Modos de funcionamiento: Monovalente, bivalente e híbrido
Introducción: Flexibilidad mediante diferentes modos de funcionamiento
Las bombas de calor y los sistemas de calefacción en general pueden funcionar de diversas maneras para satisfacer los requisitos de forma óptima. En este artículo explicamos los principales modos de funcionamiento:
- Monovalente: La bomba de calor como único generador de calor
- Bivalente: Bomba de calor + segundo generador de calor
- Monoenergético: Una fuente de energía, eventualmente dos generadores de calor
- Híbrido: Combinación inteligente de diferentes sistemas
¿Qué significan los términos?
Los términos técnicos derivan del latín y describen el número de generadores de calor:
| Término | Significado | N.º de generadores |
|---|---|---|
| Monovalente | "De un valor" | 1 |
| Bivalente | "De dos valores" | 2 |
| Trivalente | "De tres valores" | 3 |
La "valencia" describe el número de diferentes generadores de calor en el sistema.
Funcionamiento monovalente
En el funcionamiento monovalente, la bomba de calor es el único generador de calor. Cubre el 100% de la demanda de calor, incluso en los días más fríos.
Requisitos
Para que el funcionamiento monovalente sea viable, deben cumplirse ciertas condiciones:
| Requisito | Explicación |
|---|---|
| Dimensionamiento suficiente | La bomba de calor debe cubrir también las cargas punta |
| Edificio bien aislado | Baja demanda de calor |
| Sistema de calefacción de baja temperatura | Suelo radiante ideal |
| Fuente de calor adecuada | Aire, tierra o agua subterránea |
Funcionamiento
Temperatura exterior: -15°C a +20°C
│
▼
Bomba de calor ──────► 100% suministro de calorLa bomba de calor funciona durante todo el año y adapta su potencia a la demanda (tecnología inverter).
Ventajas del funcionamiento monovalente
El funcionamiento con un solo generador de calor ofrece claras ventajas:
| Ventaja | Explicación |
|---|---|
| Sistema sencillo | Una sola fuente de calor |
| Máxima eficiencia | Sin cambios entre sistemas |
| 100% renovable | Con electricidad verde, completamente libre de CO2 |
| Bajo mantenimiento | Solo un sistema que mantener |
Desventajas del funcionamiento monovalente
La sencillez también tiene sus limitaciones:
| Desventaja | Explicación |
|---|---|
| Mayor inversión | La bomba de calor debe dimensionarse más grande |
| Eficiencia con frío | Menos eficiente a temperaturas muy bajas |
| Requisitos del edificio | No apta para todos los edificios antiguos |
¿Cuándo es recomendable?
- Edificios nuevos con buen aislamiento
- Edificios bien rehabilitados
- Edificios con suelo radiante
- Bombas de calor geotérmicas o de agua subterránea (fuente de calor estable)
Funcionamiento bivalente
En el funcionamiento bivalente, la bomba de calor trabaja junto con un segundo generador de calor (p. ej., caldera de gas u gasóleo, calefacción eléctrica).
Dos variantes
Bivalente-paralelo
Ambos generadores de calor funcionan simultáneamente cuando la demanda es alta.
┌── Bomba de calor ─────┐
Demanda alta ───────►│ ├──► Calefacción
└── Calefacción apoyo ──┘Bivalente-alternativo
A partir de una determinada temperatura (punto de bivalencia), el segundo generador de calor asume completamente.
Por encima de -5°C: Bomba de calor ─────────────► Calefacción
Por debajo de -5°C: Calefacción apoyo ──────────► Calefacción
(Bomba de calor apagada)El punto de bivalencia
El punto de bivalencia es la temperatura exterior a la que:
- La bomba de calor alcanza su límite de potencia
- El segundo generador de calor entra en funcionamiento
Valores típicos: -3°C a -8°C
Ventajas del funcionamiento bivalente
La combinación de dos generadores de calor ofrece ventajas específicas:
| Ventaja | Explicación |
|---|---|
| Bomba de calor más pequeña | No necesita dimensionarse para casos extremos |
| Menor inversión | Bomba de calor más económica |
| Flexibilidad | Eficiencia óptima según las condiciones |
| Seguridad de suministro | Respaldo disponible |
Desventajas del funcionamiento bivalente
La flexibilidad también conlleva desventajas:
| Desventaja | Explicación |
|---|---|
| Dos sistemas | Mayor esfuerzo de mantenimiento |
| Regulación más compleja | La conmutación debe funcionar correctamente |
| Combustibles fósiles | Con gas/gasóleo como apoyo, no es neutro en CO2 |
Ventajas y desventajas según la variante
Las dos variantes del funcionamiento bivalente tienen características específicas:
| Variante | Ventaja | Desventaja |
|---|---|---|
| Bivalente-paralelo | La bomba de calor funciona más tiempo (mayor eficiencia) | Ambos sistemas activos simultáneamente |
| Bivalente-alternativo | Separación clara | La bomba de calor se apaga con frío |
Funcionamiento monoenergético
¡No confundir con monovalente!
