Climatización por bomba de calor aire-aire

9 de septiembre de 2022
En este artículo nos centramos en los sistemas de aerotermia aire-aire, es decir, en el tradicional aire acondicionado. Este sistema de climatización es muy eficiente y ofrece aire, ya sea frío o caliente, durante todo el año. Sus características, los aspectos más importantes para su elección y sus ventajas las encuentras en este artículo. Empecemos.
Marcos Carbonell
Artículo escrito por:
Marcos Carbonell para www.HogarSense.es
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CalefacciónBomba de calor ↳ Bomba de calor aire-aire

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Fuente de la imagen: ©Hogarsense.es

Sistemas de aire en las bombas de calor

Dentro del gran grupo de bombas de calor, las que utilizan el aire exterior como fuente de energía son las más utilizadas. Sin embargo, hay profesionales que las diferencian por el uso al que se dedican, es decir, si se usan para calentar agua o climatizar aire. Siguiendo este criterio distinguimos dos tipos de bomba de calor que se emplean para climatizar el aire de nuestras viviendas, oficinas y negocios.

Bomba de calor aire-aire

El grupo de bombas de calor aire-aire corresponde a los muy conocidos aparatos de aire acondicionado con bomba de calor. ¿Por qué se matiza lo de “bomba de calor”? Esto se hace para distinguirlo de los primeros aires acondicionados que solo servían para enfriar, es decir, un aire acondicionado sin bomba de calor.

Gracias a la invención de la válvula de 4 vías, todo esto cambio, puesto que el aire acondicionado pudo ser reversible. Esto propicio la aparición de la bomba de calor y frío, con lo que este tipo de aire acondicionado se puede utilizar tanto en verano como en invierno.

Bomba de calor agua-aire

La bomba de calor agua-aire realiza la misma función que un aire acondicionado. Sin embargo, no extraen la energía del aire que nos rodea. Estos equipos aprovechan la energía térmica que tienen las bolsas de agua, por ejemplo, en embalses, lagos o aguas subterráneas. Por ello, no pueden considerarse como bombas de calor de aerotermia.

Además, este tipo de bomba de calor es poco usual. Basta decir que pocos fabricantes disponen de modelos que combinen una bomba de calor hidrónica para la generación de aire acondicionado. Y en los pocos casos que encontramos, son bombas de calor de grandes potencias destinadas a grandes instalaciones, como supermercados, oficinas u otros similares.

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Bomba de calor aire-aire

Aunque la bomba de calor aire-aire pertenezca al grupo de la aerotermia, es un tipo de equipo muy usado y se consideran como un grupo independiente. La cantidad de aparatos de aire acondicionado con bomba de calor instalados hace que merezcan un capítulo entero para ellas solas.

¿Cómo funciona bomba de calor aire-aire?

El funcionamiento de la bomba de calor aire-aire es similar al resto de bombas de calor. La particularidad que tiene cada una de ellas es donde hace los intercambios de calor, tanto para conseguir la energía, como para cederla. Es decir, si hablamos del lugar donde una bomba de calor puede absorber energía térmica, distinguimos entre tres o cuatro grupos de bombas de calor.

Tipos de bomba de calor

De donde absorbe la energía A donde cede dicha energía Denominación
Aire Aire Aire acondicionado
Agua Aerotérmica
Agua Aire Hidrónica
Agua
Tierra Aire Geotérmica
Agua

Sin embargo, todas ellas trabajan repitiendo constantemente el ciclo de 4 pasos. Estos corresponden a su vez con los diferentes procesos que sufre el gas frigorífico que se utiliza, en cuanto a sus cambios de estado.

  • Compresión.

En este paso se eleva la presión y temperatura del gas frigorífico, además se impulsa para su movimiento a lo largo del circuito de toda la bomba de calor.

  • Condensación

Este proceso consiste, como su nombre indica, en la condensación del refrigerante. Al condensarse cede calor al medio externo que puede ser aire o agua.

