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Renovación en instalaciones domésticas de calefacción: bomba de calor

En primer lugar, quiero desear a todo el mundo un muy buen año 2019.

También quiero disculparme y hacer una corrección de mi anterior artículo, referido a la renovación de instalaciones con calderas de condensación. Al principio de la tercera página cuando hablo de las emisiones de radiador, por error se coló un 35, en lugar de 65, el párrafo quedaría de la siguiente manera:

“Esta diferencia de temperaturas hará que la emisión del radiador sea menor entre un 20 a un 65 % y, por tanto, en principio no disfrutaremos del suficiente confort, algo no asumible”.

Hoy hablaremos de renovación en instalaciones domésticas, al igual que en el artículo anterior, pero enfocado al cambio a bomba de calor, en lugar de caldera. La opción de la bomba de calor es muy deseable ya que con sistemas inverter actualmente se llegan a alcanzar COP muy altos, y en algunos casos podemos disponer también de refrigeración con la misma máquina.

Pero ¿podemos cambiar nuestra caldera convencional por una bomba de calor? ¿En qué casos podemos realizar el cambio? ¿Y en qué condiciones?

La bomba de calor tiene dos particularidades que dificultan el cambio del antiguo generador de calor, por las muy eficientes actuales bombas de calor. Funcionan con unas temperaturas muy bajas respecto a una caldera (40 a 50ºC como temperaturas idóneas) y el salto térmico ida retorno en la máquina es menor que una caldera convencional (5ºC, frente a 15/20ºC).

Es cierto que las bombas de calor pueden trabajar con temperaturas superiores a 50ºC, incluso existen modelos que pueden trabajar a altas temperaturas (80ºC), pero entonces su rendimiento desciende mucho respecto a sus valores óptimos de COP de 3, 4 o incluso superiores, perdiendo así su principal ventaja.El hecho de que el salto térmico ida/retorno sea inferior (2 a 4 veces inferior) implica que para transportar la misma cantidad de calor deberemos tener 2 a 4 veces más caudal, por lo que deberemos revisar las tuberías, y bombas, para comprobar si admitirán dichos incrementos, a fin de mantener el confort.

En instalaciones con radiadores la adaptación puede resultar muy difícil, puesto que, tal como decíamos en el artículo anterior, la emisión de los radiadores con las temperaturas de trabajo de la bomba de calor se reducirán mucho: hasta la mitad o incluso inferior. Si a esto añadimos los posibles problemas por poco caudal, si la capacidad de las tuberías no es suficiente, esto nos lleva a que la práctica imposibilidad de la adaptación de la bomba de calor en las instalaciones con radiadores.

La única alternativa que nos quedaría sería la instalación de fan coils, con su red de tuberías independiente a la de los radiadores, que quedarían como apoyo. Deberemos calcular los fan coils, teniendo en cuenta la aportación de los radiadores, lo que reducirá el tamaño de los mismos.

En el caso de instalaciones de suelo radiante, el cambio es mucho más fácil. Estas instalaciones ya funcionan con bajas temperaturas, muy similares o incluso más bajas que las de trabajo de la bomba de calor, por lo que la temperatura no será un problema.

Sin embargo, deberemos revisar los caudales y dimensionado de tuberías y bombas de la instalación, ya que, como hemos dicho, los caudales con los que se trabaja con la bomba de calor son mayores, pero en este tipo de instalaciones son normales saltos térmicos menores que en instalaciones de radiadores (del orden de 10 a 15 ºC), lo que también nos favorece.

Por último, en casos con caudales muy desfavorables es posible instalar entre la bomba de calor, y el suelo radiante un intercambiador de placas, que separe y adecúe los caudales y saltos térmicos en ambos lados.

Por supuesto, deberemos hacer una revisión y, en su caso, cambio o modificación, del resto de elementos de la instalación como vasos de expansión válvulas de seguridad, antirretornos, filtros, etc., para revisar que todo funcionará correctamente.

En general, en instalaciones de suelo radiante siempre se puede realizar la instalación de bomba de calor, con mayores o menores modificaciones, que en el peor de los casos no son excesivas.

También es conveniente la instalación de sonda exterior para control de la temperatura de impulsión, que ayudará al funcionamiento de nuestra bomba de calor. Las soluciones apuntadas en el anterior artículo como ampliación de radiadores son también válidas.

Por otro lado, debemos pensar que la instalación de la bomba de calor no es impedimento para seguir, manteniendo la caldera como un segundo generador de calor si aún está en buen estado, aunque su rendimiento no sea el mejor, ya que podría resolver el problema de calentamiento en los días más desfavorables (que en general serán unas semanas como máximo), y permitir utilizar la bomba de calor con temperaturas más favorables aprovechando su gran rendimiento esos días.

El ACS

Este apartado es de los más difíciles, puesto que no es posible cambiar la temperatura de funcionamiento del secundario, que deberá estar como mínimo alrededor de 50 ºC, y si debemos hacer tratamientos de legionella deberá ser como mínimo 60 ºC. Con estas temperaturas, las bombas de calor deberán trabajar como mínimo a 60 o 70 ºC, lo que las aleja de sus temperaturas óptimas de trabajo y nos reduce sus rendimientos.

En este caso ya resulta inviable (salvo en casos de bombas de alta temperatura y con rendimientos lejos de los deseados) la producción de ACS instantánea, por lo que deberemos recurrir a acumuladores e interacumuladores.

Los depósitos más extendidos en las instalaciones de las que estamos hablando son los interacumuladores de serpentín espiral, que muy posiblemente sea el que tengamos en nuestra instalación a reformar. Desgraciadamente también casi con total seguridad el serpentín esté dimensionado para trabajar con caldera a alta temperatura.

El funcionamiento de la bomba de calor con el interacumulador “antiguo” en el mejor de los casos sea muy lento y con recuperaciones largas, ya que el intercambio de calor con las temperaturas de primario de bomba de calor será muy pobre, aun con temperaturas de impulsión de 55/60 ºC.

También puede ocurrir que por tener un pobre intercambio de calor, el retorno a la bomba de calor no disponga de suficiente salto térmico entre la ida y el retorno y active las alarmas de protección de la máquina. Es muy importante verificar la potencia que nos suministrará el interacumulador en esas condiciones y en qué condiciones de la bomba de calor será posible trabajar, aunque es posible que en determinadas bombas de calor con determinados interacumuladores se produzcan frecuentes bloqueos, con necesarios rearmes, generalmente manuales, impidiendo un normal y fluido funcionamiento.

La solución sería o bien trabajar en ACS con la caldera si es que no la hemos retirado de la instalación, o bien cambiar el interacumulador por otro específico de bomba de calor con gran superficie de intercambio que haga funcionar correctamente la máquina con tiempos de calentamiento adecuados y sin interrupciones y bloqueos del control de la bomba de calor. En estos depósitos siempre es recomendable la opción de resistencia de apoyo aunque no la usemos normalmente. También un adecuado aislamiento mejorará el rendimiento de nuestra instalación.

Con todo lo anteriormente citado, vemos que la incorporación de la bomba de calor con instalaciones de radiadores puede ser muy complicada o incluso inviable, mientras que si nuestra instalación es de suelo radiante, el cambio se puede realizar con mucha más facilidad. Recomendamos, si el antiguo generador de calor está en buen estado, mantenerlo como apoyo o incluso de emergencia.

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