Cómo funciona la aerotermia: el calor no se produce, se traslada
Una caldera quema gas para producir calor. Una bomba de calor no produce calor: lo toma del aire exterior, incluso en invierno, y lo lleva adentro. La electricidad solo sirve para moverlo, por eso la máquina entrega más energía térmica de la que consume en electricidad. Cuánta más lo dice el COP, que en nuestras máquinas se lee en la pantalla.
El transporte lo hace un refrigerante que circula en un circuito cerrado y pasa por cuatro etapas. Las explicamos con una Kita Air que calienta una nave industrial.
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Las cuatro etapas del refrigerante
1. Evaporación. En la batería de aletas de la unidad exterior el refrigerante entra más frío que el aire. Se evapora, como el agua que hierve, y mientras se evapora absorbe el calor del aire que el ventilador hace pasar a través. Funciona también bajo cero: basta con que el refrigerante esté más frío que el aire.
2. Compresión. El compresor aspira el gas y lo comprime: la presión y la temperatura suben, hasta dejarlo mucho más caliente que el aire de la nave.
3. Condensación. El gas caliente llega a la unidad interior y cede su calor al aire que el ventilador sopla hacia abajo, donde se trabaja. Al ceder calor vuelve a ser líquido.
4. Expansión. El líquido vuelve a la unidad exterior y pasa por la válvula de expansión: pierde presión, se enfría y está listo para evaporarse de nuevo. En nuestras máquinas la válvula es siempre electrónica. La gobierna la placa de control, que lee las sondas y deja entrar en la batería exactamente el refrigerante que puede evaporarse, momento a momento. Una válvula mecánica no sigue con la misma precisión los cambios de temperatura y de carga.
En el esquema el compresor está dibujado arriba para mayor claridad. En la máquina está en la unidad exterior, junto con la batería y la válvula.
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En verano el ciclo se invierte
La misma máquina refresca. Las dos baterías intercambian su función: la interior toma calor de la nave, la exterior lo expulsa. Por qué un aire acondicionado que en invierno también calienta no es una bomba de calor lo explicamos en el consejo sobre el aire acondicionado.
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Por qué rinde menos cuando hace más frío
El compresor se esfuerza tanto más cuanto mayor es la distancia entre la temperatura a la que el refrigerante se evapora fuera y aquella a la que condensa dentro. Con el aire a -7 °C esa distancia es mayor que a +7 °C, y el COP baja. Es la ley que Carnot escribió hace dos siglos: ninguna máquina real alcanza su límite, pero la tendencia es esa.
Por eso una bomba de calor no se juzga por el COP nominal, sino por lo que hace en invierno. Cuentan la batería y el compresor:
- una batería grande, que hace evaporar el refrigerante cerca de la temperatura del aire, como explicamos en el consejo sobre las aletas;
- un compresor hecho para saltos grandes, como explicamos en el consejo sobre los compresores scroll.
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El desescarche: solo cuando hace falta
En invierno la batería exterior trabaja bajo cero y la humedad del aire se deposita sobre ella como escarcha. Mientras hay poca escarcha, la máquina calienta con normalidad. Cuando la batería se llena, el aire ya no pasa y la máquina tiene que derretir el hielo, tomando calor de la nave.
Muchas bombas de calor desescarchan por tiempo, cada tantos minutos, o en cuanto la batería baja de cierta temperatura. Así desescarchan también cuando la batería está casi limpia, y cada desescarche inútil es calor que se quita al edificio y tiempo en que la máquina no calienta.
Las nuestras desescarchan solo cuando de verdad hace falta: cuando la batería está llena de escarcha y el intercambio de calor con el aire ha bajado de cierto umbral. Lo mide la placa de control, no un reloj. Es nuestro sistema de desescarche, patentado. Más espacio entre las aletas significa también más escarcha antes de llegar a ese umbral, y por tanto menos desescarches, como explicamos en el consejo sobre el desescarche.
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Preguntas frecuentes
¿Cómo funciona una bomba de calor, en pocas palabras?
No produce calor: lo toma del aire exterior y lo lleva dentro con un refrigerante que se evapora, se comprime, se condensa y se expande en un circuito cerrado. La electricidad solo sirve para moverlo.
¿La bomba de calor funciona bajo cero?
Sí: basta con que el refrigerante de la batería exterior esté más frío que el aire. Cuando hace más frío el salto de temperatura crece y el COP baja.
¿Por qué la bomba de calor rinde menos con frío?
El compresor se esfuerza más cuanto mayor es el salto entre la temperatura a la que el refrigerante se evapora fuera y la de condensación dentro: con el aire a -7 °C el salto es mayor que a +7 °C.
¿La misma bomba de calor refresca en verano?
Sí: el ciclo se invierte y las dos baterías se cambian el trabajo. La interior quita calor a las habitaciones y la exterior lo echa fuera.
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