Revista de Ingeniería Mecánica Aplicada

Abstracto

Nueva estrategia de control para un sistema híbrido de bomba de calor geotérmica acoplado a una torre de enfriamiento de circuito cerrado

Zoi Sagia y Constantinos Rakopoulos

Los sistemas híbridos de bombas de calor de fuente terrestre (HGSHPS) que incluyen torres de enfriamiento se utilizan ampliamente para mejorar la eficiencia de los sistemas de bombas de calor de fuente terrestre (GSHPS) en aplicaciones dominadas por la refrigeración. Se examina un edificio de oficinas griego con un área total refrigerada de 1000 m2. Todo el sistema se modela utilizando TRNSYS 17. El funcionamiento del sistema se optimiza utilizando TRNOPT 17 para cumplir con la carga máxima de refrigeración durante el período de refrigeración neta, cuando no se producen cargas de calefacción, minimizando la profundidad de los intercambiadores de calor terrestres (GHE). Se aplican tres estrategias de control, basadas en la observación continua de temperaturas críticas, al sistema optimizado. Cada estrategia intenta lograr una mayor optimización del funcionamiento de los HGSHPS minimizando el consumo de energía eléctrica. En la primera, la torre de enfriamiento se enciende cuando la diferencia entre la temperatura del fluido que sale de las bombas de calor y la temperatura del bulbo húmedo del aire ambiente supera los 10 °C. En la segunda, la torre de enfriamiento se enciende cuando la temperatura del fluido que sale de los GHE es superior a 28 °C. En el tercero, la torre de enfriamiento comienza a funcionar cuando la temperatura del fluido que sale de las bombas de calor es mayor a 32°C. Cada uno de estos puntos de control se normaliza por la temperatura del fluido que sale del lado caliente del intercambiador de calor que se encuentra entre el circuito de tierra y el circuito cerrado de la torre de enfriamiento. Los nuevos puntos de ajuste definen tres nuevas estrategias de control que se examinan para lograr una mejora adicional en el funcionamiento de HGSHPS.