Bomba de calor para piscina: criterios de selección y reglas de instalación

Las bombas de calor son, sin duda, uno de los mejores inventos en el campo de los sistemas de calefacción. Literalmente permiten obtener energía prácticamente gratuita directamente del aire, así como del suelo o del agua. Si se utiliza una bomba de calor para la piscina, los costes de calentar el agua se pueden reducir considerablemente.

Le explicaremos cómo elegir el modelo óptimo de uso de la energía “verde” para generar calor que caliente el agua. En el artículo presentado se detalla el principio de funcionamiento del sistema. Aquí aprenderá cómo instalar el equipo y cómo utilizarlo correctamente en condiciones domésticas.

¿Cómo funciona una bomba de este tipo?

La energía está en todas partes, incluso en los objetos que nos parecen extremadamente fríos. Simplemente, esta energía tiene un bajo potencial. Las bombas de calor permiten extraerla del entorno y transformarla en energía de alto potencial. En ese estado, la energía térmica se puede utilizar para calefacción.

Las bombas de calor, al igual que los refrigeradores, funcionan según el principio de Carnot. El refrigerador traslada la energía térmica de la cámara al espacio circundante para crear un efecto de enfriamiento, mientras que la bomba de calor funciona en dirección inversa.

Tal sistema consta de dos partes principales – exterior e interior, entre ellas se encuentran el compresor y el evaporador. Así, el fluido caloportador circula por el sistema de tuberías que se encuentran en el exterior. Al hacerlo, absorbe la energía dispersa en el suelo, en el agua o en el aire, dependiendo del tipo de bomba.

Luego, el fluido caloportador pasa a través de la cámara del evaporador, llena de refrigerante (generalmente – freón). El refrigerante hierve a una temperatura muy baja. Al calentarse al contacto con la energía térmica de bajo potencial, pasa al estado gaseoso y entra al compresor.

En este esquema se muestra claramente la estructura y el principio de funcionamiento de la bomba de calor, que recoge calor de bajo potencial del entorno y lo convierte en energía térmica de alto potencial (+)

Aquí, el gas se calienta y se desplaza al condensador. Luego, el refrigerante se enfría, volviendo al estado líquido, y el calor que ha recolectado pasa al sistema de calefacción interno, es decir, al sistema de calefacción de la casa o, en este caso, de la piscina. El ciclo se repite muchas veces.

Por supuesto, para el funcionamiento de dicho sistema, concretamente de los grupos de bombeo, se necesitará una cierta cantidad de energía eléctrica, sin cuyo acceso el sistema no podrá funcionar.

Pero la cantidad de electricidad que necesita la bomba de calor es aproximadamente cuatro veces menor que el gasto en calentamiento directo del agua mediante un calentador eléctrico. Con un consumo de menos de 2,5 kW de potencia eléctrica, la bomba de calor puede generar más de 10 kW de energía térmica.

¿Cómo elegir el sistema adecuado?

Las características de diseño de la bomba de calor la hacen más resistente a la humedad elevada que cualquier otro sistema de calentamiento de agua. Pero es necesario seleccionar correctamente el tipo de bomba de calor, es decir, decidir la fuente de energía térmica de bajo potencial.

Cuanto más estable es la temperatura del medio, más eficientemente funciona la bomba de calor. La tierra se considera la mejor opción en este sentido, pero la implementación práctica requiere cumplir una serie de condiciones no tan simples.

Esta tabla permite decidir la potencia de la bomba de calor para la piscina. Los cálculos se realizaron teniendo en cuenta la presencia de una cubierta protectora solar (+).

Se necesitará un terreno espacioso y trabajos de excavación a gran escala. Los tubos por los que circula el agua deberán colocarse en el espesor del suelo; cumplir este requisito no siempre es posible ni conveniente. Las bombas de calor de tipo “tierra-agua” rara vez se utilizan para piscinas.

La bomba de calor de agua es un poco más fácil de instalar, ya que utiliza el agua como fuente de energía. La opción óptima – es un cuerpo de agua cercano: estanque, lago, río, etc.

No todos los propietarios de terrenos tienen acceso a dichos recursos. Una opción más accesible para solucionar el problema – es bajar los tubos para el agua a un pozo o a un aljibe. Esto significa que, posiblemente, sea necesario construir una fuente de agua adicional en el terreno.

Se necesitará menos tiempo y esfuerzo para instalar una bomba de calor que consume la energía dispersa en las masas de aire. Para organizar un intercambio de aire intensivo, se utilizan ventiladores potentes. No será necesario tender tubos en el suelo ni perforar un nuevo pozo.

