¿Se puede usar el aire acondicionado para calefacción cuando hay heladas y cómo prepararlo para este trabajo?

Pronto llegará el frío, y usted aún no ha decidido cómo calentar su hogar. Usar el aire acondicionado para ello es muy económico y tentador, pero no quiere arriesgar su funcionamiento, ¿verdad? Le ayudaremos a entender si se puede usar el aire acondicionado para calefacción con heladas, por qué y en qué casos puede ser peligroso para el equipo.

También le contaremos qué hacer para poder usar el aire acondicionado durante más tiempo, a temperaturas más bajas. Analizaremos qué tan conveniente y eficaz es este uso. Para total claridad, mostraremos todos los puntos importantes en fotos y diagramas, y al final del artículo le esperarán videos educativos sobre el tema.

¿Por qué calienta el sistema split?

Para entender qué puede salir mal al encender el aire acondicionado con heladas, primero conviene comprender qué ocurre durante el funcionamiento normal del sistema en modo calefacción.

A diferencia de los calefactores portátiles de cualquier tipo, el sistema split no genera calor a partir de la energía consumida, sino que solo lo transporta desde el exterior al interior o viceversa, según el modo. ¿Suena irreal tomar calor del exterior cuando la temperatura está bajo cero? Solo es a primera vista.

Los componentes principales de cualquier sistema split son el compresor, un radiador con ventilador en cada unidad y una tubería con refrigerante que los conecta. El refrigerante es el principal mago de este conjunto: gracias a sus propiedades físicas es posible obtener calor en el frío y frescor en el calor.

Al funcionar en modo calefacción, las unidades interior y exterior del aire acondicionado intercambian roles. Generalmente, el flujo de refrigerante se redirige a través de una válvula de cuatro vías.

El recorrido del refrigerante en los aires acondicionados utilizados en invierno para calefacción a bajas temperaturas es el siguiente:

• Desde el radiador de la unidad interior se suministra refrigerante líquido enfriado.
• Al entrar en la unidad exterior, se calienta y se evapora, ya que la temperatura de ebullición del refrigerante es de -40 o -51⁰C, y en el exterior incluso en invierno hace más calor. Después de pasar por el radiador exterior, la temperatura del freón aumenta, es decir, recibe energía térmica.
• La energía obtenida es de bajo potencial, por lo que no puede transmitirse inmediatamente al aire interior. El compresor comprime el refrigerante gaseoso y su temperatura se eleva a 70 – 90⁰C. En ese estado, el freón se suministra a la unidad interior.
• Al pasar por el radiador de la unidad interior, ventilado por el ventilador, el agente refrigerante cede calor al aire de la habitación, y él mismo se enfría y se condensa en líquido. El círculo se cierra, todo se repite desde el principio.

Gracias a este principio de funcionamiento, los sistemas split también se consideran parte del grupo de bombas de calor, ya que transportan y bombean calor desde el exterior al interior o viceversa.

Al evaporarse el freón, se deposita condensado en los tubos: humedad del aire que se congela instantáneamente. Para que estas acumulaciones de hielo se derritan y no interfieran con el funcionamiento, la mayoría de los aires acondicionados pasan periódicamente al modo de descongelación durante 5 – 15 minutos.

Para funcionar, la electricidad es necesaria para la propia bomba (el compresor) y también para los dos ventiladores. Juntos consumen de 3 a 7 veces menos energía de la que produce el sistema; por lo tanto, la calefacción con aire acondicionado es de 3 a 7 veces más económica que con un convector eléctrico o de gas, una estufa infrarroja u otro calefactor.

¿Cuál es el peligro de la helada para el aire acondicionado?

El principio de funcionamiento del aire acondicionado es bastante simple, pero un cambio en las condiciones en cualquiera de las etapas puede provocar una avería grave.

En primer lugar, es peligroso arrancar el compresor en frío. El aceite se espesa a bajas temperaturas, por lo que el equipo funciona con mayor carga.

