¿Qué es el punto de bivalencia?
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Stefano Fonseca es un ingeniero de energía y medio ambiente con más de seis años de experiencia en equipos técnicos de construcción (TGA). Combina la experiencia técnica con la pasión por la comunicación comprensible. Durante más de cinco años, ha escrito como editor independiente sobre energía renovable y vida sostenible, en particular sobre la energía fotovoltaica y las bombas de calor.
Los sistemas de calefacción modernos están diseñados para un funcionamiento eficiente y sostenible. Sin embargo, en algunas situaciones, la principal fuente de calor por sí sola ya no es suficiente cuando la temperatura exterior desciende bruscamente. Luego tiene que intervenir una segunda. El punto de bivalencia es decisivo para ello.
¿Qué es el punto de bivalencia?
El punto de bivalencia define la temperatura exterior a la que una bomba de calor ya no proporciona suficiente potencia calorífica y debe intervenir una segunda fuente de calor. Esto se debe a los límites físicos de la bomba de calor, ya que su eficiencia disminuye a medida que baja la temperatura. Por lo tanto, el punto de bivalencia es un factor importante para diseñar un sistema de calefacción.
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¿Por qué es importante el punto de bivalencia?
El punto de bivalencia determina a qué temperatura exterior debe soportar una bomba de calor una segunda fuente de calor. Influye directamente en el consumo de energía y, por lo tanto, en los costos de calefacción. Si el punto de bivalencia es demasiado alto, la proporción de calefacción adicional aumenta, lo que aumenta los costos operativos. Un punto de bivalencia ajustado de forma óptima garantiza que la bomba de calor funcione de manera eficiente durante el mayor tiempo posible. Según el aislamiento del edificio y la carga de calefacción, el punto de bivalencia ideal puede variar.
¿Qué tipos de puntos de bivalencia existen?
El tipo de punto de bivalencia relevante para una bomba de calor depende del punto de bivalencia seleccionado modo de operación apagado. Las bombas de calor pueden funcionar de diferentes maneras, por ejemplo, solas (funcionamiento monovalente) o en combinación con otra fuente de calor (funcionamiento en modo dual).
Hay tres tipos de puntos de bivalencia en total:
- Funcionamiento monoenergético: La bomba de calor funciona de manera eficiente hasta el punto bivalente, tras lo cual pasa a funcionar un calentador eléctrico adicional, como un elemento calefactor. Este modo de funcionamiento se utiliza a menudo con bombas de calor aire-agua.
- Funcionamiento paralelo en modo dual: La bomba de calor cubre el requerimiento de calor primario hasta el punto bivalente, después del cual se enciende una caldera de condensación (petróleo, gas o madera).
- Modo alternativo bivalente: La bomba de calor solo funciona hasta el punto bivalente, después del cual otra fuente de calor, como una caldera de gas o gasoil, se hace cargo por completo. Esta solución es típica de los sistemas de calefacción híbridos y garantiza una clara separación de los modos de funcionamiento.
La elección del punto de bivalencia no solo influye en el modo de funcionamiento de la bomba de calor, sino también en los costes de calefacción.
¿Cómo influye el punto de bivalencia en los costos de calefacción?
El punto de bivalencia influye directamente en los costos de calefacción, ya que determina la frecuencia con la que entra la calefacción adicional. Por ejemplo, ¿el punto de bivalencia está en -5 °C, ¿la bomba de calor ocupa aproximadamente 90% de la demanda de calefacción, mientras que el calentador adicional 10% entrega. Por otro lado, ¿el punto de bivalencia ya está en 0 °C, ¿aumenta la proporción de calefacción adicional? 30% o más, lo que aumenta considerablemente los costos.
A continuación, mostramos los efectos del punto de bivalencia usando un ejemplo. Los costos de calefacción se basan en los de una vivienda unifamiliar promedio con una bomba de calor aire-agua y un precio de electricidad de 0,30 €/kWh.
Por lo tanto, un punto de bivalencia bajo significa una mayor eficiencia de la bomba de calor y menores costos de calefacción. Un punto de bivalencia excesivamente alto, por otro lado, conduce a un aumento de los costes, ya que el sistema de calefacción adicional, más caro, se activa con más frecuencia.
¿Cómo se calcula el punto de bivalencia?
El punto de bivalencia se determina en función de la carga de calefacción del edificio y la eficiencia de la bomba de calor. La carga de calentamiento depende del aislamiento, las superficies de las ventanas y el método de construcción. La curva de rendimiento de la bomba de calor muestra cuánto disminuye la potencia calorífica cuando baja la temperatura exterior. El valor COP indica la eficiencia con la que funciona la bomba de calor: cuanto más alto sea, más bajo puede ser el punto de bivalencia. El tipo de calefacción adicional también influye.
Cálculo paso a paso:
- Determine la carga de calefacción del edificio Por ejemplo, su casa requiere una potencia de calefacción de 10 kW a una temperatura exterior de -10 °C.
- Compruebe la curva de rendimiento de la bomba de calor Por ejemplo, su bomba de calor ofrece 9,5 kW siguen siendo 9,5 kW a 0 °C, pero con 5 °C solo 7,5 kW.
- Encuentre la temperatura a la que la carga de calefacción es mayor que la salida de la bomba de calor A -5 °C, por ejemplo, el edificio requiere 10 kW, pero la bomba de calor solo produce 7,5 kW. La diferencia de 2,5 kW debe ser absorbida por el calefactor adicional.
- Resultado: El punto de bivalencia es de -5 °C porque a esta temperatura la bomba de calor ya no puede cubrir todos los requisitos de calor.
Puede determinar el punto de bivalencia determinando a qué temperatura la carga de calor requerida es mayor que la salida de la bomba de calor. En este ejemplo, es de -5°C.
Con una bomba de calor más fuerte o un mejor aislamiento, se podría reducir el punto de bivalencia.
¿Cómo se puede optimizar el punto de bivalencia?
A continuación, le indicamos cómo puede reducir el punto de bivalencia y los costos de calefacción:
- Seleccione una bomba de calor más potente: Una bomba de calor con mayor capacidad de calentamiento puede suministrar más calor incluso a bajas temperaturas.
- Garantizar un buen aislamiento del edificio: Un mejor aislamiento reduce la carga de calor y mueve el punto de bivalencia hacia abajo.
- Optimice la temperatura del flujo de calefacción: Una temperatura de flujo más baja aumenta el valor COP de la bomba de calor y reduce el consumo de energía.
- Elija una solución híbrida con calefacción adicional eficiente: Una caldera de condensación de gas o una estufa de leña pueden reducir el consumo de energía del calentador adicional.
- Utilice un sensor de temperatura exterior: El control preciso basado en la temperatura exterior real permite un ajuste más preciso del punto de bivalencia.
- Ajustar el modo de funcionamiento: En el funcionamiento paralelo bivalente, el punto de bivalencia se puede ajustar más bajo, ya que la bomba de calor y el calentador adicional funcionan simultáneamente.
¿Qué significa el punto de bivalencia en la práctica?
El punto de bivalencia determina a qué temperatura exterior se apoya la bomba de calor en un calentador adicional. Un punto bivalente seleccionado de forma óptima reduce los costos de calefacción y mejora la eficiencia. Con una bomba de calor bien coordinada, temperaturas de flujo bajas y una carga térmica baja, puede optimizar el punto de bivalencia. Como resultado, la bomba de calor funciona sola durante más tiempo y la calefacción adicional se necesita con menos frecuencia.
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