Monoenergético significa: Solo se utiliza una fuente de energía, aunque haya varios generadores de calor.
Ejemplo
Electricidad solar ──────┬──► Bomba de calor
│
└──► Resistencia eléctricaAmbos generadores de calor utilizan corriente eléctrica – el sistema es bivalente (dos generadores de calor), pero monoenergético (una fuente de energía).
Ventaja
¡Con electricidad verde, todo el sistema puede funcionar 100% neutro en CO2!
Bombas de calor híbridas
La bomba de calor híbrida es la combinación inteligente de bomba de calor y generador de calor convencional.
Estructura
A menudo, ambos generadores de calor se instalan en una unidad compacta:
- Bomba de calor (primaria)
- Caldera de condensación o calefacción eléctrica (secundaria)
- Regulación inteligente (integrada)
Funcionamiento
El modo híbrido cambia automáticamente entre los modos:
Según la temperatura exterior y la demanda de calor, el sistema elige automáticamente el modo óptimo:
| Situación | Modo de funcionamiento |
|---|---|
| Normal (templado) | Solo bomba de calor |
| Demanda elevada | Ambos en paralelo |
| Frío extremo | Bomba de calor + caldera |
| Frío muy extremo | Solo caldera |
La regulación inteligente decide
La regulación optimiza automáticamente según:
- Temperatura exterior
- Demanda de calor actual
- Rentabilidad (precio de electricidad vs. gas)
- Eficiencia de la bomba de calor
Ventajas de la bomba de calor híbrida
La combinación inteligente ofrece numerosas ventajas:
| Ventaja | Explicación |
|---|---|
| Perfectamente coordinada | Los componentes encajan a la perfección |
| Compacta | A menudo un solo aparato en lugar de dos |
| Inteligente | Optimización automática |
| Económica | Siempre utiliza la fuente de calor más barata |
| A prueba de futuro | La proporción de bomba de calor puede aumentarse más tarde |
Desventajas de la bomba de calor híbrida
A pesar de las muchas características positivas, también hay limitaciones:
| Desventaja | Explicación |
|---|---|
| No 100% renovable | Con respaldo de gas, combustibles fósiles |
| Sistema más complejo | Más componentes |
| Dependencia del fabricante | A menudo solo con determinadas combinaciones |
¿Cuándo es recomendable?
- Rehabilitación de edificios existentes – la caldera existente se complementa
- Edificios antiguos con alta demanda de calor
- Período de transición hacia la calefacción completamente renovable
- Cuando existe conexión de gas
Resumen: ¿Qué modo de funcionamiento para quién?
La siguiente tabla muestra qué modo de funcionamiento es más adecuado para cada situación del edificio:
| Modo de funcionamiento | Ideal para | No adecuado para |
|---|---|---|
| Monovalente | Edificios nuevos, edificios rehabilitados | Edificios antiguos sin rehabilitar |
| Bivalente-paralelo | Edificios antiguos con demanda moderada | — |
| Bivalente-alternativo | Regiones muy frías | Zonas climáticas templadas |
| Híbrido | Rehabilitaciones, edificios existentes | Edificios nuevos (sobredimensionado) |
Ayuda para la decisión
Preguntas orientativas
-
¿Cómo de bien aislado está el edificio?
- Bien → Monovalente posible
- Mal → Bivalente/híbrido recomendable
-
¿Qué sistema de calefacción existe?
- Suelo radiante → Monovalente ideal
- Radiadores antiguos → Posiblemente bivalente
-
¿Hay conexión de gas?
- Sí → Evaluar opción híbrida
- No → Respaldo eléctrico o monovalente
-
¿Cuán importante es el 100% renovable?
- Muy importante → Monovalente o monoenergético
- Menos importante → Todas las opciones abiertas
Conclusión
Resumen: La elección del modo de funcionamiento depende del estado del edificio, del sistema de calefacción existente, de la zona climática, del presupuesto y de los objetivos medioambientales personales. Para edificios nuevos bien aislados, el funcionamiento monovalente suele ser la mejor elección – la bomba de calor asume toda la carga de calefacción por sí sola. En edificios antiguos, los sistemas híbridos ofrecen una transición suave hacia la bomba de calor y permiten seguir utilizando las instalaciones existentes hasta una renovación integral.
Continúa: En el siguiente artículo Tipos de bombas de calor y el tándem perfecto con instalaciones solares descubrirá todo sobre aire-agua, tierra-agua y la combinación óptima con fotovoltaica.
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- Indicadores clave y dimensionamiento de bombas de calor – COP, SPF y más
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