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Fuente de la imagen: ©Hogarsense.es

  • Expansión

Durante este paso el gas refrigerante atraviesa la válvula de expansión, donde se genera una pérdida de carga o presión. Esto provoca que se reduzca la alta presión que tenía el refrigerante procedente del condensador.

  • Evaporación

En el último paso, el refrigerante se evapora absorbiendo calor del medio externo al evaporador. Este medio puede ser el aire del exterior, el agua del subsuelo o un estanque, o de la tierra.


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Diferencia entre bomba de calor aire-aire y aire-agua

La bomba de calor aire-aire y la de aire-agua pertenecen al grupo de bombas de calor de aerotermia. Ambas aprovechan la energía que tiene el aire del exterior de nuestras viviendas para capturarla y llevarla al interior para que la podamos aprovechar. Sin embargo, entre ellas hay una gran diferencia, por la forma en que empleamos esa energía.

Así, la diferencia fundamental entre una bomba de calor aire-aire y una bomba de calor aire-agua es el destino de la energía calorífica que hemos conseguido del aire exterior. La aerotermia aire-aire absorbe la energía del aire exterior y lo cede al aire de la estancia donde está instalado el Split interior. La bomba de calor aire-agua, del mismo modo, aprovecha la energía del aire exterior, no obstante, lo entrega a un depósito de agua. El agua contenida en uno o varios depósitos, se calienta gracias al trabajo de la bomba de calor aire-agua. Luego la aprovecharemos para la calefacción o para un uso sanitario, en la ducha, etc.

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Fuente de la imagen: ©Hogarsense.es

Otra gran diferencia que encontramos entre los dos modelos de bomba de calor de aerotermia es el empleo que podemos aprovechar. Lo vemos en el siguiente cuadro.

Usos diferentes de la bomba de calor de aerotermia

Aire acondicionado Bomba de calor aire-agua
Calefacción en invierno Calefacción en invierno
Refrigeración en verano Refrigeración en verano
- Generación de ACS

Esta es la razón por la que una bomba de calor aire-agua es más completa que una aerotermia aire-aire. Su capacidad de proporcionarnos agua caliente sanitaria (ACS) durante todo el año es un beneficio añadido. De modo que podemos eliminar de nuestras viviendas el tradicional termo eléctrico o el calentador de gas. Equipos que consumen mucha más energía y no respetan tanto el medioambiente.

Instalador-bomba-de-calor

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Principales criterios de elección de una bomba de calor aire-aire

Cuando los instaladores nos ofrezcan sus presupuestos para elegir el mejor sistema de aerotermia aire-aire, o lo que es lo mismo, el aire acondicionado, son muchos los criterios que podemos seguir. Sin embargo, hay varios de ellos que son muy importantes y que debemos tener en cuenta antes que el precio de un aire acondicionado.

Potencia térmica de la bomba de calor aire-aire

La potencia que pueda desarrollar una bomba de calor aire-aire debe ajustarse a las necesidades que tenga nuestra vivienda. Es por ello que un instalador con experiencia nos debe hacer un cálculo de la cantidad de calor o frío que debemos aportar para conseguir un adecuado confort.

Esa cantidad de calor o frío que necesitamos que el equipo de aerotermia aire-aire proporcione depende de varios factores; el tamaño de la vivienda o estancia y su altura, de la calidad del aislamiento. La orientación influye en la incidencia del sol, ya que en invierno favorecerá un menor consumo del equipo, pero en verano se necesitará más potencia.

¿Qué es la potencia en una bomba de calor aire-aire?

La potencia térmica de la bomba de calor es una unidad de trabajo que es capaz de desarrollar en un determinado tiempo. Se expresa en kW y mide la capacidad que tiene la bomba de calor aire-aire para producir calor. En cualquier catálogo debe indicarse para saber si es apropiada para nuestra vivienda. No obstante, un técnico en aire acondicionado nos hará el cálculo adecuado para nuestra bomba de calor aire-aire.

