráulica, es del 45,95% del que todavía debe deducirse un 8% de pérdidas en transformación y transporte, por lo que finalmente el usuario solo recibe el 42.28% de la energía primaria utilizada en la generación eléctrica.  Así pues, un equipo de refrigeración con un EER 3 significa que por cada kW de frío obtenido ha consumido 0.333 kW eléctricos, para producir los cuales son necesarios 0.788 kW (0.333/0.4228) de energía primaria.  Así pues, el equipo con EER = 3 respecto a la electricidad, solo tiene un EER equivalente = 1,27 si lo referimos a la energía primaria. Por esto, cuando analizamos el comportamiento de equipos funcionando con energías primarias como el gas natural o los GLP, es imprescindible hacer esta reflexión y considerar los valores de EER y COP equivalentes para compararlos con los eléctricos.

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Debido a la capacidad de parcializar el número de compresores en servicio y de gestionar la velocidad del motor, las unidades AISIN ofrecen una excepcional eficiencia con valores del EER equivalente (3,16 a 3,55) y del COP equivalente (3,70 a 4,06) muy elevados.

Aprovechamiento del calor: Desescarche y ACS

kit_acs.jpgPor otra parte, el calor de enfriamiento del bloque motor, del carter de aceite y de los gases de escape, es transmitido a un circuito hidráulico y utilizado en invierno para desescarche de la batería evaporadora exterior cuando la temperatura externa así lo requiere, manteniendo la eficiencia incluso con temperaturas exteriores de hasta -20°C y evitando así una de las principales insuficiencias de los equipos eléctricos que es la importante pérdida de rendimiento, especialmente en climas continentales con inviernos rigurosos.  Mientras este calor no sea necesario para el desescarche o en verano, está disponible para el usuario que puede con él obtener agua caliente para usos sanitarios o cualquier otro servicio térmico sin ningún coste añadido. Cuando este calor no es utilizado en ninguna de estas utilidades, es disipado al exterior mediante un radiador enfriado con aire exterior movido por los ventiladores generales.

Unidades interiores a expansión directa del gas refrigerante.

unidad_interior.jpgEl líquido refrigerante en verano o el gas a alta presión en invierno, es conducido hasta las unidades interiores donde por expansión en verano o condensación en invierno, trata térmicamente el aire de la estancia para lograr en la misma las condiciones de confort requeridas.  Existe una amplia variedad de modelos y potencias en unidades interiores de la marca AISIN, que permiten satisfacer cualquier tipo de requerimiento: unidades de cassette de 2 o de 4 vías, de pared, de techo, de consola, de techo para conductos, etc. A cada unidad exterior pueden conectarse, según modelo, entre 20 y 63 unidades interiores, a una distancia de hasta 190 m y desniveles de hasta 50 m (según tuberías y características de instalación).

Capacidad de convertir la unidad en una planta enfriadora y calentadora de agua.

modulo_aws_yoshi.jpgCon los módulos AWS YOSHI que pueden suministrarse junto con el grupo moto-compresor y condensador, es posible convertir la unidad en una planta enfriadora de agua para instalaciones circuito hidráulico.  Existen módulos AWS YOSHI para cada modelo, que conectados frigoríficamente al grupo exterior, permiten la evaporación del refrigerante para enfriar agua o su condensación para calentarla y poder de esta forma alimentar un circuito hidráulico general a base de fan-coils o climatizadores.  Esta solución permite una fácil sustitución de enfriadoras de agua o bombas de calor aire-agua en instalaciones existentes.

 

Ventajas del uso de bombas de calor a gas AISIN:

  • Aprovechar una gran parte del excedente térmico que se pierde en las centrales térmicas de producción eléctrica, lo que significa una reducción del consumo de energía primaria al aprovechar el calor obtenido.
  • Reducir el coste de explotación por la misma razón del aprovechamiento de calor, por ejemplo para producir agua caliente sanitaria.
  • Aumentar notablemente la eficiencia en régimen de calefacción, especialmente con bajas temperaturas exteriores (hasta -20°C)
  • Reducir las puntas de consumo eléctrico especialmente en verano, debidas a las instalaciones frigoríficas.
  • Reducir las emisiones de CO2 al utilizar combustibles poco contaminantes
  • Evitar las pérdidas en la red de distribución eléctrica debidas a la transformación y transporte.
  • Deslocalizar la contaminación térmica concentrada en las centrales de producción eléctrica.
  • Cubrir el servicio de refrigeración en lugares donde no se dispone de potencia eléctrica suficiente.
 
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