Energía del día a día

En Nergiza hemos hablado muchas veces de las bombas de calor, pero nunca nos habíamos parado a exponer con claridad en que consiste esta tecnología y cuales son sus ventajas e inconvenientes, por lo tanto, vamos a intentar explicar como funciona este sistema de climatización para que todo el mundo lo pueda entender.

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¿Cómo funciona una bomba de calor?

Una bomba de calor es, a grandes rasgos, una máquina que se basa en un ciclo de refrigeración reversible. Este tipo de equipos tienen dos partes fundamentales, el foco caliente y el foco frío. Cuando se aplica energía eléctrica al sistema, uno de los focos aumenta su temperatura (desprende energía) mientras que el otro la disminuye (absorbe energía).

Para entenderlo mejor vamos a poner como ejemplo una bomba de calor comercial con unidad de interior tipo mural (las más usadas y conocidas por todos).

En primer lugar es interesante aclarar un concepto que suele ser confuso: el intercambio que se produce entre estas unidades es solamente de energía (transmitida por el gas refrigerante), no existe intercambio de aire entre el la unidad de interior y la unidad de exterior. Por lo tanto, a no ser que exista un sistema de aporte específico para ello, el aire que toma el equipo exterior no entra nunca en el interior del local (vivienda, oficina, etc.).

La siguiente imagen muestra nuestro sistema bomba de calor funcionando en modo refrigeración. Para que la unidad interior refrigere el aire de nuestra habitación, es necesario que la unidad exterior (también llamada “condensadora”) caliente el aire exterior.

bomba de calor refrigeracion

 

Ahora veamos el funcionamiento en calefacción, o también llamado funcionamiento “en bomba de calor”. En este caso para calentar el aire de nuestro local con la unidad interior, es necesario que simultáneamente la unidad exterior enfríe el aire “de la calle”.

bomba de calor calefaccion

 

En este modo de funcionamiento (calefacción) es muy común que una bomba de calor presente algunos problemas, hemos analizado anteriormente este tema en nuestro post: Aire acondicionado en modo calefacción: el gran incomprendido.

Uno de los problemas más comunes es la formación de hielo en la unidad exterior cuando funciona en calefacción. Puesto que tenemos que enfriar el aire exterior para que nuestro sistema funcione, cuando la temperatura ambiente es inferior a 5ºC, es posible que, con el proceso de enfriamiento, bajemos de 0ºC, por lo tanto puede aparecer hielo en ciertas partes del equipo (batería), provocando que la máquina entre en modo “desescarche” y se detenga por un periodo de tiempo para derretir ese hielo, mientras tanto no tendremos calefacción.

 

¿Por qué produce agua una bomba de calor?

Es muy común que la gente se extrañe cuando ve que la unidad exterior o la interior de una bomba de calor les gotea en la cabeza al pasar por debajo. El motivo de esto es fundamentalmente que el “instalador” es un chapuzas icon smile y ha dejado el desagüe mal conectado o incluso no ha conectado un tubo de desagüe.

Volviendo al tema de por qué produce agua una bomba de calor: cuando una corriente de aire húmedo (el aire siempre tiene un % de humedad) pasa por una batería fría que se encuentra a una temperatura inferior al punto de rocío del aire que la atraviesa, se produce condensación de agua. Por lo tanto, viendo los esquemas de este mismo post, es sencillo deducir que durante el funcionamiento en calefacción, se puede producir agua en la unidad exterior y durante el funcionamiento en refrigeración en la interior. Obviamente este agua es necesario canalizarla hasta una red de desagüe si no queremos problemas.


24 comentarios en “¿Qué es una bomba de calor?”

  1. Carazo dice:

    ¿será al revés no? “durante el funcionamiento en calefacción, se puede producir agua en la unidad exterior y durante el funcionamiento en refrigeración en la interior”.

