Centro de conocimiento
¿Por qué pierde eficiencia una bomba de calor aerotérmica con frío?
El COP de la bomba de calor aerotérmica baja con frío porque el circuito frigorífico tiene que salvar un salto de temperatura mayor cuanto más frío está el aire exterior. Al mismo tiempo, la potencia calorífica disponible de la unidad puede disminuir mientras sube la demanda de calor del edificio. Por eso la pregunta práctica no es si el producto lleva la etiqueta «8 kW», sino cuánto calor puede entregar esa unidad concreta a la temperatura exterior de diseño del lugar y a la temperatura de impulsión del agua que realmente necesita el sistema de calefacción.
Respuesta rápida
El frío cambia varias magnitudes a la vez. La potencia calorífica es el calor útil que puede entregar la unidad; la potencia absorbida es la potencia eléctrica que consume; el COP es el calor útil dividido por la potencia eléctrica absorbida en un único punto de funcionamiento; y la eficiencia estacional es el promedio del rendimiento en un rango más amplio de condiciones. Estos valores están relacionados, pero no son intercambiables.
Una bomba de calor puede seguir siendo adecuada para un clima frío aunque su COP y su potencia disminuyan. Que lo sea depende de si su curva de potencia sigue cubriendo la curva creciente de la carga térmica del edificio a la temperatura de agua necesaria, de cómo afecta el desescarche al funcionamiento y de qué calor auxiliar controlado hay disponible por debajo del punto de equilibrio o de bivalencia.
Índice
- Por qué el aire exterior más frío cambia el rendimiento
- Potencia calorífica, potencia absorbida y COP
- Por qué importa la temperatura de impulsión del agua
- Dos ejemplos de tablas de potencia de fabricantes
- Demanda de calor del edificio y punto de equilibrio
- Desescarche y calor auxiliar
- Cómo leer una tabla de potencias antes de comprar
- Comprobaciones prácticas, preguntas frecuentes y siguiente paso
Cómo funciona una bomba de calor aerotérmica con frío
Una bomba de calor aerotérmica no genera calor a partir de la electricidad como lo hace una resistencia eléctrica. Traslada el calor del aire exterior a la vivienda mediante un ciclo frigorífico. La batería exterior absorbe calor, el compresor aumenta la presión y la temperatura del refrigerante, y el intercambiador interior cede ese calor al sistema de calefacción.
Cuando el aire exterior está más frío, sigue habiendo calor aprovechable, pero menos. La bomba de calor puede seguir funcionando, aunque tiene que trabajar con una diferencia de temperatura menos favorable. Por eso el rendimiento de una bomba de calor en invierno depende tanto del clima exterior, de la temperatura de impulsión necesaria y del diseño de los emisores.
| Factor del frío | Qué ocurre | Efecto en la eficiencia |
|---|---|---|
| Temperatura del aire exterior más baja | Hay menos calor disponible para extraer | El COP baja |
| Temperatura de impulsión necesaria más alta | El compresor tiene que elevar el calor más | Se consume más electricidad |
| Escarcha en la batería exterior | La unidad debe desescarchar periódicamente | Pérdida temporal de calor y consumo extra de energía |
| Poco caudal de aire o batería obstruida | La transferencia de calor empeora | El rendimiento baja aún más |
Por qué el aire exterior más frío cambia el rendimiento de la bomba de calor
La temperatura de evaporación del refrigerante debe ser inferior a la del aire exterior para que el calor pueda entrar en la batería exterior. Cuanto más frío está el aire, más tiene que elevar el compresor el refrigerante, desde una temperatura de origen más baja hasta la que necesita el circuito de agua interior. Ese salto de temperatura mayor suele aumentar el trabajo del compresor y reducir el COP.
El rendimiento con frío no es solo una cuestión de eficiencia. Una unidad puede absorber más potencia eléctrica y entregar menos calor máximo que con tiempo suave. El consumo de electricidad puede aumentar aunque el COP siga por encima de 1, porque el edificio necesita más calor, el compresor funciona más tiempo y puede entrar en funcionamiento el calor auxiliar.
La potencia calorífica, la potencia absorbida y el COP no son lo mismo
La potencia calorífica (HC) es el calor útil entregado, en kilovatios. La potencia absorbida (PI) es la demanda eléctrica, en kilovatios, en el mismo punto de funcionamiento indicado. El COP es el cociente HC ÷ PI. Un COP de 2,0 significa que se entregan 2 kW de calor por cada 1 kW de energía eléctrica absorbida en ese punto de ensayo concreto; no describe toda la temporada.
La eficiencia estacional tiene en cuenta las variaciones de temperatura, el funcionamiento a carga parcial y otros efectos estacionales según un método definido. Sirve para comparar en líneas generales, pero ni un COP aislado ni una etiqueta estacional sustituyen la comprobación de potencia por modelo que exige el diseño.
