Evaluación Energética y Ambiental de una Bomba de Calor Asistida por Energía Solar para el Calentamiento de Agua

Energy and Environmental Assessment of a Solar-Assisted Heat Pump for Water Heating

Publicado 2026-01-30


https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v22.n2.2026.725
Abrir | Descargar
PDF FLIP HTML XML EPUB
Número
Vol. 22 Núm. 2 (2026): Revista Técnica "energía", Edición No. 22 ISSUE II
Sección
EFICIENCIA ENERGÉTICA
Cómo citar
Evaluación Energética y Ambiental de una Bomba de Calor Asistida por Energía Solar para el Calentamiento de Agua. (2026). Revista Técnica "energía", 22(2), PP. 95-103. https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v22.n2.2026.725
DOI

https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v22.n2.2026.725
Dimensions
PlumX

Cómo citar

Evaluación Energética y Ambiental de una Bomba de Calor Asistida por Energía Solar para el Calentamiento de Agua. (2026). Revista Técnica "energía", 22(2), PP. 95-103. https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v22.n2.2026.725

Descargar cita

Licencia
Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.

Isaac Simbaña
Instituto Superior Universitario Sucre
Perfil Google Scholar
https://orcid.org/0000-0002-3324-3071 ORCID
Cristian Guilcaso
Universidad Técnica de Cotopaxi
Perfil Google Scholar
Fabricio Tipantocta
Instituto Superior Universitario Sucre
Perfil Google Scholar
Mostrar biografía de los autores

Artículos similares

1-10 de 485

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.

Artículos más leídos del mismo autor/a

Esta investigación evaluó la eficiencia energética y el rendimiento de una bomba de calor asistida por energía solar para el calentamiento de agua, validando su viabilidad como alternativa sostenible, de acuerdo a los Objetivos de Desarrollo Sostenible. El estudio combinó experimentación práctica y análisis energético, midiendo parámetros operacionales, tiempo de calentamiento y calculando el coeficiente de rendimiento en un volumen de 10 litros de agua en diferentes condiciones de radiación solar, además de la estimación de emisiones de CO₂ y costos de operación, incluyendo la contribución ambiental de paneles fotovoltaicos y baterías de almacenamiento. El coeficiente de rendimiento máximo fue 6.2 y un mínimo de 3.3, con tiempos de calentamiento de 30 a 35 minutos, con un rendimiento eficiente y estable. El sistema consume 2.33 kW·h anuales para sus componentes, generando 9.6 kg de CO₂, inferiores a alternativas eléctricas o a GLP, y reduce la huella de carbono mediante la integración de energía solar. Por lo que este sistema es una solución técnica, competitiva económicamente y ambientalmente responsable para la calefacción de agua residencial.

