Bombes de calor per habitatges de baixa demanda tèrmica
Cada vegada s’està extenent més l’ús de les bombes de calor per a la producció de climatització i aigua calenta sanitària (ACS) en els habitatges. El seu elevat rendiment energètic i el fet de que s’alimentin d’electricitat, les fa ideals per integrar-se en els habitatges, especialment en els de baixa demanda energètica.
La bomba de calor basa el seu funcionament en el moviment del calor des d’un focus calent a un focus fred. Així durant l’hivern extreu calor de l’aire exterior o del subsòl i el transporta a l’interior de l’habitatge, i durant l’estiu té un funcionament a la inversa. Per aconseguir aquest transport de calor es serveix d’un gas refrigerant que té la particularitat de tenir una temperatura d’ebullició molt baixa. Sotmetent el gas a unes condicions canviants de pressió aconseguim que quan evapora absorveix escalfor i quan condensa l’allibera.
Antigament les bombes de calor tenien un funcionament tot o res, o sigui, que entregaven tota la seva potència nominal o estaven parades. Actualment la majoria d’elles ja disposen de compressors amb variador de freqüència que permeten ajustar la potència nominal en funció de la demanda. Tot i aquesta millora en el funcionament, hi ha una sèrie d’aspectes importants a tenir en compte alhora de dissenyar el sistema hidràulic i de control:
Tot i que disposen de variador de freqüència, el cicle termodinàmic del refrigerant necessita uns temps mínims de funcionament, que obliga a histèresis en el funcionament per termostat, que convé que tinguin un període mínim de 30 min.
Tot i que els fabricants indiquen, en molts casos, la no necessitat d’un dipòsit d’inèrcia, quan disposem de sistemes terminals amb poca inèrcia, i la demanda tèrmica en aquells moments és baixa, convé tenir un cert volum d’aigua per permetre la histèresis que indicàvem en l’apartat anterior.
La modulació de potència té un mínim que sol estar al voltant del 30% de la seva potència nominal. És important tenir-lo en compte per dimensionar el dipòsit d’inèrcia i els sistemes terminals.
Per tot el comentat en els apartats anteriors, és important ajustar la potència nominal de la bomba de calor a la càrrega tèrmica de l’habitatge. Si es sobredimensiona ens trobarem que la demanda estarà majoritàriament per sota el 30% de la potència de la bomba de calor i provocarem massa arrencades i parades del compressor, reduint la seva vida útil, i obtenint rendiments tèrmics molt baixos.
Tant la potència tèrmica de la bomba de calor com el seu rendiment depenen de dues temperatures: la temperatura de l’aire exterior (bombes de calor aerotèrmiques) i la temperatura de l’aigua de climatització. Cal verificar que en les condicions màximes de temperatura a l’hivern i estiu, la potència de la bomba de calor serà suficient per cobrir la càrrega tèrmica màxima de l’habitatge.
Gràcies a Progetic per la col·laboració i la creació d’aquest article.
