Estudio comparativo de equipos de climatización en edificios públicos

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ESTUDIO COMPARATIVO DE EQUIPOS DE CLIMATIZACIÓN EN EDIFICIOS PÚBLICOS

EPSU0904

Autor: Sebastià Vives Sureda

Director: Andreu Moià Pol

Grado en ingeniería electrónica industrial y automática

Palma De Mallorca, 25/06/17

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ESTUDIO COMPARATIVO DE EQUIPOS DE CLIMATIZACIÓN

2 ÍNDICE

1. OBJETIVO... 4

2. RESUMEN... 5

3. INTRODUCCION... 6

4. TIPOS DE BOMBAS DE CALOR... 7

5. COMPARATIVO BOMBA DE CALOR………. 8

6. CIRCUITO FRIGORÍFICO... 9-10 7. COMPARACION DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA: 7.1. RESUMEN………. 11

7.2. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR SU COMPRESOR……….. 12-13 7.3. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR SU RENDIMIENTO: 7.3.1. EER……… 14

7.3.2. ESEER………. 15-16 7.3.3. COP………. 17

7.4. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR EL CONSUMO DE ENERGÍA……….. 18

7.5. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR LAS EMISIONES DE CO2.……….. 19-20 7.6. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR SU COSTE……….. 21-22 8. SELECCIÓN DE LA MEJOR OPCIÓN PARA EL HOTEL BONAMAR……….. 23

9. CONCLUSIONES……….……….……….……….. 24

10. BIBLIOGRAFÍA……….. 25

11. AGRADECIMIENTOS……… 26

ANEXO 1. FICHAS TÉCNICAS………. 27-37

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3 ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. RESUMEN DE LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE CADA MODELO………. 11

Tabla 2. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR SU COMPRESOR……….. 12

Tabla 3. CONTAMINACIÓN DE LAS EMISIONES DE CO2….………. 19

Tabla 4. FACTORES DE EMISIONES DE CO2.………. 20

Tabla 5. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR SEGÚN SU COSTE ECONÓMICO………... 21

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. FUNCIONAMIENTO BOMBA DE CALOR AGUA-AGUA………. 9

Figura 2. COMPARACIÓN RENDIMIENTO EER………... 14

Figura 3. TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO REAL A DIFERENTE TEMPERATURA Y CARGA……... 15

Figura 4. COMPARACIÓN RENDIMIENTO ESEER……….……….. 16

Figura 5. COMPARACIÓN RENDIMIENTO COP………..………... 17

Figura 6. COMPARACIÓN POTENCIA ABSORBIDA……… 18

Figura 7. COSTE DE LA INVERSIÓN INICIAL Y EL CONSUMO DE 10 AÑOS……… 22

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1. OBJETIVO:

El objetivo del presente proyecto es estudiar de una manera global la elección de una máquina de climatización. Para ello, se va a realizar un caso de estudio, el Hotel Bonamar.

No se trata únicamente de mirar que modelo de enfriadora cumple con los requisitos que necesita el hotel para autoabastecerse y buscar la más económica, porque es aquí cuando caemos en una trampa y al final acabaremos pagando mucho más en reparaciones o mantenimiento que si hubiéramos estudiado des de un inicio la opción más óptima e invertir un poco más en calidad y garantía.

Por este motivo, vamos a dar una visión global, primero de las diferentes bombas de calor que hay en el mercado, a continuación, seleccionaremos la más óptima de ellas, para finalmente poder comparar que nos ofrecen las diferentes marcas para un mismo modelo.

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2. RESUMEN:

En el presente proyecto, se da a conocer una visión global de las diferentes bombas de calor que existen en el mercado para abastecer las necesidades básicas y obligatorias de un hotel.

En concreto, hablamos del hotel Bonamar, situado en la costa este de Mallorca, en Cala Millor. Se trata de un hotel relativamente pequeño, cuyas bombas de calor y una caldera de apoyo que se instalaron hace 20 años, requieren de una reforma íntegra.

Es por este el motivo por el cual el cliente acude a diferentes empresas de climatización para que le hagan una valoración técnica y económica que mejor se adapte a sus necesidades.

Por dicha razón, proponemos un sistema único para abastecer dichas necesidades, y que han marcado una tendencia atractiva en los últimos años de reformas hoteleras a nivel mundial, la bomba de calor.

