Jueves, 30 Junio 2022 12:51

Bombas de calor: ¿Cómo funcionan?¿Qué mantenimiento necesitan?

PRO34 Articulo 4 foto 0Las bombas de calor (BdC) son las nuevas estrellas de la calefacción

 

 

PRO34 Articulo 4 foto 1

 

Estos sistemas presentan numerosas ventajas y muchos gobiernos privilegian su uso mediante nuevas leyes y reglamentos, motivados principalmente por los planes ecológicos de lucha contra el calentamiento climático. Este completo repaso aporta la ayuda necesaria para saberlo todo sobre esta tecnología. 

¿POR QUÉ INSTALAR UNA BDC?

Porque el gas ha perdido popularidad:

La ecología climática condiciona las decisiones de muchos gobiernos (sobre todo en Europa), que descartan las calderas de gas en beneficio de las BdC, impulsadas por energía eléctrica. Objetivo: reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera y evitar la fluctuación inestable, y a menudo al alza, del precio del gas. 

Por ejemplo, a partir del verano de 2021 las BdC serán una de las soluciones preferentes en Francia para sustituir las calderas de gas en las viviendas individuales de nueva construcción.

  • Porque las BdC ofrecen un excelente rendimiento:

El rendimiento energético de una bomba de calor es superior al de las mejores calderas de condensación. Sin embargo, este rendimiento desciende cuando la temperatura del aire exterior se sitúa por debajo de -7 °C, aunque algunos trucos de instalación permiten resolver este problema en las regiones muy frías.

  • Porque es una tecnología robusta y probada: 

El funcionamiento de una BdC es idéntico al de una unidad de aire acondicionado, o incluso al de una nevera. Por tanto, se trata de una tecnología dominada y optimizada desde hace tiempo, que actualmente presenta muy pocos problemas de mantenimiento.

  • Porque ofrece una gran flexibilidad de instalación: 

Existen muchos tipos de instalación de BdC que se adaptan a todo tipo de edificios y entornos. Así, una BdC puede sustituir una caldera de gas aprovechando el circuito clásico de calefacción de agua de una vivienda, ¡e incluso puede servir para calentar una piscina!

  • Porque los gobiernos pueden ofrecer ayudas financieras:

Para incitar a los propietarios a instalar una BdC en sustitución del gas, algunos países ofrecen ayuda financiera para las obras de conversión. Esas ayudas son muy interesantes ya que reducen notablemente el coste de instalación.

¿CÓMO FUNCIONA UNA BDC?

Las temperaturas y potencias mencionadas en este diagrama son indicativas, pueden variar.

Las bombas de calor recuperan el calor exterior para reinyectarlo en el interior de un edificio. Se basan en un circuito de fluido refrigerante que transporta la energía calorífica (térmica) por cambio de estado:

  • Etapa 1: en el exterior, el evaporador recupera el calor ambiente para calentar el fluido a muy baja temperatura, en estado mayoritariamente líquido a baja presión, que de este modo pasa a estado gaseoso. A continuación, un compresor comprime bruscamente el gas, cuya temperatura aumenta con fuerza.
  • Etapa 2: en el interior, el gas caliente entra en un condensador, que recupera su calor para calentar la vivienda, por agua o por aire. Seguidamente, enfría el fluido, que se condensa y vuelve al estado (casi) líquido. El fluido pasa entonces por un manorreductor, que reduce brutalmente su presión, y por tanto su temperatura, y regresa así a la etapa 1.

Por tanto, el principio de funcionamiento de una BdC es estrictamente idéntico al de una unidad de aire acondicionado, pero en sentido exactamente inverso. Es por ello que es posible equiparse con un sistema de BdC reversible (inverter), capaz de refrigerar en verano y calentar en invierno. 

 

PRO34 Articulo 4 foto 3

 

En verano, la parte exterior desempeña el papel de condensador y la parte interna se convierte en el evaporador.

Por todo lo anterior, es importante elegir desde el principio el mejor sistema de BdC:

 

PRO34 Articulo 4 foto 4

 

  • La BdC aire-agua: se compone de una unidad externa que ventila el aire ambiente para calentar el fluido. Seguidamente, el circuito alimenta un sistema de calefacción de agua clásico (por radiador o suelo), al tiempo que permite disponer de agua caliente sanitaria.
  • La BdC agua-agua: permite calentar el fluido refrigerante de forma pasiva, haciéndolo circular por una masa de agua natural (capa freática, lago, río, etc.). Ahorra más energía y está mejor adaptado a los inviernos muy fríos.
  • La BdC aire-aire (o incluso agua-aire): calienta el interior gracias a unos splits internos que ventilan aire caliente. Es un poco menos eficaz para la calefacción y difícilmente adaptable en un sistema de agua caliente sanitaria, pero su principal ventaja es que es reversible y actúa como aire acondicionado en verano con el mismo material.

Las BdC recuperan el calor del aire exterior, de modo que su rendimiento empieza a caer significativamente durante los inviernos muy fríos. A partir de -7 °C, el consumo de energía deberá ser mucho mayor para recuperar las calorías del aire exterior para calentar el fluido refrigerante en el evaporador. 

Existe un truco que consiste en situar la entrada de aire en un lugar alejado del evaporador, unido por una larga canalización subterránea, que calienta naturalmente el aire por geotermia antes de llegar al evaporador, lo que se conoce como «pozo canadiense».