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    • Carlos dice:

      hola carazo,

      sí, en calefacción puede producir agua en la exterior y en refrigeración en la interior, es lo que pone en el post. el agua se produce en la unidad que “refrigera” el aire.

      un saludo

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  2. Jaime dice:

    aunque es todo correcto, resulta un poco confuso decir que para calentar la casa es necesario enfriar el aire de fuera. es cierto, pero de hecho lo que queremos hacer es absorber calor del exterior; que al hacer esto se enfríe el aire es una consecuencia.

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    • Carlos dice:

      hola jaime:

      Piensa que, como hemos dicho al principio del post siguiendo nuestra filosofía general:

      “vamos a intentar explicar como funciona este sistema de climatización para que todo el mundo lo pueda entender.”

      Creemos que decir que una bomba de calor “enfría el aire exterior” hace más sencillo comprender el funcionamiento que decir “se absorbe calor”. Enfriar una cosa es sencillo de imaginar, absorber calor ya no lo es tanto. de todas formas en el segundo párrafo se dice que uno de los focos “absorbe energía”, luego pasamos al ejemplo y dejamos de usar este término porque puede confundir más que aclarar.

      de todas formas gracias por tu apunte, siempre complementa la información del post y puede ser útil.

      un saludo

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  3. Albert dice:

    como complemento a vuestra explicación del funcionamiento de la bomba de calor y por si le interesa a vuestros lectores, aporto esta otra explicación equivalente que escribí hace algunos meses:

    Resumiendo mucho, una bomba de calor funciona gracias a un doble cambio de fase de un fluido refrigerante. Actuando como calefacción en invierno, funciona más o menos así:

    al fluido refrigerante en estado líquido se le permite expandirse mediante una válvula y acceder al evaporador, en donde cambia de estado a gas. el evaporador es un intercambiador de calor en donde al evaporarse, el fluido absorbe el calor de evaporación del aire circundante. el evaporador está en el exterior de la casa y por lo tanto es al aire exterior al que el fluido le absorbe calor.

    el fluido que ahora es gaseoso y caliente se comprime mediante un compresor eléctrico aumentando aún más su temperatura y se envía al condensador que está en el interior de la casa. en el condensador el fluido gaseoso cambia a estado líquido, enfriándose y cediendo a la estancia el calor que abía absorbido en el exterior más el equivalente en calor del trabajo realizado por el compresor. finalmente, el refrigerante líquido se vuelve a llevar a la válvula de expansión para cerrar el ciclo.

    Hay que observar que la energía calorífica que calienta la estancia proviene por una parte del trabajo del compresor y por otra del calor absorbido por el fluido en el exterior y transportado al interior, por eso se llama bomba, porque “bombea” calor de un sitio a otro.

    si por ejemplo necesitamos una potencia eléctrica de 1 kw para accionar el compresor y absorbemos 3 kw de calor del exterior, entregando un total de 4 kw de calor a la estancia, entonces decimos que la “eficiencia” llamada cop de la bomba es de 4 : 1 = 4.

    Consumiendo 1 kw de energía eléctrica obtenemos 4 kw de calor, COP=4

    Observad que la bomba absorbe calor en el exterior que está frío, por ejemplo a 0ºC y lo cede en el interior que ya está caliente por ejemplo a 21ºC. Absorbe calor de un foco frío y lo cede a uno caliente. Éste no es un proceso espontáneo, violaría el 2º principio de la termodinámica, sino forzado por el compresor, que ha de consumir energía eléctrica para lograrlo.

    lógicamente, contra más frío hace fuera más difícil es robar calor al aire exterior, y contra más caliente está el aire interior también es más difícil continuar cediéndole calor: si la temperatura exterior ya no es de 0ºC sino de 10ºC bajo cero y en el interior no queremos 21ºC sino 28ºC, entonces con la misma energía eléctrica de antes ya no podremos bombear tanto calor de fuera a dentro y el cop se reducirá.

    finalmente, si en verano queremos que la bomba en vez de calefacción nos proporcione aire frío, no hay más que hacer que el fluido refrigerante gire en sentido contrario. entonces el intercambiador de calor exterior se convierte en condensador y el interior en evaporador.