Estas máquinas, son capaces de proporcionar aire acondicionado, calefacción y ACS simultáneamente disminuyendo el consumo de energía debido a sus características auto programable, y llevarán mucho menos trabajo de mantenimiento y reparaciones que los modelos antiguos actuales.

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3. INTRODUCCIÓN:

Actualmente, los edificios que necesitan climatizar (refrigeración y calefacción), nos lleva a considerar equipos que ofrezcan los dos servicios en un solo aparato y con la máxima eficiencia. En el caso de climas templados, las bombas de calor ofrecen esa prestación.

Las bombas de calor permiten un abastecimiento térmico libre de emisiones de CO2 en el punto de consumo, tampoco utilizan combustibles líquidos o gaseosos, por lo que no requiere adaptarse a las condiciones limitadoras de otros generadores que utilizan estos combustibles convencionales ni seguir pautas en la evacuación de gases de la combustión, facilitando si cabe, más su instalación e integración en un edificio. Además, los niveles de ruido en el exterior también son reducidos.

Son estos principios de confort, eficiencia, respeto por el medio ambiente y fácil instalación los que nos llevan a presentar generadores capaces de enfriar o calentar una estancia por medio de un equipo compacto totalmente integrado, módulos hidráulicos interiores compatibles y adaptables a cualquier sistema de distribución del calor o del frío con la más alta eficiencia en la captura e interpretación de las distintas temperaturas del sistema y adaptación de la capacidad de la bomba de calor a cualquier cambio meteorológico exterior.

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4. TIPOS DE BOMBAS DE CALOR:

En el mercado nos podemos encontrar con diferentes tipos de bombas de calor dependiendo del fluido que enfría o calienta los espacios a climatizar:

• Las bombas de calor aire-aire, de gran abundancia en nuestros mercados y con elevados grados de rendimiento caracterizadas por su fácil instalación y compatibilidad con otros sistemas de calefacción ya instalados, además de que no requieren de líquidos para su distribución, pero dependen de la temperatura exterior.

• Las bombas de calor aire-agua, con mayores índices de rendimiento y también compatibles con otros sistemas anteriores de calentamiento en la vivienda, fácil instalación y mantenimiento y con el mayor índice de confort para sus usuarios, pero siguen con el problema de la dependencia con la temperatura exterior.

• Las bombas de calor agua-agua también denominadas de tierra-agua o geotérmicas, disponen de un circuito de agua primario enterrado en uno o más pozos, son equipos de mayores rendimientos con temperaturas de suelo estables que funcionan independientemente de las temperaturas ambiente exteriores.

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5. COMPARATIVO DEL TIPO DE BOMBA DE CALOR:

Los usos de la bomba de calor Aire-Aire son algo limitados, puesto que únicamente sirven para calentar aire, por lo que no sirven para calentar agua caliente sanitara, sino solo como calefacción. Por lo que deberíamos requerir un sistema de climatización diferente para abastecer todas las necesidades del edificio y a pesar de que la inversión inicial sea más económica, tendríamos que escoger otro sistema para el ACS y por lo tanto, acabaríamos teniendo una inversión inicial mayor y además del coste del mantenimiento de dos sistemas, que sí que podría ser una buena propuesta para un edificio más grande, donde una única bomba de calor no fuese suficiente para todas las exigencias del edificio, pero no para este hotel.

Puesto que nos interesa poder abastecer todas las necesidades del edificio con un mismo sistema, solo quedarían las opciones de Aire-Agua o Agua-Agua, y por ello es cuando nos interesa mirar cuales son más estables, es decir, podemos observar que si las de Aire-Agua, se refrigeran con el aire exterior, este puede tener fluctuaciones durante el día o la semana, lo que daría a una bajada importante del rendimiento en pleno verano, debido a la diferencia de temperatura del aire interior y exterior. Además, ya que tenemos dos pozos de agua salada, suficientemente grandes y separados para poder ser usados como aspiración y descarga para la refrigeración de la bomba de calor, aún nos hace tener más claro qué tipo de bomba se instalará.

Es más, los sistemas geotérmicos, se encuentran entre los sistemas de mayor eficiencia tanto para aplicaciones de calefacción como de refrigeración, ya que suponen un ahorro del 25 al 50% frente a los sistemas tradicionales, (torres de refrigeración, calderas…). Bajos costes de mantenimiento debido a que los pozos no requieren de ello ya que los únicos elementos en movimiento son las bombas de circulación de agua y además, bajo nivel de emisiones ya que no emiten ningún tipo de calor residual como los sistemas convencionales, menos ruido y reducen considerablemente el consumo de residuos fósiles, lo que redunda en una reducción de las emisiones de CO2 emitidos a la atmosfera.

