Los datos de rendimiento de una bomba de calor pueden ofrecer mucha más información que la potencia nominal que figura en la placa de características del producto. Una bomba de calor con una potencia nominal de 9 kW no tiene por qué suministrar 9 kW cuando la temperatura exterior desciende hasta los -15 °C.
Por eso es importante tener en cuenta los datos de rendimiento de las bombas de calor a la hora de seleccionar una unidad para un proyecto en un clima frío. La capacidad que figura en el nombre del producto o en un folleto básico suele basarse en unas condiciones de ensayo específicas. Si cambia la temperatura exterior o la temperatura del agua requerida, el resultado puede variar.
Para los instaladores, distribuidores y responsables de proyectos, la pregunta clave es sencilla: ¿cuánto calor puede proporcionar la unidad en las condiciones específicas del proyecto?
Uso de los datos de rendimiento de las bombas de calor para la selección en climas fríos
Al consultar una tabla de rendimiento, comprueba primero la temperatura exterior.
Una unidad puede tener una potencia nominal de 9 kW en condiciones de ensayo moderadas, pero un edificio suele necesitar más calefacción cuando hace más frío. Por lo tanto, a la hora de seleccionar el equipo, la cifra más útil es la capacidad disponible a la temperatura exterior prevista en el proyecto.
El modelo JMU90HC de JNOD es un buen ejemplo. Se trata de una bomba de calor monobloque de 9 kW con refrigerante R290 y salida de aire por la parte superior, pero su capacidad publicada varía a medida que desciende la temperatura exterior.
A una temperatura del agua de salida de 35 °C, la potencia calorífica indicada es:
| Temperatura exterior | Capacidad calorífica |
|---|---|
| 5°C | 9,10 kW |
| -15 °C | 6,86 kW |
| -25°C | 5,61 kW |
El nombre del modelo sigue siendo el mismo. La potencia calorífica disponible, en cambio, sí cambia.
Por lo tanto, cuando se describe un producto como una «bomba de calor de 9 kW», la siguiente pregunta debería ser:
¿9 kW a qué temperatura exterior y a qué temperatura del agua?
Para el dimensionamiento en climas fríos, el PNNL recomienda utilizar los datos de rendimiento ampliados del fabricante y comparar la capacidad disponible con la carga térmica de diseño del edificio, en lugar de basarse únicamente en la potencia nominal. Consulta la guía del PNNL sobre el dimensionamiento de bombas de calor para climas fríos.
Comprueba la temperatura del agua
La temperatura exterior es solo una parte del panorama.
Una bomba de calor que suministra agua a 35 °C funciona en condiciones diferentes a las de la misma unidad que suministra agua a 55 °C. Esa diferencia es importante para los sistemas que utilizan calefacción por suelo radiante, radiadores o emisores mixtos.
Los datos del JMU90HC lo muestran claramente. A una temperatura exterior de -15 °C, su capacidad de calefacción publicada pasa a ser:
| Temperatura del agua de salida | Capacidad calorífica |
|---|---|
| 35 °C | 6,86 kW |
| 45 °C | 5,73 kW |
| 55 °C | 5,41 kW |
A -25 °C, la potencia nominal indicada es de 5,61 kW con agua a 35 °C, de 4,45 kW a 45 °C y de 3,91 kW a 55 °C.
Esto es importante a la hora de comparar equipos. Un proyecto que requiera agua a 55 °C no puede basarse en el valor de rendimiento a 35 °C simplemente porque sea más alto.
La relación entre la temperatura del agua a la salida y el rendimiento del sistema se trata con más detalle en la publicación de JNOD titulada Guía sobre la temperatura de impulsión de las bombas de calor para instaladores.
El COP solo resulta útil en sus condiciones de prueba
El COP suele ser la cifra que los compradores ven en primer lugar, pero es fácil compararlo de forma errónea.
El cálculo es sencillo:
COP = Potencia calorífica ÷ Potencia eléctrica consumida
Lo importante es la condición que hay detrás del número.
En el caso del modelo JMU90HC, el COP publicado con una temperatura del agua de salida de 35 °C es:
| Temperatura exterior | COP |
|---|---|
| 5°C | 4.70 |
| -15 °C | 2.33 |
| -25°C | 1.72 |
Con una temperatura del agua de salida de 55 °C, el COP varía de 3,10 a 5 °C a 1,66 a -15 °C y a 1,18 a -25 °C.
Por lo tanto, si dos bombas de calor presentan valores de COP diferentes, comprueba las condiciones de ensayo antes de compararlas.
Utiliza lo mismo: Temperatura exterior + temperatura del agua de salida + condiciones de ensayo
para ambos productos. Un COP medido con una temperatura exterior de 7 °C y una temperatura del agua de 35 °C no debe compararse directamente con un COP medido con una temperatura exterior de -15 °C y una temperatura del agua de 55 °C.