Las bombas de calor de tipo “aire-agua” permiten calentar un gran volumen de agua en la piscina con un gasto mínimo de energía eléctrica.

Por supuesto, la eficiencia de calefacción con una bomba de calor de aire puede ser algo menor que cuando se utilizan fuentes de energía estables como la tierra o el agua. Sin embargo, para usar durante la temporada, desde la primavera hasta el otoño, y no durante todo el año, este modelo es ideal. La mayoría de las piscinas en los terrenos se utilizan precisamente en este período.

La bomba de calor también se puede usar en combinación con otros sistemas de calefacción, por ejemplo, con calefacción eléctrica. Para la calefacción del hogar, estos modelos a veces se combinan con una caldera de gas o eléctrica. Esto es especialmente adecuado en zonas con clima severo, ya que a temperaturas del aire por debajo de -20 grados, la eficiencia de las bombas de calor disminuye drásticamente.

La característica de cualquier modelo industrial de bomba de calor – es su alto precio. Se pueden reducir los gastos si se construye dicho dispositivo por cuenta propia. No es una tarea demasiado difícil; muchos artesanos lo han logrado con éxito. Pero los modelos industriales son más fiables, eficientes y fáciles de manejar.

Según las reseñas, el alto costo de un modelo industrial de bomba de calor se amortiza ya en los primeros dos años de funcionamiento, y a veces en tan solo unos meses. Además, es muy importante elegir un modelo cuya potencia se ajuste exactamente a las necesidades de calefacción del objeto.

Pérdidas térmicas del objeto

Para elegir correctamente la bomba de calor por potencia, es necesario determinar las pérdidas de calor de la piscina en la que se instalará el dispositivo.

En el caso de la piscina, se debe tener en cuenta:

• el lugar donde se encuentra la piscina;
• la presencia y el grado de fiabilidad de la piscina;
• el volumen del vaso de la piscina;
• la temperatura inicial del agua;
• la temperatura óptima del agua para bañarse;
• la presencia de factores adicionales que afectan el cambio de temperatura del agua: calefacción del aire en un edificio cubierto, aire acondicionado, etc.

Para calcular las pérdidas térmicas de la estructura, algunos especialistas recomiendan utilizar el método descrito en DBN V.2.5-67: 2013. La potencia de la bomba debe superar en un 30% las pérdidas térmicas de la piscina.

Este diagrama permite tener una idea de las posibles pérdidas de calor en la piscina según la influencia de factores externos. Cuanto menores sean estas pérdidas, más eficientemente funcionará la bomba de calor.

Estos cálculos son bastante específicos, es mejor encomendarlos a un especialista. Se pueden obtener recomendaciones útiles de especialistas experimentados que se dedican a la fabricación o venta de bombas de calor. También será útil al elegir una bomba de calor conocer la potencia del intercambiador de calor del dispositivo.

Al elegir una bomba de calor de aire para calentar el agua de la piscina, se deben considerar una serie de factores que afectan el grado de pérdidas térmicas del edificio, por ejemplo, la presencia o ausencia de cobertura.

Este indicador refleja el consumo de energía térmica para calentar el agua de la piscina durante un período de tiempo determinado.

De forma simplificada, la fórmula puede verse así:

P = 1.16 x ΔT/t x V (kW)

Donde:

• 1,16 – factor de corrección de pérdidas térmicas;
• ΔT – número de grados que separan la temperatura inicial y final del agua en la piscina, ºC;
• t – tiempo de funcionamiento del dispositivo hasta que se alcance la temperatura requerida del agua, horas;
• V – volumen del vaso de la piscina, m³;

Por supuesto, esta fórmula no considera una serie de factores como la influencia de la calefacción en el recinto de la piscina cubierta, la presencia de aire acondicionado, el aislamiento, etc.

Pero al elegir el modelo adecuado de bomba de calor, dicho cálculo puede ser muy útil. Durante los cálculos, es útil considerar que la temperatura óptima para una piscina cubierta es de 28 grados de aire y 24 grados de agua –.

Aspectos importantes al elegir la bomba

Al elegir una bomba de calor adecuada, no solo debe considerar su potencia. También se da importancia a otros factores. Por ejemplo, las dimensiones de la bomba, que recuerdan a una gran caja metálica.

El lugar de instalación suele elegirse con antelación; hay que asegurarse de que el modelo elegido quepa libremente, dejando suficiente espacio para la persona que instalará y dará mantenimiento al dispositivo.

