Bombas de calor para piscinas: guía esencial para profesionales de la piscina

Desengranando las bombas de calor para piscinas

Las bombas de calor funcionan según este principio termodinámico fundamental: transferencia de calor de una fuente (aire ambiente) a un destino (agua de la piscina). Este proceso implica un ciclo cerrado de refrigeración que extrae eficazmente la energía térmica del ambiente circundante. 

Este sistema consta de varios componentes clave que trabajan en armonía para mantener la temperatura deseada del agua. Los componentes principales son un evaporador que absorbe el calor del aire ambiente, un compresor que presuriza el gas refrigerante, un condensador que transfiere el calor al agua de la piscina y una válvula de expansión que regula el caudal de refrigerante. Juntos, estos elementos funcionan en un ciclo continuo que es la base del calentamiento fiable y eficiente de las bombas de calor.

Además, las bombas de calor para piscinas modernas incorporan materiales avanzados y características de diseño que mejoran su durabilidad y rendimiento: 

• Los intercambiadores de calor de titanio ofrecen una resistencia a la corrosión y una longevidad superiores cuando se exponen al agua tratada de la piscina, al tiempo que garantizan la máxima transferencia de calor.
• Dado que el sistema de ventiladores debe tener el tamaño adecuado para garantizar un caudal de aire suficiente en el evaporador, las unidades modernas incorporan ventiladores de velocidad variable que optimizan el rendimiento a la vez que minimizan los niveles de ruido. 
• Los compresores de tipo scroll o rotativos se seleccionan por su fiabilidad y eficiencia. 
• El avanzado diseño del evaporador incluye aletas con revestimiento especial que mejoran la absorción del calor y resisten la corrosión.

Esta combinación única de un proceso basado en la eficiencia y los avances tecnológicos se ha traducido en que las bombas de calor se han convertido en un elemento básico de las tecnologías de calefacción sostenible. De hecho, organizaciones como la Comisión Europea describen las bombas de calor eficientes como «clave para permitir la transición hacia una energía limpia y alcanzar el objetivo de neutralidad de carbono de la UE para 2050.»

¿Cómo funcionan las bombas de calor para piscinas? El proceso de transferencia de calor

El proceso comienza cuando el ventilador hace pasar el aire ambiente por la batería del evaporador. El refrigerante del evaporador absorbe el calor del aire y pasa de estado líquido a gaseoso. Este gas entra entonces en el compresor, donde se presuriza, aumentando significativamente su temperatura.

El refrigerante calentado a alta presión circula por el condensador, donde transfiere su calor al agua de la piscina que circula por el intercambiador de calor. Cuando el refrigerante se enfría, vuelve a su estado líquido y pasa a través de la válvula de expansión, comenzando el ciclo de nuevo.

Tipos de bombas de calor para piscinas

Las bombas de calor estándar funcionan con un sistema de compresor de velocidad fija que se enciende y se apaga para mantener la temperatura deseada. Estas unidades son robustas y fiables, pero pueden experimentar un mayor consumo de energía durante los ciclos de arranque.

En cambio, la tecnología Inverter permite que el compresor funcione a velocidad variable, ajustando la potencia en función de la demanda. Esto se traduce en una serie de beneficios relacionados con este tipo de bomba de calor, incluyendo:

• Mayor eficiencia gracias a la reducción de los ciclos y al rendimiento optimizado.
• Menores costes de explotación gracias al control preciso de la temperatura.
• Prolongación de la vida útil de los equipos gracias a la reducción del esfuerzo mecánico.
• Funcionamiento más silencioso, sobre todo en periodos de baja demanda.

Aplicaciones en interiores y exteriores

El espacio donde se instalará la bomba de calor dicta una serie de requisitos.

Por un lado, las instalaciones de piscinas cubiertas exigen una cuidadosa consideración de los requisitos de ventilación y espacio: la bomba de calor debe tener un flujo de aire adecuado, y la gestión correcta de los condensados es crucial, al tiempo que se mantienen unos niveles de ruido apropiados para el entorno cerrado. 

Por otro lado, las instalaciones exteriores se enfrentan a retos diferentes, como la protección contra las inclemencias del tiempo y las variaciones estacionales de rendimiento. En otras palabras, las unidades deben diseñarse para resistir la exposición ambiental y mantener un funcionamiento eficiente en condiciones ambientales variables. 

¿Cómo elegir la bomba de calor para piscinas adecuada? 

El dimensionamiento exacto de la bomba de calor es crucial para la eficiencia, y comienza con cálculos precisos del volumen de la piscina. El volumen total de agua sirve de referencia para determinar los requisitos de capacidad de la bomba de calor. Las mediciones de la superficie y la profundidad media deben ser precisas para garantizar una selección adecuada del equipo.

Además, los cálculos de pérdida de calor deben tener en cuenta factores como la exposición al viento, los niveles de humedad y el aumento de temperatura deseado. Los cálculos profesionales deben tener en cuenta tanto el funcionamiento en estado estacionario como las necesidades iniciales de calefacción. 

Además de estos cálculos, el proceso de dimensionamiento también debe tener en cuenta los periodos de máxima demanda y los tiempos de recuperación, y los requisitos de mantenimiento de la temperatura deben considerar las variaciones entre los distintos tipos de instalaciones. 