Visitas del artículo 64 | Visitas PDF 22

Descargas

Los datos de descarga todavía no están disponibles.
  1. J. Hernández-Ambato, R. Fernández, A. Mora, and J. Alvarado, “Evaluación de la Huella de Carbono de Vehículos con Motor Eléctrico y de Combustión Interna según la Matriz Energética de Ecuador: Caso de Estudio KIA Soul vs KIA Soul EV,” Novasinergia, vol. 5, no. 2, pp. 58–75, 2022. doi: https://doi.org/10.37135/ns.01.10.04
  2. S. Meraj, S. Yu, M. Rahman, K. Hasan, M. Hossain Lipu, and H. Trinh, “Energy Management Schemes, Challenges and Impacts of Emerging Inverter Technology for Renewable Energy Integration Towards Grid Decarbonization,” Journal of Cleaner Production, vol. 405, p. 137002, Jun. 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.137002
  3. J. Chamorro and E. Mera, “Estudio de la Crisis Energética en el Ecuador por la Dependencia en la Generación de Energía Hidráulica,” Revista Científica INGENIAR: Ingeniería, Tecnología E Investigación, vol. 8, no. 15, pp. 168–186, 2025, doi: https://doi.org/10.46296/ig.v8i15.0240
  4. M. Lozano-Rojas and E. Sandoval-Sandoval, “The Biomass as a Source of Electrical Energy Generation in Ecuador,” Revista Científica Multidisciplinar G-nerando, vol. 5, no. 1, pp. 194–223, 2024. doi: https://doi.org/10.60100/rcmg.v5i1.189
  5. J. Borja-Patiño, A. Robalino-López, and A. Mena-Nieto, “Breaking the Unsustainable Paradigm: Exploring the Relationship Between Energy Consumption, Economic Development and Carbon Dioxide Emissions in Ecuador,” Sustainability Science, vol. 19, no. 2, pp. 403–421, 2024. doi: https://doi.org/10.1007/s11625-023-01425-x
  6. B. Yildiz, J. Bilbao, M. Roberts, S. Heslop, J. Dore, A. Bruce, I. Macgill, R. Ega, and A. Sproul, “Analysis of Electricity Consumption and Thermal Storage of Domestic Electric Water Heating Systems to Utilize Excess PV Generation,” Energy, vol. 235, p. 121325, 2021. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.121325
  7. J. Lu, Y. Tang, Z. Li, and G. He, “Solar Heat Pump Configurations for Water Heating System in China,” Applied Thermal Engineering, vol. 187, p. 116570, 2021. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.116570
  8. T. Hai, N. Delgarm, D. Wang, and M. H. Karimi, “Energy, Economic, and Environmental (3 E) Examinations of the Indirect-expansion Solar Heat Pump Water Heater System: A Simulation-oriented Performance Optimization and Multi-objective Decision-making,” Journal of Building Engineering, vol. 60, p. 105068, 2022. doi: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.105068
  9. B. Abbasi, S. Li, and A. Mwesigye, “Energy, Exergy, Economic, and Environmental (4E) Analysis of SAHP Water Heaters in Very Cold Climatic Conditions,” Renewable Energy, vol. 226, p. 120391, 2024. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.120391
  10. C. Meena, A. Prajapati, A. Kumar, and M. Kumar, “Utilization of Solar Energy for Water Heating Application to Improve Building Energy Efficiency: An Experimental Study,” Buildings, vol. 12, no. 12, p. 2166, 2022. doi: https://doi.org/10.3390/buildings12122166
  11. C. Anderson, M. Denich, A. Warchold, J. Kropp, and P. Pradhan, “A Systems Model of SDG Target Influence on the 2030 Agenda for Sustainable Development,” Sustainability Science, vol. 17, no. 4, pp. 1459–1472, 2022, doi: https://doi.org/10.1007/s11625-021-01040-8
  12. G. Yumnam, Y. Gyanendra, and C. Singh, “A Systematic Bibliometric Review of the Global Research Dynamics of United Nations Sustainable Development Goals 2030,” Sustainable Futures, vol. 7, p. 100192, 2024, doi: https://doi.org/10.1016/j.sftr.2024.100192
  13. A. Olabi, N. Shehata, H. Maghrabie, L. Heikal, M. Abdelkareem, S. Rahman, S. Shah, and E. Sayed, “Progress in Solar Thermal Systems and Their Role in Achieving the Sustainable Development Goals,” Energies, vol. 15, no. 24, p. 9501, 2022. doi: https://doi.org/10.3390/en15249501
  14. Y. Zhu, D. Taylor, and Z. Wang, “The Role of Renewable Energy in Reducing Residential Fossil Energy-related CO2 Emissions: Evidence from Rural China,” Journal of Cleaner Production, vol. 366, p. 132891, 2022. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132891
  15. D. Singh, D. Singh, V. Mishra, J. Kushwaha, R. Dev, S. Patel, R. Shankar, and B. Giri, “Sustainability Issues of Solar Desalination Hybrid Systems Integrated with Heat Exchangers for the Production of Drinking Water: A Review,” Desalination, vol. 566, p. 116930, 2023. doi: https://doi.org/10.1016/j.desal.2023.116930
  16. A. Mercedes-Garcia, P. López-Jiménez, F. Sánchez-Romero, and M. Pérez-Sánchez, “Objectives, Keys and Results in the Water Networks to Reach the Sustainable Development Goals,” Water, vol. 13, no. 9, p. 1268, 2021. doi: https://doi.org/10.3390/w13091268