Para obtener más datos de funcionamiento, consulta el Bomba de calor de soplado superior JNOD JMU90HC R290.
Comprueba la temperatura de diseño antes de elegir el modelo
Un edificio no se mantiene a la temperatura exterior prevista en el proyecto durante todo el invierno.
La temperatura de diseño es la condición que se utiliza para determinar la cantidad de calefacción que necesita el edificio durante las épocas más frías. Varía en función de la ubicación y del método de diseño.
Esto ofrece a los instaladores una forma práctica de utilizar una tabla de rendimiento.
Imagina un proyecto con una carga de calefacción calculada de 6 kW a -15 °C. Una bomba de calor de 9 kW podría parecer suficiente. El siguiente paso es comprobar su capacidad indicada en: -15 °C de temperatura exterior y en el temperatura del agua que requiere el sistema de calefacción.
En el caso del modelo JMU90HC, la potencia nominal a -15 °C es de 6,86 kW con agua de salida a 35 °C, pero de 5,41 kW con agua de salida a 55 °C.
Esa diferencia puede influir en la elección del equipo.
El PNNL recomienda este tipo de comparación a la hora de seleccionar una bomba de calor para climas fríos: contrastar los datos de rendimiento ampliados del fabricante con la carga térmica de diseño del edificio.
No hay que confundir el límite de funcionamiento con la capacidad de calefacción
Esta especificación puede dar lugar a malentendidos.
Si se indica que una bomba de calor funciona hasta una temperatura de -25°C, que indica el límite de funcionamiento especificado. Esto no significa que la unidad vaya a alcanzar su capacidad nominal a -25 °C.
El modelo JMU90HC ilustra esta diferencia. Su rendimiento declarado se extiende hasta los -25 °C, pero la capacidad de calefacción disponible a esa temperatura es inferior a la que se alcanza a 5 °C.
Así que cuando veas:
Rango de funcionamiento: hasta -25 °C
Busca también la tabla de capacidades.
El rango de funcionamiento indica si la unidad puede funcionar en esas condiciones. La tabla de rendimiento indica qué potencia está disponible.
De JNOD Soluciones de bombas de calor para climas fríos están pensados para proyectos en los que las bajas temperaturas exteriores son un factor importante a la hora de elegir el producto.
La capacidad mínima también es importante
La selección para climas fríos no se basa únicamente en el día más frío.
Normalmente, la mayor parte de la temporada de calefacción transcurre con temperaturas exteriores superiores a la temperatura de diseño. Por lo tanto, una bomba de calor con inversor debe reducir su potencia a medida que disminuye la carga del edificio.
Aquí es donde la capacidad mínima resulta útil.
Una unidad capaz de hacer frente a la carga en un día muy frío puede que tenga que funcionar a una potencia mucho menor cuando el tiempo es más templado. Si la capacidad mínima es demasiado alta para la aplicación, los ciclos de encendido y apagado pueden suponer un problema.
Por eso, el PNNL recomienda también tener en cuenta tanto la capacidad máxima como la mínima de calefacción a la hora de seleccionar bombas de calor de capacidad variable.
Para un instalador, conviene comprobar ambos lados:
¿Puede la unidad hacer frente a la carga máxima?
¿Es capaz de bajar lo suficiente la temperatura cuando el edificio necesita menos calefacción?
Cómo interpretar una tabla de rendimiento en un proyecto real
Una forma sencilla de trabajar con una tabla de rendimiento es empezar por una condición de diseño real.
Por ejemplo:
Temperatura exterior nominal: -15 °C
Temperatura requerida del agua de salida: 45 °C
Carga térmica del edificio: 6 kW
Ahora comprueba el modelo seleccionado en esas condiciones.
En el caso del modelo JMU90HC, la potencia calorífica publicada con una temperatura de -15 °C y una temperatura del agua de salida de 45 °C es de 5,73 kW, con un COP de 1.95.
Esto demuestra de inmediato que el modelo no ofrece el mismo rendimiento a -15 °C que en sus condiciones nominales de funcionamiento.
A partir de ahí, el instalador puede examinar el resto del sistema:
- ¿Se puede reducir la temperatura del agua necesaria?
- ¿Tienen los emisores de calefacción las dimensiones adecuadas?
- ¿Hay algún otro modelo más adecuado?
- ¿Es necesaria la calefacción auxiliar?
- ¿Tiene la unidad seleccionada un rango de modulación suficiente?
La tabla de rendimiento recoge las cifras necesarias para dicha evaluación.
¿Qué ocurre durante el desescarche?
Cuando hace frío y hay humedad, puede formarse escarcha en el intercambiador de calor exterior.
A continuación, la bomba de calor debe realizar un ciclo de descongelación para eliminar la escarcha. Durante la descongelación, la unidad no funciona de la misma manera que durante la calefacción normal, por lo que la potencia calorífica y el consumo eléctrico a corto plazo pueden variar.
