Bombas de calor

¿Cuánto debe tardar una bomba de calor en recalentar un acumulador de ACS?

Respuesta rápida

Con 3 kW de potencia entregada al serpentín, una bomba de calor recalienta un acumulador de 200 litros totalmente frío de 10 °C a 50 °C en aproximadamente 3 horas; con 8 kW, unos 70 minutos. Energía en kWh = litros × salto de temperatura × 1,16 ÷ 1000; divida entre los kW transferidos para obtener las horas. Los recalentamientos mucho más lentos indican casi siempre un serpentín del acumulador infradimensionado.

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¿Cómo se calcula el tiempo de recalentamiento de un acumulador?

Con una línea de física. Calentar agua requiere 1,16 vatios hora por litro y por grado, de modo que la energía necesaria es: kWh = litros × salto de temperatura (K) × 1,16 ÷ 1000. Divida esa energía entre la potencia que la bomba de calor transfiere realmente al acumulador y obtendrá el tiempo de recalentamiento en horas. Un acumulador de 200 L calentado de 10 °C a 50 °C necesita 200 × 40 × 1,16 ÷ 1000 = 9,3 kWh; una bomba de calor que transfiere 3 kW lo consigue en 9,3 ÷ 3 ≈ 3,1 horas. La misma fórmula sirve para cualquier depósito, incluida la comprobación de si su acumulador tiene el tamaño adecuado para la rutina matinal del hogar.

¿Cuáles son los tiempos de recalentamiento típicos de acumuladores de 200 L y 300 L?

La tabla supone un recalentamiento completo de 10 °C a 50 °C (un salto de 40 K) y muestra la potencia realmente entregada a través del serpentín:

AcumuladorEnergía necesariaCon 3 kW de potencia de ACSCon 8 kW de potencia de ACS
200 L9,3 kWh~3 h 5 min~70 min
300 L13,9 kWh~4 h 40 min~105 min

Dos notas prácticas. Primero, un recalentamiento completo de 40 K es el peor caso; tras un consumo normal de ducha solo el tercio inferior de un acumulador bien estratificado está frío, de modo que la recuperación cotidiana suele ser de 30–60 minutos. Segundo, la potencia nominal de una bomba de calor no es automáticamente la potencia entregada: una unidad nominal de 8 kW puede bajar a 5–6 kW a medida que el acumulador se acerca a 50 °C y sube la temperatura de condensación.

¿Por qué mi recalentamiento real es más lento que el cálculo?

Casi siempre porque el cuello de botella es el serpentín y no la bomba de calor. Un serpentín transfiere calor en proporción a su superficie y a la diferencia de temperatura entre el agua del primario y el agua acumulada; las bombas de calor funcionan a 55–60 °C y no a los 70–80 °C de una caldera, de modo que esa diferencia es pequeña y la superficie del serpentín debe ser mucho mayor: aproximadamente 0,2–0,3 m² por kW, en lugar de los 0,05–0,1 m² típicos de los acumuladores de la época de las calderas. Si se empujan 8 kW hacia un serpentín de 1 m² cerca del final de un recalentamiento, simplemente no puede absorberlos: la bomba de calor eleva su temperatura de impulsión, el rendimiento cae y, al final, la unidad modula a la baja o entra en fallo. Otros culpables: la cal que recubre el serpentín en zonas de agua dura, una temperatura de impulsión ajustada demasiado baja para llegar a terminar el recalentamiento, y aire o una bomba de circulación insuficiente que restringen el caudal del primario. Eso es exactamente lo que hace que un acumulador sea apto para bomba de calor, o no.

¿Por qué la última parte del recalentamiento es la que más tarda?

Porque la diferencia de temperatura impulsora se desploma. Al principio de un recalentamiento, el circuito primario a 55 °C se encuentra con agua acumulada a 15 °C y el calor fluye a raudales a través del serpentín; cerca del final, el depósito está a 48 °C y el mismo serpentín transfiere una fracción de la potencia. La bomba de calor trabaja a la vez en su punto menos eficiente, produciendo su temperatura de impulsión más alta, y por eso el COP durante la producción de ACS es mensurablemente más bajo que durante la calefacción, una diferencia recogida por la norma de ensayo EN 16147 para el rendimiento de las bombas de calor de calentamiento de agua.

¿Qué indica un recalentamiento crónicamente lento?

Recorra la lista por orden de probabilidad: un serpentín infradimensionado o incrustado de cal (lo más habitual en acumuladores reutilizados de la época de las calderas), una potencia entregada muy inferior a la nominal porque la unidad atiende también a la calefacción, una restricción del caudal del primario o, simplemente, una temperatura objetivo que la bomba de calor no puede alcanzar con eficiencia. Un recalentamiento que se ha ido ralentizando a lo largo de meses en una zona de agua dura apunta a la cal; uno que ha sido lento desde la puesta en marcha apunta a la especificación del serpentín. Y programe los recalentamientos de forma deliberada: calentar el agua caliente sanitaria en la parte más cálida de la tarde puede mejorar de forma apreciable el COP de ACS frente a un recalentamiento a las 5 de la madrugada, porque el aire de la fuente está más caliente y hay menos interrupciones por desescarche.

Preguntas frecuentes

¿Recalienta el ACS más rápido una bomba de calor más grande?

Solo si el serpentín del acumulador puede transferir la potencia adicional. La velocidad de recalentamiento está limitada por la superficie del serpentín y la diferencia de temperatura a través de él; una bomba de calor de 8 kW que alimenta un serpentín infradimensionado entrega poco más que una de 5 kW. Ajuste primero la superficie del serpentín (aproximadamente 0,2–0,3 m² por kW) antes de buscar más potencia.

¿Es demasiado largo un recalentamiento de 4 horas?

Para un recalentamiento completo de 300 L con unos 3 kW de potencia entregada, unas 4,5 horas es exactamente lo que predice la física y es normal. Para un acumulador de 200 L o un complemento parcial tras una ducha, 4 horas es demasiado y apunta a un problema de serpentín, de cal o de caudal.

¿Con qué frecuencia debe llegar el acumulador a 60 °C para el control de la legionela?

La mayoría de las orientaciones europeas piden alcanzar con regularidad los 60 °C en el agua acumulada, normalmente mediante un ciclo antilegionela semanal, que suele completar una resistencia eléctrica de inmersión porque la mayoría de las bombas de calor alcanzan 50–55 °C con eficiencia. Siga la normativa sanitaria y de seguridad de su país para conocer el régimen exacto.

¿Por qué mi bomba de calor cambia tan a menudo entre ACS y calefacción?

La mayoría de las regulaciones dan prioridad al ACS: la unidad interrumpe la calefacción, recalienta el acumulador y después vuelve. Si cambia con demasiada frecuencia, amplíe la histéresis del ACS (inicie el recalentamiento a una temperatura de acumulación más baja) para que cada recalentamiento sea un ciclo más largo y eficiente en lugar de muchos complementos cortos.

Fuentes y lecturas recomendadas

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Ingeniería de bombas de calor