La Bomba de Calor. Fundamentos, Tecnología y Casos Prácticos

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La Bomba de Calor.

Fundamentos, Tecnología y Casos Prácticos.

El libro titulado La Bomba de Calor. Fundamentos, Tecnología y Casos Prácticos, editado el pasado mes de febrero por AFEC (Asociación de Fabricantes de Equipos de Climatización), se ha realizado con la colaboración de más de 20 técnicos de las empresas asociadas y ha nacido con la vocación de convertirse en el documento de referencia sobre esta tecnología. Está dirigido tanto a profesionales como a estudiantes y a personas que quieran ampliar sus conocimientos acerca de estos equipos.

Consta de 340 páginas, divididas en 11 capítulos, entre los que se encuentran: La Bomba de Calor y el Medio Ambiente; Transferencia Energética en la Bomba de Calor; Tecnología; Aplicaciones y Consideraciones para su Selección; Prueba y Ensayos; Ejemplos Prácticos de Uso de las Bombas de Calor; Glosario de Términos y Acrónimos; Referencias Legislativas, Normas y Otros Documentos, etc.

Además de contar con el patrocinio de 23 empresas, miembros de AFEC, es también digno de mención el apoyo institucional recibido de los siguientes organismos, reflejado en la publicación mediante la incorporación de su logo: IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía); Agencia Andaluza de la Energía; EVE (Ente Vasco de la Energía); FENERCOM (Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid), ICAEN (Instituto Catalán de la Energía); IVACE Energía de la Generalitat Valenciana y la Dirección General de Industria de las Islas Baleares, así como el aval de las siguientes asociaciones europeas: EHPA (Asociación Europea de la Bomba de Calor); EPEE (Partenariado Europea para la Energía y el Medio Ambiente) y EUROVENT (Comité Europeo de Fabricantes de HVAC&R).