  17. W. Quitiaquez, I. Simbaña, R. Caizatoa, C. Isaza, C. Nieto, P. Quitiaquez, and F. Toapanta, “Análisis del Rendimiento Termodinámico de una Bomba de Calor Asistida por Energía Solar Utilizando un Condensador con Recirculación,” Revista Técnica “Energía,” vol. 16, no. 2, pp. 111–125, 2020, doi: https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v16.n2.2020.358
  18. I. Simbaña, W. Quitiaquez, J. Estupiñán, F. Toapanta-Ramos, and L. Ramírez, “Evaluación del Rendimiento de una Bomba de Calor de Expansión Directa Asistida por Energía Solar Mediante Simulación Numérica del Proceso de Estrangulamiento en el Dispositivo de Expansión,” Revista Técnica “Energía,” vol. 19, no. 1, pp. 110–119, 2022, doi: https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v19.n1.2022.524
  19. A. Kijo-Kleczkowska, P. Bruś, and G. Więciorkowski, “Economic Analysis of Heat Pump Exploitation – A Case Study,” Energy, vol. 280, p. 128184, 2023. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.128184
  20. X. Liu, X. Peng, Y. Yang, X. Qin, D. Wang, G. Wang, and D. Wang, “Energetic Analysis and Performance Improvement Algorithm of Transcritical CO2 Heat Pump Water Heater System,” Applied Thermal Engineering, vol. 236, p. 121823, 2024. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.121823
  21. K. Tomczuk and P. Obstawski, “Analysis of the Cooperation of a Compressor Heat Pump with a PV System,” Sustainability, vol. 16, no. 9, p. 3797, 2024. doi: https://doi.org/10.3390/su16093797
  22. S. Zhang, S. Liu, J. Wang, Y. Li, and Z. Yu, “Analysis of a Solar-assisted Heat Pump System with Hybrid Energy Storage for Space Heating,” Applied Thermal Engineering, vol. 231, p. 120884, 2023. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.120884
  23. R. Song, V. Terzija, T. Hamacher, and V. S. Perić, “Integrating Air-Source Heat Pumps into the Demand-Side Fast Frequency Response Service: A Study Based on Thermal Dynamic Uncertainty,” IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol. 16, no. 1, pp. 323-335, 2025, doi: http://doi.org/10.1109/TSTE.2024.3456068
  24. P. Valdiserri, V. Ballerini, and E. di Schio, “Interpolating Functions for CO2 Emission Factors in Dynamic Simulations: The Special Case of a Heat Pump,” Sustainable Energy Technologies and Assessments, vol. 53, p. 102725, 2022. doi: https://doi.org/10.1016/j.seta.2022.102725
  25. S. Naranjo-Silva, D. Guerrero, and J. del Castillo, “Costo Comparativo por Kilovatio de los Últimos Proyectos Hidroeléctricos en Ecuador,” Revista InGenio, vol. 5, no. 1, pp. 22–34, 2022. doi: https://doi.org/10.18779/ingenio.v5i1.473
  26. M. Farghali, A. Osman, Z. Chen, A. Abelhaleem, I. Ihara, I. Mohamed, P. Yap, and D. Rooney, “Social, Environmental, and Economic Consequences of Integrating Renewable Energies in the Electricity Sector: A Review,” Environmental Chemistry Letters, vol. 21, no. 3, pp. 1381–1418, 2023. doi: https://doi.org/10.1007/s10311-023-01587-1
  27. S. Peña-Murillo, J. Ochoa-Celi, F. Torres-Córdova, and E. Zambrano-Nevárez, “Subsidios de Combustibles en Ecuador: Análisis Bibliográfico de su Costo y Sostenibilidad,” Revista Iberoamericana de Educación, vol. 9, no. 1, pp. 55–72, 2025. doi: https://doi.org/10.31876/rie.v9i1.288
  28. W. Quitiaquez, I. Simbaña, A. Herrera, P. Quitiaquez, C. Nieto-Londoño, E. Pilataxi, A. Andrade., and. Y. Retirado-Mediaceja, “Statistical Analysis of Heat Transfer Effects on Flow Patterns Maps in a Flat-Plate Collector/Evaporator with R600a Under Variable Tilt Angles,” Processes, vol. 13, no. 11, p. 3419, 2025, doi: https://doi.org/10.3390/pr13113419
  29. Y. Fan, X. Zhao, Z. Han, J. Li, A. Badiei, Y. Akhlaghi, and Z. Liu, “Scientific and Technological Progress and Future Perspectives of the Solar Assisted Heat Pump (SAHP) System,” Energy, vol. 229, p. 120719, 2021. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120719
  30. D. Obura, D. Kimera, and D. Dadebo, “Application of GIS and Hydraulic Modeling for Sustainable Management of Water Supply Networks: A Pathway for Achieving Sustainable Development Goal (SDG) 6,” Process Integration and Optimization for Sustainability, vol. 8, no. 4, pp. 1017–1034, 2024. doi: https://doi.org/10.1007/s41660-024-00410-w
  31. A. M. Manesh and H. Liu, “Thermo-environ-economic Analysis of a Novel Solar-assisted Heat Pump System; Comparison with Conventional Single Stage and Cascaded Air Source Heat Pumps,” Energy, vol. 322, p. 135647, 2025. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.135647
Periodicidad

Semestral: Publicaciones en enero y julio

Miembros Comité Editorial
UPS
EPN
Ministerio de Energía
CENACE
INGE
CELEC
ARC
ESPOL

Código QR

Sistema OJS 3.4.0.9