Las bombas de calor de frecuencia variable son diferentes de las bombas de calor de frecuencia no variable. Existen diferencias clave entre ambos tipos. Las bombas de calor de frecuencia variable se pueden utilizar tanto en entornos residenciales como comerciales. El inversor es una herramienta electrónica que convierte corriente continua (DC) en corriente alterna (AC). DC significa corriente continua, que se refiere al flujo de carga en una sola dirección o flujo unidireccional.
En la corriente continua, la corriente se mueve en una dirección constante y no cambia de dirección. Este tipo de corriente se llama corriente continua (DC). Por otro lado, la corriente alterna (AC) es aquella que invierte su dirección frecuentemente. Además, la corriente alterna puede cambiar su magnitud con el tiempo, lo que la distingue de la corriente continua.
El voltaje, la potencia de salida y la frecuencia de una bomba de calor de frecuencia variable dependen del diseño de la bomba de calor. No puede generar energía por sí misma. La energía del equipo se genera a través de una fuente de alimentación de corriente continua. La fuente de alimentación de corriente continua de la bomba de calor de frecuencia variable debe ser lo suficientemente estable como para proporcionar la corriente necesaria.
¿Qué es una bomba de calor de frecuencia variable?
Una bomba de calor de frecuencia variable es una bomba de calor que utiliza tecnología de ahorro energético. Es especialmente útil si los consumidores desean reducir su consumo de energía. Las bombas de calor de frecuencia variable pueden eliminar el rendimiento desperdiciado en los sistemas de aire acondicionado. Esto se logra controlando la velocidad del motor. De esta forma, el dispositivo puede mantener la temperatura establecida de manera más eficiente.
¿Cómo Funcionan las Bombas de Calor con Inversor?
Principio de Funcionamiento de las Bombas de Calor de Frecuencia Variable
Las bombas de calor de frecuencia variable pueden alcanzar una temperatura confortable de manera eficiente. La temperatura de estas bombas puede ajustarse finamente para adaptarse a las necesidades del espacio. Además, las bombas de calor de frecuencia variable se utilizan para ahorrar en costosos costos energéticos, manteniendo los hogares o lugares de trabajo cálidos durante los fríos inviernos. En los meses secos, húmedos y calurosos del verano, también pueden mantener el interior fresco.
Las bombas de calor de frecuencia variable están disponibles en versiones con conductos y sin conductos. Las versiones con conductos son una alternativa económica a los sistemas convencionales de aire acondicionado y calefacción a gas. La capacidad operativa de las bombas de calor de frecuencia variable con conductos es del 100%.
Las bombas de calor de frecuencia variable con conductos pueden operar al 100% de su capacidad porque pueden funcionar incluso cuando la temperatura exterior es baja. El sistema de calefacción dentro de estas bombas opera en modo calefacción, lo cual es eficiente en cuanto a costos. Estas bombas están equipadas con compresores de velocidad variable que permiten controlar el consumo de energía del sistema. Según estudios, las bombas de calor de frecuencia variable con conductos pueden reducir el consumo energético hasta en un 35%. Además, están equipadas con silenciadores de compresores para hacer el aparato más silencioso después de la instalación.
Las bombas de calor de frecuencia variable sin conductos son conocidas por su sistema de mini-split. El sistema mini-split en las bombas de calor sin conductos permite a los usuarios controlar la temperatura de habitaciones o espacios individuales. Estas bombas tienen líneas de refrigerante. Las bombas de calor de frecuencia variable sin conductos cuentan con un compresor exterior y un condensador interior. El condensador interior se conecta a través de líneas de refrigerante, que transmiten el fluido refrigerante. Este refrigerante es el fluido que se utiliza en el ciclo de refrigeración y circula entre las unidades del sistema mini-split.
¿Cómo funciona una bomba de calor de frecuencia variable?
Las bombas de calor de frecuencia variable tienen múltiples modos de funcionamiento. Utilizan un compresor de velocidad variable (también conocido como compresor rotativo) cuya velocidad cambia a lo largo del día. Al usar una bomba de calor de frecuencia variable con un compresor de velocidad variable, la velocidad aumenta o disminuye. Esto se hace para ajustar la carga térmica dentro del edificio. La velocidad del compresor está influenciada por los cambios en la temperatura exterior.
En una bomba de calor de frecuencia variable, extraen calor del aire exterior. Al hacerlo todos los días, el equipo puede calentar su edificio en invierno. En verano, estas bombas de calor eliminan el calor del edificio, lo que puede enfriar el aire. Al hacer esto todos los días, se reduce la energía consumida en el ciclo del refrigerante.