Por esta razón y debido a que se trata de un hotel muy pequeño, las bombas de calor agua-agua son equipos muy compactos que maximizan su rendimiento como consecuencia del diseño optimizado.

Por lo tanto, nos centraremos en hacer una instalación con una bomba de calor Agua-Agua y estudiaremos que marca, por sus características técnicas y económicas será la más adecuada.

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6. CIRCUITO FRIGORÍFICO:

Las bombas de calor pueden integrar en un único equipo los dos servicios de refrigeración y calefacción, utilizando un ciclo reversible que funcione como máquina térmica, que transfiera calor de un foco frío a otro caliente y que también pueda hacer lo contrario.

El funcionamiento básico de una bomba de calor se basa en el ciclo de Carnot. Este ciclo consiste en transmitir la energía de un foco caliente a otro más frío o viceversa. Lo conseguiremos irremediablemente aplicando energía mecánica por medio de un compresor.

En funcionamiento en servicio de refrigeración, la eficiencia energética es EER (Energy Eficiency Ratio):

• EER: Potencia frigorífica / Potencia eléctrica consumida en refrigeración

En funcionamiento en servicio de calefacción, la eficiencia energética es COP (Coeficiente Of Performance):

• COP: Potencia calorífica / Potencia eléctrica consumida en calefacción

Esto quiere decir que estos valores nos dirán cuantos KW térmicos (calor o frío) nos dará el equipo por cada Kw eléctrico que consuma de la distribuidora eléctrica.

Figura 1. Funcionamiento Bomba de calor Agua-Agua.

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6. CIRCUITO FRIGORÍFICO:

Podemos decir pues, que el COP de una bomba de calor oscila entre los 2 y 6, frente a que si hacemos lo cálculos equivalentes, el COP de una caldera de gas ronda el 0,9 y el de un radiador eléctrico, 1.

Las condiciones oficiales a las que un fabricante certifica el EER y COP de su producto son con el equipo a plena carga, esto quiere decir que la máquina estará dando el 100% de la potencia que es capaz de suministrar, cosa que en la realidad no sucede en la mayoría de los casos.

Es por esto que hoy en día los equipos de aire acondicionado/bomba de calor de expansión directa suelen ser Inverter o de compresores con regulación de potencia, lo que permite que regulen el régimen de giro del compresor para adaptarse a la demanda, pudiendo funcionar por ejemplo al 40% sin problemas.

Visto que los valores de EER y COP se certificaban con el equipo al 100%, muchos fabricantes “afinaron”

sus equipos para que diesen buenos resultados cuando funcionan a máxima potencia, a veces incluso a costa de peores resultados con cargas parciales.

Con la aplicación del Reglamento Delegado 626/2011, a partir del 01/01/13 los equipos de aire acondicionado deben venir etiquetados con su factor de eficiencia energética estacional (SEER) y su coeficiente de rendimiento estacional (SCOP) en vez de los anteriores EER y COP.

Estos nuevos ratios pretenden ser más realistas y adecuados al uso que se le da una bomba de calor o equipo de aire acondicionado. Aunque no vamos a entrar a fondo en cómo se calculan, tienen en cuenta dos parámetros importantes que no se consideraban para el EER y COP:

• Consumo del equipo cuando está apagado, desactivado por termostato o en espera.

• Funcionamiento del equipo con cargas parciales (74%, 47%, 21%)

De esto se deduce que estos nuevos parámetros son mucho más fiables a la hora de comparar equipos que los anteriores EER y COP, aunque utilizarlos para estimar el consumo anual de un equipo todavía puede llevarnos a error.

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7. COMPARACIÓN DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA:

7.1 RESUMEN

A continuación, mostramos Una tabla resumen de las principales características técnicas de cada modelo, extraídas de sus respectivas fichas técnicas, anexo 2, o de la combinación de ellas con ayuda de las fórmulas del anexo 1.