INDICE

1. Introducción

2. Bomba de Calor

3. La Bomba de Calor y el Medio Ambiente

3.1 Energía Renovable

3.1.1 Definición

3.1.2 Tipos

3.1.3 La bomba de calor y la energía renovable

3.1.4 Ejemplo de cálculo

3.2 Eficiencia Energética

3.3 Emisiones de CO2

3.4 Refrigerantes

3.4.1 Refrigerantes naturales

3.4.2 Otros refrigerantes alternativos

3.4.3 Sustitución del R-22

3.5 Normativa Medioambiental

4. Transparencia energética en la bomba de calor

4.1 Esquema General y Análisis Termodinámico

4.2 Funcionamiento de la Bomba de Calor

4.2.1 El ciclo frigorífico

4.2.2 El ciclo frigorífico en la bomba de calor

4.2.3 El diagrama presión-entalpía (P-h)

4.2.4 Determinación de la capacidad frigorífica/calorífica coeficientes EER/COP

4.2.5 Componentes del circuito frigorífico

4.2.6 Utilidad del diagrama P-h para verificación del comportamiento del equipo

4.3 Bombas de Calor Accionadas Eléctricamente

4.3.1 Bomba de calor aire-aire

4.3.2 Bomba de calor aire-agua

4.3.3 Bomba de calor agua-aire

4.3.4 Bomba de calor agua-agua

4.3.5 Bomba de calor multiciclo

4.3.6 Bomba de calor geotérmica

4.4 Bombas de Calor Accionadas a Gas

4.5 Bombas de Calor Accionadas Térmicamente

4.6 Rangos de Operación

5. Tecnología

5.1 Componentes del Circuito Frigorífico

5.1.1 Compresores

5.1.1.1 Compresor rotativo

5.1.1.2 Compresor scroll

5.1.1.3 Compresor de tornillo

5.1.1.4 Tecnologías de compresión en dos etapas

5.1.2 Condensadores

5.1.3 Elementos de expansión

5.1.4 Evaporadores

5.1.5 Válvulas de 4 vías

5.1.6 Otros componentes

5.2 Otros Componentes de la Bomba de Calor

5.2.1 Ventiladores y motores

5.2.2 Bombas hidráulicas

5.2.3 Sistemas de humidificación integrados

5.3 Control

5.3.1 Sistemas de control de la máquina

5.3.2 Control de capacidad

5.3.2.1 Sistema inverter

5.3.2.2 Válvula corredera en compresores de tornillo

5.3.2.3 Control de capacidad multietapa

5.3.3 Gestión del desescarche

5.3.3.1 Formación de escarcha en equipos condensados por aire

5.3.3.2 Inversión de ciclo

5.3.3.3 Material de cambio de fase

5.3.4 Gestión de la eficiencia energética

5.3.4.1 Temperatura variable de refrigerante

5.3.4.2 Gestión de caudal de agua variable en primario o en instalaciones de circuito único

5.3.4.3 Reajuste de la temperatura de consigna de agua en función de la temperatura exterior

5.3.4.4 Optimización de la temperatura en bucle de agua

5.3.5 Gestión centralizada de la instalación

6. Aplicaciones y Consideraciones para la Selección de la Bomba de Calor

6.1 Aplicaciones

6.1.1 Tipologías de bombas de calor empleadas en climatización

6.1.2 Introducción a los sistemas de climatización

6.1.2.1 Sistemas de aire

6.1.2.2 Sistemas hidrónicos

6.1.3 Producción de agua caliente sanitaria

6.1.4 Bombas de calor para piscinas cubiertas

6.1.5 Bombas de calor para el aprovechamiento del aire de extracción

6.2 Consideraciones para la Selección de la Bomba de Calor

6.2.1 Relación entre la temperatura exterior y la capacidad calorífica

6.2.2 Capacidad instantánea vs. capacidad integrada o corregida

6.2.3 Capacidad vs. líneas de refrigerante

6.2.4 Límites de operación

6.2.5 Selección de la unidad bomba de calor

7. Pruebas y Ensayos de la Bomba de Calor

7.1 Métodos de Ensayo para la Medida de la Potencia Térmica

7.1.1 Método de entalpía en líquido

7.1.2 Método de entalpía en aire

7.1.3 Método calorimétrico

7.1.4 Comparación de los tres métodos

7.2 Métodos de cálculo, Condiciones y Procedimientos de Ensayo para la Medida de la Eficiencia Energética Estacional

7.2.1 Métodos de cálculo, condiciones y procedimientos de ensayo

7.2.1.1 Medidas y cálculo del SEER y del SEERon de referencia

7.2.1.2 Medidas y cálculo del SCOP y del SCOPon de referencia

7.2.2 Caso general para las eficiencias estacionales

7.3 Método de Ensayo para la Medida del Nivel de Potencia Acústica

8. Ejemplos Prácticos de uso de la Bomba de Calor

8.1 Sector Residencial

8.1.1. Vivienda unifamiliar con bomba de calor aire-agua

8.1.1.1. Descripción del edificio y necesidades de climatización

8.1.1.2. Descripción del sistema adoptado

8.1.1.3. Perfil de cargas de la instalación

8.1.1.4. Selección del equipo

8.1.1.5. Conclusión

8.1.2. Vivienda unifamiliar con bomba de calor agua-agua geotérmica

8.1.2.1. Descripción del edificio y necesidades de climatización

8.1.2.2. Descripción del sistema adoptado

8.1.2.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.1.2.4. Conclusión

8.1.3. Vivienda unifamiliar con sistema híbrido y bomba de calor aire-agua

8.1.3.1. Descripción del edificio y necesidades de climatización

8.1.3.2. Descripción del sistema adoptado

8.1.3.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.1.3.4. Conclusión

8.1.4. Edificio de viviendas con bomba de calor aire-agua

8.1.4.1. Descripción del edificio y necesidades de climatización

8.1.4.2. Descripción del sistema adoptado

8.1.4.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.1.3.4 Conclusión

8.2. Sector Comercial

8.2.1. Edificio de oficinas con bomba de calor aire-agua

8.2.1.1. Descripción del edificio y necesidades de climatización

8.2.1.2. Descripción del sistema adoptado

8.2.1.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.2.3.4. Conclusión

8.2.2. Tienda de proximidad con sistema VRF bomba de calor para climatización y refrigeración comercial

8.2.2.1. Descripción del local y necesidades de climatización

8.2.2.2. Descripción del sistema adoptado

8.2.2.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.2.2.4. Conclusión

8.2.3. Climatización de una piscina cubierta mediante bomba de calor

8.2.3.1. Descripción del recinto y necesidades de climatización

8.2.3.2. Descripción del sistema adoptado

8.2.3.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.2.3.4 Conclusión

8.2.4. Sucursal bancaria con bomba de calor aire-aire

8.2.4.1. Descripción del recinto y necesidades de climatización

8.2.4.2. Descripción del sistema adoptado

8.2.4.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.2.4.4. Conclusión

8.2.5. Oficina bancaria con bomba de calor VRF centrífuga

8.2.5.1. Descripción del edificio y necesidades de climatización

8.2.5.2. Descripción del sistema adoptado

8.2.5.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.2.5.4. Conclusión

8.2.6. Climatización de supermercado con equipo autónomo rooftop

8.2.6.1. Descripción del recinto y necesidades de climatización

8.2.6.2. Descripción del sistema adoptado

8.2.6.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.2.6.4. Conclusión

8.3. Sector Terciario

8.3.1. Acuario

8.3.1.1. Necesidades de climatización y tratamiento de los hábitats

8.3.1.2. Descripción del sistema adoptado

8.3.1.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.3.1.4. Conclusión

8.3.2. Residencia de la tercera edad

8.3.2.1. Descripción del edificio y necesidades de climatización

8.3.2.2. Descripción del sistema adoptado

8.3.2.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.3.2.4. Conclusión

8.3.3. Centro de convivencia

8.3.3.1. Descripción del edificio y necesidades de climatización

8.3.3.2. Descripción del sistema adoptado

8.3.3.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.3.3.4. Conclusión

8.3.4. Hotel de ciudad

8.3.4.1. Descripción del edificio y necesidades de climatización

8.3.4.2. Descripción del sistema adoptado

8.3.4.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.3.4.4. Conclusión

8.3.5. Producción de ACS en un hotel

8.3.5.1. Descripción del edificio y necesidades de agua caliente sanitaria

8.3.5.2. Descripción del sistema adoptado

8.3.5.3. Perfil de cargas y análisis del consumo y eficiencia

8.3.5.4. Conclusiones

8.3.6. Calefacción de distrito. (District Heating)

8.3.6.1. Descripción del sistema de climatización

8.3.6.2. Perfil de cargas y perfil climático de la instalación

8.3.6.3. Simulación energética. Eficiencia estacional de la instalación

8.3.6.4. Conclusión

9. Glosario de Términos y Acrónimos

9.1 Términos

9.2 Acrónimos

10. Referencias Legislativas, Normas y otros Documentos

10.1 Legislación Europea

10.2 Legislación Nacional

10.3 Normas

10.4 Otros Documentos

11. Empresas Patrocinadoras

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