Por qué importa la temperatura de impulsión del agua
La bomba de calor tiene que entregar la temperatura de agua que piden los emisores. Un suelo radiante de baja temperatura puede dar confort con agua mucho más fría que un sistema de radiadores diseñado para una temperatura alta de caldera. Exigir agua más caliente aumenta el salto de temperatura del refrigerante y normalmente reduce tanto la eficiencia disponible como, según la unidad, la potencia útil.
Por eso la temperatura exterior sola no es una condición de ensayo completa. La notación de las tablas de potencia, como A-7/W35, o una fila y una columna definidas por el fabricante, combina una condición de aire exterior con una condición de temperatura de impulsión del agua. Hay que seguir con exactitud las definiciones del documento concreto.
Qué muestran realmente las tablas de potencia de los fabricantes
La clase nominal del modelo no es una promesa de potencia constante. A continuación se ofrecen dos ejemplos de fabricantes con una temperatura de impulsión del agua de unos 35 °C. Ilustran el principio técnico, pero no son una comparación directa de rendimiento, porque las definiciones de temperatura exterior y los criterios de las tablas no son idénticos.
Daikin ERGA08DV: integrada, carga del 100 %
La tabla de Daikin ERGA08DV que se ha utilizado define Ta como temperatura ambiente de bulbo húmedo. Describe HC como la potencia calorífica a la frecuencia máxima de funcionamiento, medida según la norma EN 14511. La tabla indica HC y PI; la última columna siguiente se ha calculado como HC ÷ PI y no es un valor de COP impreso directamente en la fuente.
| Daikin Ta, bulbo húmedo | HC con impulsión a 35 °C | PI | HC ÷ PI calculado |
|---|---|---|---|
| +7 °C | 9,37 kW | 2,08 kW | 4,50 |
| -7 °C | 7,28 kW | 2,73 kW | 2,67 |
| -15 °C | 6,58 kW | 3,16 kW | 2,08 |
| -20 °C | 6,14 kW | 3,43 kW | 1,79 |
NØRDIS OPTIMUS PRO Split HOP8WODU: funcionamiento máximo
La tabla técnica de NØRDIS que se ha utilizado define la temperatura exterior como temperatura de bulbo seco e indica directamente HC, PI y COP para el funcionamiento máximo, normal y mínimo. Los valores siguientes corresponden al funcionamiento máximo y a la columna de impulsión del agua a 35 °C.
| NØRDIS, temperatura exterior de bulbo seco | HC con impulsión a 35 °C | PI | COP indicado |
|---|---|---|---|
| +7 °C | 9,11 kW | 1,80 kW | 5,07 |
| -7 °C | 7,27 kW | 2,26 kW | 3,21 |
| -15 °C | 6,11 kW | 2,51 kW | 2,43 |
| -20 °C | 4,74 kW | 2,24 kW | 2,11 |
| -25 °C | 3,59 kW | 2,19 kW | 1,64 |
Dos ejemplos de fabricantes: no son una comparación directa de rendimiento
Las filas de Daikin usan la temperatura ambiente de bulbo húmedo, mientras que las de NØRDIS usan la temperatura exterior de bulbo seco. Además, los documentos presentan sus datos de funcionamiento de forma distinta. Por tanto, estas cifras no deben utilizarse para clasificar a los fabricantes ni para afirmar que una marca es mejor con frío. La enseñanza que comparten es más limitada: la potencia y la eficiencia dependen del modelo exacto, de la condición exterior, del nivel de funcionamiento y de la temperatura de impulsión del agua.
Qué es normal y qué puede indicar un problema
Cierta pérdida en invierno es normal. Una bomba de calor puede seguir funcionando con heladas, pero la potencia y la eficiencia suelen bajar cuanto más frías son las condiciones exteriores. Eso por sí solo no significa que haya una avería.
| Observación | Más probablemente normal | Puede indicar un problema |
|---|---|---|
| Menor eficiencia con frío | Sí, es lo esperable | Solo si la bajada es extrema o no concuerda con las condiciones |
| Periodos cortos de desescarche | Sí, es lo esperable con tiempo frío y húmedo | Sí, si son muy frecuentes o largos |
| Mayor consumo eléctrico cuando hace más frío fuera | Sí | Sí, si el sistema no puede mantener el confort sin un exceso de calor de apoyo |
| Temperaturas interiores que bajan pese al funcionamiento continuo | A veces, con tiempo extremo | A menudo apunta a una unidad infradimensionada, a emisores inadecuados o a problemas de control |
Merecen una revisión más a fondo el uso frecuente de la resistencia de apoyo, la formación persistente de escarcha, el poco caudal de aire alrededor de la unidad exterior, un funcionamiento inusualmente ruidoso o una vivienda que nunca alcanza la temperatura deseada si no se sube mucho la temperatura de impulsión.