AERMEC DAIKIN CARRIER

CARACTERÍSTICAS GENERALES NXW 100H

WSH 1101

EWWQ 300G

EWWQ 290L

EWHQ 340G

30XW 254

30XWH 304

FRIO

POTENCIA

ENFRIAMIENTO (KW) 313,3 269,3 314 303 291 273 307

POTENCIA ABSORBIDA (KW) 70,4 58,8 70,2 67,1 73,7 51,3 57,9

E.E.R (W/W) 4,5 4,6 4,5 4,5 3,9 5,3 5,3

S.E.E.R (W/W) 5,8 5,8 5,5 5,5 4,9 5,7 5,6

CAUDAL DE AGUA (l/h) 66.000 56.142 54.360 52.200 62.640 51.200 57.500

PERDIDA DE CARGA (Kpa) 28 37 47 25 42 37 42

CALOR

POTENCIA (KW) 353,9 301 396 377 388 317 358

POTENCIA ABSORBIDA (KW) 80,7 73,7 85,6 82 90,6 69,1 78,3

C.O.P (W/W) 4,4 4,1 4,6 4,6 4,.3 4,6 4,6

CAUDAL DE AGUA (m3/h) 48.000 39.740 66.600 32.400 62.640 41.100 45.250

PERDIDA DE CARGA (Kpa) 19 27 69 50 66 31 40

PVP NETO € 32.101,19 34.846,28 24.683,00 28.130,00 27.197,00 34.976,41 38.051,56 TIPO DE COMPRESOR SCROLL TORNILLO SCROLL SCROLL SCROLL TORNILLO TORNILLO

Tabla 1. Resumen de las principales características técnicas de cada modelo, (ANEXO 1).

TODOS LOS DATOS PROPORCIONADOS HAN SIDO VERIFICADOS POR EL COMITÉ EUROPEO DE FABRICANTES DE VENTILACIÓN, ACONDICIONAMIENTO DE AIRE Y REFRIGERACIÓN.

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7. COMPARACIÓN DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA:

7.2. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR SU COMPRESOR:

Los compresores son una de las partes que más energía requieren, es por ello, que se deben tener en cuenta que tipo de compresores deben instalarse.

Podemos distinguir diferentes tipos de compresores: de pistón, donde ya no son tan usados debido a su complejo mantenimiento y su ruido, de Scroll, que proporcionan altos rendimientos para Bombas de calor pequeñas o medianamente grandes, y los de tornillo, que son requeridos cuando se tratan de bombas de calor de mayor envergadura.

El concepto de Scroll lleva muchos años existiendo, pero no es hasta los años 70, donde se introduce un concepto más actualizado, eficiente y silencioso que los Convencionales o de tornillo.

La tecnología Scroll proporciona a los usuarios alta eficiencia, confiabilidad, menor tamaño y peso y bajo nivel de ruido.

No obstante, estamos en una decisión de bomba de calor en el límite de potencia de la bomba de calor que hace que el compresor Scroll sea más eficiente que el de tornillo. Si necesitáramos menos potencia, el Scroll sería la más eficiente y económica debido a que tienen menos recorrido y por tanto menos fugas, al igual que si fuera más grande sería la de tornillo donde compensan las fugas con grandes desplazamientos. No obstante, en este punto crítico, tendremos que valorar dependiendo de la marca varías opciones.

WSH 1101

EWWQ 300G

EWWQ 290L

EWHQ 340G

30XW 254

30XWH 304 POTENCIA

ENFRIAMIENTO (KW) 313,3 269,3 314 303 291 273 307

PVP NETO € 32.101,19 34.846,28 24.683,00 28.130,00 27.197,00 34.976,41 38.051,56 TIPO DE COMPRESOR SCROLL TORNILLO SCROLL SCROLL SCROLL TORNILLO TORNILLO

Tabla 2. Comparación de las bombas de calor por su compresor.

Podríamos descartar a priori los de tornillo debido a su mayor coste económico, pero vamos a ver las ventajas que suponen los Scroll frente a los de tornillo y la durabilidad de ambos para poder ver de manera global si es necesario este coste inicial más elevado.

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7. COMPARACIÓN DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA:

7.2. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR SU COMPRESOR:

La tecnología Scroll es más confiable porque:

Tiene hasta 70% menos partes móviles, lo que elimina los posibles fallos debido a ajustes o torques incorrectos.

Es capaz de arrancar bajo cualquier carga de sistema, sin componentes de arranque.

Es de fácil servicio y mantenimiento, por sus medidas compactas, peso liviano y diseño simple.

