VQ60

Las termofrigobombas permiten producir simultáneamente frío y calor a partir de una misma instalación. Recuperan el calor que normalmente es rechazado por un sistema frigorífico para valorizarlo en forma de agua caliente o calor de proceso.

Esta doble valorización energética mejora significativamente la eficiencia global de la instalación: un mismo consumo eléctrico cubre tanto las necesidades de refrigeración como una parte importante de las necesidades de calefacción.

Desde el punto de vista económico, las termofrigobombas permiten reducir simultáneamente el consumo eléctrico relacionado con el frío y el consumo de gas o vapor relacionado con la calefacción. Son particularmente relevantes en los sitios industriales donde las necesidades de frío y calor son concomitantes.

Bien integrada en el proceso, una bomba de calor puede ofrecer así un tiempo de retorno de la inversión muy atractivo, al mismo tiempo que reduce de manera sostenible las emisiones de CO₂ y la dependencia de los combustibles fósiles.

Ejemplo simplificado

Tomemos el ejemplo de un chiller que enfría un circuito a -4/-8°C y con una expulsión en un circuito de 37/42°C. El compresor funciona a -10/+44°C. 961 kW de frío, 307 kW eléctricos, 1268 kW en el ambiente. Este mismo chiller funcionará en condensación baja a -10/+25°C. 1079,7 kW de frío, 210,0 kW eléctricos, 1289,7 kW en el ambiente.

Este mismo chiller en versión VQ60: funcionamiento del chiller enfriando un circuito a -4/-8°C y con una expulsión en un circuito a 45/62°C. El compresor funciona a -10/+60°C. 779 kW de frío, 526,6 kW eléctricos, 1305,6 kW de calor útil que reemplaza a una caldera a gas.

Estimación del sobrecosto CAPEX: 50k€, sobrecosto OPEX a evaluar a una potencia frigorífica igual y con la hipótesis de un costo del kWh eléctrico de 0,10 €/kWh.

Modo frío clásico: COP = 3,13
Modo TFB: COP = 3,96​

En términos de CAPEX, la termofrigobomba VQ60 permite superar un hito energético importante con una inversión adicional relativamente limitada. Con el compresor VSS901, un funcionamiento clásico de chiller a -10/+44 °C proporciona 961 kW de frío por 307 kW eléctricos, mientras que rechaza 1,268 kW de calor hacia un circuito de 37/42 °C y luego al medio ambiente. La transición a termofrigobomba , con una condensación a +60 °C en un circuito de 45/62 °C, requiere un sobrecosto de inversión de aproximadamente 50 k€. Sin embargo, este sobrecosto brinda acceso a una nueva función: el calor que antes se perdía se convierte en calor útil a alta temperatura, capaz de sustituir directamente a la producción por caldera de gas. En otras palabras, con un aumento marginal del CAPEX, la instalación frigorífica se convierte simultáneamente en una verdadera herramienta de producción de calor descarbonizado.

Consideremos un funcionamiento anual de 6000 h, distribuido en 2000 h a -10/+42°C y 4000 h a -10/+25°C para el chiller y invariablemente a -10/+60°C para el VQ60.

En un año de funcionamiento, un grupo frigorífico se beneficia naturalmente de las variaciones de temperatura exterior y puede funcionar gran parte del tiempo con una presión de condensación reducida. En nuestro ejemplo, el chiller equipado con un compresor VSS901 funciona 2,000 horas a -10/+42 °C y 4,000 horas a -10/+25 °C. Así, produce aproximadamente 6,24 GWh de frío por año con un consumo eléctrico de solo 1,45 GWh. Para proporcionar exactamente la misma cantidad de frío en modo termofrigobomba a -10/+60 °C, el consumo eléctrico sería de aproximadamente 4,22 GWh/año, lo que representa un sobrecosto de 2,76 GWh eléctricos, equivalentes a aproximadamente 276 k€/año con una electricidad a 100 €/MWh.

Este suplemento de electricidad permite, sin embargo, producir simultáneamente cerca de 10,46 GWh/año de calor útil a una temperatura útil, calor que anteriormente se rechazaba al medio ambiente. Con una caldera de gas de 90 % de rendimiento y un gas a 50 €/MWh, esta misma cantidad de calor habría requerido aproximadamente 581 k€/año de combustible. La termofrigopompa permite, por lo tanto, en este ejemplo, un ahorro neto del orden de 305 k€/año, asegurando al mismo tiempo exactamente la misma producción frigorífica. Su interés económico se basa así en un principio simple: aceptar un sobrecosto eléctrico controlado para transformar una cantidad considerable de calor residual en energía útil y sustituir una producción térmica fósil.

Los ahorros del lado caliente pagan por la inversión necesaria en refrigeración.