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    • jesus dice:

      es buena tu explicación, solo que el evaporador es en el interior y el condensador en el exterior.

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      • Carlos dice:

        Hola Jesús, eso solo es cierto cuando funciona en refrigeración, cuando funciona en calefacción se invierten los papeles y el condensador pasa a ser el equipo interior y el evaporador el exterior.

        Un saludo

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      • Rooi dice:

        Efectivamente como te ha mencionado Carlos, el evaporador siempre es la unidad que está en modo frío o tirando frío, el evaporador pues es la unidad interior en verano y la unidad exterior en inverno, con el condensador ocurre lo contrario, siempre es la unidad que tira calor ;)

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  4. María de Lourdes dice:

    Hola,
    Vivo en México en el estado de Querétaro, el cuarto de mi nieta es muy frío. Cómo se puede hacer para calentar la habitación sin que se reseque el ambiente para que no le afecte?
    Aquí no se usa calefacción en las casas como en Europa.
    Gracias

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    • Carlos dice:

      La calefacción siempre disminuye algo la humedad relativa del aire, aunque lo sistemas que fuerza el aire a moverse como la bomba de calor, convectores, etc… pueden dar más sensación de sequedad todavía.

      Si no puedes instalar ningún sistema de calefacción con radiadores y caldera y el frío no es muy extremo yo probaría con un pequeño radiador eléctrico, el consumo será un poco alto pero es la opción más sencilla.

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    • Abraham dice:

      Yo veo dos opciones.

      O bien colocas un humificador junto al sistema de calefacción que usas, o bien utilizas algún sistema de combustión atmosférica, ya que uno de los productos de la combustión es precisamente vapor de agua.

      Lo del humificador es un aparato eléctrico que evapora agua hasta lograr una humedad relativa confortable. Por sistema de combustión aquí se suele utilizar estufas (aparatos de calefacción móviles) a gas, pero asegúrate de que tengan un sistema de corte por contaminación de la atmósfera. En Europa está prohibido vender estufas sin este sistema de seguridad, pero desconozco si ocurre lo mismo en tu país.

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  5. fujitsu bombas de calor dice:

    Muy clara la explicación de las bombas de calor! Felicitaciones.

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  6. Mariano dice:

    Hola, vivo en una zona muy fría y sin gas. He decidido instalar bombas de calor para calefaccionar mi casa. Quisiera evitar el problema del congelamiento de la unidad exterior. Podría ubicarla en un ambiente cerrado donde supongo hará menos frío que a la intemperie? Saludos

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    • Carlos dice:

      Podrías hacerlo, pero piensa que en cuanto la máquina exterior se ponga a funcionar cogerá el aire “menos frío” que indicas y lo enfriará aún más, de esta forma el ambiente cerrado que antes no eran tan frío pasará a serlo en poco tiempo.

      No recomiendo instalar unidades exteriores de bomba de calor en locales cerrados.

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  7. Michel dice:

    Carlos, el instalador de mi bomba de calor vive a 800km de nosotros y de forma repetetiva tengo averias en cuanto al refrigerante. ¿Te quiero preguntar si es sencillo recargar la maquina uno mismo, si existe algunos riesgo?
    Te agradesco tus comentarios.

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    • Carlos dice:

      Hola Michel, no te recomiendo que hagas esta carga tu mismo a no ser que tengas conocimientos del tema, se necesita comprobar presiones a la vez que se carga para no pasarte ni quedarte corto, lo que implica material y conocimientos. Lo que te recomiendo es que llames a un instalador de tu zona ya que no tiene sentido que venga uno desde 800km.

      Por cierto, el gas de una bomba de calor no se consume, si falta gas es que hay una fuga, que te la busquen!