Cuanto menor sea la diferencia entre la temperatura del aire exterior y la temperatura del agua de la piscina, mayor será el efecto del uso de la bomba de calor y mayor su rendimiento.

El control automático de algunos modelos permite modificar el funcionamiento de la bomba teniendo en cuenta no solo la temperatura exterior, sino también la velocidad de enfriamiento del agua en la piscina, así como la capacidad del edificio (en el caso de una piscina cubierta) para retener el calor.

Durante el funcionamiento, la bomba de calor vibra y produce ruido. Cuanto menos ruido haya en el lugar, mejor. Antes de la compra, se debe encontrar una manera de evaluar el nivel de ruido que emiten los diferentes modelos de bombas de calor.

El precio del equipo puede verse afectado significativamente por la presencia de una unidad de control automático. Si el presupuesto lo permite, no se debe renunciar a este complemento moderno y práctico. En primer lugar, la automatización aumenta la comodidad durante el uso del equipo, ya que no es necesario distraerse constantemente para encenderlo, ajustarlo, apagarlo, etc.

El sistema de control automático de las bombas de calor modernas facilita la operación del dispositivo, aumenta la eficiencia de su funcionamiento y prolonga su vida útil.

En segundo lugar, el funcionamiento del aparato en modo automático aumenta significativamente su vida útil. Sin embargo, las averías siguen siendo posibles. Para minimizar los problemas relacionados con el funcionamiento de la bomba de calor, ayuda contar con los documentos de garantía correctamente redactados para el servicio del dispositivo.

Sin embargo, no basta con tener un formulario oficial con sello. A veces los vendedores omiten discretamente mencionar que la reparación en garantía solo la realiza una empresa especializada que se encuentra a cientos de kilómetros del lugar de instalación del equipo.

También ha habido casos en los que el dispositivo tenía que ser enviado al extranjero para su reparación. Dicho servicio de garantía es extremadamente inconveniente, ya que le quita al propietario meses enteros de tiempo.

Los aficionados que pueden realizar reparaciones sencillas de electrodomésticos deben estudiar de antemano las características del dispositivo del modelo elegido y el acceso a las piezas de repuesto. Si las piezas necesarias no están disponibles cerca, habrá que encargarlas especialmente, pagar un envío largo, etc. La previsión ayudará a evitar estos problemas.

Si el costo de una bomba de calor fabricada en fábrica parece “astronómicamente” alto, se puede ensamblar con sus propias manos. Cómo se construye la unidad a partir de materiales casi de desecho se explica en el artículo que recomendamos.

Características de la instalación del dispositivo

El procedimiento de conexión de la bomba de calor para piscina depende de las características del modelo concreto. Por lo tanto, antes de comenzar el trabajo, debe estudiar cuidadosamente las instrucciones del fabricante y cumplir exactamente con los requisitos y recomendaciones allí expuestos. Normalmente, los modelos industriales se suministran ya ensamblados y con un conjunto de componentes necesarios para la instalación.

Esquema de funcionamiento de la bomba de calor conectada a la piscina:
1 – Bomba de calor para piscina
2 – Dispositivo de control remoto
3 – Agua limpia para la piscina
4 – Bomba de circulación
5 – Bypass (canal de derivación) y válvulas de regulación
6 – Tubería de suministro de agua desde la piscina
7 – Filtro

Durante la conexión, será necesario instalar un par de tuberías, así como proporcionar alimentación eléctrica. El calentador se instala en el sistema de mantenimiento de la piscina de modo que quede después del sistema de filtración y antes del clorador.

Como se muestra en este esquema, la bomba de calor debe conectarse después del filtro de agua, pero antes del dispositivo de cloración

Es muy importante elegir correctamente el lugar para la instalación del equipo. Generalmente, la bomba de calor tipo “aire-agua” es una unidad de gran tamaño, que recuerda a la unidad exterior de un sistema split de aire acondicionado.

Para instalar una bomba de calor de aire, es necesario elegir un lugar lo suficientemente espacioso, que debe protegerse de los factores externos, por ejemplo, con un toldo

El lugar para instalar dicho equipo debe cumplir con los siguientes requisitos:

• buena ventilación;
• ausencia de obstáculos para el movimiento de las masas de aire;
• alejamiento de llamas abiertas y otras fuentes de calor;
• protección contra factores ambientales externos: precipitaciones, residuos que caen desde arriba, etc.;
• accesibilidad para mantenimiento técnico y reparaciones necesarias.

