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Calefacción y refrigeración con bombas de calor: una solución KNX

Simon Buddle analiza el control de las bombas de calor para calefacción y refrigeración, y cómo los instaladores KNX pueden incluir las ventajas que supone la refrigeración con poco o ningún coste adicional.

Hace ya bastantes años desde que la bomba de calor apareció en el mercado. Recuerdo a algunos fontaneros sugerir la posibilidad de jubilarse en lugar de participar de toda esta tecnología moderna. En aquel momento, el mayor problema era que las bombas de calor no podían alcanzar los niveles de temperatura necesarios para el suministro de agua caliente sanitaria de 60ºC. El problema de cómo conseguir que una caldera y una bomba de calor funcionaran en armonía era poco más que una válvula de 3 puertos y algo de lógica. Si se conocía la temperatura máxima de salida de la bomba de calor, era sencillo pasar a la caldera para llegar hasta los 60ºC, o incluso utilizar calentadores de inmersión si no había caldera. Pero es cierto que las palabras «bomba de calor» metieron el miedo en el cuerpo a muchos fontaneros.

Las bombas de calor pueden utilizarse para calefacción y refrigeración.

Prestaciones actuales de la bomba de calor

Tras casi diez años de progresos, se siguen instalando como fuente de calor por defecto. El problema de la falta de capacidad para producir agua caliente ya no es tal y, muchos fabricantes cuentan con un controlador completamente equipado que es capaz de gestionar la calefacción y refrigeración de cualquier casa. Eso supone, por supuesto, que la casa solo requiere un termostato y un solo cilindro. Muchas de las casas a las que prestamos servicio tienen necesidades mucho más complejas.

Refrigeración

Otro paso adelante en la tecnología de las bombas de calor es la capacidad de enfriar además de calentar. El proceso es el mismo, pero a la inversa. Así, en lugar de extraer calor del exterior y trasladarlo al interior de la casa, la bomba de calor extrae el calor del interior de la casa y lo traslada al exterior. En nuestro contexto, esto significa circular agua fría o más fresca por los circuitos de calefacción del suelo radiante. Es un proceso sencillo, pero requiere un poco más de reflexión que «sólo calefacción».

Principios generales

Para mí, el control de la calefacción es una simple pirámide jerárquica en la que el regulador de la temperatura ambiente se sitúa en la parte inferior. De cada colector obtenemos una señal de demanda en función de las habitaciones conectadas a él. Así se crean varias señales de demanda que generan una única señal global de demanda de calor. Eso, a su vez, pone en marcha la caldera y la instalación correspondiente para enviar el calor a las habitaciones. Estoy seguro de que este proceso es bien conocido para la mayoría.

En el caso de una bomba de calor en modo refrigeración, el proceso es idéntico salvo por dos elementos fundamentales:

1) Se necesita frío, no calor.

2) Una bomba de calor sólo puede suministrar calor o frío, no puede suministrar ambos simultáneamente.

Cuando la bomba de calor es un sistema completo y tiene un solo termostato, como en la configuración estándar de un hogar, no hay de qué preocuparse. Sin embargo, cuando nos adentramos en el mundo más complejo de una vivienda con KNX, debemos prestar especial atención para ver cómo se consigue esto.

Solución KNX

La cuestión más relevante aquí es que vamos a necesitar algo de lógica. Los termostatos pueden emitir señales tanto de calefacción como de refrigeración. Pero cuando una está encendida, la otra debe estar apagada, ya que ambas no pueden funcionar al mismo tiempo. Como la bomba de calor sólo puede estar en un estado o en otro, parece lógico utilizar una función verano/invierno, que activa el cliente o se activa en función de la época del año, para indicar la conmutación de la bomba de calor. La lógica interviene cuando necesitamos hacer funcionar el sistema de calefacción sin calor abriendo las válvulas del colector, haciendo funcionar las bombas locales y abriendo cualquier válvula de 2 puertos al colector. La lógica es necesaria para que podamos abrir la válvula si hay demanda de calefacción, o en modo verano, cuando hay demanda de refrigeración. Requiere una compuerta simple OR en la válvula para que pueda funcionar.

Se trata de una cierta novedad en el mundo de la calefacción/refrigeración que requiere un poco más de reflexión por nuestra parte. También puede requerir que los fabricantes incorporen una compuerta OR a sus controladores de calefacción para que podamos hacer esto de una manera simple y robusta. Zennio y ABB, por ejemplo, incorporan la lógica en sus actuadores, pero no todos los fabricantes lo hacen, así preste especial atención a la hora de seleccionar los productos.

Detección de la humedad

Durante años, la instalación de sensores de temperatura en el suelo para activar una alarma por sobrecalentamiento, y así proteger el suelo de daños ha sido el método de instalación por excelencia. Muchos de esos mismos dispositivos también pueden proteger contra el sobreenfriamiento, pero lo que no pueden hacer es proporcionar el punto de rocío, es decir, el punto en el que el aire se satura y empiezan a formarse gotas. Esto puede ser igualmente desastroso para el suelo, ya sea de madera o esté cubierto con moqueta. El punto de rocío depende de la temperatura ambiente y de la humedad, ambas variables.

Para más información, consulte «Climatización: la importancia de la humedad para los instaladores KNX».

Conclusión

Como siempre, estamos maravillosamente situados en el mundo KNX para controlar sistemas complejos. La irrupción de la tecnología de las bombas de calor nos ofrece otra oportunidad para poder decirle a nuestros clientes: «Sí, podemos ayudarte». Teniendo en cuenta que ya cuentan con todos los controles necesarios para operar la calefacción, y si tenemos en cuenta que lo único que hay que añadir al sistema para facilitar la refrigeración es un pequeño componente lógico, da la sensación de que ofrecemos a nuestros clientes un beneficio enorme con un coste adicional escaso o nulo.

Simon Buddle CEng MIET, es consultor de Future Ready Homes, especialista en diseño de sistemas de servicios BMS y ELV.

www.futurereadyhomes.com

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