Calculo bomba de calor para SPA o piscina

[HidroMaster]

Hola a todos

Cualquier bomba de calor (BC) cuya salida energética supere las perdidas térmicas de una determinada piscina o SPA (instalación acuática, IA) serviría para calentar el agua a los valores adecuados para prestar su servicio, de la misma manera que pasito a pasito se llega a Santiago.
Pero cuando incorporamos una BC a nuestra IA, no se trata solo de llegar como sea a Santiago, sino llegar en tiempo reducido, conocido y regulable dentro de unos limites ambientales que nosotros mismos nos hayamos impuesto.

CONDICIONES DE PARTIDA

Puede que solo queramos una pequeña ayuda para temperar nuestra fría agua de la sierra en plena temporada, o bien una aporte térmico suficiente para ampliar la temporada unos meses, e incluso toda la temporada invernal. En cualquier caso, hemos de estimar que el inicio del camino es a la temperatura ambiente media a la que por descuido o por planificación hemos dejado se enfríe el agua.

Lo primero es pues, aclararnos cuantos grados (dt=incremento de temperatura, enºC) ha de elevar la BC temperatura del agua de nuestra IA, que tiene un volumen V deun agua (en m3), desde temperatura ambiente a la confortable para nuestro personal uso. Recordad que para piscinas ronda los 28 ºC y para spa los 38 ºC

Con el cálculo genérico, llevaremos también un ejemplo en paralelo que nos ayudara a entenderlo mejor. Se trata de un spa de 6 m3 al que queremos equipar con una BC que nos asegure poder elevar la temperatura del agua 10ºC (dT=10ºC) , inclusive con temperatura ambietal de 15 ºC y en solo 5 horas

APORTACION ENERGETICA

Una vez establecidos esos criterios personales de partida, la BC necesaria deberá proporcionar una energía E (en kcal) para satisfacer nuestros deseos:

E=1000*dT*V kcal
En nuestro ejemplo, E= 1000*10*6= 60.000 kcal

Ya sabemos la energía necesaria para incrementar la temperatura del agua, pero… se nos ha olvidado que mientras el agua se esta calentado, se esta también enfriando, no mucho si esta bien protegida, por ejemplo, por una manta térmica o una cubierta de policarbonato. Luego, hay que introducir un coeficiente correctivo al alza para tener en cuenta estas pérdidas, depende del aislamiento de la IA, pero es habitual en la práctica incrementar en un 30% la energía requerida a suministra por la BC, es decir

E=1300*dT*V kcal,
En el ejemplo, E= 1300*10*6= 78.000 kcal

Bueno, conocemos ya la energía que debe proporcionar la BC para calentar el agua de nuestra IA de la temperatura inicial postulada a la confortable del baño (por nosotros mismos elegida). Pero de nuevo surge otra pregunta: ¿cuánto tiempo la concedemos a la BC para calentar el agua de la temperatura inicial al valor deseado? Cuanto menos, mejor, así esperaríamos menos tiempo y incurriríamos en menos perdidas térmicas, pero claro, también la BC tendria que ser mas potente, y por tanto, mas costosa. Lo ideal es encontrar una solución intermedia entre tiempo de calentamiento y coste de la BC, concedámosle dt horas a la BC para elevar la temperatura (5 horas en el ejemplo)


W=(1300*dT*V)/dt kcal/hr
En el ejemplo, W= (1300*10*6)/5 = 15.600 kcal/hr

Observad que ya no hablamos de energía (E), sino de potencia (W), recordar que E=W*t, el resultado de trabajo de la potencia durante un periodo de tiempo.


POTENCIA Y SELECCIÓN BOMBA DE CALOR


Dado que las unidades de derivadas de la “caloria” no están ya admitidas en el SI (Sistema Internacional de Medidas), mejor lo ponemos en derivadas del kW. Como 1 kW = 860 kcal/hr, las formulas finales serian:

W=(1,51*dT*V)/dt kW
En el ejemplo, W= (1,51*10*6)/5 =18,12 kW

Y ahora ya nos toca ir a tienda a comprar la BC .Esta claro, repito, que la BC, mientras mas potente, mejor para reducir el tiempo de calentamiento, pero también mas costosa, por ello llegamos una solución de compromiso, justo para ello hemos hecho los cálculos. Pero no vamos a encontrar justo la que hemos calculado, no las fabrican de encargo , así que no nos queda más tu tía que comprar la de capacidad inmediatamente superior, por ejemplo si miramos el modelo Air Energy comercializado por Astralpool, tendríamos que elegir el modelo 500 T1 que proporciona 22 kW a 15ºC de temperatura exterior, gracias a su COP (rendimieto) de 4,8 a esa temperatura ambiente, el consumo real seria de solo 4,4 kW

NOTA
Los cálculos indicados sirven solo para estimaciones muy aproximadas en piscinas privadas a intemperie o con protecciones someras. No debe ser guías para piscinas profesionales, especialmente cubiertas, en que intervienen otros muchos factores y sistemas, y para los que existen metodología de cálculo en normativa especifica.

Un saludo,