Controles de calidad en aerotermia

La eficiencia y el confort en el caso de la aerotermia van siempre de la mano…

Y es que un control de calidad no solo permite sacar el máximo jugo de su equipo, también prolongar la vida útil el máximo posible.

Dentro del confort y la eficiencia como condición sine qua non están la correcta dimensión, la modulación real y los controles de calidad en aerotermia, y es que sin una o varias de estas condiciones, la magia se pierde y comienzan los picos, los excesos y las paradas involuntarias del compresor. Una de las frases más recurrentes de los usuarios cuando instalan un equipo con controles de calidad en aerotermia es aquello de: ahora nunca tengo sensación de calor o frío… pasan días y días sin acordarme de la calefacción. 

Y esto ocurre por el control preciso y constante de la temperatura ambiente usando las 3 variables principales del sistema que vamos a analizar en detalle:

1. impulsión variable
2. compensación por sonda exterior
3. compensación por sonda interior

Sin estas funciones es posible encontrar un balance aceptable pero la eficiencia jamás será la misma, y vamos a ver por qué.

1 La impulsión variable con controles de calidad en aerotermia.

Es la capacidad de poder variar la temperatura para adaptarse.

Si nuestro control es capaz variar la temperatura del fluido según vaya necesitando y haciendo modular al compresor en consecuencia, ya tenemos la herramienta fundamental para conseguir lo más importante, que sería NO ENVIAR NUNCA más calor o frío del que la vivienda necesita para mantener la temperatura deseada.

La función principal es evitar los picos y excesos elimina paradas innecesarias, que son la primera causa de que los equipos empiecen a bajar de rendimiento por no tener controles de calidad en aerotermia. Y si la cosa es grave aumentará la pérdida de vida útil del compresor, porque el exceso de encendidos es la causa principal de envejecimiento del mismo.

Imaginemos que un sistema de calefacción está imprimiendo energía en el sistema y está acercándose a la temperatura de confort que le hemos pedido, así que pronto tendrá que tomar medidas porque seguir imprimiendo energía no es una opción, y, cómo gestiona nuestro sistema este evento tan común?

Para entenderlo mejor vamos al símil que tanto nos gusta y al que casi siempre recurrimos los técnicos para explicar estas cosas: los coches y las carreteras.

Pongamos que nuestro confort y objetivo (por ejemplo 21º) equivalen a 120 Kmh que es lo que dice la norma en Autovía, y encendemos nuestra calefacción, es decir arrancamos la marcha. Como es normal, el vehículo empieza a moverse usando energía para generar fuerza mecánica (del mismo modo que nuestro sistema empieza a imprimir energía en casa). El coche va subiendo la velocidad hasta que llega un punto en el que nos acercamos a la velocidad deseada de 120 Kmh, y es cuando nosotros a través del pedal empezamos a modular la cantidad de combustible para que el vehículo llegue a los 120 Kmh de forma precisa y no se pase.

Si no lo hiciéramos así y mantuviésemos el acelerador abajo como cuando vamos subiendo de velocidad, para luego quitar el pié del pedal bruscamente a los 120 Kmh, la consecuencia sería que nuestro coche pasaría de los 120Kmh durante un periodo de tiempo, que sería determinado según si vamos en llano, cuesta arriba o cuesta abajo. A un coche no le pasa nada más allá de que pagues unos céntimos mas al Km, y solo levantas el pié y esperas que la física haga su trabajo (resistencia, inercia y gravedad) para que se reduzca la velocidad, pero extrapolando esto a nuestra aerotermia significaría una parada del compresor, por lo tanto:

• Si circulamos cuesta arriba (que sería el equivalente a que hiciera frío en el exterior o haya más demanda) necesitamos pisar el pedal un poco más para llegar o mantener los 120 Kmh.
• Si circulamos en llano (que sería el equivalente a que ya estamos solo manteniendo la temperatura) necesitamos adaptar el pedal para mantener los 120 Kmh según vía.
• Si circulamos cuesta abajo (que sería el equivalente a que no hace mucho frío o baja mucho la demanda) necesitamos solo pisar un mínimo para no pasarnos de los 120 Kmh, incluso dejarlo ir a ralentí

Cuando un equipo funciona con temperatura fija de impulsión, es como conducir un vehículo al que no puedes modular su acelerador.

Es decir, sería un coche que sólo puede circular con un pedal fijo al mas puro estilo coches de choque, e irá más rápido o lento según si vamos llaneando, subiendo o bajando. Por lo tanto cómo gestionamos con un coche de choque la cuesta arriba, la cuesta abajo o el llaneo? complicado no? pues a una aerotermia de impulsión fija le pasa exactamente lo mismo. 

Ahora viene el dilema… si el técnico ajusta mi equipo a una temperatura fija, debe ser la que sea capaz de subir cuestas! Porque si no, apaga y vámonos… Pero como podéis imaginar esto es un problema para llanear ya que hay un exceso de temperatura en el fluido, y un problema aún mas grave para bajar cuestas.