Por último, deben tenerse en cuenta los factores ambientales, ya que la ubicación geográfica influye significativamente en el rendimiento y la selección de la bomba de calor. La temperatura ambiente del aire, los niveles de humedad y las variaciones estacionales afectan al coeficiente de rendimiento del sistema (COP), pero las unidades deben dimensionarse para mantener un funcionamiento eficiente incluso durante los periodos de temperaturas ambiente más bajas. 

En definitiva, para definir un sistema de calefacción adecuado para una piscina, los parámetros más importantes son los que se indican a continuación:

1. Temperatura media del aire exterior (°C)
2. Temperatura objetivo del agua de la piscina (en °C)
3. Periodo e intensidad de uso
4. Volumen de la piscina (m3)
5. Presencia o no de una cubierta isotérmica
6. Tiempo de filtración

Las 4 claves de eficiencia que debes conocer sobre las bombas de calor

1. Coeficiente de rendimiento (COP)

El COP representa la relación entre la producción de calor y la entrada de energía eléctrica, y debería ser un criterio de selección clave para elegir la bomba de calor para piscinas adecuada. La mayoría de las bombas de calor modernas suelen alcanzar COP de 5 a 7 en condiciones óptimas, lo que significa que producen de 5 a 7 unidades de energía térmica por cada unidad de energía eléctrica consumida.

Para obtener valores precisos de COP, las métricas de rendimiento deben evaluarse en condiciones reales en lugar de basarse únicamente en las clasificaciones del fabricante, y entre los factores clave que afectan al COP se incluyen:

• La temperatura del aire ambiente y su impacto en la eficiencia de la transferencia de calor.
• Diferencial de temperatura del agua entre la entrada y la salida.
• Condiciones de funcionamiento, incluida la humedad y el flujo de aire.
• Estado de mantenimiento del sistema y estado de los componentes.

2. Costes de operación

El análisis de costes a largo plazo también representa un aspecto clave para comprender las bombas de calor para piscinas y su eficiencia. Un análisis de costes exhaustivo incluye aspectos como los patrones de consumo energético, las tarifas locales de los servicios públicos y los requisitos de mantenimiento. De este modo, se pueden sopesar los costes de inversión iniciales y los ahorros operativos a lo largo de la vida útil prevista del equipo, con una supervisión periódica de las métricas de rendimiento que ayuda a identificar a tiempo la degradación de la eficiencia.

3. 3. Requisitos de instalación

Una instalación adecuada será clave para garantizar la máxima eficiencia de las bombas de calor. Para ello hay que prestar especial atención a aspectos como:

• Planificación de la ubicación, que debe tener en cuenta los requisitos de flujo de aire y el acceso de los servicios, así como el espacio libre mínimo y las consideraciones acústicas.
• Integración hidráulica con los sistemas de circulación existentes en la piscina.
• Infraestructura eléctrica, incluido el dimensionamiento adecuado del suministro eléctrico.
• Sistemas de gestión de condensados y disposiciones de drenaje.

Además de estos criterios para un rendimiento óptimo, la instalación debe cumplir los códigos de construcción y las normas de seguridad locales.

4. Protocolos de mantenimiento

Por último, los programas de mantenimiento exhaustivos son fundamentales para garantizar la máxima eficiencia de las bombas de calor a corto, medio y largo plazo. De hecho, documentar las actividades de mantenimiento y los datos de rendimiento es fundamental para controlar la salud del sistema y predecir todos los posibles problemas. 

• Inspección periódica de los componentes críticos.
• Limpieza de serpentines de aire y coladores de agua.
• Control de las presiones y temperaturas del refrigerante.
• Verificación del funcionamiento de los sistemas de seguridad y control.

Máxima eficiencia y sostenibilidad: el caso de las bombas de calor para piscinas

Hoy en día, las bombas de calor para piscinas son generalmente elogiadas como la solución más eficiente y responsable con el medio ambiente. Una hazaña que se debe a su combinación única de eficiencia energética, funcionamiento fiable y capacidades de control avanzadas. 

Pero eso no es todo: las bombas de calor también se benefician de la continua evolución de su tecnología, sobre todo en ámbitos como la eficiencia y los sistemas de control. Por ejemplo, se están realizando avances tecnológicos para desarrollar bombas de calor para climas fríos capaces de alcanzar valores COP cada vez más altos. 

Además, los incentivos gubernamentales siguen reconociendo estos sistemas como una opción sostenible y ofreciendo financiación y otras ventajas para hacerlos accesibles a un mayor número de instalaciones.

Como se ha visto anteriormente, el éxito en la implantación de una bomba de calor depende de tres aspectos fundamentales: dimensionamiento, instalación y mantenimiento adecuados. En Fluidra ayudamos a los operadores de piscinas a conseguirlo, accediendo a beneficios a largo plazo para sus instalaciones tanto en costes operativos como en fiabilidad del sistema. 

Por ello, le ayudamos a elegir las bombas de calor de máxima calidad que prolongarán la vida útil de sus equipos y reducirán los costes, garantizando al mismo tiempo las mejores temperaturas para su piscina.