En el ciclo del refrigerante de una bomba de calor de frecuencia variable, el ciclo opera a diferentes velocidades. Esto depende de la temperatura y la carga térmica. Durante el ciclo, la bomba de calor de frecuencia variable ajusta la velocidad del ciclo. Cuando la demanda de carga térmica y temperatura es baja, la bomba de calor de frecuencia variable reduce la salida. Esto ayuda a limitar el consumo de energía de los componentes. También ayuda a reducir el número de ciclos de arranque requeridos para el refrigerante.
El compresor rotativo de una bomba de calor de aire de frecuencia variable puede operar dentro de un rango de 0-100%. El motor del ventilador dentro de la bomba de calor también puede operar dentro de un rango de 0-100%. El 100% es el valor máximo en el que el compresor rotativo y el motor del ventilador pueden funcionar. La velocidad mínima de funcionamiento del compresor rotativo y el motor del ventilador es del 20%. Sin embargo, esto depende del fabricante y del tipo de componentes utilizados en la bomba de calor de frecuencia variable. Las bombas de calor de frecuencia variable utilizan corriente continua. El suministro de energía en corriente continua de las bombas de calor de frecuencia variable usa una onda sinusoidal. Una onda sinusoidal es una onda constante.
Para usar corriente continua, las bombas de calor de frecuencia variable utilizan un rectificador. Un rectificador es un dispositivo que convierte corriente alterna en corriente continua. Después de convertir la corriente alterna en corriente continua, esta corriente continua se actualiza a frecuencia variable y voltaje. La mayoría de las bombas de calor de frecuencia variable están equipadas con un compresor de inyección de vapor mejorado (EVI, por sus siglas en inglés). EVI significa Inyección de Vapor Mejorada. La Inyección de Vapor Mejorada amplía el rango del ciclo de calefacción. Puede operar a temperaturas exteriores más bajas. Las bombas de calor de frecuencia variable también utilizan una válvula de expansión electrónica (EEV, por sus siglas en inglés). La EEV controla el flujo del refrigerante hacia el evaporador. Logra esto controlando con precisión el movimiento del flujo del refrigerante. La válvula de expansión electrónica también se conoce como un dispositivo de control de flujo. Ayuda a reducir la presión del fluido cerca de la válvula. De esta manera, puede vaporizar el fluido.
Después de la vaporación, la temperatura del refrigerante disminuye. Sin embargo, la válvula de expansión electrónica puede generar un movimiento excesivo del flujo del refrigerante. Cuando esto ocurre, se observa sobrecalentamiento. Para calcular la cantidad de sobrecalentamiento que ocurre, se resta la temperatura del lado de succión del compresor en la bomba de calor invertida de la temperatura de evaporación. La válvula de expansión electrónica tiene sensores de temperatura instalados en ella. Un segundo sensor se instala en la salida del evaporador. Estos dos sensores calculan el número de sobrecalentamiento.
Los componentes principales de la válvula de expansión electrónica incluyen un imán permanente y una bobina de cobre. Estos se encuentran dentro del motor paso a paso. El motor está ubicado en la parte superior de la válvula de expansión electrónica. Aquí es donde se genera el campo electromagnético. El motor paso a paso está conectado al eje. El eje está conectado a la rosca. Cuando se genera el campo electromagnético, el eje empuja la rosca. Después de empujar la rosca, avanza la rosca requerida hacia el asiento de la válvula. El asiento de la válvula está ubicado dentro de la válvula de expansión electrónica. La tecnología utilizada en la válvula de expansión electrónica proviene de países extranjeros como Europa.
Comparación entre bombas de calor de frecuencia variable y bombas de calor sin frecuencia variable
Existen diferencias entre las bombas de calor sin frecuencia variable (también conocidas como bombas de calor de encendido/apagado) y las bombas de calor de frecuencia variable. A diferencia de las bombas de calor de frecuencia variable, las bombas de calor sin frecuencia variable no pueden controlar la salida de energía. Por lo tanto, el motor que funciona en las bombas de calor sin frecuencia variable tiene dos acciones. Los dos modos de funcionamiento de las bombas de calor de encendido/apagado son a velocidad completa y apagado. Durante el funcionamiento normal, el motor de una bomba de calor de encendido/apagado funciona a máxima velocidad. Cuando la temperatura dentro del edificio o la habitación alcanza un nivel deseado específico, el motor se detiene. Debido a que el motor de una bomba de calor sin frecuencia variable arranca y para repetidamente a lo largo del día, consume más energía.
Las bombas de calor de frecuencia variable son capaces de convertir corriente alterna en corriente continua
y luego convertir la corriente continua en frecuencia y voltaje variables utilizando un rectificador. Esto permite un control preciso de la velocidad del motor y de la salida de energía. La mayoría de las bombas de calor de frecuencia variable están equipadas con características avanzadas como compresores EVI y válvulas de expansión electrónicas para optimizar su rendimiento.