Pero veamos en un ejemplo real de unos simples radiadores:

1. Cuando hace mucho frío o una gran demanda de carga mis radiadores pueden necesitar 57º
2. Cuando estamos simplemente manteniendo la temperatura mis radiadores pueden necesitar 38º
3. Cuando estamos en una muy baja demanda, mis radiadores pueden llegar a necesitar solo 28º o incluso una parada técnica.

Entonces si tenemos un equipo de temperatura fija de trabajo, no quedará mas remedio que ajustarla a 60º para poder trabajar en el punto 1. Cuando estemos en punto 2, es decir, en mantenimiento de temperatura, como es lógico imprimiendo 60º en los radiadores habrá un exceso de energía, por tanto la bomba de calor o bien se parará o bien nos calentará la vivienda en exceso. Por último si nos encontramos en el punto 3, como podéis imaginar sería un exceso brutal de energía para dicha situación meter 60º a los radiadores.

En resumen, para poder gestionar de la forma más precisa este asunto de que las viviendas durante un día con sus 24h y según el tipo de uso (al igual que una carretera) tiene distintas demandas y necesidades, por tanto la necesidad de cambiar la temperatura de fluido hacia radiadores es primordial para evitar paradas innecesarias o bien tener problemas de consumos y de confort. 

2 Compensación por sonda exterior con controles de calidad en aerotermia.

Es la función que permite a nuestro equipo cambiar la temperatura de trabajo según el clima.

Si activamos la función de curva climática, tendremos que establecer en el control en función del sistema que tengamos (ya sean radiadores, fnacoils o suelo radiante), el aislamiento de la vivienda y la zona climática, unas temperaturas que se deben imprimir en el sistema de calefacción a las distintas temperaturas exteriores, lo que dibuja una curva de trabajo.

Volviendo al ejemplo usado anteriormente, para que sea más fácil entenderlo siempre con unos radiadores simples, pues imaginemos que nos encontramos en una zona climática de alta demanda y una vivienda con aislamiento medio, el típico caso Español…

Veamos el ejemplo:

• a -10º exteriores todo el mundo suele poner el máximo que da el sistema
• a 0º exteriores como norma general la gente suele poner 60º
• a 10º exteriores unos 45º suele ser mas o menos lo habitual
• a 15º exteriores todo el mundo suele poner el mínimo posible

Una vez establecidos estos valores se dibuja una curva que solemos poder ver en una tabla o cuadrante.

En dichas curvas según el control del que dispongamos y las opciones que tenga, además existen posibilidades de flexibilizar, empinar, aliviar, adelantar y atrasar dicha curva, e incluso de establecer unos límites máximos y mínimos de activación de la misma. Todos ellos combinados pueden dar lugar a una curva que se aproxime bastante a la carga de energía de una vivienda o edificio? En efecto querido Watson… pero han leído bien, para la carga… porque gestionar el mantenimiento, las pérdidas y el confort es harina de otro costal. 

Activar una curva climática es mucho mejor que trabajar con una impulsión fija? sí, desde luego. Pero no es la máxima expresión de la eficiencia con controles de calidad en aerotermia, ya que hay un punto mas en el que tenemos que preocuparnos y no es otro de que nuestro control sepa lo que está pasando en el interior de la vivienda, para actuar en consecuencia y adelantarse a los cambios. Y no querido Watson, esta información no la trasmiten los termostatos, ni las válvulas, ni los »cacharros» que se suelen instalar en las casas, que a lo mucho únicamente mandan una señal de conexión/desconexión total.

Vamos a verlo otra vez con nuestro ejemplo de radiadores simples, cuando de pronto tenemos 0º exteriores y por tanto nuestro sistema está imprimiendo 60º en los radiadores como dice la curva. Pero como habíamos dicho al principio, al llegar a confort la vivienda para mantenerse quizás necesita como mucho 40º en los radiadores, por tanto, aunque tengamos una curva activada cuando lleguemos a la temperatura de confort de 21º en el salón de mi casa, que hará mi aerotermia?

Veamos los posibles escenarios:

• Si tenemos conectado a nuestra aerotermia un termostato, pues cortará la demanda del equipo de forma radical = parada del compresor.
• Si tenemos conectado a nuestra bomba de circulación un termostato, pues se cortará la bomba de radiadores dejando que la máquina y/o la inercia lleguen a su límite = parada del compresor.
• Si no tenemos termostato, el sistema seguirá metiendo energía a 60º en radiadores por lo que al final tendremos un problema de consumo y confort.

Al final, volvemos a encontrarnos es una situación parecida a la inicial, como la de no tener activada la curva climática… pero aquí entra en juego la experiencia del técnico y la sensibilidad y formación que haya recibido el usuario para ajustar la curva climática a su realidad.

Si por ejemplo estamos viendo que generando una curva en la que a 0º exteriores y metiendo 60º en radiadores generamos muchas paradas de compresor, podemos en ese caso bajar dicha temperatura de radiadores unos 10º (a 50º) y probar, y vemos si se reducen las paradas de compresor. Igual pasaría en las temperaturas mas livianas, habría que verificar cómo generamos menos encendidos e ir ajustando una curva en todas sus condiciones que se adapte mejor a la carga de la vivienda, tratando de reducir al máximos dichas paradas de compresor.

