GHP Gas Engine Driven Heat Pump Air
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GHP Gas Engine Driven Heat Pump Air-conditioner Bomba de Calor Accionada mediante Motor a Gas INDICE GENERAL 1. Justificación sistema GHP 1.1. Origen del sistema GHP. 1.2. Idoneidad para implantar GHP. 1.3. Producción energía eléctrica nacional. 1.4. Consumo eléctrico anual en España. 1.5. Consumo eléctrico asociado a climatización. 1.6. Obtención de calor mediante diferentes sistemas 1.7. Balance energético GHP modo Frío 1.8. Balance energético GHP modo Calor 1.9. COP Global EHP 1.10. COP Global GHP 1.11. Comparación demanda eléctrica 1.12. Impacto medioambiental INDICE GENERAL: 2.0 Componentes diferenciadores de GHP 2.1. Conjunto Motor - Compresor. 2.2. Esquema de principio en modo Frío 2.2.1. Generación de ACS. 2.3. Esquema de principio en modo Calor. 2.3.1. Ausencia desescarche. 2.3.2. Rendimiento 2.3.3. Rapidez. 2.3.4. Rendimiento GHP frente EHP 2.4. Flexibilidad GHP Expansión directa 2.5. Flexibilidad GHP Agua 2.6. Flexibilidad GHP Mixto 2.7. Energía consumida 1.1. Origen del sistema GHP • En 1980 comienza el estudio y desarrollo de las primeras unidades GHP. • En 1983 se produce el lanzamiento de la primera unidad al mercado. • Actualmente existen unidades que van desde 5.6 Kw hasta 135 Kw. • En Japón la cuota de mercado para este sistema es muy elevada. 1.2. Idoneidad para implantar GHP Dificultades para acceder / crear nuevos Centros de Transformación 9 Centro Histórico 9 Alto Coste 9... Nulo o difícil acceso a la Red Eléctrica 9 Hoteles Rurales 9... Medidas de Ahorro Energético 9 Disminución de Emisiones 9 Evita sobrecargas en la Red 9... 1.3. Producción de Energía eléctrica Nacional 9 Total Combustibles Fósiles 48.3 % 1.4. Consumo eléctrico anual en España 9 35% Crecimiento en periodo 1998-2004 9 En 2005 se alcanzó el consumo estimado para 2010 9 Sobrecarga Red Eléctrica 9 Incumplimiento del Protocolo de Kyoto 1.5. Consumo eléctrico asociado a Climatización Según IDAE la energía eléctrica destinada a la climatización, representa un 15% del consumo total 9 Sector Terciario (servicios) 98 % 9 Sector Doméstico 2 % Reducir Consumo y Emisiones mejorando instalaciones Terciario 9 Sistemas Agua-Agua 9 Sistemas Aire-Agua 9 Sistemas 1x1 9 Sistemas VRF 1.6. Obtención de calor mediante diferentes sistemas EHP Energía Compresión + Energía Aire = Energía Calefacción = Energía Calefacción Caldera Energía GAS GHP Energía Compresión + Energía Aire + Energía GAS = Energía Calefacción 1.7. Balance energético GHP modo Frío 9 EER = 169 / 100 = 1.69 1.8. Balance energético GHP modo Calor 9 COP = 154 / 100 = 1.54 1.9. COP global EHP Pérdidas totales 63.4% Fuel Planta de potencia Electricidad C.T. Transporte Unidad Capacidad refrigeracion=16kW Consumo electrico=4.57kW EER = 16/4.57=3.50 Clasificación Energética A Transporte Potencia Frigorífica Capacidad refrigeracion=16kW Consumo electrico=4.57kW Eficiencia red=4.57/(1-0.634) = 12.5kW EER = 16/12.5=1.28 Clasificación Energética G 1.10. COP Global GHP Electricidad Gas Potencia Frigorífica Entregada Refrigeración Capacidad refrigeración=56kW Consumo de gas=33.9kW Consumo eléctrico=1.13kW EER = 56/(33.9+1.13)=1.60 Calefacción Capacidad calefacción=63kW Consumo Gas=40.9kW Consumo Eléctrico=1.24kW COP = 63/(40.9+1.24)=1.50 Eficiencia en la conversión=36.6% Consumo gas Æ Consumo eléctrico 33.9 * 0.366 = 12.41kW EER = 56/(12.41+1.13)=4.14 Eficiencia en la conversión=36.6% Consumo GasÆ Consumo eléctrico 40.9 * 0.366 = 15.00kW COP = 63/(15.00+1.24)=3.88 Clasificación Energética A Clasificación Energética A 1.11. Comparación demanda eléctrica 9 Diferentes sistemas 9 Unidad Exterior 56 kW potencia frigorífica con 16 unidades interiores de 3.6 kW cada una 9 Prácticamente independiente de la Red Eléctrica 9 Baja Tensión Monofásica 1.12 Impacto Medioambiental GHP EHP CO2 kg/h NOx SOx 15.4871 (100%) 0.007802 (100%) 0.000550 (100%) 25.7744 (166%) 0.010460 (134%) 0.008592 (1562%) 9 Para el caso de una unidad GHP de 56 kW frente a EHP equivalente. 