Está diseñado para un rendimiento óptimo con los refrigerantes actuales sin cloro como en R-410A, R- 404A y R-134A, entre otros.

Está diseñado sin válvulas complejas de descarga y succión interna, para operación más silenciosa y más confiable.

Es debido a todas estas características, durabilidad fácil mantenimiento, lo que nos lleva a proponer una bomba de calor con compresor Scroll y descartar las bombas con compresor de tornillo en este punto del estudio. No obstante, tendremos que ver más adelante si compensaría estos costes

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7. COMPARACIÓN DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA:

7.3. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR SU RENDIMIENTO:

7.3.1 EER:

Figura 2. Comparación rendimiento EER.

Podemos observar que el rendimiento EER a máxima potencia son las de Carrier, no obstante, sabemos que una bomba de calor no funcionará siempre a máxima potencia, de hecho, para poder funcionar en unas condiciones óptimas de potencia, ruido y ser económicamente rentable, las bombas de calor funcionan a carga parcial, por lo tanto, tenemos que comparar el rendimiento a carga parcial, y este es el ESEER.

0 1 2 3 4 5 6

4,5 4,6 4,5 4,5

3,9

5,3 5,3

COMPARACIÓN RENDIMIENTO EER

AERMEC

DAIKIN

CARRIER

NXW 100H

WSH 1001

EWWQ 300G

EWWQ 290L

EWHQ 340G

30XW 254

30XWH 304

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15

TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO VS RENDIMIENTO

20% 30% 40% 50% 60% 70% 100%

7. COMPARACIÓN DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA:

7.3.2. ESEER:

Estos rendimientos ya tienen en cuenta los factores como: cuando la bomba de calor está parada o en espera, en cargas parciales y a distintas temperaturas.

Figura 3. Tiempo de funcionamiento real a diferente temperatura y carga.

15ºC 20ºC 25ºC 30ºC 35ºC 40ºC 45ºC 50ºC

TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO VS TEMPERATURA

HORAS

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16

7. COMPARACIÓN DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA:

7.3.2. ESEER:

Vemos que la bomba de calor, independientemente de la marca, tiene un comportamiento en forma de campana de Gauss, la cual cosa, no sería correcto hacer un único estudio con los EER y COP, ya que, solo nos dan el rendimiento a plena carga, y podemos observar que la mayoría del tiempo, esta funciona entre un 40-60% de la carga y a diferentes temperaturas y por lo tanto, no estará siempre a la temperatura que nos proporciona el 100% del rendimiento.

Figura 4. Comparación rendimiento ESEER

En esta última figura, podemos observar que las CARRIER pierden un poco de efectividad a carga parcial respecto a plena carga, no obstante, no están mal posicionadas y tendremos que esperar a descartarlas.

Por otra parte, las AERMEK han cogido fuerza en la carga parcial, lo que nos hace tenerlas presentes a la hora de decidir por que marca finalmente nos decantaremos, ya que su coste inicial y su

0 1 2 3 4 5

6 5,8 5,8 5,5 5,5

4,9

5,7 5,6

COMPARACIÓN RENDIMIENTO ESEER

AERMEC

DAIKIN

CARRIER

NXW 100H

WSH 1001

EWWQ 300G

EWWQ 290L

EWHQ 340G

30XW 254

30XWH 304

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7. COMPARACIÓN DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA:

7.3.3. COP:

Figura 5. Comparación rendimiento COP

En esta última figura de rendimientos, podemos observar que los rendimientos en potencia calorífica no están muy descompensados, además, al tratarse de un hotel que básicamente abre sus puertas al público en verano, no requiere que lo tengamos mucho en cuenta.

0 1 2 3 4 5 6

4,4 4,1 4,6 4,6 4,3 4,6 4,6

COMPARACIÓN RENDIMIENTO COP

AERMEC

DAIKIN

CARRIER

NXW 100H

WSH 1001

EWWQ 300G

EWWQ 290L

EWHQ 340G

30XW 254

30XWH 304

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7. COMPARACIÓN DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA:

7.4. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR EL CONSUMO DE ENERGÍA:

Figura 6. Comparación potencia absorbida.