Cómo afectan los ciclos de desescarche a la eficiencia
Cuando la humedad exterior es alta y la batería está fría, puede formarse escarcha en la unidad exterior. Un ciclo de desescarche invierte brevemente el funcionamiento para eliminarla. Durante ese tiempo baja el calor que llega a la vivienda y sube el consumo de energía, por lo que la eficiencia estacional disminuye.
Es un comportamiento normal de los sistemas aerotérmicos con frío. El efecto varía según el patrón meteorológico, el diseño de la batería, la estrategia de control y la ubicación de la unidad exterior. Algunos fabricantes destacan una gestión más inteligente del desescarche, porque reducir los ciclos innecesarios o largos ayuda a proteger el rendimiento invernal.
Si el desescarche parece demasiado frecuente, compruebe si la batería exterior tiene el aire despejado, si hojas o nieve obstruyen la unidad y si el sistema trabaja en un microclima húmedo y con escarcha. Si el comportamiento persiste, puede necesitar el diagnóstico de un profesional.
Demanda de calor del edificio frente a potencia de la bomba de calor
A medida que baja la temperatura exterior, el edificio suele perder calor más deprisa y, por tanto, necesita más potencia de calefacción. Al mismo tiempo, la potencia disponible de la bomba de calor puede disminuir. El punto donde la curva de carga del edificio corta la curva de potencia de la bomba de calor se suele llamar punto de equilibrio o, en los sistemas bivalentes, punto de bivalencia.
Por debajo de ese punto, la bomba de calor puede seguir funcionando con eficiencia y aportar mucho calor, pero ya no cubre ella sola toda la carga del edificio. Es el diseño el que determina si lo que falta lo aporta una resistencia eléctrica, una caldera u otra fuente de calor controlada. No existe una temperatura de equilibrio correcta para todos los casos: depende del edificio, del clima, de las temperaturas de los emisores, de las hipótesis de tarifa y de la unidad elegida.
Cómo leer la tabla de potencias de una bomba de calor antes de comprar
- Obtenga un cálculo de la carga térmica de diseño del edificio que se pueda defender.
- Identifique la temperatura exterior de diseño local que corresponda.
- Determine la temperatura de impulsión del agua que necesitan los emisores en esa condición.
- Busque la potencia calorífica del modelo exacto en la misma condición de temperatura exterior y de agua, o en una cercana.
- Compruebe la potencia absorbida y el COP en ese mismo punto, cuando el fabricante los facilite.
- Lea las definiciones del fabricante: bulbo seco frente a bulbo húmedo, funcionamiento máximo frente a nominal o integrado, y cualquier norma o nota al pie.
- Tenga en cuenta el desescarche, las condiciones de instalación y el comportamiento del control sin inventar una penalización universal.
- Decida qué aporta lo que falte por debajo del punto de equilibrio y cómo se controla el calor auxiliar.
Una «bomba de calor de 8 kW» puede no dar 8 kW a -7 °C, -15 °C o -20 °C, sobre todo si el sistema de calefacción exige además agua caliente en los emisores. La pregunta útil al comprar es: ¿cuánta potencia calorífica puede entregar esta unidad concreta a mi temperatura exterior de diseño y a la temperatura de impulsión del agua que necesito?
Cuándo es relevante el calor auxiliar
El calor auxiliar es relevante cuando la potencia de la bomba de calor es inferior a la carga del edificio, en determinadas condiciones de funcionamiento o de recuperación, o cuando la estrategia del sistema utiliza a propósito una segunda fuente de calor. Que exista no demuestra por sí solo un mal diseño de la bomba de calor. Lo que importa es si en la selección se tuvieron en cuenta el punto de funcionamiento previsto, la secuencia de control, la demanda eléctrica y la aportación anual.
Cómo reducir la pérdida de eficiencia con frío
- Mantenga la temperatura de impulsión tan baja como la vivienda pueda tolerar con confort.
- Utilice emisores bien dimensionados, sobre todo si la vivienda funciona con radiadores.
- Mejore el aislamiento y reduzca las pérdidas de calor siempre que sea viable.
- Asegúrese de que la unidad exterior tiene el aire despejado y no está bloqueada por restos o nieve.
- Compruebe que los controles, los sensores y el comportamiento del desescarche están bien configurados.
- Revise si el sistema se dimensionó para la pérdida de calor real del edificio.
- Mantenga la unidad para que las baterías y los intercambiadores estén limpios y el caudal de aire sea bueno.