2.0. Componentes Diferenciadores 2.0 Componentes diferenciadores de GHP 2.1. Conjunto Motor - Compresor. 2.2. Esquema de principio en modo Frío 2.2.1. Generación de ACS. 2.3. Esquema de principio en modo Calor. 2.3.1. Ausencia desescarche. 2.3.2. Rendimiento 2.3.3. Rapidez. 2.3.4. Rendimiento GHP frente EHP 2.4. Flexibilidad GHP Expansión directa 2.5. Flexibilidad GHP Agua 2.6. Flexibilidad GHP Mixto 2.7. Energía consumida 2.1. Conjunto motor compresor • Desarrollado por empresas automovilisticas japonesas (Nissan, Toyota) • Motor exclusivo para sistemas GHP • Motor explosión de 4 tiempos • Ciclo termodínámico de Miller • Variación del Ciclo Otto • Eficiencia del motor 33 % debido principalmente a mayor ratio compresión • Compresores Rotativos Semiherméticos • Velocidad Compresor regulada por la del motor • Mantenimiento tipo cada 5 años o 10000 horas de funcionamiento 2.2. Esquema principio en frio Interior SANYO Aire Acondicionado de España, S.A. E1 IC Exterior Exterior V Exp Exp V E1 IC Interior V 4vias IC Refrig Subevap V 3vias V 3vias E3 Liquido Sep. Aceite Alta Presión E3 ACS V 3vias Bypass Acum MOTOR COMP Baja Presión IC Escape 2.2.1. Generación ACS SANYO Aire Acondicionado de España, S.A. 17 kW proveniente combustible. Temp 75ºC Tanque Agua caliente Ducha, etc 2.3. Esquema principio en calor Interior SANYO Aire Acondicionado de España, S.A. E1 IC Exterior Exterior V Exp Exp V E1 IC Interior V 4vias Calefaccion IC Subevap Calef V 3vias V 3vias E3 Liquido E3 ACS Sep. Aceite V 3vias Bypass Alta Presión Acum MOTOR COMP Baja Presión IC Escape 2.3.1. Ausencia desescarche Intercambiador a placas. Recuperamos parte de la energía del combustible Agua Refrigeración Refrigerante 2.3.2 Rendimiento SANYO Aire Acondicionado de España, S.A. Capacidad calefacción (%) 100 Bomba de calor a gas 80 60 0 Bomba de calor eléctrica -20° -10° -5° 0° Temperatura exterior + 10° 2.3.3 Rapidez SANYO Aire Acondicionado de España, S.A. Temperatura exterior – 20ºC Temperatura de descarga de la unidad interior 50ﾟC 40ﾟC 30ﾟC Bomba de calor a gas 20ﾟC 10ﾟC 0ﾟC Bomba de calor eléctrica Tiempo (a igual carga de calefacción) 2.3.4. Rendimiento frente EHP 120% 100% Temperatura exterior -20ºC GHP Capacidad 80% 60% 40% EHP 20% 0% Tiempo (a igual carga calefacción) 2.4. Sistema VRF 9 Longitud Máxima de Tubería 800 m 2.5. Sistema Agua Fan coil SANYO Aire Acondicionado de España, S.A. Unidad exterior 9HP,18HP Line-UP Conducto UTA Suelo radiante Tubería agua Tubería refrigerante 2.6. Sistema Mixto SANYO Aire Acondicionado de España, S.A. 9 Longitud Máxima 120 m entre unidad GHP e intercambiador 9 Ratio 200% Cost Comparison 2.7. Energía Consumida SANYO Aire Acondicionado de España, S.A. 9 Potencia Eléctrica 9 Potencia Gas 9 Comparado frente a Enfriadora o frente a VRF Eléctrico 9 Sistemas de 56 kW en refrigeración 9 Coste de Funcionamiento inferior que VRF Eléctrico 9 Diferencia de coste en función de las distintas tarifas contratadas. 9 Otros costes: Centro de Transformación 9 Incentivos Públicos SANYO Aire Acondicionado de España, S.A.