El coeficiente de rendimiento (COP)

Como su nombre indica, el COP nos informa de la eficiencia de una bomba de calor y frío. Este valor es la relación entre la potencia eléctrica que nuestro equipo de aerotermia consume y la potencia calorífica que es capaz de suministrar. En el caso de una bomba de calor aire-aire, el COP suele estar entre 3 y 4.

Si en la etiqueta del equipo de aerotermia aire-aire vemos que dispone de un COP de 4, significa que la bomba de calor aire-aire es capaz de generar hasta 4 kW de calor por cada 1 kW de electricidad consumida. Es decir, cuando más alto sea el valor del COP, más eficaz o mejor rendimiento tendrá la bomba de calor aire-aire.

Bomba de calor inverter

Que una bomba de calor aire-aire disponga de tecnología invertir nos indica que su consumo será menor. En otras palabras, su eficiencia es mayor que un equipo que no disponga de esta tecnología. Evidentemente, estos aparatos son más caros que los que no disponen del invertir. Sin embargo, la diferencia de consumo eléctrico de una a otra, hace que la diferencia de precio se recupere en poco tiempo gracias a la reducción de la factura de la luz.

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Fuente de la imagen: ©Hogarsense.es

La tecnología de una bomba de calor inverter consiste en ir regulando el funcionamiento del compresor, de forma que trabajen con pequeñas variaciones hasta llegar a la temperatura deseada. Al contrario que los modelos anteriores, que cuando trabajan lo hacen al 100%, es decir, trabajan en modo todo o nada.

Bomba de calor reversible

En un inicio todas las bombas de calor aire-aire eran solo de frío, ya que se desarrollaron para climatizar. No tenían la posibilidad de trabajar en calor, de modo que únicamente servían para el verano. Sin embargo, con la aparición de la válvula de 4 vías todo esto cambio. Este componente hace que podamos revertir el sentido de circulación del gas refrigerante, de manera que la bomba de calor funciona a la inversa. Así, podemos traer el calor desde el exterior al interior o viceversa.

Con esta innovación se consiguen los llamados aparatos de aire acondicionado con bomba de calor. Es decir, son aires acondicionados que nos aportan frío durante el verano y en inviernos invierten su funcionamiento, para generar calor en el interior de la vivienda.


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Ventajas del aire acondicionado con bomba de calor

Un equipo de bomba de calor y frío nos aporta grandes beneficios. Ya que aporta la posibilidad de reversión que no dispone un aire acondicionado sin bomba de calor. No obstante, son más los beneficios que obtenemos al instalarlo en nuestras viviendas.

Beneficios de una bomba de calor aire-aire

Ventaja Motivo
Eficiencia energética ✓ Los equipos de aerotermia aire-aire son entre 2 y 5 veces más eficientes que los sistemas tradicionales que funcionan con combustibles fósiles
Reversibles ✓ Al disponer de bomba de calor podemos disfrutar de climatización todo el año, tanto en invierno como en verano
Ahorro ✓ Los equipos con tecnología invertir aseguran un consumo eléctrico mínimo
✓ Aquellos que no disponen de invertir siguen siendo más eficientes que una caldera de gas o gasóleo
Zonificable ✓ Es un sistema de climatización que se adapta fácilmente al tamaño de las estancias o mediante sistemas de zonas para usarlo únicamente en las habitaciones que lo necesitamos
Huella de carbono ✓ Las emisiones de CO2 de una bomba de calor aire-aire son sensiblemente menores que las calderas de combustión de gas u otros fósiles
Bajo nivel de ruido ✓ Su funcionamiento es muy silencioso, tanto la unidad exterior como la unidad interior
Vida útil ✓ La bomba de calor puede darnos servicio un mínimo de 15 años
✓ Con un adecuado mantenimiento puede llegar a los 20 o 25 años
Calefacción rápida ✓ La bomba de calor es capaz de calentar las habitaciones de forma más rápida que las tradicionales calderas
✓ Es un sistema idóneo para necesidades de calefacción rápida durante espacios cortos de tiempo

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