Jul 17 ECOdomo: 3. Sistemas de climatización ECOeficientes - Sistemas Termodinámicos, la Bomba de Calor

Sistemas Termodinámicos, la Bomba de Calor

Un Sistema Termodinámico es aquel que utiliza una bomba de calor para climatizar. El ciclo reversible que tiene este sistema otorga la posibilidad tanto de extraer como de aportar energía al medio ("enfriar" o "calentar") con un mismo equipo.

Su funcionamiento se basa en el principio de Carnot, por el cual al comprimir un gas obtenemos calor.

La principal ventaja de este sistema es que se puede obtener mediante electricidad, calor y frio, según se requiera. El rendimiento o eficiencia (COP) del sistema termodinámico determina cuanta electricidad hay que aportar (KWe) para conseguir energía térmica (KWt).

Este sistema se emplea en todo tipo de electrodomésticos, desde frigoríficos (solo para frio) hasta aires acondicionados, en un gran abanico de potencias.

La clave de este sistema radica en incrementar la eficiencia (COP) y para ello se están empleando combinaciones con sistemas ECO, como la energía solar térmica o la geotermia.

El principio para aumentar el rendimiento es que el foco frio (condesador) y el caliente (evaporador), sean lo mas frios y calientes que se pueda, sin aporte externo (electricidad), utilizando la energía del ambiente (aire, tierra,...).

Combinado con el sistema geotérmico, se consigue evaporar bajo tierra (donde la temperatura es mas alta de forma natural), aumentando con ello el COP de la máquina.

Del mismo modo, combinando el sistema térmico y el termodinamico, se consigue tambien calentar de forma natural las placas termodinámicas, aumentando su superficie (paneles) y captando la energía del sol doblemente: directamente por la placa termodinamica e indirectamente al posicionarlas detrás de un colector de tubos de vacio.

Esto duplica (6) o triplica (9) el COP de un sistema convencional (3), lo que se traduce en un importante ahorro consiguiendo mas energía térmica (calor o frio) con menos electricidad (horas de compresor).

Esto supone disponer de un sistema integral (ACS + calor + frio) en un único aparato y capaz de producir energía térmica en condiciones con falta de sol (lluvia, por la noche,...).

La única limitación de este sistema está en los limites de temperatura, no pudiendo conseguir, en regimen normal superar los 55ºC en calor, por lo que los sistemas de alta eficiencia energética, como el suelo radiante con deposito de inercia, son los adecuados para poder calentar a bjas temperaturas: 35ºC en tubo, para poder llegar por encima de los 20 ºC a las habitaciones.

En frio, se recomienda distribuir a las habitaciones por aire (fancoil con difusores/rejillas) mediante un intercambiador agua/agua en el fancoil, de manera que se obtiene "aire frio útil" con temperaturas de hasta 10ºC (se puede enfriar por debajo de 0 ºC, si se mete glicol en el circuito cerrado).

Del mismo modo se podría, en un sistema mixto (aire + suelo radiante) llevar la impulsión con alta carga de energía (50 ºC) al fancoil y el retorno de esta al deposito de inercia para disponer de ACS y suelo radiante a baja temperatura, disponiendo a un tiempo de sensación de calor instantánea (por aire) y mantenida en el tiempo (por suelo radiante).

Esto se puede conseguir con un sistema de regulación domótica, que tenga en cuenta estos parámetros (Tª y Humedad relativa), colocando sondas de humedad y temperatura que nos permita regular la temperatura del agua en cada momento. Algo complicado, pero no imposible.

Otra limitación de este sistema, son las condiciones extremas de frio, aunque las placas termodinámicas pueden trabajar a temperaturas bajo cero e incluso cubiertas de nieve, en zonas de montaña o latitudes donde se puedan llegar a temperaturas extremas por debajo de -5 ºC de forma ininterrumpida en largos periodos, se podria disponer de este sistema combinado con un sistema convencional (caldera de combustión), que entraría en funcionamiento en condiciones extremas donde el rendimiento de la máquina sea muy pobre.

Para obtener frio, no existen limitaciones por causa de las condiciones ambientales, al disponer de una unidad condensadora que entra en funcionamiento (ventilador) cuando las temperaturas son altas (>35ºC), enfriando el retorno del gas y aumentando el rendimiento (esta vez de manera artificial, con consumo eléctrico) de la instalación para frio.