El principio de funcionamiento de las bombas de calor en climas fríos
La bomba de calor de fuente de aire es el tipo más común de tecnología de bomba de calor.Estos sistemas utilizan el aire ambiente del exterior del edificio como fuente de calor o radiador.
La bomba de calor funciona en modo de refrigeración utilizando el mismo proceso que el aire acondicionado.Pero en el modo de calefacción, el sistema usa aire externo para calentar el refrigerante.La bomba de calor comprime el refrigerante para producir gas más caliente.La energía térmica se mueve dentro del edificio y se libera a través de las unidades interiores (oa través de los sistemas de tuberías, según la estructura del sistema).
Una bomba de calor en un clima frío te mantendrá caliente durante todo el invierno.
Cuando el refrigerante es significativamente más bajo que la temperatura exterior, la bomba de calor proporciona un calentamiento confiable.En climas templados, las bombas de calor en climas fríos pueden operar con una eficiencia de hasta el 400%, es decir, generan cuatro veces la energía consumida.
Por supuesto, cuanto más frío sea el clima, más difícil será que la bomba de calor funcione para proporcionar calor.Por debajo de un cierto umbral de temperatura, la eficiencia del sistema disminuirá.Pero esto no significa que las bombas de calor no sean adecuadas para temperaturas por debajo del punto de congelación.
Las bombas de calor para climas fríos (también conocidas como bombas de calor para baja temperatura ambiente) tienen características innovadoras que les permiten operar de manera eficiente a temperaturas inferiores a -30 grados.Estas funciones incluyen:
Refrigerante para clima frío
Todas las bombas de calor de fuente de aire contienen refrigerante, un compuesto que es mucho más frío que el aire exterior.Las bombas de calor en climas fríos suelen utilizar refrigerantes con puntos de ebullición más bajos que los refrigerantes de bombas de calor tradicionales.Estos refrigerantes pueden continuar fluyendo a través del sistema a temperaturas ambiente bajas y absorber más calor del aire frío.
Diseño del compresor
En la última década, los fabricantes han realizado mejoras en los compresores para reducir la energía necesaria para el funcionamiento y mejorar la durabilidad.Las bombas de calor en climas fríos suelen utilizar compresores variables que pueden ajustar su velocidad en tiempo real.Los compresores de velocidad constante tradicionales están "encendidos" o "apagados", lo que no siempre es efectivo.
Los compresores variables pueden operar a un bajo porcentaje de su velocidad máxima en clima templado y luego cambiar a velocidades más altas en temperaturas extremas.Estos inversores no utilizan métodos de todo o ninguno, sino que extraen una cantidad adecuada de energía para mantener el espacio interior a una temperatura agradable.
Otras optimizaciones de ingeniería
Aunque todas las bombas de calor usan el mismo proceso básico para transferir energía, varias mejoras de ingeniería pueden mejorar la eficiencia de este proceso.Las bombas de calor para climas fríos pueden utilizar un flujo de aire ambiental reducido, una mayor capacidad del compresor y una mejor configuración de los ciclos de compresión.Cuando el tamaño del sistema es adecuado para la aplicación, este tipo de mejoras pueden reducir en gran medida los costos de energía, incluso en el frío invierno del noreste, donde las bombas de calor casi siempre están funcionando.
Comparación entre bombas de calor y sistemas de calefacción tradicionales en climas fríos
La eficiencia de la calefacción con bomba de calor se mide mediante el factor de rendimiento de la temporada de calefacción (HSPF), que divide la producción total de calefacción durante la temporada de calefacción (medida en unidades térmicas británicas o BTU) por el consumo total de energía durante ese período de tiempo (medido en kilovatios). horas).Cuanto mayor sea el HSPF, mejor será la eficiencia.
Las bombas de calor en climas fríos pueden proporcionar un HSPF de 10 o más; en otras palabras, transmiten mucha más energía de la que consumen.Durante los meses de verano, la bomba de calor cambia al modo de refrigeración y funciona de manera eficiente (o más eficiente) como la nueva unidad de aire acondicionado.
Las bombas de calor de alto HSPF pueden hacer frente al clima frío.Las bombas de calor en climas fríos aún pueden proporcionar calor confiable a temperaturas por debajo de -20 ° F, y muchos modelos son 100% eficientes a temperaturas por debajo del punto de congelación.Debido a que las bombas de calor consumen menos electricidad en climas templados, sus costos operativos son mucho más bajos en comparación con los sistemas tradicionales como los hornos de combustión y las calderas.Para los propietarios de edificios, esto significa ahorros significativos a lo largo del tiempo.
Esto se debe a que los sistemas de aire forzado, como los hornos de gas natural, deben generar calor, en lugar de transferirlo de un lugar a otro.Un horno nuevo de alta eficiencia puede lograr una tasa de utilización de combustible del 98 %, pero incluso los sistemas de bomba de calor ineficientes pueden lograr una eficiencia del 225 % o más.
Hora de publicación: 17-abr-2023