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La bomba de calor es una máquina térmica que permite calefactar y enfriar nuestra vivienda mediante el uso de electricidad pero debemos tener en cuenta que, para la instalación de bombas de calor aerotérmicas, es conveniente conocer una serie de recomendaciones generales ya que su instalación difiere ligeramente respecto de los equipos convencionales aire-aire.
Dentro de la tecnología conocida como bomba de calor, se encuentra una subfamilia que poco a poco se está convirtiendo en la solución más popular en nuestro país. Hablamos de aerotermia, bombas de calor aire-agua, que además de cubrir las necesidades de climatización, son capaces de satisfacer la producción de agua caliente sanitaria (ACS) con una alta eficiencia.
Similitudes con las bombas de calor aire-aire
Existen una serie de recomendaciones de instalación que son comunes entre ambas familias. Por ejemplo, es necesario que la unidad exterior se encuentre instalada respetando siempre las distancias mínimas a paramentos indicadas en los manuales. Esto es así para evitar corrientes de cortocircuito que irían en detrimento de la potencia y rendimiento del equipo.
Otro de los aspectos comunes más relevantes está en la interconexión entre la unidad exterior e interior. Se deben respetar siempre los diámetros de tubería indicados por el fabricante, así como las distancias máximas y mínimas permitidas. En caso de realizar soldaduras, deberá utilizarse una corriente de nitrógeno para evitar la formación de cascarilla y realizar un secado por vacío para eliminar la posible humedad que exista en el interior de las tuberías.
No obstante, cuando se trabaja con bombas de calor de aerotermia hay que tener en cuenta una serie de factores que serán de particular importancia durante la instalación para garantizar el correcto funcionamiento de los equipos.
Particularidades de instalación de bombas de calor aerotermicas
La primera gran diferencia es que en la aerotermia, la energía es transportada en forma de calor contenida en el agua, y por ende, toda la instalación deberá estar complementada con la instrumentación correspondiente: caudalímetros, manómetros, sondas de temperatura, etc. A continuación se reflejan por separado las consideraciones técnicas de instalación a tener en cuenta en lo que a producción de ACS y climatización se refiere.
Aerotermia y la producción de ACS
Una de las características que presentan este tipo de sistemas es que trabajan por acumulación, no por producción instantánea como ocurre en calderas. Es por ello que las unidades funcionan durante varias horas contra uno o varios depósitos para poder abastecer los consumos de agua sanitaria que pueden darse a lo largo del día. El dimensionamiento de los depósitos así como los intervalos de programación horaria para realizar el ciclo de ACS son de vital importancia y deberán de ser acordes a la potencia de la unidad, así como al perfil de consumo particular del usuario final.
No debemos olvidar que, además de la instalación de la válvula de sobrepresión exigida por ley, es necesario instalar un vaso de expansión. Cuando no existe demanda de ACS, la instalación se comporta como un circuito cerrado (similar a un circuito de calefacción) y el aumento de temperatura en los depósitos lleva consigo un aumento del volumen específico del agua, que al tratarse de un fluido incompresible, es traducido en un aumento de presión, pudiendo incluso llegar a disparar la válvula de sobrepresión con la consecuente reducción de eficiencia energética y desaprovechamiento de recursos naturales. Se estaría evacuando agua sanitaria caliente, sin ser utilizada, directamente por el desagüe.
Aerotermia y la climatización
En lo relativo a la instalación de climatización, juega un papel fundamental el elemento terminal con el que se vaya a ceder la energía al aire ambiente. No se trabaja de igual forma si se dispone de un suelo radiante o fancoils. Se habla, por tanto, de inercia térmica, es decir, la resistencia al cambio térmico que tienen ambos sistemas.
Las características más conocidas del suelo radiante son tanto el tiempo que se tarda en conseguir que la instalación llegue a régimen, como la persistencia del calor de la misma una vez apagados los equipos. Este tipo de sistemas presentan una alta inercia térmica. Por el contrario, en los sistemas compuestos por fan coils, es escaso el tiempo que tiene que transcurrir desde su apagado para volver a tener la sensación de frío o calor. Este hecho lleva consigo una gran cantidad de arranques y paradas del compresor que terminan por producir un envejecimiento prematuro de los equipos.
Es por ello que, con objeto de reducir el impacto inherente a este tipo de sistemas, es altamente recomendable la instalación de depósitos de inercia, que cumplen una triple función: reducir los marcha/paro de los equipos, mejorar la modulación del inverter y garantizar el volumen mínimo de la instalación.
Volumen y caudal mínimo en instalaciones de aerotermia
Es esta última característica precisamente una de las grandes diferencias respecto a los sistemas aire-aire.
Cuando es preciso realizar un desescarche de la unidad exterior, al tratarse de aerotermia y ser el fluido caloportador agua, es necesario que toda instalación tenga una cantidad de energía contenida en dicho fluido suficiente para poder llevar a cabo la operación de desescarche. De lo contrario, se podría producir la congelación del intercambiador de calor refrigerante-agua generando microporos que conectarían el circuito frigorífico e hidráulico, pudiendo llegar a dejar inservible el equipo en su totalidad. Es por ello que el instalador siempre debe de proporcionar un volumen mínimo en la instalación con el fin de evitar este suceso.
De igual modo, y bajo la misma premisa de funcionamiento, es necesario garantizar un caudal mínimo, o lo que es lo mismo, una cantidad de energía suficiente por unidad de tiempo para poder garantizar la seguridad de los componentes.
