Estado de la técnica de bombas de calor híbridas y caso práctico

Bazán Pérez, Gonzalo
Zalba Nonay, María Belén (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2017
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Máquinas y Motores Térmicos

Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

Resumen: El presente Trabajo Fin de Carrera, analiza los estudios llevadas a cabo por investigadores de todo el mundo acerca de las bombas de calor por compresión de vapor híbridas, creando para ello una base de datos. Esta base de datos está compuesta por 58 fichas individuales de cada investigación analizada y etiquetándola según los distintos parámetros que definen una investigación sobre bombas de calor híbridas. Gracias a esta recopilación, se ha podido clasificar los distintos tipos de bombas de calor según sus focos, su configuración y su sistema de control; además de analizar las tendencias de esta tecnología en el panorama global, europeo y nacional. Estas investigaciones son en su mayoría investigaciones de laboratorio, con potencias inferiores a 40 kW, donde los rendimientos estacionales son inferiores a 5. Las bombas de calor híbridas de foco tierra son las que más estudios recopilan, destacando China como primera potencia, y las de foco aire son las más comercializadas. La tecnología de bombas de calor híbrida con foco en aguas residuales se halla en fase de experimentación. Respecto a la configuración y control, están muy influenciados por el tipo de bomba de calor y la climatología donde se implanta y ha de evaluarse la condición óptima en cada caso. Además, se ha realizado un caso de estudio en la línea de las revisadas en la base de datos, donde se analiza el comportamiento de una bomba de calor híbrida con la climatología de la ciudad de Zaragoza. Para ello, se ha creado un edificio modelo gracias a los softwares Google SketchUp y OpenStudio, y se le ha implantado un sistema de bomba de calor con foco aire con una caldera de gas como fuente auxiliar. El motor de cálculo escogido para la simulación fue EnergyPlus, el cual presenta prestaciones similares a los utilizados por los investigadores además de ser de licencia libre. Como resultados, el edificio modelo posee una estimación de demandas energéticas similar a las evaluadas en Madrid o Milán. Además, en comparación con una bomba de calor clásica, el sistema híbrido presenta un mayor rendimiento anual, especialmente en los periodos de calefacción donde puede distribuir la carga con la caldera y evitar ciclos de desescarche.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado