¿Bomba de calor eficiente? ¡Cuestión química!

Es un boom de bombas de calor: lo declara Assoclima, la asociación italiana de constructores de Sistemas de Climatización. Los incrementos percentuales registrados en 2022 de hecho, han alcanzado el +108.2% en términos de volumen y el +126.9 % en términos de valor. Un trend, este, que confirma ser en línea con el REPowerEu, el plan de la Unión Europea que tiene entre los objetivos principales lo de doblar las unidades de bombas de calor en los siguientes cincos años.

Obvio, a la base de esta tendencia está la necesidad de contener, en la medida de lo posible, las subidas energèticas llegadas a ser insostenibles por parte de muchas empresas y privados, en favor de un percurso de transición energética que trata de reducir la dipendencia de Europa de los combustibles fosiles.

Sin embargo, es bien recordar que no es suficiente sustituir la vieja caldera de gas por una bomba de calor de última generación para solucionar el problema del coste energético. Aunque estos últimos son sin duda la alternativa más eficiente que existe actualmente en el mercado, es bien recordar que esta inversión debe protegerse en el tiempo con opciones futuras y mantenimiento programado.

¿Qué significa hacer una manutención a una bomba de calor?

Entes que todo, es importante tener en consideración que el sistema no es solo un conjunto de componentes mecánicas. Los gases refrigerantes y los lubricantes, que tienen funciones específicas, son los que permiten el funcionamiento de las bombas de calor.

El gas refrigerante tiene una función de transportar la energía térmica en el interior del sistema: sufriendo procesos circulares de condensación y evaporación, pasa en continuación del estado líquido a gaseoso y fluye en el interior de las tuberías, favoreciendo el intecambio térmico y la emisión del aire caliente (o frío a segunda de los casos) en el ambiente.

El lubricante, por su parte, además de cumplir la función evidente de lubricar adecuadamente los componentes móviles del compresor, también es fundamental para eliminar el calor generado por la compresión del gas refrigerante y, por tanto, para la refrigeración de los componentes internos que , durante el funcionamiento normal de la planta, puede alcanzar temperaturas muy altas.

Dado que ambos son dos elementos químicos, es natural y fisiológico que, durante el funcionamiento normal del sistema, sufran un proceso de descomposición, dando lugar a una serie de reacciones nocivas que, por el contrario, un mantenimiento cuidadoso y constante podría bloquear y prevenir.

BOMBAS DE CALOR: Entender la química para evitar avarías y pérdidas de eficiencia.

Las causas principales de la reducción de la eficiencia de la bomba de calor incluyen el ensuciamiento del aceite, las fugas de gas refrigerante, el desarrollo de humedad y acidez y la acumulación de suciedad en las baterías con aletas.

1. Oil Fouling

Es el fenómeno por el cual fracciones de aceite del compresor se depositan en las paredes internas de los tubos del evaporador y del condensador, reduciendo el intercambio de calor y por consiguiente, la eficiencia del sistema.

2. Fugas de gas refrigerante

La presencia de microfugas genera la dispersión de gas refrigerante en el aire y un mayor gasto de energía por parte de la bomba de calor. Estas microfugas pueden ser causadas por soldaduras mal ejecutadas, porosidad en las tuberías del sistema y, como veremos en el siguiente punto, por corrosión. Sea cual sea la causa, es fundamental actuar con prontitud para repararlos: de esta forma no sólo aumentará la eficiencia de la bomba de calor, sino que se evitará la dispersión en la atmósfera de gases refrigerantes nocivos para el medio ambiente y principal causa del efecto invernadero y del agujero de ozono.

3. Acidez y Humedad

La humedad que circula por el interior de los conductos de la bomba de calor se genera por diversos factores. Para empezar, pensemos en la tasa de humedad natural del gas refrigerante y del lubricante en el sistema, o en la humedad residual que tiene el sistema durante la instalación. Además, hay que tener en cuenta que el pasar del tiempo provoca inevitablemente una mayor acumulación de humedad en los sistemas en funcionamiento. Por un lado, en efecto, el filtro secador utilizado para eliminarlo tiende a saturarse y por tanto a perder su eficacia; por otro lado, el envejecimiento del aceite tiende a formar nueva humedad o,aún peor, la presencia de eventuales fugas en el sistema provocan la entrada de aire del exterior.

El encuentro entre este exceso de humedad y los derivados de la descomposición natural de los gases refrigerantes y lubricantes en uso provoca ácidos orgánicos, carbónico, clorhídrico y fluorhídrico, que a su vez conducen a la corrosión de las partes de caucho y metal y, a la larga, correr, a la formación de fugas de gas refrigerante.

4. Suciedad sobre las baterías con aletas

Los evaporadores y condensadores están formados por baterías con aletas, es decir, placas metálicas entre las que tienden a asentarse y acumularse diferentes tipos de suciedad: grasa, polvo, polen, hojas, escombros, pero también smog e incrustaciones de sal, especialmente cuando se trata de unidades exteriores instaladas en zonas costeras o especialmente contaminadas. Estos depósitos de suciedad reducen drásticamente la eficiencia de las bombas de calor ya que actúan como una verdadera barrera que bloquea el intercambio de calor en el interior de los evaporadores y condensadores. En el caso de este último, los escombros bloquean el calor liberado por el gas refrigerante en la transición de estado gaseoso a líquido; en caso de suciedad acumulada en los evaporadores, por el contrario, se bloquea el calor generado por el paso del estado líquido al gaseoso. Por lo tanto, una bomba de calor sucia tarda más en alcanzar la temperatura deseada y consume más energía.

Desde hace más de 20 años, Errecom colabora con los OEM del sector y estudia estos fenómenos y problemas no solo con fines resolutivos sino también preventivos. Teniendo en cuenta que la tendencia espera que el requerimiento energético de los climatizadores de aire se triplique dentro del 2050 y la importancia que las bombas de calor están tomando cada vez más en el mercado, no hay duda de que el gran esfuerzo que se debe hacer en el mundo HVAC es precisamente ese: desarrollar conciencia de las reacciones químicas que tienen lugar en las bombas de calor y prevenirlas con productos profesionales y certificados. Solo así será posible no solo mantener la eficiencia y luchar contra la energía cara, sino también utilizar las plantas de una forma más sostenible y responsable para el planeta.