Aerotermia bajo cero: ¿hasta qué temperatura funciona la bomba de calor, a -20 y a -25 °C?
Es la pregunta que llega cada invierno: ¿la bomba de calor funciona cuando fuera hiela? Sí. Nuestras aire-agua de propano están hechas para trabajar bajo cero: el propano evapora hasta -30 °C, así que la máquina trabaja sin problema hasta -25 °C, y las fichas certificadas de las Kita XS, SP y MP dan los datos hasta esa temperatura. Cuando hace más frío consume más, como cualquier calefacción. Aquí están los números: cuánto rinde, cuánta potencia queda, cuántas horas de invierno se pasan de verdad bajo cero y qué pasa con la escarcha y la nieve.
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Por qué calienta aunque fuera hiele
Para nosotros -25 °C es un frío terrible, pero el aire a esa temperatura todavía tiene calor que ceder: el cero de verdad de la física está a -273 °C. El calor pasa siempre de lo más caliente a lo más frío, así que basta con que el refrigerante dentro de la batería exterior esté más frío que el aire. El propano evapora hasta -30 °C: con el aire a -25 °C sigue estando 5 grados más frío, y el calor pasa del aire al gas. Luego el compresor lo comprime, la temperatura sube y el calor va al agua de la instalación, como explicamos en el artículo sobre cómo funciona una bomba de calor.
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El compresor marca la diferencia
No todas las máquinas que toman calor del aire están hechas para el frío. Los compresores de los aires acondicionados trabajan normalmente hasta -10/-15 °C de evaporación; los de las bombas de calor son más robustos, mejor si son scroll, y llegan a -30/-35 °C. Bajo cero el compresor tiene que dar un salto de presión aproximadamente doble que en un aire acondicionado, y para aguantarlo hace falta una mecánica más sólida. Lo explicamos en el artículo aire acondicionado o bomba de calor y en el de los compresores.
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Cuánto rinde bajo cero: los números de la ficha
Tomemos la Kita SP 10 y su ficha a plena carga según UNI EN 14511-2. Con el agua a 35 °C, la del suelo radiante, da COP 5,44 a +7 °C, COP 3,52 a -7 °C, COP 2,86 a -15 °C y COP 2,12 a -25 °C. Con el agua a 55 °C, la de los radiadores, pasa de COP 3,53 a +7 °C a COP 1,53 a -25 °C. Así que incluso el día más frío cada kWh de electricidad da de 1,5 a 2 kWh de calor; una resistencia eléctrica da 1. Consume más, pero sigue siendo más barata que una estufa eléctrica. Qué significa COP lo explicamos en el artículo sobre el COP.
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La potencia baja: por eso se mira la temperatura de diseño
Con el aire más frío la máquina no pierde solo rendimiento, también potencia. Con el agua a 35 °C la SP 10 da 10,0 kW a +7 °C, 7,36 kW a -7 °C y 4,37 kW a -25 °C: el 44%. Lo mismo vale para la MP 16, de 15,04 a 6,68 kW, y para la XS 9, de 9,00 a 3,70 kW. Por eso la máquina se elige por la potencia que da a la temperatura de diseño del lugar, no por la de placa, como explicamos en el artículo sobre la potencia útil. La temperatura de diseño depende del lugar y la da la norma nacional; en Italia está en torno a -5 °C en llanura y llega a -15 °C y menos en la montaña. Cómo se dimensiona lo contamos en el artículo sobre el dimensionado.
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Cuántas horas de invierno se pasan de verdad bajo cero
Las etiquetas energéticas europeas usan tres climas de referencia, cada uno con las horas de un invierno tipo repartidas por temperatura (Reglamento UE 811/2013). En el clima medio, el de Estrasburgo, el invierno tiene 4.910 horas de calefacción: 686 están bajo cero, el 14%; las de -7 °C o menos son 73, el 1,5%; bajo -10 °C, ninguna. En el clima frío, el de Helsinki, las horas son 6.446: bajo cero 2.426, el 38%; a -10 °C o menos 370, el 5,7%; a -20 °C o menos, 20 en todo el año. La cuenta del año la hacen por tanto las horas entre 0 y +10 °C, cuando el COP es alto. Las horas a -20 °C cuentan para la potencia, no para la factura.