Además, sin lubricación, la fricción de las piezas metálicas genera virutas que obstruyen y dañan el sistema. Por lo tanto, incluso un compresor nuevo, instalado para reemplazar uno averiado, puede fallar rápidamente incluso con un uso correcto.

En segundo lugar, el freón en el radiador exterior puede no evaporarse a tiempo. La actividad del intercambio de calor depende de la diferencia de temperatura. Por lo tanto, con una temperatura ligeramente positiva en el exterior, el freón, al calentarse desde -40⁰C, absorberá mucha energía térmica.

Si en el exterior hay -30⁰C, el refrigerante puede no alcanzar a calentarse hasta la temperatura de ebullición. El resultado es la entrada de freón líquido en el compresor y su inevitable avería debido a un golpe de ariete.

El tercer peligro es la congelación del condensado y la formación de hielo.

Recuerde que, al funcionar en modo calefacción, los bloques del sistema split intercambian roles, por lo que el condensado se forma en el radiador que está en el exterior.

La capa de hielo en la unidad exterior impide el intercambio de calor y puede obstruir el ventilador, lo que aumenta la carga en todas las partes del sistema. El descongelamiento automático está diseñado para resolver este problema, pero el agua que escurre del radiador calentado a menudo se congela inmediatamente en la bandeja. Cuando el grosor de la capa de hielo alcanza un cierto nivel, las aspas del ventilador se congelan dentro y el aire acondicionado pierde su funcionalidad.

El condensado en el tubo de drenaje también puede congelarse en el punto de salida al exterior, si el aire acondicionado funciona en modo de enfriamiento. Esto es necesario en invierno en salas de servidores o en el modo de descongelación mencionado anteriormente. Este tapón de hielo impide la posterior evacuación del condensado, y este comienza a filtrarse por la pared, provocando el desarrollo de moho en la unidad interior y pudiendo dañarla.

Incluso el funcionamiento en modo de enfriamiento en invierno puede causar problemas. En ese caso, el aire acondicionado toma demasiado frío del exterior y el condensado en la unidad interior se convierte en escarcha y hielo. Naturalmente, esto también es perjudicial para el equipo. Además, sigue siendo relevante el problema del arranque en frío del compresor.

¿Con qué aires acondicionados se puede calentar?

Al comprar un sistema split, conviene buscar en la descripción la palabra «reversible»: esta indica la capacidad del dispositivo de cambiar la dirección del flujo de refrigerante y funcionar en modo de calefacción.

La función de calefacción está presente en la mayoría de los sistemas modernos, solo difiere la temperatura a la que se permite usarla. Se representa con el símbolo de un sol o la palabra Heat.

Después de los problemas descritos, se podría tener la impresión de que la función de calefacción en los acondicionadores de aire es inútil y peligrosa para el dispositivo, pero no es así. Sistema split aunque no salvará en heladas severas, ayudará a crear un microclima confortable en la temporada de entretiempo, cuando la calefacción central está apagada y hace frío afuera, o en un clima moderado.

El límite inferior de temperatura al que se puede encender un sistema split en modo de calefacción depende del modelo – está indicado en las instrucciones.

Hay ciertas regularidades en la distribución de estas temperaturas:

1. Los aires acondicionados con tipo de control lineal generalmente solo se pueden encender hasta -5⁰C, ya que el compresor se apaga constantemente y se enfría antes de volver a arrancar.
2. Modelos inverter generalmente funcionan hasta -15⁰C, pero algunos dispositivos especializados son efectivos hasta -20 e incluso -30⁰C.
3. Ampliar el rango de temperaturas de funcionamiento declarado por el fabricante a veces es posible instalando un kit de invierno; hablaremos más sobre esto más adelante.
4. Los acondicionadores de aire monobloque con función de calefacción no dependen de la temperatura exterior, pero tampoco se caracterizan por su eficiencia. En invierno funcionan como un convector común, con un rendimiento ligeramente inferior a 1.
5. Los sistemas con refrigerante R22 son menos eficientes y resistentes a bajas temperaturas que los llenos con refrigerante R410A o R32.

