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Bomba de calor con paneles solares Termodinámicos

Esta forma de generar energía está basada en la unificación de las dos tecnologías incompletas: la bomba de calor y el panel solar. La energía solar termodinámica ofrece agua caliente sanitaria y calefacción las 24 horas del día, los 365 días del año. Ahorrándote gastos en gas, electricidad, propano o gasóleo, y sin necesidad de calderas de apoyo.

El funcionamiento consiste en una bomba de calor de expansión directa por la que circula un refrigerante capaz de extraer el calor del medio ambiente y transmitirlo al agua, aprovechando la radiación solar, la temperatura del aire y de la lluvia. Para ello utiliza unos paneles solares especiales donde el fluido de trabajo, a una temperatura de -10º se evapora, haciendo las veces del evaporador mecánico de la bomba de calor y usando el ambiente como foco frío. Los paneles captan la radiación solar durante las horas de sol, absorben la temperatura del ambiente durante todo el día y la de la lluvia o el viento cuando esta surge.

Esta variación de temperatura provoca que el fluido se gasifique, siendo enviado a un bloque termodinámico. En este punto, el compresor del bloque mediante presión mecánica, eleva la temperatura del fluido entre 110ºC y 120ºC que es transmitida al circuito del agua mediante un intercambiador de temperatura.

La consecuencia es una gran producción de energía térmica a un pequeño coste de accionamiento del compresor.

Ventajas de los paneles termodinámicos:

  • Son más pequeños y fáciles de manejar, lo que aumenta su integración en la arquitectura.
  • Son terriblemente ligeros: 8 Kg. por panel.
  • No dejan de funcionar en la estaciones frías, y por lo tanto, no precisan de una fuente alternativa.
  • No requieren apenas mantenimiento.
  • Son muy resistentes a las agresiones exteriores.
  • No corren riego de congelación.
  • No se sobrecalientan.

Los refrigerantes más usados para este fin son los denominados FREONES. Estos refrigerantes tienen las siguientes características:

  • Son estables químicamente ante distintas presiones y temperaturas.
  • Son incombustibles.
  • No son corrosivos.
  • No son tóxicos.
  • Son totalmente respetuosos con el medio ambiente.
  • Facilitan la detección de fugas.
  • No tienen efecto alguno en los lubrificantes del compresor.
  • Tienen un elevado calor de evaporación.
  • No destruyen la capa de ozono.

Los paneles solares termodinámicos serán orientados con preferencia hacia el SUR, pero también es posible una orientación SURESTE y NOROESTE. La variación de los resultados será inferior a un 1%. Teniendo en cuenta el efecto del viento sobre el rendimiento, no se deben colocar los paneles al abrigo de éste, sino al contrario, de forma que el viento incida frecuentemente sobre ellos. Conviene elegir una inclinación comprendida entre los 45º y los 90, con lo que las instalaciones en vertical son normales..

La tabla siguiente muestra los resultados energéticos con un equipo medio, válido para un pequeño hotel o centro deportivo, con tres situaciones climatológicas distintas, viéndose que se consigue un COP alto en cualquiera de los casos.

  Rendimiento con temperatura exterior a 7ºC   Muy Oscuro   Nublado   Sol
  Flujo Solar (W/m2)   0W/m2   300w/m2   600W/m2
  Potencia calorífica generada a la hora (W)   3.400   3.800   4.200
  Potencia calorífica absorbida (W)   770   800   825
  C.O.P.   4,41   4,75   5,09

 

El panel solar termodinámico, junto con su acumulador y compresor, proporcionan agua caliente sanitaria a esta vivienda unifamiliar.

Acumulador y bloque termodinámico.

Panel termodinámico para agua caliente sanitaria.

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