Esta es una de las razones por las que hay que evitar considerar un único dato de baja temperatura como un valor constante para todo el invierno.
En el caso de un proyecto en un clima frío, conviene preguntar al fabricante por el control de descongelación, así como por la capacidad y el COP publicados.
El diseño general del sistema también es importante. La temperatura de impulsión, los emisores de calefacción, los sistemas de control y el suministro eléctrico deben ser compatibles con la bomba de calor elegida.
Para proyectos en los que la unidad exterior dispone de un espacio de instalación limitado, JNOD también ofrece soluciones de bombas de calor para espacios reducidos mediante descarga de aire por la parte superior.
¿Qué debes preguntarle al fabricante?
A la hora de comparar bombas de calor para un proyecto en un clima frío, solicita datos sobre el rendimiento de las bombas de calor que se ajusten a las necesidades del proyecto.
Como mínimo, solicita:
| Información | Por qué es importante |
|---|---|
| Potencia calorífica a la temperatura de diseño | Indica si la unidad puede soportar la carga |
| COP en las mismas condiciones | Ofrece una referencia realista sobre la eficiencia |
| Capacidad a diferentes temperaturas del agua | Muestra el efecto de los requisitos del sistema |
| Capacidad mínima y máxima | Ayuda a evaluar la modulación |
| Rango de temperatura de funcionamiento | Define el rango climático especificado |
| Información sobre la descongelación | Útil para condiciones de frío y humedad |
| Condiciones de ensayo | Hace que las comparaciones entre productos sean significativas |
Para los compradores norteamericanos, los criterios actuales de ENERGY STAR para climas fríos constituyen otra referencia útil. Los equipos que deseen obtener la certificación deben cumplir unos requisitos específicos de rendimiento a bajas temperaturas, entre los que se incluyen los requisitos de COP y de capacidad de calefacción a 5 °F (-15 °C). Se trata de criterios de certificación de ENERGY STAR, no de requisitos universales aplicables a todas las bombas de calor. Consulta los criterios actuales de ENERGY STAR para las bombas de calor.
Cómo utiliza JNOD los datos de rendimiento
JNOD publica datos de rendimiento ampliados para una selección de bombas de calor aerotérmicas R290.
La tabla de rendimiento del JMU90HC abarca temperaturas exteriores comprendidas entre -25 °C y 25 °C y ofrece datos sobre la potencia calorífica, la potencia absorbida y el COP a diferentes temperaturas del agua de salida.
Esto ofrece a los instaladores y a los responsables de la adquisición de proyectos una base de comparación más sólida que una simple capacidad nominal.
Para obtener una visión más amplia de la gama de productos de JNOD, consulta el gama de bombas de calor con fuente de aire.
El mismo principio se aplica a cualquier fabricante: hay que utilizar la tabla de prestaciones en condiciones similares a las del proyecto, en lugar de basarse únicamente en el nombre del modelo.
Preguntas frecuentes
En muchas bombas de calor aerotérmicas, la potencia calorífica disminuye a medida que baja la temperatura exterior. La magnitud de esta variación depende del modelo y de las condiciones de funcionamiento.
No. La potencia nominal de 9 kW se refiere a unas condiciones de ensayo específicas. La capacidad de calefacción real puede variar cuando las temperaturas exteriores son más bajas o las temperaturas del agua de salida son más altas.
Esto se debe a que la bomba de calor tiene que generar la temperatura requerida del agua de calefacción y, al mismo tiempo, extraer calor del aire exterior. Una temperatura del agua más elevada puede alterar tanto la potencia calorífica como el COP.
Significa que el fabricante especifica que el funcionamiento es posible hasta esa temperatura exterior en las condiciones indicadas. No significa que la unidad vaya a alcanzar su capacidad nominal a -25 °C.
Utiliza la misma temperatura exterior y la misma temperatura del agua de salida a la hora de comparar la capacidad de calefacción y el COP. A continuación, comprueba la capacidad mínima, el rango de funcionamiento, la estrategia de descongelación, los requisitos eléctricos y la carga térmica del edificio.
Resumen final
La potencia nominal de una bomba de calor es solo un aspecto más dentro de un panorama de rendimiento mucho más amplio.
En un proyecto para un clima frío, las cifras que importan son aquellas que se ajustan al diseño real:
Temperatura exterior + temperatura del agua de salida + potencia calorífica + COP + carga del edificio.
Un modelo de 9 kW puede alcanzar una potencia cercana a su potencia nominal en condiciones de ensayo moderadas y una potencia considerablemente inferior a -15 °C o -25 °C. La tabla de rendimiento muestra esa variación.
Para los instaladores, distribuidores y responsables de compras de proyectos, lo más práctico es comprobar qué rendimiento real puede ofrecer la unidad en las condiciones que exige el proyecto.
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