Podemos observar que las Carrier, tienen una potencia absorbida máxima bastante menor que las demás y esta es una de las características fundamentales, que los clientes tienen que tener en cuenta. Ya que, si la bomba de calor tiene unos rendimientos altísimos, bajo nivel sonoro y fácil mantenimiento, pero resulta que consume mucha electricidad, podemos tener grandes pérdidas de dinero.

No obstante, tenemos que pensar, que este dato es a máxima potencia, y casi nunca lo estará.

Debido a que las fichas técnicas no nos hacen una estimación del consumo eléctrico medio de la bomba de calor a cargas parciales, podemos o bien calcular para cada bomba una estimación del consumo eléctrico, o bien quedarnos con estos datos y pensar en que el consumo se reducirá para todas entre un 30 y un 40%

debido a que no está siempre a plena carga.

0 10 20 30 40 50 60 70

80 70,4

58,8

70,2 67,1 73,7

51,3

57,9

COMPARACIÓN POTENCIA ABSORBIDA

AERMEC

DAIKIN

CARRIER

NXW 100H

WSH 1001

EWWQ 300G

EWWQ 290L

EWHQ 340G

30XW 254

30XWH 304

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19

7. COMPARACIÓN DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA:

7.5. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR LAS EMISIONES DE CO2:

Cuando hablamos de consumo de energía, nos viene a la cabeza las emisiones de CO2. Como hemos dicho anteriormente, las bombas de calor no tienen emisiones de CO2 en su punto de consumo, puesto que no realizan ninguna combustión. No obstante, en las centrales eléctricas, si que existe una emisión de CO2, y cuanta más energía absorbe la bomba de calor, más contribuye en la contaminación.

Tabla 3. Factores de emisiones de CO2.

Como podemos observar en la tabla 4, valores aprobados en Comisión Permanente de Certificación Energética de Edificios del 27 de Junio de 2013. Vemos que Baleares es uno de los territorios que más CO2

libera a la atmosfera. Es por ello por lo que tendríamos que tener también en cuenta este factor para tener una visión no solo técnica y económica sino también medioambiental.

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20

7. COMPARACIÓN DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA:

7.5. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR LAS EMISIONES DE CO2:

Si estimamos que la vida útil de las bombas de calor debido a su compresor que es lo que se suele averiar con más frecuencia, según fabricantes e instaladores autorizados, es de 20 años. Vamos a multiplicar los 20 años que estará en funcionamiento durante 8 meses del año a unas 8 horas al día, para tener una aproximación más o menos razonable.

WSH 1101

EWWQ 300G

EWWQ

290L EWHQ 340G 30XW

254 30XWH 304 POTENCIA ABSORBIDA (KWh) 70,40 58,80 70,20 67,10 73,70 51,30 57,90

POTENCIA ABSORBIDA 20

AÑOS (KWh) 2703360 2257920 2695680 2576640 2830080 1969920 2223360 EMISIONES DE CO2 EN 20

AÑOS (0,96 KG/KWh) KG CO2 2595226 2167603 2587853 2473574 2716877 1891123 2134426

Tabla 4. Comparación de las emisiones de CO2.

Basándonos en el resultado que observamos en la tabla superior, y como no podía ser de otra manera, cuanta más potencia absorbida, más emisiones de CO2 a la atmosfera por parte de la central eléctrica tendremos.

Es por ello, por lo que la potencia absorbida, es uno de los puntos más importantes a tener en cuenta, ya que, tiene relación directa con la contaminación y con el coste económico.

8 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

𝑑í𝑎

*

^{30 𝑑í𝑎𝑠}

1 𝑚𝑒𝑠

*

^{8 𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠}

1 𝑎ñ𝑜

= 1.920

^{ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠}

𝑎ñ𝑜

1920ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

𝑎ñ𝑜 ∗ 20 𝑎ñ𝑜𝑠 = 𝟑𝟖. 𝟒𝟎𝟎 𝒉𝒐𝒓𝒂𝒔

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21 NXW 100H WSH 1101 EWWQ 300G EWWQ 290L EWHQ 340G 30XW 254 30XWH 304

