Una bomba de calor de alta temperatura entrega agua de impulsión a 65–80 °C en lugar de los 35–55 °C para los que se fabrica una unidad estándar, por lo que puede sustituir a una caldera sin cambiar los radiadores. Funcionando de forma permanente a una temperatura de diseño de 65 °C, su COP estacional rondaría 2,5–2,9; pero con compensación climática solo necesita 65–70 °C en los días más fríos y pasa la mayor parte de la temporada a 40–45 °C, y por eso la monitorización en campo en el Reino Unido encontró una eficiencia real comparable a la de las unidades de baja temperatura. La mayoría alcanza esas temperaturas con R290 (propano) o con un compresor EVI.
¿Qué se considera una bomba de calor de alta temperatura?
Una bomba de calor de alta temperatura es la diseñada para entregar de forma continua agua de impulsión a 65–80 °C, en lugar de los 35–55 °C para los que se optimiza una unidad aire-agua estándar. Esa única cifra es toda la definición: el mismo ciclo de compresión de vapor, pero con un refrigerante, un compresor y una envolvente de presiones elegidos para que la temperatura de condensación pueda subir sin que la máquina reduzca su potencia ni entre en bloqueo.
Hay tres vías para lograrlo. El propano R290 tiene una temperatura crítica de 96,7 °C y se comporta bien con presiones de condensación elevadas, y por eso domina las nuevas unidades domésticas de 70–75 °C. Un compresor EVI inyecta vapor a mitad de la compresión, lo que aumenta tanto la temperatura de salida como la potencia con tiempo frío: es el mecanismo de los modelos EVI de la Varm Up Series de Solimpeks, preparados para temperaturas ambiente de hasta −30 °C. Las máquinas en cascada superponen dos circuitos frigoríficos y llegan a 80 °C y más, al precio de mantener dos compresores.
¿Cuánto cuesta en eficiencia la temperatura adicional?
Con una temperatura de diseño fija, aproximadamente un tercio más de electricidad que un sistema a 45 °C en la misma vivienda, porque la eficiencia depende del salto entre la fuente y la temperatura de salida. En la práctica, la compensación climática elimina la mayor parte de esa diferencia, como explica la nota situada bajo la tabla.
| Temperatura de impulsión de diseño | COP estacional realista (aerotermia) | Electricidad para 12.000 kWh de calor |
|---|---|---|
| 35 °C | 4,0 – 4,5 | 2700 – 3000 kWh |
| 45 °C | 3,5 – 4,0 | 3000 – 3400 kWh |
| 55 °C | 2,9 – 3,3 | 3600 – 4100 kWh |
| 65 °C | 2,5 – 2,9 | 4100 – 4800 kWh |
| 75 °C | 2,1 – 2,5 | 4800 – 5700 kWh |
La salvedad importante es que la tabla describe la temperatura de impulsión de diseño. Una unidad de alta temperatura que funcione con una compensación climática adecuada solo produce 70 °C en los dos o tres días más fríos del año y se mantiene en 40–45 °C durante la mayor parte de la temporada. Por eso la monitorización británica Electrification of Heat encontró que las unidades aerotérmicas de alta temperatura ofrecían en viviendas reales eficiencias comparables a las de baja temperatura: rara vez se les pedía su máximo.
¿Cuándo es la respuesta correcta una bomba de calor de alta temperatura?
- Edificios catalogados y patrimoniales en los que los radiadores, las tuberías y los acabados del suelo realmente no pueden modificarse.
- Sustituciones directas de caldera con un plazo ajustado, en las que el valor de no rehacer la fontanería de la vivienda supera la diferencia de costes de funcionamiento.
- Tuberías restringidas o de pequeño diámetro (microbore) que no pueden transportar el caudal que exige un diseño de baja temperatura; un salto de temperatura mayor mueve menos agua para los mismos kilovatios.
- Agua caliente comercial en hoteles, residencias de mayores y bloques de viviendas, donde los tramos muertos largos y los volúmenes almacenados obligan a 60 °C o más sin una resistencia de inmersión.
- Emisores de alta temperatura existentes, como ventiloconvectores o aerotermos que nunca se dimensionaron para 45 °C.
Cuando ampliar tres o cuatro radiadores es sencillo, un diseño estándar de baja temperatura suele salir todavía más barato de usar. Véase ¿necesito radiadores más grandes para una bomba de calor?: la mejora de los emisores es un coste único que reduce la temperatura de impulsión todos los inviernos siguientes, y una unidad de alta temperatura con compensación climática también se beneficia de ella.
¿Es mejor compromiso un sistema bivalente?
A veces. Un sistema bivalente conserva la caldera existente para el pequeño porcentaje de horas más frías y deja que una bomba de calor estándar cubra todo lo demás con una temperatura de impulsión baja. Evita tanto la penalización de la alta temperatura como la mejora de los emisores, a costa de mantener dos generadores de calor y, cada vez más, de programas de ayudas que no financiarán un sistema en el que siga habiendo una caldera de combustible fósil. Cuando una bomba de calor debe asumir toda la carga en un edificio imposible de mejorar, la máquina de alta temperatura es la elección correcta.
¿Qué debo comprobar en un presupuesto de alta temperatura?
Pida el rendimiento declarado en su punto de diseño, no en A7/W35. Una unidad que muestra un COP de 4,8 en A7/W35 puede mostrar apenas la mitad en A−7/W65, y ambas cifras son ciertas. Después confirme cuatro cosas: el refrigerante y su GWP, porque el Reglamento europeo de gases fluorados va cerrando progresivamente la puerta a las alternativas de alto GWP; la carga de propano y la zona de seguridad que exige alrededor de la unidad; si los 70 °C están disponibles a −7 °C o solo con tiempo suave; y si el serpentín del acumulador está dimensionado para el caudal que la unidad produce realmente.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la temperatura máxima que puede producir una bomba de calor?
Las unidades domésticas con R290 alcanzan una impulsión de 70–75 °C, las máquinas en cascada y de CO2 llegan a 80 °C y más, y las bombas de calor industriales de alta temperatura superan los 100 °C. Cada grado adicional cuesta eficiencia, así que el máximo es una capacidad que debe usarse con moderación, no un ajuste para mantener todo el invierno.
¿Funcionan las bombas de calor de alta temperatura con radiadores antiguos?
Sí, y ese es su propósito. A 65–70 °C, un radiador de la época de las calderas entrega una potencia cercana a la original de catálogo, por lo que es posible una sustitución equivalente sin cambiar los emisores. Con compensación climática, la unidad solo funciona a esa temperatura en los días más fríos, de modo que la diferencia de costes de funcionamiento se mantiene modesta.
¿Son menos eficientes las bombas de calor de alta temperatura?
A su temperatura máxima de salida, sí: cabe esperar un COP estacional de 2,5–2,9 a 65 °C frente a 3,5–4,0 a 45 °C. Con compensación climática pasan la mayor parte del año a temperaturas moderadas, y la monitorización en campo en el Reino Unido encontró que su eficiencia real es comparable a la de las unidades de baja temperatura.
¿Es seguro el propano R290 en una bomba de calor doméstica?
Sí, cuando se instala conforme a las normas de distancias y ventilación del fabricante. El R290 es inflamable, por lo que las cargas están limitadas y una zona definida alrededor de la unidad exterior debe mantenerse libre de desagües, aberturas y fuentes de ignición. Se utiliza en el exterior, en unidades monobloc, precisamente para mantener el refrigerante fuera del edificio.