Cabe destacar que incluso aquellos modelos que funcionan sin problemas a bajas temperaturas reducen significativamente la eficiencia y economía de la calefacción cuando hace más frío en el exterior.

No se puede simplemente reemplazar el freón R22 en el aire acondicionado por uno más eficiente y moderno: su presión de trabajo es la mitad y las piezas del sistema no están diseñadas para soportar más.

Considerando las limitaciones de temperatura de funcionamiento y la inconsistencia del rendimiento, el aire acondicionado no puede ser el principal dispositivo de calefacción para viviendas en regiones del norte.

Diferencias en el diseño de aires acondicionados resistentes al frío

¿Por qué se puede encender un aire acondicionado a 30 grados bajo cero, mientras que otros no es recomendable ponerlos en marcha ya a -5^°C? La respuesta es simple: peculiaridades de construcción y equipamiento. El coste de un sistema split no siempre es directamente proporcional a sus capacidades, por lo que es útil conocer qué soluciones constructivas eficaces existen.

Para entender si se puede encender un aire acondicionado específico en invierno para calefacción, o si es peligroso para el dispositivo, preste atención a los siguientes detalles.

En primer lugar, el kit de baja temperatura debe estar integrado de fábrica para evitar el arranque en frío del compresor y la congelación del condensado.

Como ya mencionamos, los modelos inverter son preferibles en invierno, ya que su compresor no se detiene al alcanzar la temperatura deseada en la habitación, sino que solo reduce las revoluciones. Esto significa que no se enfriará y arrancará con sobrecarga cada vez, además de ser más ventajoso en términos de consumo de energía.

El intercambiador de calor de la unidad exterior puede ser ampliado para que el freón en su interior se evapore completamente y absorba el máximo calor del aire antes de llegar al compresor.

La gran área del intercambiador de calor permite que el sistema split funcione eficientemente incluso con una pequeña diferencia entre las temperaturas de ebullición del refrigerante y el aire exterior.

También existen intercambiadores de calor de doble circuito, en los que el rendimiento se regula mediante la conexión de un circuito adicional de circulación de freón. La unidad exterior y el intercambiador de calor pueden incluir carcasas y acumuladores de calor adicionales para aprovechar la energía que libera el equipo en funcionamiento.

Un compresor de mayor potencia comprime más el gas, calentándolo a temperaturas más altas. En modelos industriales también se encuentran compresores espirales, a los que no les afecta la entrada de freón líquido.

El refrigerante en sí puede tener diferentes propiedades. El económico y común R-22 se evapora a -40^°C, pudiendo absorber 233 kJ/kg de calor. En comparación, el más nuevo R-32 se evapora a -51,7^°C y puede retener hasta 390 kJ/kg de calor.

Esto significa que, en las mismas condiciones, el segundo se calentará más rápido y eficientemente en el intercambiador de calor, y el acondicionador de aire o sistema split funcionará con menor consumo de energía y mayor rendimiento.

El tipo de refrigerante también determina el tipo de aceite que lubrica el compresor. El R-22 funciona con aceite mineral, que mantiene una viscosidad aceptable hasta -5⁰C, mientras que el R410A y el R32 funcionan con aceite sintético, que es estable hasta -7⁰C. Aparentemente la diferencia es pequeña, pero en conjunto con otros factores es significativa.

Mitsubishi Zubadan es la serie más famosa de bombas de calor que funcionan en invierno a temperaturas de hasta -25⁰C. Cuestan de 3 a 5 veces más que los sistemas split que solo pueden calentar en heladas ligeras.

Cuanto más de las mejoras enumeradas tenga el acondicionador de aire, a una temperatura más baja podrá funcionar. Sin embargo, para muchos modelos inverter ni siquiera es necesario conocer la temperatura máxima permitida: el control electrónico simplemente no iniciará el sistema si hace demasiado frío afuera.

Kit de invierno para el aire acondicionado

Últimamente, es cada vez más frecuente encontrar ofertas para equipar el aire acondicionado con un kit de invierno. Los vendedores de este equipo aseguran que su instalación convertirá el aire acondicionado en un calefactor eficaz durante todo el invierno, incluso en heladas. Veamos si esto es cierto.