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  8. monica dice:

    Hola cual podría ser mi problema con la refrigeración en modo calor, no calienta el aire lo sigue sacando tibio:(

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  9. jordi dice:

    Hola,
    Felicidades por la explicación, se entiende perfectamente para neofitos del tema como yo.
    Yo tengo un problema, tengo un sistema de poca calidad, marca extraña… y cuando pongo en modeo calefacción, si bien sale aire caliente, sale poco.
    El problema es que cuando lo tengo parado, por las rejillas sale aire frío. tanto por las del techo por donde sale el aire caliente cuando está encendido, pero también por las rejillas que están a nivel del suelo, que supongo son las de retorno, no?
    Es más, cuando tengo el aire caliente encendido, por las rejillas del suelo también sale un poco de aire frío.
    Tenía miedo de que este aire viniera de la unidad exterior, pero por tu explicación veo que la unidad exterior y la interior no comparten aire, por lo que no entiendo mi problema.
    gracias

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    • Carlos dice:

      Lo más probable es que tu sistema tenga un suministro de aire exterior (obligatorio por ley) y no pare de meter aire exterior aun cuando el equipo está parado, por eso tienes ese problema.
      Supongo que se trata de un local comercial y no una vivienda por lo que veo.
      El sistema de aporte de aire exterior es indpendiente del equipo y normalmente consta de un ventilador y un conducto que se conecta a la toma de aire de la unidad de interior si es tipo conductos, por eso te sale aire tanto por impulsión como por retorno.

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      • jordi dice:

        Hola Carlos, gracias por la respuesta.
        Se trata de un piso, no un local comercial, y me cuesta un montón calentarlo, y tengo un miedo a la factura de la luz.. es el primer invierno que paso en él.
        A parte tengo unos radiadores, me dijo la propietaria que los antiguos inquilinos los pusieron, calentaban con aire y radiador, y el aire lo paraban y mantenían con los radiadores, ya que el consumo era muy grande, pero claro, si por las rejillas sale aire frío…
        Tengo un comedor y dos habitaciones. Ahora he tapado con periodico las rejillas del suleo del comedor y de la habitación donde duermo. y Las rejillas superiores al máximo de cerradas, pero tampoco hace mucho. entonces, cuando quiero poner el aire, me toca subir y abrir la rejilla del comedor. ayer lo hice así, y la srejillas del suelo las dejé tapadas, menos las de la habitación pequeña, que está abierta, pero esa habitaión está muy fría pq no la caliento, la tengo cerrada.
        Que se te ocurre que pueda estar pasando?

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        • Carlos dice:

          No dejes las rejillas del suelo tapadas, son retornos bajos y son muy necesarios para el correcto funcionamiento del equipo. Se puede llegar a bloquear si tapas los retornos, no lo hagas.

          El tema del aire frío no se porqué es, seguramente tenga un aporte de aire exterior o algo similar, que te lo vea un instalador.

          La gente suele tener la misma confusión que tu, para que quede claro: un conjunto de radiadores consume hasta 4 veces más que una bomba de calor a igualdad de energía térmica generada.

          Seguramente tengas algún problema con la bomba de calor, yo la mandaría revisar antes de usar los radiadores, si no te llegará una factura elevada y será por culpa de los radiadores, no de la bomba.

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          • jordi dice:

            Muchas gracias, pues cuando use la bomba los destaparé, pero he de tener los de las habitaciones que estan más frías también abiertos? o con el del comedor ya es suficeinte? es el retorno más grande, los otros son pequeños.
            El problema de esta bomba es que no es inverter ni nada, y de muy mala calidad, por eso parece que el consumo era tan alto y los antiguos inquilinos optaron por poner radiadores de apoyo..
            Ahora me estoy mirando la instalación de una estufa de pellets, creo que puede ser una buena solución para el comedor y con la puerta abierta algo llegará a la habitación

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          • Carlos dice:

            Yo creo que deberías destapar todos, la instalación estará diseñada para tomar una cierta cantidad de aire por una cantidad de rejillas, si las tapas “ahogas” la máquina.

            Sigo pensando que el problema no es la calidad de la máquina si no algún fallo o avería en la instalación, por muy mala que sea nunca a consumir tanto como los radiadores.

            Un saludo

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