(KW) 70,4 58,8 70,2 67,1 73,7 51,3 57,9

(€) 32.101,19 34.846,28 24.683,00 28.130,00 27.197,00 34.976,41 38.051,56

(H) 1920 1920 1920 1920 1920 1920 1920

(KWH) 135168 112896 134784 128832 141504 98496 111168

(€) 17.571,84 € 14.676,48 € 17.521,92 € 16.748,16 € 18.395,52 € 12.804,48 € 14.451,84 € (€) 87.859,20 € 73.382,40 € 87.609,60 € 83.740,80 € 91.977,60 € 64.022,40 € 72.259,20 € (€) 175.718,40 € 146.764,80 € 175.219,20 € 167.481,60 € 183.955,20 € 128.044,80 € 144.518,40 € (€) 207.819,59 € 181.611,08 € 199.902,20 € 195.611,60 € 211.152,20 € 163.021,21 € 182.569,96 €

SCROLL TORNILLO SCROLL SCROLL SCROLL TORNILLO TORNILLO

TIPO DE COMPRESOR CONSUMO AL AÑO

GASTOS EN 2022 GASTOS EN 2027 COSTE TOTAL = COSTE INICIAL Y FUNCIONAMIENTO DE 10 AÑOS

COSTE INICIAL POTENCIA MÁXIMA ABSORBIDA

TIEMPO FUNCIONAMIENTO AL AÑO

POTENCIA CONSUMIDA AL AÑO

CARACTERÍSTICAS GENERALES

7. COMPARACIÓN DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA:

7.6. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR SU COSTE:

Esto es la última cosa que miraremos en este estudio y del cual todo cliente debería saber a la hora de elegir una bomba de calor u otra.

La tabla 3, nos habla de unos precios iniciales, con los cuales un cliente, elegiría directamente ya que todas cumplen con los requisitos de la instalación, la Daikin EWWQ 300G.

No obstante, en dicha tabla, podemos ver el gasto que producirían las diferentes bombas de calor a máxima potencia durante su funcionamiento.

Sabemos que el precio medio del término de energía eléctrica para hoteles y grandes consumidores (tarifa 6.0) está alrededor de los 0,13 €/kWh"

Calculamos el funcionamiento de las bombas de calor, sabiendo que las bombas de calor estarán en funcionamiento una media de 8 horas al día, durante 8 meses, suponiendo a máxima carga, ya que no disponemos de la potencia absorbida a cargas parciales, pero que para el estudio que hacemos no nos influirá.

Tabla 5. Comparación de las bombas de calor según su coste económico.

8 horas

día

*

^{30 días}

1 mes

*

^{8 meses}

1 año

= 𝟏𝟗𝟐𝟎

^{𝐡𝐨𝐫𝐚𝐬}

𝐚ñ𝐨

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7. COMPARACIÓN DE LAS DIFERENTES MARCAS DE BOMBAS DE CALOR AGUA-AGUA:

7.6. COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE CALOR POR SU COSTE:

Figura 7. Coste de la inversión inicial y el consumo de 10 años.

De forma general, podemos ver que a pesar de que las bombas de calor con compresores de tornillo tenían un coste inicial mayor a los Scroll y que las características de los Scroll eran muy favorables, la eficiencia para esta potencia requerida sería mayor con compresores de tornillo.

En concreto, inicialmente la Carrier, modelo 30XW 254, tenía un coste inicial muy alto por su compresor de tornillo, pero en cuanto a eficiencia y rentabilidad, es una de las mejores para este proyecto.

Ya que no solo se amortiza su coste inicial en 5 años, sino que en 10 años se ha generado un ahorro de 32.590€ respecto la más barata con compresor Scroll, lo que nos lleva a pensar, que, si tenemos algún gasto mayor en mantenimiento del compresor de tornillo respecto al de Scroll, no sería nunca suficiente como para hacer frente a la elección del compresor de tornillo.

€- €50.000,00 €100.000,00 €150.000,00 €200.000,00 €250.000,00 NXW 100H

WSH 1101 EWWQ 300G EWWQ 290L EWHQ 340G 30XW 254 30XWH 304

€207.819,59

€181.611,08

€199.902,20

€195.611,60

€211.152,20

€163.021,21

€182.569,96

COSTE TOTAL EN 10 AÑOS

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8. SELECCIÓN DE LA MEJOR OPCIÓN PARA EL HOTEL BONAMAR:

Sin más que estudiar, podemos escoger para dicho proyecto, una bomba de calor Carrier, modelo 30XW 254, con la cual, todo cliente que solo estuviese interesado en conseguir una bomba de calor económica hubiera descartado enseguida. No obstante, dicha bomba de calor, que inicialmente conlleva un coste económico mayor, resulta ser, no solo de las más eficientes en cuanto a rendimiento a carga parcial, sino que, la más económica a largo plazo y la que genera menos emisiones de CO2.

