Diseño de bomba de calor: la clave para una calefacción eficiente
Como cofundador y director de operaciones, Thies fundó autarc en 2023 junto con Etienne. Inspirado por la crisis energética de 2022 y el cambio climático, rápidamente se dio cuenta de que la revolución de la calefacción debía ser una palanca decisiva: así es como se creó autarc.
Diseño de bomba de calor: la clave para una calefacción eficiente
Las bombas de calor son una tecnología clave para la calefacción y refrigeración de edificios. Son respetuosas con el medio ambiente y pueden ayudar a reducir el consumo de energía y, por lo tanto, a reducir los costos de energía. Sin embargo, como ocurre con cualquier tecnología, hay margen de mejora y optimización. Al planificar una bomba de calor, se debe prestar especial atención a un diseño y dimensionamiento precisos.
¿Qué es una bomba de calor moduladora?
Las bombas de calor modulantes funcionan de forma continua dentro de un rango de salida definido. A temperaturas exteriores moderadas, funcionan según sea necesario con una modulación más baja y aumentan su producción de forma dinámica cuando las temperaturas exteriores bajan o la demanda fluctúa a corto plazo. Esto los distingue de los modelos más antiguos con velocidad constante, que solo podían cambiar entre los estados de funcionamiento «encendido» y «apagado». Su curva de trabajo es una línea, ya que funcionan de forma continua y el compresor ajusta continuamente su velocidad a las necesidades respectivas de calefacción y agua caliente.
Consecuencias de una bomba de calor sobredimensionada
Una bomba de calor sobredimensionada puede tener efectos adversos. Puede desperdiciar energía al cronometrar innecesariamente, lo que equivale a una operación que se detiene y se pone en marcha. Produce demasiado calor en un período corto de tiempo, por lo que debe volver a apagarse. Un ciclo elevado carga excesivamente los componentes individuales del circuito de refrigeración y provoca fases de hipotermia y sobrecalentamiento. Este modo de operación ineficiente puede reducir significativamente la eficiencia energética.
La importancia de las temperaturas exteriores
Al diseñar una bomba de calor, las temperaturas frente a la puerta de su casa juegan un papel decisivo. Existen diferencias regionales, como los «inviernos reales» en los Montes Metálicos o los inviernos más suaves en el Graben del Rin. También es necesario tener en cuenta cuántas horas al año se alcanzan realmente a nivel local las temperaturas particularmente bajas.
Hay muy buenos datos estadísticos disponibles en toda Alemania para responder a estas preguntas, por ejemplo, de la Asociación Federal de Bombas de Calor (bwp). Estos datos pueden ayudar a diseñar una bomba de calor y a maximizar su eficiencia.
El papel de la varilla calefactora
El elemento calefactor es un elemento importante a la hora de configurar una bomba de calor. Se utiliza cuando la temperatura desciende por debajo del punto bivalente (potencia máxima de la bomba de calor a la temperatura bivalente del aire exterior) y la potencia máxima de la bomba de calor disminuye ligeramente a medida que bajan las temperaturas. A medida que las temperaturas siguen bajando, la eficiencia de la bomba de calor disminuye y se produce la llamada «brecha de suministro» entre la potencia de la bomba de calor y la demanda real de calefacción del edificio. Esta brecha se cierra con el elemento calefactor eléctrico, la varilla calefactora. Sin embargo, estas temperaturas particularmente bajas solo se producen durante unas pocas horas al año, por lo que rara vez se requiere el uso de la varilla calefactora.
Ventajas de un diseño y un funcionamiento optimizados
La planificación y el dimensionamiento correctos de una bomba de calor pueden ayudar a garantizar que la propia bomba de calor cubra alrededor del 97% del trabajo anual de calefacción. Esto maximiza las horas de funcionamiento del compresor en modo modulante y permite calentar el edificio de manera uniforme y en función de la demanda. El funcionamiento con tiempos de funcionamiento prolongados en el rango de carga parcial es extremadamente eficiente, ya que las temperaturas de flujo pueden minimizarse. Al mismo tiempo, los componentes del circuito de refrigeración están protegidos.
Además, es más barato invertir en un tamaño más pequeño que en uno más grande. Una bomba de calor moduladora puede utilizar la electricidad fotovoltaica autogenerada de manera muy eficiente debido a su continuo pero bajo requerimiento de energía. Por lo tanto, durante el período de transición es posible calentar independientemente de la energía.
conclusión
El diseño y el dimensionamiento correctos de las bombas de calor son esenciales para la eficiencia y los beneficios de esta tecnología. El uso de bombas de calor moduladoras y la toma en cuenta la temperatura exterior pueden ayudar a minimizar el consumo de energía y maximizar la comodidad. Al mismo tiempo, esto puede ayudar a reducir los costos operativos y prolongar la vida útil de la bomba de calor.
Estaremos encantados de ofrecerle asistencia y más información sobre cómo hacer un uso óptimo de las tecnologías de bombas de calor. Nuestro objetivo es aprovechar al máximo el potencial de la bomba de calor y hacer que su hogar o negocio sea más sostenible y eficiente desde el punto de vista energético.
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