Modelado y análisis de diferentes configuraciones de ciclos de compresión de vapor. Aplicación al diseño de bombas de calor para calefacción de viviendas

Abstract

.Due to the energetic requirements and the pollution associated, it is required new course of action from the world authorities. In consequence, the Kyoto's Protocol took place, in order to try to control the CO2 emissions. Since the energy consumption dedicated to domestic air conditioning is very high and the principal energy source to generate it are fossil fuels, a new study path has been proposed which consists in heat pumps based on a renewable energy source. However, such proposition has a problem with the refrigerants employed, which has not yet been solved, as they have a high global warming potential (GWP). For this reason we are currently in a transition process in which the investigation path to be followed is unknown. In this Final Master's Project a model of the heat pumps' behaviour is presented showing its performance with different refrigerants and therefor, helping in the decision-making process towards the future heat pump. Throughout this project, the studies have been done from a technical point of view leaving aside issues such as security and the new refrigerant implementation costs.

Dadas las necesidades energéticas mundiales y la contaminación que llevan asociadas, es necesaria una actuación por parte de las autoridades mundiales. Es por ello que surgió el protocolo de Kioto, mediante el cual se intenta controlar las emisiones de CO2. Teniendo en cuenta el elevado consumo de energía destinado a la climatización doméstica, junto al elevado uso de combustibles fósiles necesarios para generarla, se abre una posible vía de estudio sobre la utilización de bombas de calor que utilicen energías renovables. No obstante, los refrigerantes actuales poseen un alto potencial de calentamiento atmosférico (PCA). La alternativa a estos refrigerantes es una cuestión sin respuesta hoy día. Por esta razón, nos encontramos en un proceso de transición en el que se desconoce el camino a seguir. Este Trabajo de fin de Máster presenta un modelo sobre el comportamiento de las bombas de calor con cualquier fluido que discurra por su interior, sirviendo como ayuda para la toma de decisiones hacia la bomba de calor del futuro. El estudio se ha hecho desde un punto de vista técnico, dejando apartadas cuestiones como la seguridad y el coste de la implantación de nuevos refrigerantes.

Dades les necessitats energètiques mundials i la contaminació que duen associades, cal una actuació per part de les autoritats mundials. Per aquesta raó va esdevenir el protocol de Kyoto, que tracta de controlar les emissions de CO2. Tenint en compte el gran consum d’energia destinat a la climatització domèstica i l’elevat consum de combustibles fòssils empleats per a generar‐la, s’obri una porta d’estudi en l’ús de bombes de calor que utilitzen energies renovables. Per contra, els refrigerants actuals tenen un elevat potencial de calfament atmosfèric. Encara, l ’alternativa als refrigerants és una qüestió sense resposta. Per aquesta raó estem immers en un procés de transició on es desconeix el camí a seguir. En aquest Treball de fi de Máster es presenta un model de simulació del comportament de les bombes de calor que tinguen qualsevol fluid al seu interior, servint d’ajuda en la presa de decisions cap a la bomba de calor del futur. Al llarg d’aquest treball s’ha fet un estudi des d’un punt de vista tècnic, deixant a banda qüestions com la seguretat y el preu de la implantació dels nous refrigerants.