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La escarcha: el enemigo es el cero, no el -20
Bajo cero se forma escarcha en la batería exterior, y la máquina de vez en cuando tiene que fundirla. Los estudios experimentales dicen que se forma más cuando el aire está en torno a 0 °C y húmedo: un estudio de 2008 encuentra el máximo hacia 0 °C, uno de 2014, hecho entre -18 y +6 °C con humedad del 70 al 90%, entre -3 y +3 °C. Con el aire a -15 °C, mucho más seco, se forma menos. Por eso cuentan dos cosas: la separación entre las aletas de la batería, que debe ser amplia para que la escarcha no la cierre enseguida, como explicamos en el artículo sobre las aletas, y un desescarche que arranca cuando hace falta y no por tiempo, como en el artículo sobre el desescarche.
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Las resistencias eléctricas casi no trabajan
Muchos temen que en invierno trabaje la resistencia en lugar de la bomba de calor. Las mediciones en campo dicen otra cosa. El Fraunhofer ISE, el instituto alemán de sistemas de energía solar, midió durante cuatro años 77 bombas de calor en casas de una a tres familias, también antiguas: las aire-agua dieron de media un rendimiento estacional de 3,4, entre 2,6 y 4,9, y las resistencias cubrieron solo el 1,3% de la electricidad. El propio instituto advierte que los inviernos medidos fueron suaves. Con una máquina del tamaño adecuado la resistencia queda como seguridad y la caldera al lado no hace falta: lo explicamos en el artículo sobre el híbrido.
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En los países más fríos de Europa la bomba de calor es lo normal
Si la bomba de calor no funcionara con frío, los países del norte no la habrían elegido. Noruega, Suecia y Finlandia tienen el clima más frío de Europa y también más bombas de calor por hogar: más de 40 por cada 100 hogares en cada uno de los tres, y Noruega llegó a 60 por cada 100 en 2020. Muchas son aire-aire, pero la conclusión no cambia: donde el frío es de verdad, se calienta con bomba de calor desde hace décadas.
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Nieve y hielo: cómo se instala
Con nieve importa cómo se instala la máquina. Tiene que ir elevada del suelo, sobre una bancada, para que la nieve no llegue a la batería y el agua del desescarche pueda bajar e irse: si se queda debajo de la máquina, se hiela y forma un bloque de hielo. Delante y detrás hace falta espacio libre para que pase el aire. La máquina no se cubre con lonas y la escarcha no se quita a mano: se funde sola con el desescarche.
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Qué mirar si vives donde hace frío
Tres cosas. La temperatura de diseño de tu municipio y el cálculo de pérdidas, que dicen cuántos kW hacen falta el día más frío. La potencia que da la máquina a esa temperatura, leída en la ficha, no la de placa. La temperatura del agua que necesita la instalación: con suelo radiante el COP sigue alto incluso bajo cero, con radiadores hace falta una máquina que llegue a 70 °C, como explicamos en el artículo sobre la casa antigua. Si vives en la montaña o en un país frío y quieres saber qué máquina necesitas y cuánto consumirá, pídenos información.
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Preguntas frecuentes
¿Hasta qué temperatura exterior funciona la aerotermia?
Depende de la máquina. Nuestras aire-agua de propano trabajan hasta -25 °C: las fichas certificadas de las Kita XS, SP y MP dan potencia y COP hasta esa temperatura. El propano evapora hasta -30 °C.
¿La bomba de calor funciona bajo cero?
Sí. Incluso a -25 °C el aire tiene calor que ceder, porque el refrigerante de la batería está más frío. La Kita SP 10 con agua a 35 °C da COP 3,52 a -7 °C y COP 2,12 a -25 °C.
¿Cuánto consume la bomba de calor cuando hace mucho frío?
Más, porque el COP baja: con agua a 55 °C la SP 10 pasa de COP 3,53 a +7 °C a COP 1,53 a -25 °C. Incluso ahí cada kWh de electricidad da 1,5 kWh de calor, frente a 1 de una resistencia.
¿La bomba de calor pierde potencia con el frío?
Sí: a -25 °C da aproximadamente el 41-44% de la potencia que da a +7 °C. Por eso se elige por la potencia a la temperatura de diseño del lugar, no por la de placa.
¿Cuántas horas al año se pasan bajo cero?
En el clima medio europeo de referencia el 14% de las horas de calefacción, en el clima frío de Helsinki el 38%. A -20 °C o menos, incluso en Helsinki, 20 horas al año.
¿Hace falta una resistencia eléctrica o una caldera de reserva?
Con el tamaño adecuado no. En las mediciones del Fraunhofer ISE en 77 instalaciones las resistencias cubrieron el 1,3% de la electricidad. Como mucho una pequeña resistencia de seguridad.
¿Qué pasa con la nieve y el hielo?
La máquina va elevada del suelo para que la nieve no cierre la batería y el agua del desescarche baje. La escarcha se funde sola: no se quita a mano y la máquina no se cubre.
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