Los rendimientos de las BdC se definen según un índice principal: el coeficiente de rendimiento (COP, o Coefficient of Performance). Por ejemplo, un COP de 3 significa que para 1 kW de potencia eléctrica consumida, la bomba proporciona 3 kW de calor, recuperando simplemente 2 kW de energía «gratuita» procedente del calor exterior. Es comprensible, pues, que el COP varíe en función de la temperatura exterior.

MANTENIMIENTO DE LAS BDC: ¿QUÉ CONTROLES DEBEN EFECTUARSE?

Una de las principales ventajas de las BdC es su fiabilidad. El fluido refrigerante está diseñado para durar indefinidamente en ausencia de fugas, muy infrecuentes; algo así como una nevera, que no precisa mantenimiento hasta transcurridos muchos años de funcionamiento. Sin embargo, en algunos países es obligatorio someter a un control las BdC de cada dos años, por ejemplo en Francia (cada año para las BdC de alta potencia). En tal caso, deben comprobarse varias cosas por orden de importancia, con un instrumento de medición clave para este tipo de operaciones, el manifold, ya utilizado habitualmente para el aire acondicionado.

 

PRO34 Articulo 4 foto 5

 

1. Fuga de fluido refrigerante: 

Un problema bastante excepcional, pero que neutraliza totalmente el funcionamiento de la BdC. Un detector de fluido refrigerante como nuestro DF 110 resulta indispensable para localizar la fuga. En caso de fuga, se debe vaciar el circuito y comprobar su estanqueidad mediante una puesta en vacío utilizando un vacuómetro, integrado en nuestro manifold Si-RM3.

2. Medición de alta y baja presión: 

Esta medición también permite detectar una fuga cuando el diferencial (Delta) de sobrepresión y subpresión es insuficiente. Sobre todo, permite comprobar el correcto rendimiento de la BdC, así como el funcionamiento del compresor y el manorreductor. Se precisa un manómetro específico como nuestro manifold Si-RM3 o Si-RM13 para efectuar esta doble medición simultáneamente.

 

PRO34 Articulo 4 foto 7

 

3. Medición de sobrecalentamiento y subenfriamiento: 

Un termómetro termopar como nuestro último Si-TT3 permite medir con precisión estas dos temperaturas por contacto con el tubo de fluido refrigerante de cobre: la temperatura de sobrecalentamiento a la salida del compresor y de subenfriamiento a la salida del manorreductor. Estas temperaturas deben mantenerse coherentes con las propiedades térmicas de cambio de estado del fluido refrigerante presente en el circuito, lo que certifica el correcto funcionamiento de la BdC. Nuestro manifold digital Si-RM3 incluye termómetros termopares para efectuar esta operación al mismo tiempo que las mediciones de presión, y seguidamente la aplicación calcula automáticamente la coherencia de las mediciones para 126 fluidos refrigerantes diferentes en función de sus propiedades térmicas pre-registradas.

Ver vídeo.

PRO34 Articulo 4 foto 9

4. Cambio de fluido refrigerante: 

Para adecuar a la normativa la BdC, o para mejorar su rendimiento, en ocasiones es preciso cambiar el fluido refrigerante en su totalidad. Es preciso recuperarlo para reciclarlo, comprobando que el circuito quede totalmente vacío al término de la operación. Para hacerlo se precisa de nuevo un vacuómetro, integrado en nuestros manifolds Si-RM3 y Si-RM13, que también se utiliza en otras operaciones de puesta en servicio.

5. Puesta en servicio y llenado de fluido: 

Para la instalación de la BdC, tras la reparación de una fuga o un cambio de fluido, el llenado del circuito de fluido refrigerante también requiere un manifold para todas las mediciones necesarias de puesta en vacío, presión y temperatura.

6. Control y limpieza del sistema termodinámico:

El mantenimiento atañe también a todo lo que acompaña al núcleo de la BdC. Para los sistemas de calefacción de agua, se deberá comprobar también el funcionamiento del acumulador de agua caliente, las bombas de agua del sistema de calefacción, el compresor, el manorreductor y las instalaciones eléctricas. Un termómetro de infrarrojos como nuestro Si-TI3 puede detectar sobrecalentamientos anómalos en los sistemas eléctricos. Para las BdC reversibles, también es preciso comprobar el correcto funcionamiento de las bombas de condensados, limpiarlas (vea nuestra guía de limpieza) o sustituirlas si es preciso (vea nuestras mini-bombas de absorción para unidades de aire acondicionado).

7. Caudales de aire en el evaporador exterior y los condensadores de aire interiores: 

Última medición, mucho más simple: comprobar que las unidades de ventilación funcionan correctamente midiendo los caudales de aire ventilado con un anemómetro de hélice como nuestro Si-VV3, o cualquier otro dispositivo multifunción, como la AMI 310. 

Puede ser preciso reparar o limpiar el ventilador (hojas, espuma, polvo) para restablecer el rendimiento óptimo a nivel de los evaporadores y los condensadores, así como para reducir el ruido de funcionamiento.

Si necesita más información sobre las herramientas necesarias para el mantenimiento de una BdC, no dude en consultar el conjunto de productos Sauermann, que incluye todos los instrumentos de medición y bombas de condensados necesarios a este tipo de operación. 

 

 

PRO34 Articulo 4 foto 2

 

 

Visto 541 veces
Save
Cookies user prefences
We use cookies to ensure you to get the best experience on our website. If you decline the use of cookies, this website may not function as expected.
Aceptar
Rechazar
Política de Cookies
Cookies_web