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El coeficiente de rendimiento (COP) de las bombas de calor y su importancia en la eficiencia de los equipos de calefacción/refrigeración en edificación sostenible

Definición de COP

El coeficiente de operación o de rendimiento (COP) es una expresión de la eficiencia de una bomba de calor. En este caso, se trata de una relación entre el calor cedido y la energía eléctrica consumida principalmente por el compresor de una bomba de calor. 

COP=Calor (W)Trabajo (W)

Es decir, se define como la relación entre la potencia (kW) que se extrae de la bomba de calor como refrigeración o calor, y la potencia (kW) que se suministra al compresor.

Para una correcta eficiencia y funcionalidad, una bomba de calor debe alcanzar un COP de entre 2 y 6, dependiendo de la diferencia entre las temperaturas de ambos focos (interior o exterior). 

Que el valor del COP de la bomba de calor sea superior a la unidad es un hecho de especial importancia. Y es que no podemos olvidar que este indicador hace referencia al rendimiento de la máquina térmica. La gran mayoría de dispositivos utilizados en nuestras instalaciones para la producción de energía poseen rendimientos inferiores a la unidad. Es decir, la energía útil que es capaz de producir la máquina es inferior a la que necesita para su funcionamiento. Sin embargo, la bomba de calor es un caso diferente, pues es capaz de generar más energía útil que la que consume la máquina en su proceso.

Este último detalle es el que ha permitido que esta tecnología pueda ser considerada como renovable bajo ciertas premisas. Estas vienen recogidas en el pliego de Prestaciones medias estacionales de las bombas de calor para la producción de calor en edificios publicado por el Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía (IDAE).

En anteriores artículos pudimos conocer más detalles sobre cómo funciona la aerotermia como bomba de calor renovable.

Relación del COP de la bomba de calor y su eficiencia: Cuanto más alto es el COP, mayor será su eficiencia.

De forma práctica se puede decir que un COP 3 implica un “rendimiento del 300%” (un rendimiento de 300% es irreal, simplemente quiere decir que al recuperar calor del foco frío, se triplica la inversión en energía), o lo que es lo mismo, para 1kWh consumido de energía eléctrica se aportan 3 kWh de energía en forma de calor al depósito de acumulación.

El COP es variable según el tipo de bomba de calor y según las condiciones de funcionamiento. La variable que más influye en su funcionamiento es principalmente la temperatura ambiente, aunque también influye la temperatura entrada agua fría (es decir la diferencia de temperaturas entre el foco frío y el foco caliente), temperatura de preparación y la humedad relativa.

Equipos con COP alto, aliados de la estrategia sostenible.

Como bien sabemos en el Código Técnico de la Edificación en España, en su documento básico ahorro de energía, se disponen una serie de exigencias cuyo fin, en definitiva, es equilibrar la siguiente fórmula de forma que el consumo de energía sea el menor posible:

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Entendiendo como consumo de energía a la cantidad de energía final que necesita la instalación a considerar para su correcto funcionamiento, y la demanda energética como la cantidad necesaria para satisfacer los requisitos de diseño. Por ejemplo, en el caso de la bomba de calor el consumo sería la cantidad de electricidad consumida por el dispositivo, y la demanda sería el flujo de calor cedido al ambiente para garantizar los requisitos de confort deseados. 

Consumo de energía VS aporte en una bomba de calor aerotérmica

Como es lógico pensar viendo la expresión anterior, a menor demanda menor será el consumo energético. Pero también menor consumo energético a mayor rendimiento de las instalaciones.

Así pues, para disminuir el consumo de energía en el edificio podemos actuar de distintas maneras:

  • Disminuir la demanda de energía.
  •  Aumentar el rendimiento del sistema.
  •  Actuar de forma conjunta sobre demanda y rendimiento del sistema.

Un equipo de calefacción/refrigeración con un COP alto, es un importante aliado a la hora de aumentar el rendimiento del sistema consiguiendo así una disminución en el consumo de energía. 

Además del ahorro que puede llegar a suponer, también hay que considerar otros efectos que produce su funcionamiento. El aire que expulsa, a diferencia de otros sistemas de calentamiento de agua sanitaria, no solamente no es el resultado de ningún tipo de combustión, sino que es aire fresco. De esta forma, las bombas de calor contribuyen, en gran medida, a la reducción del calentamiento global mediante la reducción de emisiones de CO2

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Master Eerr

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