Las bombas de calor de frecuencia variable ofrecen varias ventajas sobre las bombas de calor sin frecuencia variable. Una ventaja clave es su capacidad para modular la capacidad de calefacción o refrigeración según la demanda real. Al ajustar la velocidad del motor y el flujo de refrigerante, las bombas de calor de frecuencia variable pueden adaptar más precisamente la carga de calefacción o refrigeración requerida, lo que da como resultado una mayor eficiencia energética y confort.
En cambio, las bombas de calor sin frecuencia variable funcionan a plena capacidad cuando están en funcionamiento y se apagan completamente cuando no se necesitan. Este ciclo de encendido/apagado puede generar fluctuaciones de temperatura y un consumo de energía ineficiente. El frecuente arranque y paro del motor también pone más presión sobre los componentes, lo que puede reducir su vida útil.
Las bombas de calor de frecuencia variable proporcionan un control de temperatura más preciso, lo que permite a los usuarios mantener un ambiente interior cómodo. Pueden ajustar la configuración de la temperatura con mayor flexibilidad y precisión, asegurando un confort óptimo mientras minimizan el desperdicio de energía. Además, las bombas de calor de frecuencia variable contribuyen al ahorro de energía al reducir el consumo de electricidad durante períodos de baja demanda.
En general, el uso de la tecnología de frecuencia variable en las bombas de calor ha revolucionado la industria al ofrecer una mayor eficiencia energética, un mayor confort y un mejor rendimiento. Permite ajustes dinámicos basados en condiciones en tiempo real, lo que resulta en ahorros significativos de energía y un enfoque más sostenible para la calefacción y refrigeración.
Las bombas de calor de frecuencia variable se han vuelto cada vez más populares en aplicaciones residenciales y comerciales debido a sus capacidades de ahorro de energía y su mejor rendimiento. Aquí hay algunos detalles adicionales sobre su funcionamiento y beneficios:
- Mayor eficiencia energética: Las bombas de calor de frecuencia variable sobresalen en eficiencia energética en comparación con las bombas de calor sin frecuencia variable. Al ajustar la velocidad del motor y la capacidad de salida para adaptarse a las demandas de calefacción o refrigeración, pueden evitar el desperdicio de energía asociado con los ciclos frecuentes de encendido/apagado. Esta modulación de la salida de energía ayuda a lograr un control de temperatura preciso y reduce el consumo total de energía.
- Confort óptimo: La capacidad de ajustar finamente la configuración de la temperatura hace que las bombas de calor de frecuencia variable sean ideales para mantener un ambiente interior cómodo. Pueden ofrecer un rendimiento de calefacción o refrigeración constante y estable, minimizando las fluctuaciones de temperatura y creando un espacio más agradable para vivir o trabajar.
- Reducción de los costos operativos: Gracias a sus capacidades de ahorro energético, las bombas de calor de frecuencia variable pueden reducir significativamente los costos de calefacción y refrigeración. Al utilizar la energía de manera más eficiente y adaptarse a los requisitos de carga variables, ayudan a los propietarios de viviendas y empresas a ahorrar dinero en las facturas de servicios públicos con el tiempo.
- Funcionamiento más silencioso: Las bombas de calor de frecuencia variable están diseñadas para funcionar a niveles de ruido más bajos en comparación con las bombas de calor sin frecuencia variable. El compresor de velocidad variable y el motor del ventilador contribuyen a un funcionamiento más silencioso en general, mejorando el confort y la tranquilidad del ambiente interior.
- Vida útil prolongada: El funcionamiento controlado y optimizado de las bombas de calor de frecuencia variable puede reducir el desgaste de los componentes del sistema. La evitación de ciclos frecuentes de encendido/apagado y la capacidad de adaptarse con mayor precisión a los requisitos de carga pueden contribuir a una mayor vida útil del sistema de la bomba de calor, lo que resulta en menores costos de mantenimiento y reemplazo.
- Beneficios ambientales: Al utilizar la energía de manera más eficiente, las bombas de calor de frecuencia variable ayudan a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y promueven la sostenibilidad ambiental. Ofrecen una alternativa más ecológica para las necesidades de calefacción y refrigeración, contribuyendo a los esfuerzos para combatir el cambio climático y reducir la huella de carbono.
En resumen, las bombas de calor de frecuencia variable ofrecen numerosas ventajas sobre las bombas de calor sin frecuencia variable, incluyendo mayor eficiencia energética, confort óptimo, reducción de los costos operativos, funcionamiento más silencioso, vida útil prolongada y beneficios ambientales. Estas características las han convertido en la opción preferida tanto para aplicaciones residenciales como comerciales, proporcionando soluciones de calefacción y refrigeración eficientes y sostenibles.