Cabe decir, que, si el hotel hubiera requerido una bomba de calor de mayor envergadura, dicha máquina sería de las peores, ya que proporciona una potencia frigorífica máxima de 254 KW, y no haría falta estudiar sus características principales debido a que no podría abastecer todas las necesidades de todo el hotel, aunque fuese a máxima potencia durante la mayor parte de su funcionamiento.

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9. CONCLUSIONES:

Como hemos podido observar, y a pesar de que muchos clientes, solo aceptan los presupuestos más económicos, cabe decir, que existen opciones que, si se miran con detalle, pueden llevar un ahorro económico importante, debido a su mayor vida útil y más fácil mantenimiento, o por su bajo consumo y auto regulación de la potencia.

Bajo mi punto de vista, si se demuestra, como en el presente proyecto, que inicialmente invirtiendo unos 5.000€ más, podemos llegar, no solo a recuperar dicha inversión a lo largo de 5 años, sino que además, somos capaces de generar esos 5.000€ de ahorro como mínimo cada año, muchos clientes darían un margen de maniobra a las empresas para poder presentar proyectos más caros pero más eficientes y garantizando la recuperación de la inversión inicial.

En este caso, hemos cogido enfriadoras de fabricantes conocidos a nivel mundial, que nos daban seguridad y una amplia garantía. No obstante, si comparásemos con terceras marcas del mercado, que desgraciadamente son muy comercializadas por la desinformación que tiene el cliente a cerca de sus bajos rendimientos y su alto consumo y contaminación, podríamos haber descartado fácilmente alguna de estas máquinas con solo el EER o la potencia absorbida.

Como hemos estado explicando a lo largo del estudio, hemos estado tratando únicamente la elección de una bomba de calor para un hotel en concreto, pero dependiendo de cada instalación térmica diferente, podríamos haber decidido entre otras muchas bombas, que o bien por la necesidad del hotel o bien por las condiciones de cada lugar, existen infinitas opciones, que un ingeniero especializado en el tema tendría que decidir la mejor opción estudiando con detalle todos los puntos que se han estado explicando durante este proyecto.

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10. BIBLIOGRAFÍA:

- www.Daikin.es, (fichas técnicas e información sobre las bombas de calor inverter).

- www.Carrier.es, (fichas técnicas e información sobre el ahorro energético).

- www.Airlan.es (fichas técnicas).

- www.gasfriocalor.com, (explicaciones a cerca de las ventajas e inconvenientes del uso de Bombas de calor según su sistema de refrigeración).

- www.temariosformativosprofesionales.files.wordpress.com/bomba-de-calor, (conceptos sobre el circuito frigorífico de las bombas de calor).

- http://www.minetad.gob.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/RITE/Reconocidos/Reconocid os/Otros%20documentos/Factores_emision_CO2.pdf, (información sobre consumo energético y emisiones de CO2).

- Trabajo final de carrera, Manuel Ors Sureda, “Ahorro económico y ecológico en el diseño de líneas eléctricas de baja tensión”, (estructura y narración de un TFG).

- Trabajo final de carrera, Joan Amengual Álvarez, “Estudio de integración de la energía fotovoltaica en una vivienda existente”. (estructura y narración de un TFG).

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11. AGRADECIMIENTOS:

En primer lugar, agradecer al profesorado que me acogió para la elaboración del presente proyecto, por el tiempo que le dedicó y la información que me facilitó.

En segundo lugar, agradecer a la empresa Engie, por darme a conocer este mundo de la climatización, y a los proveedores que me facilitaron toda la información necesaria: fichas técnicas y precios de todas las bombas de calor anteriormente descritas.

En especial, agradecer a Daikin por la invitación a la jornada técnico-comercial que se celebró el pasado 3 de mayo en el hotel Valparaíso, donde se explicó algunos de los conceptos e ideas que se exponen en el presente proyecto.

Y por último, agradecer al Hotel Boramar su permiso, colaboración e interés en esta idea, y que muy probablemente tengan en cuenta a la hora de reformar su instalación.

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ANEXO 1: FICHAS TÉCNICAS:

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ANEXO 1: FICHAS TÉCNICAS:

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ANEXO 1: FICHAS TÉCNICAS:

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ANEXO 1: FICHAS TÉCNICAS:

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