Aerotermia en edificios terciarios: cómo controlarla con un BMS
La aerotermia es una bomba de calor que toma energía del aire exterior para producir calefacción, refrigeración y agua caliente. En un edificio terciario no basta con instalar la máquina: el rendimiento real depende de a qué temperatura trabaja, cuántas veces arranca y cómo se coordina con el resto de la instalación. Aquí explicamos el control de la aerotermia en edificios, no en viviendas.
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Aerotermia en edificios: qué cambia respecto a una vivienda
En una vivienda, la aerotermia suele ser una bomba de calor con su propio regulador y poco más. En un colegio, un hotel, una residencia o un edificio de oficinas la situación es otra:
- Varias máquinas trabajando en paralelo o en cascada, a menudo de distinta potencia o antigüedad.
- Varios circuitos: suelo radiante, fancoils, climatizadores y agua caliente sanitaria, cada uno con su temperatura.
- Horarios y cargas muy variables a lo largo del día y del año.
- Convivencia con otros generadores: calderas de apoyo, enfriadoras existentes o fotovoltaica de autoconsumo.
Una bomba de calor aire-agua rinde mejor cuanto menor es la diferencia entre la temperatura del aire exterior y la del agua que produce. Cada grado de más en la impulsión de calefacción, o de menos en la de refrigeración, se paga en rendimiento. Por eso, en aerotermia, el control no es un accesorio: es lo que decide si la instalación cumple lo que prometía el proyecto. Si necesita repasar los conceptos de climatización, los tiene en qué es HVAC.
Curvas de impulsión y cascadas de bombas de calor
Las dos funciones de control que más influyen en el consumo de la aerotermia son la temperatura de impulsión y el reparto de carga entre máquinas.
- Curva de impulsión según temperatura exterior: en calefacción, cuanto más templado está el día, más baja debe ser la temperatura del agua. Una impulsión fija, ajustada para el día más frío del año, hace trabajar a la máquina con mal rendimiento el resto del invierno.
- Reajuste por demanda: además de la temperatura exterior, el BMS puede bajar o subir la impulsión según cuántas unidades terminales piden realmente calor o frío.
- Cascada: con varias bombas de calor, arrancar solo las necesarias, rotar el orden para igualar horas de funcionamiento y decidir si conviene más una máquina a plena carga o dos a carga parcial, según las curvas del fabricante.
- Bombas de circulación con variador, controladas según la demanda; lo explicamos en variadores de frecuencia en bombas y ventiladores.
Muchas bombas de calor terciarias ya traen su propio control de cascada. El papel del BMS es darle las órdenes correctas (consigna, horario, modo) y vigilar que lo hace bien, no duplicar la lógica del fabricante.
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Depósito de inercia, ciclos cortos y desescarches
Una bomba de calor sufre cuando arranca y para continuamente. Cada arranque gasta energía, desgasta el compresor y empeora el rendimiento medio.
- Ciclos cortos: aparecen cuando la máquina es grande para la carga del momento y el circuito tiene poca agua. El síntoma en las tendencias es un compresor que arranca y para en pocos minutos.
- Depósito de inercia: aumenta el volumen de agua del circuito y permite que la máquina trabaje ciclos más largos. Pero su sonda y su consigna deben estar bien elegidas; una consigna mal ajustada puede llevar el agua a temperaturas innecesarias, con el consiguiente gasto.
- Válvulas de tres vías y mezcla: si se mezcla agua de impulsión con retorno antes de llegar a la máquina, la bomba de calor ve temperaturas que no corresponden a la demanda real. Conviene revisar su posición y su lógica.
- Desescarches: en invierno, con aire frío y húmedo, la batería exterior se escarcha y la máquina invierte el ciclo para fundir el hielo. Es normal, pero un exceso de desescarches indica un problema: batería sucia, mala ubicación, recirculación de aire frío o un ajuste deficiente. El BMS puede contarlos y compararlos con la temperatura y humedad exterior.
Todo esto solo se ve con históricos: estado del compresor, temperaturas de impulsión y retorno, temperatura del depósito y temperatura exterior registradas con suficiente frecuencia.
Aerotermia, ACS y legionela
Producir agua caliente sanitaria con aerotermia es posible y habitual, pero tiene un condicionante en edificios: la prevención de la legionela. El Real Decreto 487/2022 exige que el agua del acumulador final se mantenga a un mínimo de 60 °C y que, cuando la producción no lo garantice de forma continua, como ocurre con fuentes renovables, el agua alcance 60 °C en un acumulador final antes de distribuirse.
Muchas bombas de calor rinden mucho peor a esas temperaturas, o no llegan sin apoyo. Las soluciones habituales son:
- Precalentar con aerotermia a baja temperatura y terminar con un apoyo (bomba de calor de alta temperatura, caldera o resistencia) en el acumulador final.