Componentes del kit para funcionamiento invernal

El kit de baja temperatura generalmente incluye 3 componentes: calentamiento de la bandeja, calentamiento del cárter del compresor y regulador de velocidad del ventilador. A veces también incluyen un sensor de temperatura y una placa de control, separada para cada componente o común para todos.

El calentamiento de la bandeja es necesario para que no se congele el condensado que escurre del radiador al activar el modo de descongelación.

El calentamiento del cárter es un cable o una placa que rodea el compresor en el lugar donde se acumula el aceite.

Es recomendable encender el calentamiento del compresor antes de arrancar el aire acondicionado para que el aceite tenga tiempo de calentarse. En la práctica, sin embargo, la calefacción a menudo ocurre solo durante el funcionamiento o solo durante el tiempo de inactividad. Solo la segunda opción garantiza la seguridad del compresor, pero es menos ventajosa debido al aumento del consumo de energía.

Gracias al calentamiento del cárter se puede evitar un arranque en frío y el funcionamiento del compresor con lubricante espesado por el frío, y por lo tanto, una carga excesiva al arrancar y el desgaste de las piezas móviles.

La regulación de la velocidad de giro del ventilador determina la actividad del intercambio de calor entre el refrigerante y el ambiente exterior: cuanto más fuerte es el flujo de aire, más calor se transfiere. Al funcionar en modo de calefacción, esto no es críticamente importante, ya que el intercambio de calor debe ser máximo, y la alta velocidad del ventilador se establece de fábrica.

Otra cosa es si el aire acondicionado funciona en modo refrigeración a una temperatura inferior a +14 – +18⁰, permitida por el fabricante. Entonces el freón puede liberar demasiado calor, y la unidad interna comenzará a congelarse: se cubrirá de escarcha y hielo, el condensado se congelará. Para evitar esto, se reduce la velocidad del ventilador.

¿Es conveniente instalar el kit de invierno?

Después de instalar el kit de baja temperatura, el propietario puede preguntarse: ¿se puede ahora calentar la habitación con el aire acondicionado cuando hace bajas temperaturas en el exterior? La respuesta es sí, se puede, para el aire acondicionado ahora es seguro. La excepción es una instalación no calificada o un equipo improvisado.

Si gotea del techo sobre el aire acondicionado y se forman grandes carámbanos, el kit de invierno no servirá de nada; se necesita una cubierta protectora.

¿Es eficaz? La calefacción con aire acondicionado se valora por su eficiencia energética: su COP puede alcanzar 3 – 5 e incluso 7, según el modelo. Esto se logra porque el sistema split es el único calefactor que no produce calor. Para el funcionamiento del compresor y los ventiladores se necesita mucha menos energía de la que el sistema puede transferir a la casa.

El COP declarado, o como escriben los fabricantes, el COP, es válido cuando se trabaja en calefacción a +7⁰ en el exterior. Con el enfriamiento, disminuye la diferencia de temperatura entre el aire y el freón, lo que empeora el intercambio de calor y reduce la eficiencia del aire acondicionado.

A temperaturas inferiores a -15⁰C, el COP del aire acondicionado disminuye aproximadamente al 1 %, es decir, por cada kilovatio de electricidad consumido se puede obtener solo 1 kW de calor. Los convectores comunes o los calefactores infrarrojos tienen indicadores similares, y son más baratos y no dependen de la temperatura exterior.

Por supuesto, estos cálculos son aproximados; el resultado depende en gran medida del modelo de aire acondicionado, del kit de baja temperatura e incluso del esquema de conexión del segundo. Pero el hecho es que cuanto más baja es la temperatura exterior, menos eficiente y económica es la calefacción con el sistema split.

Teniendo en cuenta que el costo de un buen kit de invierno para activar la calefacción con el acondicionador de aire con instalación puede representar entre el 40 y el 150% del costo del acondicionador, y que ayudará a funcionar eficazmente solo hasta -15⁰C, la conveniencia de la compra es muy cuestionable.