Caudal nominal en instalaciones de aerotermia
No obstante, en condiciones normales de operación se trabajará siempre por encima del caudal mencionado para poder satisfacer las cargas térmicas de la vivienda en todo momento. De no ser así, los espacios a climatizar no llegarían a la temperatura de confort.
Podría darse el caso de trabajar por encima del caudal mínimo y por debajo del caudal nominal (se garantiza la seguridad del equipo pero no el confort). Si esto ocurriese, significaría que la bomba de circulación de la unidad interior no tiene presión suficiente y sería necesario la instalación de una de mayor potencia.
Conclusiones sobre la instalación de bomba de calor
Aunque la instalación de bombas de calor de aerotermia presenta muchas similitudes con las clásicas bombas de calor aire-aire, es necesario prestar atención a las pequeñas diferencias para evitar poner en riesgo la vida útil de los equipos.
Leer siempre los manuales de instalación es una medida eficaz que permite evitar la mayoría de los errores. Además, ante cualquier duda que pueda surgir, lo más recomendable es contactar con el fabricante.
Buenos días. Tengo dudas sobre la elección de termo eléctrico o sistema de aerotermia. Sólo quiero acs.La casa tiene 70m2 y vivimos 2 personas por lo que no se que sería más rentable. Gracias.
Compre bomba de calor para TINAJA en mo casa , necesito instalación, ustedes pueden instalar ???
quedo atento , gracias.-
Buenas noches.
vivo en un piso 3 (B+3P), en mi vivienda no tengo espacio para instalar la bomba de calor exterior, en la planta baja en la parte trasera tengo una pequeña huerta, mi pregunta es:
¿puedo colocar ahí la Bomba de calor externa y desde ese lugar subir a la planta 3ª ( 14/15 m) para calefactar dicha planta?
GRACIAS ANTICIPADAS
Buenas tardes José,
Uno de los parámetros de diseño de una Aerotermia «split», es decir, una Aerotermia que tiene la parte auxiliar (parte «no util») del circuito frigorífico en el exterior, y la parte «útil» del mismo ciclo frigorífico en el interior, es la distancia máxima entre estas dos unidades, interior y exterior. Esta distancia hace referencia a dos tubos que transportan el refrigerante, tanto en impulsión, como en retorno. Estos tubos tienen diferentes diámetros, ya que por un tubo viaja el mismo caudal másico de refrigerante en fase gaseosa (por tanto, requiere un mayor diámetro), y por el otro tubo viaja el mismo caudal másico de refrigerante en fase líquida (requiere un menor diámetro). Para que lo entiendas un poco más en profundidad, cuando el refrigerante viaja del módulo exterior al módulo interior en fase gaseosa (tubo de diámetro grande), ello significa que en el módulo interior tenemos el condensador, es decir, que estamos calentando la vivienda en invierno. Sin embargo, si estamos en verano, se invertirá el sentido de los flujos de refrigerante y éste viajará a la unidad interior en modo líquido (tubo de diámetro pequeño), es decir, en la unidad interior tendremos el evaporador del ciclo frigorífico, que nos enfriará la vivienda en el verano.
Normalmente las distancias máximas de las tuberías entre los módulos interior y exterior, superan con bastante margen esta distancia de 15m que comentas. No obstante, antes de comprar el equipo de Aerotermia (unidades interior y exterior) lo correcto sería comprobar que la distancia máxima indicada en sus datos técnicos, para asegurar que la distancia real es inferior y que, por tanto, el ciclo frigorífico funcionará sin ningún problema.
El motivo de la limitación de la distancia máxima entre las unidades exterior e interior de una Aerotermia, es principalmente asegurar que se va garantizar el «arrastre» del aceite lubricante que va mezclado con el refrigerante, alrededor de todo el ciclo frigorífico, de forma que el compresor, además de aumentar la presión del refrigerante esté perfectamente lubricado.
Espero haberte respondido tu consulta, e incluso haberte permitido conocer con más detalle el funcionamiento de estos equipos.
Un saludo,
Eduardo Cortina
Que tubería debe utilizarse para su instalación.
Buenos días Oscar,
Gracias por tu consulta. La instalación hidráulica puede realizarse tanto con cobre como con tubería plástica. Si es con tubería plástica, debe de tener barrera de oxígeno. El diámetro de esta dependerá del caudal que se mueva en la instalación. Saludos!
No entiendo la diferenciación entre bombas aire-aire y «aerotermia» (salvo por motivos comerciales dando a entender que se trata de una nueva tecnología, que no es el caso). Si geotermia es la extracción de calor del terreno (geos), la extracción de calor del aire no puede ser otra cosa que aerotermia, y la del agua acuotermia. Decir otra cosa es confundir al no iniciado en esta ya hiperconocida técnica de circuito cerrado con fluido condensado y evaporado alternativamente.
Buenos días Tocayo,
Aunque ha pasado ya un tiempo, te quiero hacer una aclaración sobre tu comentario del 17-Jul_2021. La bomba de calor aire-aire es un ciclo frigorífico donde se extrae energía del aire del ambiente exterior en el evaporador del ciclo, para a continuación ceder esa energía extraída, más la energía consumida por el compresor, al aire ambiente interior del edificio. Es decir, extraemos energía del aire exterior, para entregar energía al aire interior.
Sin embargo, la Aerotermia se entiende como una bomba de calor aire-agua, donde el medio del que se extrae energía es el mismo (aire del ambiente exterior) pero el medio al que se cede energía es agua, que después se distribuye por los circuitos hidráulicos, tal y como se explica en el artículo.
Gracias por vuestra atención.
Un saludo,
Eduardo Cortina
Ingeniero Industrial en Técnicas Energéticas
Asesor técnico de https://e-ficiencia.com