3 Compensación de sonda interior con controles de calidad en aerotermia.

Es la función que permite a un control variar la temperatura de trabajo según lo que pasa dentro.

Cuando se combina esta función con las 2 anteriores, es cuando podemos exprimir al máximo por los controles de calidad en aerotermia nuestro sistema y cuando el confort llega a la perfección absoluta.

En dicha combinación no sólo vamos a poder gestionar la carga de manera inteligente, sino reducir las paradas y arranques hasta el infinito y tener esclavizados los »cacharros», además vamos a poder gestionar la modulación pura contra las pérdidas, la clave final.

Dicha compensación interior en detalle lo que hace es variar temperatura que se imprime en los radiadores, teniendo la potestad total o parcial de ignorar la curva climática previamente diseñada, y según lo que pasa dentro hacer sus propios cálculos. Además, los sistemas mas completos, también monitorizan los cambios conseguidos de forma muy precisa sobre la linea de tiempo para adelantarse a todo tipo de cambios.

Volvamos a nuestro ejemplo de los radiadores básicos para entender su lógica:

Un usuario a través de la centralita en el interior de la vivienda (que es fundamental estar instalada en el interior) pide 21º, pero resulta que la casa está a 18º. Lo primero que hace el controlador es mirar qué pasa fuera, y resulta que son 10º… es decir según la curva habitual se deben imprimir 45º en los radiadores.

ALERTA: La centralita está monitorizando el cambio y en 10 minutos solo se ha ganado medio grado!

En este caso empieza la compensación interior a trabajar y va subiendo la temperatura que se imprimen en los radiadores, ignorando la curva de calefacción que decía 45º, y cuando ya por fin sí que parece que se va subiendo la temperatura ambiente, el control se queda monitorizando en el tiempo lo que se gana, para ir bajando gradualmente según se llega al objetivo final de 21º. Y una vez alcanzados los 21º el control cede de nuevo la potestad de decidir qué temperatura se imprimen en los radiadores a la sonda exterior.

Y si ocurre al revés?

Un usuario tiene un programa en el cual a ciertas horas cambia la demanda de 21º a 19º (por ejemplo para dormir). En ese caso el control genera una parada de compresor y empieza a dejar caer la temperatura interior, pero siempre monitorizando la caída en el tiempo y según el cálculo, el control hace un pre-arranque y se enciende a los 20º, para ir imprimiendo de forma suave temperatura en los radiadores y adelantarse. De esta forma cuando se llega a los 19º la calefacción está estabilizada y no hay caída mas allá de los 19º.

Características extras integradas en controles de calidad en aerotermia.

Los controles además de lo expuesto anteriormente, disponen de opciones integradas según fabricantes.

En las instalaciones existen muchas posibles soluciones que pueden ser un handicap, y gestionar todo desde controles de calidad en aerotermia en viviendas modernas es primordial. Os dejo funciones del control WPM de Stiebel Eltron, en mi opinión uno de los más completos del mercado sin lugar a dudas.

• mezcladoras motorizadas necesarias para sistemas de distintas temperaturas como en suelo radiante y radiadores al mismo tiempo
• bomba de circulación de agua caliente sanitaria por programa o sonda de temperatura, o ambas
• control de piscina para bombeo y tempertaura bajo programación
• control PWM para modulación de 2 bombas del primario
• control SG READY para optimización fotovoltáica
• control de hasta 3 resistencias de apoyo/emergencia
• control de hasta 4 centralitas de circuitos
• control de equipos en cascadas de hasta 10 unidades
• compensación de sonda exterior para cada circuito independiente
• compensación de sonda interior para cada circuito independiente
• combinación con sistemas modulantes externos como UPONOR
• MODBUS, KNX, etc…
• control de equipos externos 2ª fuente de calor, como calderas y etc. según COP
• y un sin fin de cosas más…

Conclusiones.

En definitiva, la combinación de estas características permiten extraer el máximo rendimiento y confort de nuestros equipos de aerotermia.

En las formaciones intento explicar a fondo estos términos porque nos permiten forzar los equipos a trabajar contra pérdidas de la vivienda, lo que se traduce en mas horas a menor temperatura, por tanto un mejor SCOP y confort, que lógico se traduce en un menor consumo.

En VAG Energy la función climática exterior la usamos para diseñar una curva de trabajo pensada en cubrir las pérdidas, para realizar las cargas y los cambios a través de la compensación interior, llevando la modulación pura hasta el límite. De esta forma reducimos las paradas de compresor a las necesarias del sistema, y algunos casos solo a paradas técnicas.

Para llegar a este nivel de eficiencia es necesario además cumplir con otras cosas de las que ya hemos hablado:

1. Dimensión precisa y correcta de la potencia de los equipos
2. Eliminación o esclavizar sistemas de control ON/OFF
3. Usar inercia sólo cuando realmente se necesita y por supuesto, en su tamaño correcto

Y recuerden que: este artículo ha sido escrito por una persona real, es decir yo, no por IA.