Cuando el aire acondicionado funciona en refrigeración en invierno sin un kit de baja temperatura, se forman escarcha y una capa de hielo en la unidad interna.

Otra cosa es si se necesita refrigerar la habitación en invierno. Por ejemplo, para una sala con equipamiento. Entonces el límite inferior de temperaturas permitidas desciende desde los +16 declarados por el fabricante hasta heladas severas, y el COP del aire acondicionado no disminuirá.

Instalación y conexión del kit de invierno

Como ya mencionamos, la instalación profesional de un kit de baja temperatura no es un placer barato. No todos los propietarios de un sistema split están dispuestos a pagar 50 € o más por la posibilidad de encender el acondicionador de aire en modo calefacción a una temperatura de 10 a 15 grados por debajo de la declarada. Si usted no está preparado para tales gastos, quizás le interese la instalación independiente del kit de invierno.

Recordemos que, para funcionar en invierno, el aire acondicionado necesita calentamiento de la bandeja, del cárter del compresor y del bloque RDC (regulador de presión de condensación), que controla la velocidad del ventilador. Se puede comprar un kit listo e instalarlo usted mismo.

Entonces usted se libera de las dificultades de elegir y buscar componentes, y también ahorra dinero en la instalación, pero seguramente perderá la garantía del sistema split. Naturalmente, la instalación independiente implica molestias adicionales.

La opción más económica es comprar 2 tramos de cable calefactor, mejor autorregulable, y conectarlos usted mismo. Se puede prescindir del control de la velocidad del ventilador al funcionar en modo calefacción, por qué lo explicamos anteriormente.

Al elegir un kit de baja temperatura, preste atención a para qué potencia de aires acondicionados está diseñado. Existen 2 tipos de conjuntos: hasta 12 BTU y para sistemas más potentes.

Para calentar la bandeja se necesita un tramo de cable calefactor de unos 3 m. Se coloca alrededor del radiador, tanto por fuera como por dentro, y también en forma de serpiente por toda la bandeja. Se puede conectar como la calefacción de fábrica, a la fase principal que alimenta la unidad exterior; entonces el cable calentará siempre mientras el aire acondicionado esté enchufado, incluso en reposo.

Las opciones alternativas son sacar un cable separado con enchufe a la toma y encenderlo manualmente, conectarlo a la red a través de un termorrelé en el exterior o mediante un temporizador.

Para calentar el aceite en el compresor, envuélvalo con un tramo de cable calefactor en la parte inferior. La conexión eléctrica se realiza junto con la calefacción de la bandeja.

Si se ha adquirido un RDK, es necesario encontrar un espacio libre en el compartimento de control, sobre el compresor, y fijarlo con tornillos autorroscantes. La conexión eléctrica varía según el modelo y siempre se describe detalladamente en las instrucciones. Para un funcionamiento correcto, el sensor incluido se fija en el bucle central del radiador, untado con pasta térmica, y se envuelve con material aislante térmico.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Algunos aspectos prácticos son difíciles de imaginar completamente mediante una descripción textual, por lo que le proponemos ver y evaluar todo con sus propios ojos.

Cómo instalar el kit de invierno se puede ver en este video:

Lo que puede sucederle al aire acondicionado al funcionar sin el kit de invierno se muestra aquí:

La experiencia de calentar una casa solo con aires acondicionados está descrita detalladamente aquí:

En resumen, podemos decir que la mayoría de los acondicionadores de aire están diseñados para calentar la habitación solo durante la temporada de entretiempo, antes de encender la calefacción principal. Incluso aquellos modelos que pueden funcionar a -30⁰C difícilmente puedan proporcionar suficiente calor en un frío tan intenso. Sin embargo, si en su región la temperatura rara vez baja de -15⁰C, entonces calentar con un sistema split es una solución muy ventajosa y acertada.

¿Ya tiene instalado un sistema split? ¿Lo utiliza en el frío? ¿Fue necesaria la instalación de un kit de baja temperatura? Comparta su experiencia, complementos y correcciones al artículo en los comentarios.