La mayoría de las veces, la bomba de calor se instala bajo un toldo. Para mayor protección, se pueden instalar un par de paredes laterales, pero de ninguna manera deben obstruir el flujo de aire que generan los ventiladores.

La bomba se monta sobre un marco metálico; la base debe ser estrictamente horizontal. Esto permitirá minimizar problemas como la vibración y el ruido durante el funcionamiento del equipo, así como proteger el dispositivo de averías.

La bomba de calor aerotérmica debe instalarse sobre una base sólida y estrictamente horizontal. Esto permitirá reducir la vibración durante su funcionamiento y disminuir el nivel de ruido.

Al montar la bomba de calor y conectarla al sistema, es importante asegurarse de que todos sus elementos estén limpios. También conviene verificar la superficie interior de las tuberías utilizadas para la conexión.

Todas las uniones de las tuberías por las que circula el agua deben estar bien selladas y revisadas para detectar fugas. Para que la vibración de la bomba de calor durante su funcionamiento no se transmita al resto del sistema, tiene sentido considerar la opción de conexión mediante mangueras flexibles.

El suministro eléctrico de la bomba de calor requerirá especial atención. Debe cumplir totalmente con las normas de instalación de equipos eléctricos, teniendo en cuenta todos los requisitos de seguridad contra incendios.

Cerca de la piscina suele haber un alto nivel de humedad, y la probabilidad de contacto del equipo eléctrico con el agua aumenta significativamente. Por lo tanto, es necesario aislar cuidadosamente todos los puntos de contacto eléctrico, protegiéndolos adicionalmente de un posible contacto con la humedad.

En el esquema de conexión eléctrica de la bomba de calor es obligatorio incluir interruptores automáticos equipados con sensores que respondan al aumento de temperatura. También se necesitarán dispositivos de protección que eviten la fuga de corriente.

Todos los componentes conductores deben conectarse a tierra obligatoriamente. Para la conexión de los cables, tanto de potencia como de control, se necesitarán bornes especiales. En las instrucciones del fabricante se suele indicar la sección necesaria de los cables eléctricos a través de los cuales se puede realizar la conexión del equipo a la red eléctrica.

Es necesario seguir estos datos. La sección del cable puede ser mayor que la recomendada, pero nunca menor.

La instalación de la bomba de calor para calentar el agua de la piscina se realiza según las recomendaciones del fabricante. Normalmente se instala después del sistema de filtración de agua, pero antes del dispositivo de cloración, si lo hay.

Bomba de calor casera – ¿es real?

Si fabrica una bomba de calor por su cuenta, puede ahorrar considerablemente, pero la eficiencia de estos dispositivos es algo inferior a la de los modelos fabricados industrialmente. Primero se fabrican los elementos individuales de la bomba, luego se conectan en un sistema común. El evaporador se puede hacer con un gran tanque de plástico. En su interior se instala una serpentina de cobre.

Para fabricar el serpentín, se puede enrollar cuidadosamente el tubo de cobre alrededor de una bombona de gas u otro objeto cilíndrico adecuado para darle la forma deseada. Del mismo modo, se fabrica otro serpentín – para el evaporador. Este elemento se coloca dentro de otro depósito, esta vez metálico, y se necesitarán trabajos de soldadura.

El compresor simplemente se compra o se retira de otro dispositivo, por ejemplo, de un aire acondicionado averiado. Cuando estos tres dispositivos están listos, se conectan en un sistema común. Luego se carga el compresor con refrigerante. Solo queda conectar el evaporador al ventilador que impulsa el aire, y el condensador – al sistema de calentamiento de agua de la piscina.

Es considerablemente más complejo en su diseño el tipo de bomba de calor agua-agua. Para su construcción se requiere la presencia cerca del terreno de un río o un cuerpo de agua natural; si no los hay, se perforan pozos. Sin embargo, si obtener energía del aire no es posible por razones técnicas, esta opción también será útil.

Conclusiones y video útil sobre el tema

La experiencia práctica de calentar el agua de la piscina con bombas de calor se presenta en el siguiente video:

Aquí se demuestra claramente el principio de funcionamiento de una bomba de calor aerotérmica:

En este video se presenta una revisión muy detallada del funcionamiento y la construcción de un modelo de bomba de calor tipo “aire-agua”:

La bomba de calor – es una forma cómoda, eficiente y ecológica de calentar la piscina. Con un uso adecuado, el costo del modelo se amortizará muy rápidamente, y una instalación correcta aumentará significativamente la vida útil del dispositivo.

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