Análisis energético y exergético de una bomba de calor de expansión directa con energía solar/ Exergy and energy analysis of a direct expansion solar assisted heat pump

Francis Benjamín Gorozabel Chata, Tania Carbonell Morales

Resumen


Una bomba de calor de expansión directa con energía solar (BCAES-ED) es una tecnología de calentamiento de agua con mucho potencial en países con climas tropicales y húmedos siendo relevante realizar  análisis basados en la energía y la exergía que permitan caracterizar su funcionamiento e impulsar su aplicación. El presente articulo muestra los resultados de un estudio realizado a una BCAES-ED ubicada en la ciudad de Portoviejo, Ecuador.En la instalación experimental se estudió la influencia de la variación del área del colector/evaporador para valores de 3 y 1,5 m2 y velocidad de rotación del compresor de 400 y 600 rpm. Los análisis energéticos reportaron coeficiente de desempeño entre 3.5 y 4.5. La eficiencia exergética del sistema obtenida fue de 70 % para un área de colector/evaporador de 1.5 m2 y velocidad de rotacion del compresor de 600rpm. Los resultados anteriores muestran la viabilidad  de utilizar esta tecnología en países tropicales.

A direct expansion solar assisted heat pump (BCAES-ED) is a water heating technology with great potential in countries located in tropical and humid areas, so it is important to conduct energy and exergy-based analyzes that allow characterization its operation and promote its application in industrial processes. The present study used meteorological parameters that influence an experimental installation located in Portoviejo-Ecuador for a collector / evaporator of 3 and 1.5 m2 and compressor rotation speeds of 400 and 600 rpm. The energy analysis reported a coefficient of performance of the system between 3.5 and 4.5. The compressor obtained the highest value of exergy destruction, followed by the solar collector, the condenser and the expansion valve. The exergy efficiency of the system reached the value of 70%. The feasibility and advantages of using this technology in tropical countries are demonstrated.


Palabras clave


Bomba de calor; COP; expansión directa; energía solar; exergía; Heat pump; COP〗_H; direct expansion; solar energy; exergy.

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Revista Científica Ingeniería Energética | Centro de Investigaciones y Pruebas Electro-energéticas (CIPEL)
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