- Programar la producción de ACS en las horas de mejor rendimiento o de excedente fotovoltaico.
- Registrar en el BMS las temperaturas de acumulación y retorno, con alarma si bajan de los mínimos.
El ahorro nunca puede hacerse bajando la temperatura del ACS por debajo de lo exigido. Lo desarrollamos en legionela y control del ACS.
Cuéntenos qué edificio tiene y qué le preocupa. Le decimos por dónde empezar.
Aerotermia con autoconsumo fotovoltaico
La aerotermia consume electricidad, y en edificios con cubierta disponible es lógico combinarla con fotovoltaica de autoconsumo. Pero sin control, cada sistema va por su lado.
- El BMS lee la producción fotovoltaica y el consumo del edificio, normalmente desde el inversor o desde un analizador de redes.
- Cuando hay excedente, puede adelantar la producción de ACS, cargar el depósito de inercia o preenfriar y precalentar el edificio dentro de los márgenes de confort.
- Cuando no lo hay, vuelve a las consignas normales.
El edificio actúa así como una batería térmica. Conviene dimensionar la fotovoltaica después de optimizar el control, porque el consumo que queda tras el ajuste es el que hay que cubrir. Más ideas en eficiencia energética en edificios.
Medir el COP de la aerotermia con contadores de energía
El COP es la relación entre la energía térmica que entrega la bomba de calor y la energía eléctrica que consume. El fabricante lo da en condiciones de ensayo; el que importa es el real, en su edificio. Para conocerlo hacen falta dos medidas:
- Contador de energía térmica en la salida de cada máquina o grupo: caudalímetro y dos sondas de impulsión y retorno.
- Contador eléctrico de la alimentación de la bomba de calor, incluyendo, si es posible, auxiliares como bombas y resistencias.
Con ambas lecturas en el BMS se calcula el COP instantáneo y, sobre todo, el rendimiento estacional, mes a mes. Una caída del rendimiento sin cambio en el clima suele indicar un problema: filtros o batería sucios, consignas subidas por alguien, desescarches excesivos o un fallo de la cascada. La gestión técnica de edificios convierte esos datos en avisos útiles. Como referencia, optimizar el control de climatización suele dar entre un 15 y un 40 % de ahorro, con retornos habituales de 2 a 4 años, según el estado inicial.
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Preguntas frecuentes
¿Qué es la aerotermia?
Es una tecnología de bomba de calor que extrae energía del aire exterior para producir calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria. Usa electricidad para mover el compresor, pero entrega más energía térmica de la que consume. En edificios terciarios suele instalarse en forma de varias bombas de calor aire-agua conectadas a los circuitos del edificio.
¿Por qué es tan importante la temperatura de impulsión en aerotermia?
Porque el rendimiento de una bomba de calor depende de la diferencia entre la temperatura del aire exterior y la del agua que produce. Cuanto más alta es la impulsión en calefacción, peor rendimiento. Ajustar la impulsión a la temperatura exterior y a la demanda real es una de las medidas de control más rentables.
¿Para qué sirve el depósito de inercia en una instalación de aerotermia?
Para aumentar el volumen de agua del circuito y evitar que la bomba de calor arranque y pare continuamente. Los ciclos cortos gastan energía y desgastan el compresor. El depósito debe tener una sonda bien situada y una consigna coherente con la demanda, o se convierte en otro punto de consumo innecesario.
¿Se puede producir ACS con aerotermia cumpliendo la normativa de legionela?
Sí. El Real Decreto 487/2022 exige mantener el acumulador final a un mínimo de 60 °C y que el agua alcance esa temperatura antes de distribuirse si la fuente no la garantiza de forma continua. Lo habitual es precalentar con aerotermia y terminar con un apoyo, vigilando las temperaturas desde el BMS.
¿Qué son los desescarches y por qué hay que vigilarlos?
En invierno la batería exterior de la bomba de calor puede escarcharse, y la máquina invierte el ciclo para fundir el hielo. Es un proceso normal, pero consume energía. Si su número aumenta sin motivo climático, puede haber suciedad en la batería, mala ubicación o un ajuste deficiente. El BMS puede contarlos y avisar.
¿Cómo sé el COP real de mi instalación de aerotermia?
Instalando un contador de energía térmica en la salida de las bombas de calor y un contador eléctrico en su alimentación. Con ambas lecturas en el BMS se calcula el COP instantáneo y el rendimiento estacional mes a mes. Así se comprueba si la instalación cumple lo previsto y se detectan caídas de rendimiento.
¿Conviene combinar aerotermia y fotovoltaica?
Suele tener sentido, porque la aerotermia consume electricidad y la fotovoltaica la produce de día. Con un BMS que lea la producción solar, se puede adelantar la producción de ACS o cargar el depósito de inercia cuando hay excedente. Conviene dimensionar la fotovoltaica después de optimizar el control de la instalación.
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