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Se están realizando esfuerzos a nivel mundial para abordar los desafíos ambientales que enfrentamos a nivel global. Se busca maximizar los beneficios medioambientales, sin dejar de cumplir o superar las expectativas en términos de rendimiento y coste. Sin embargo, no es un equilibrio fácil y; a veces, parece que estamos entre la espada y la pared al intentar llegar a un resultado exitoso. En esta publicación de blog, nuestro experto Luca Filippetto, Product Manager de Cooling & Heating, explicará cómo conseguir un funcionamiento más inteligente de las bombas de calor.
Durante años, proyectistas y usuarios finales han debatido sobre la sostenibilidad económica de las aplicaiones con bombas de calor, a menudo comparándolas con alternativas tradicionales. Desde nuestra perspectiva, la clave para minimizar los costes operativos de una solución de bomba de calor se reduce a dos factores críticos:- Maximizar la eficiencia de la bomba de calor, que debe medirse y calcularse en términos de coeficiente de rendimiento (COP), o, aún mejor, en COP estacional.
- Minimizar el coste de la energía, ya que las bombas de calor funcionan con electricidad.
El rendimiento de una bomba de calor depende principalmente de su diseño: algunas unidades son sencillamente más avanzadas técnicamente y más inteligentes que otras. Sin embargo, varios factores influyen significativamente en la eficiencia, algunos menos controlables y otros sobre los que se puede actuar de inmediato:
- Temperatura exterior real: la eficiencia mejora con temperaturas exteriores más altas, ya que la diferencia de temperatura entre el foco caliente y el foco frío disminuye.
- Punto de consigna de funcionamiento: la eficiencia aumenta cuando más baja es la consigna de temperatura. Por ejemplo, ajustar el punto de consigna del agua a 45°C en lugar de 50°C mejorará la eficiencia significativamente.
- Servicio y mantenimiento: la eficiencia mejora cuando la unidad funciona según lo previsto. Acciones simples, como mantener limpios los intercambiadores de calor tanto en el lado exterior como interior, aumentarán el rendimiento del equipo.
¿Y qué hay del precio de la energía?
Reducir el coste de la energía puede ser más desafiante, pero existen algunas estrategias que vale la pena explorar:
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¿Es posible producir energía de forma local, por ejemplo con un sistema solar fotovoltaico? Las bombas de calor modernas pueden funcionar de forma reactiva a la disponibilidad de energía producida localmente. En caso de que haya un excedente de energía, la bomba de calor actuará para llenar los depósitos de agua caliente como forma de acumulación de energía térmica.
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¿La bomba de calor es capaz de operar en base al precio, incluso con precios dinamicos de energía? Si es así, la bomba de calor se puede programar para funcionar durante períodos en los que el precio de la energía sea más bajo, generalmente por la noche. Además, las bombas de calor pueden ser elegibles para tarifas especiales, ya que pueden funcionar como estabilizadores de la red, lo que podría permitir un precio de energía especial durante esos períodos.
El escenario ideal
En un escenario ideal, sería posible maximizar la eficiencia y minimizar el coste de la energía simultáneamente. Sin embargo, esto no resulta tan sencillo en la práctica. Por ejemplo, las temperaturas suelen ser más bajas durante la noche, lo que reduce el COP. Incluso puede ser necesario realizar ciclos de desescarche con mayor frecuencia por la noche. Por otro lado, los precios de la energía suelen ser más bajos durante este período. Otro ejemplo: cuando hay un excedente de energía solar doméstica, los depósitos de agua caliente pueden acumular a temperaturas más altas lo que, a priori, puede parecer beneficioso. Sin embargo, un aumento en el punto de consigna de la bomba de calor afectará negativamente su eficiencia. Entonces, ¿es mejor operar la bomba de calor durante el día o por la noche?
Determinar la estrategia de control óptima para soluciones de bombas de calor es complejo debido a la cantidad de variables involucradas. Para abordar este desafío, una bomba de calor inteligente que pueda manejar los siguientes aspectos es un buen camino a seguir:
- El equipo debe estimar en tiempo real el COP en una base horaria y diaria, ya que este es el parámetro que define la eficiencia de la unidad.
- Debe registrar datos de operación, como la temperatura exterior, la temperatura interior requerida, el COP, etc., lo que ayuda a ajustar su funcionamiento de manera más precisa.
- Debe intercambiar datos e integrarse con los sistemas de automatización del edificio u otras soluciones de software para mejorar el control y la optimización.
- Debe permitir su control a través de señales externas, a través del sistema de gestión del edificio o la propia red eléctrica permitiendo cambiar el modo de operación y el punto de consigna de temperatura de acuerdo con los datos recibidos, para garantizar una operación óptima.
Si una bomba de calor cuenta con estas características inteligentes, tanto los proyectistas como los usuarios podrán recopilar, analizar y planificar mejor el funcionamiento de la bomba de calor, y la viabilidad económica de la solución será mucho más clara.