Si quiere mejorar la eficiencia de la bomba de calor, lo primero que conviene preguntarse suele ser si la vivienda se puede calentar de forma aceptable con una temperatura de impulsión más baja. Ese único cambio suele importar más que pequeños ajustes en la propia bomba de calor.
Un ejemplo práctico real
Dos viviendas pueden tener la misma bomba de calor y resultados muy distintos en invierno. Una casa bien aislada y con radiadores grandes puede funcionar con confort a menor temperatura del agua, de modo que la bomba de calor mantiene un mejor COP aunque el tiempo se ponga frío. Otra vivienda, con más pérdidas de calor y emisores pequeños, puede necesitar agua mucho más caliente, lo que reduce la eficiencia y puede hacer que la unidad parezca «sufrir», aunque la causa de fondo sea el diseño del sistema.
Por eso, cuando hay problemas en invierno, hay que empezar por el edificio y el circuito de calefacción, y no solo por la unidad exterior.
Un error habitual de los propietarios
El error más habitual es comparar el rendimiento real en invierno con los valores de COP del catálogo y suponer que cualquier diferencia significa que la bomba de calor es defectuosa. Esos valores de laboratorio se miden en condiciones de ensayo definidas. Su vivienda puede necesitar otra temperatura de impulsión, estar sometida a otro clima y perder más calor de lo que supone el montaje de ensayo.
Otro error es culpar a la unidad exterior antes de comprobar el tamaño de los radiadores, el aislamiento, el espacio libre para el aire y los ajustes del control.
Consejo del experto de HavenPoint
Si una bomba de calor parece poco eficiente en invierno, hágase una pregunta sencilla: ¿puede la casa mantenerse caliente con una temperatura de impulsión más baja? Si la respuesta es no, la primera solución suele ser, no una bomba de calor nueva, sino un mejor dimensionado de los emisores, una mayor reducción de las pérdidas de calor o un ajuste del control que permita al sistema funcionar con más eficiencia.
Qué debe cubrir una buena comprobación diagnóstica
- La temperatura exterior y el patrón meteorológico reciente
- La frecuencia con la que se produce el desescarche
- La temperatura de impulsión ajustada y si es más alta de lo necesario
- La idoneidad de los radiadores o del suelo radiante
- El confort interior con los ajustes normales de funcionamiento
- El espacio libre alrededor de la unidad exterior y el estado de la batería
- Si el calor de apoyo se usa más de lo esperado
Si necesita un diagnóstico más profundo, compare el comportamiento del sistema a lo largo de varios días fríos en lugar de juzgarlo por una sola mañana de escarcha. El rendimiento cambia con la humedad, el viento y la carga, por lo que una única observación puede llevar a error.
Preguntas frecuentes
¿Funcionan las bombas de calor aerotérmicas con heladas?
Sí. Pueden seguir funcionando con heladas, pero la eficiencia y la potencia suelen bajar a medida que baja la temperatura exterior. La capacidad exacta a baja temperatura depende del modelo.
¿Por qué las bombas de calor pierden eficiencia cuando hace más frío?
Porque el compresor tiene que trasladar calor desde un aire más frío a un sistema de calefacción más caliente. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura, más trabajo tiene que hacer el compresor por cada unidad de calor entregada.
¿Qué es un ciclo de desescarche en una bomba de calor?
Es un modo de funcionamiento breve que sirve para eliminar la escarcha de la batería exterior. Es normal con tiempo frío y húmedo, pero reduce temporalmente el calor entregado y aumenta el consumo de energía.
¿Cómo puedo mejorar la eficiencia de la bomba de calor en invierno?
Baje la temperatura de impulsión siempre que sea posible, mejore el aislamiento, utilice emisores adecuados, mantenga despejada la unidad exterior y asegúrese de que el sistema está bien dimensionado y mantenido.
¿Las cifras de eficiencia de EPREL equivalen al rendimiento en una vivienda?
No. Son cifras útiles para comparar, pero el rendimiento una vez instalada depende de la vivienda, del clima, de los emisores y de la configuración del control.
Conclusión
La eficiencia de una bomba de calor aerotérmica baja con frío por razones termodinámicas normales, y cierta pérdida es esperable. Las influencias prácticas más importantes son la temperatura de impulsión, el tamaño de los emisores, el aislamiento, el dimensionado, el comportamiento del desescarche y la calidad de la instalación. Si el rendimiento en invierno parece malo, empiece por comprobar el sistema de calefacción y el edificio, y no solo la propia bomba de calor.
Si está comparando opciones de bomba de calor para un clima más frío o quiere saber si su sistema actual funciona con normalidad, póngase en contacto con HavenPoint para recibir orientación práctica según su vivienda y su instalación de calefacción.