High capacity heat pump development for sanitary hot water production

Abstract

L'home viu d'emocions, no del seu currículum Kilian Journet i AcknowledgmentsEn primer lloc volia donar-li les gràcies als meus directors de tesis, José Gonzálvez i Emilio Navarro, perquè sense ells aquest treball no haguera sigut possible. Gràcies per donar-me l'oportunitat de treballar en el projecte Europeu NxtHPG, per tot el que m'heu ensenyat, pels bons consells i per les hores que hem passat analitzant els resultats o especulant sobre algun problema concret.Gràcies als meus companys del IIE, sobretot a tots aquells que en alguna mesura han participat en aquest projecte, en especial a José Miguel, Carla, i Alex, amb qui he passat moltes hores barallant-nos amb sensors, vàlvules d'expansió i altres aparells del dimoni. També volia nomenar a Estefania, qui continuarà amb el treball d'aquesta tesi, i amb qui, juntament amb Emilio, hem passat unes quantes hores donant-li voltes i repensant els cicles termodinàmics.Gràcies també als participants del projecte Europeu "Next Generation of Heat Pumps working with Natural fluids", de qui també he aprés moltes coses.Des d'una perspectiva més personal, volia començar nomenant a aquells que varen començar amb mi aquesta aventura universitària, en especial a Ausiàs, i com no a Guillermo, a qui vaig conéixer en la cua per a la matrícula d'industrials, i que 10 anys després hem viscut tantíssimes coses junts.To those guys who I met during my two years in Denmark and we became friends for life, the Xafaets: Andrea, Cristian and Niccolo.Als meus amics d'infància, d'adolescència, edat adulta, i segur que vellesa, Irak, Gabi (Pollo), i com no Jorge (Puxi) amb qui he compartit tantes hores de confidències, moments bons i roïns, però sobretot reconfortants.A Marinna, o meu sol do meio-dia, perquè el seu somriure ja m'alegra el dia, per tots els projectes que tenim i perquè amb ella sempre podré dir cueca.Per últim volia donar-li les gràcies a la meua família. Als meus germans Gabi i José, qui m'ha fet tio de les xiquetes més boniques del món, Olga i Núria. A ma Mare, perquè és una lluitadora, però sobretot una somiadora, en part li dec a ella la meua forma de ser. Però si he de dedicar aquesta tesi a algú, és a ell, a l'home del somriure permanent, a qui li dec l'altra part de la meua forma de ser, a mon Pare.iii AbstractHeat pumps have been identified as an efficient alternative to traditional boilers for the production of sanitary hot water (SHW). The high water temperature lift (usually from 10ᵒC to 60ᵒC) involved in this application has conditioned the type of used solutions. On the one hand, transcritical cycles have been considered as one of the most suitable solutions to overcome the high water temperature lift. Nevertheless, the performance of the transcritical CO2 heat pump is quite dependent on the water inlet temperature, which in many cases is above 10ᵒC. Furthermore, performance highly depends on the rejection pressure, which needs to be controlled to work at the optimum point in any condition. On the other hand, for the subcritical systems, subcooling seems to be c...