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Coeficientes de rendimiento (COP) y eficiencia energética en el ciclo de refrigeración (EER) de la bomba de calor

Cuadro de clase de eficiencia energética en equipos de aire acondicionado doméstico

En este artículo ayudaremos a comprender el concepto de rendimiento, su aplicación a los equipos de climatización, describir los coeficientes que se utilizan para medir los rendimientos teóricos de esos equipos y su utilidad práctica. Los parámetros relativos a estos términos en la climatización, COP, EER, SCOP y SEER son acrónimos de origen anglosajón cuyo significado es:

Utilizan indistintamente los términos de rendimiento y de eficiencia, pero tienen un significado muy diferente. Para entenderlo, es necesario recurrir a su definición: 

La norma UNE-EN 14511 define el Coeficiente de Rendimiento COP como el ratio entre la potencia calorífica y la potencia absorbida útil del equipo, y el Ratio de Eficiencia Energética EER como el ratio entre la potencia frigorífica total y la potencia absorbida por el equipo. 

Por otro lado, la norma UNE-EN 14825 define el Coeficiente de Rendimiento Estacional SCOP como el coeficiente global de rendimiento de la unidad representativo para la totalidad de la estación de calefacción designada, señalando que este valor corresponde a una estación de calefacción designada, y que se calcula como la demanda calorífica anual de referencia dividida por el consumo energético anual para calefacción. 

Asimismo, define el Factor de Eficiencia Energética Estacional SEER como el factor de eficiencia energética global de la unidad representativo para la totalidad de la estación de refrigeración, indicando se calcula como la demanda anual de refrigeración de referencia dividida por el consumo eléctrico anual para refrigeración.

Es decir, las diferencias inmediatas que se derivan de las definiciones de los coeficientes COP/EER y SCOP/SEER son:

  • Estos últimos se refieren al término estacional, es decir, a un determinado periodo de tiempo (un año tipo), mientras que los dos primeros se refieren a momentos instantáneos de funcionamiento.
  • Los primeros son un cociente entre potencias, en tanto que los segundos son un cociente entre las energías entregadas y la consumida.

Alcance y relevancia

Dentro de la actividad legislativa de los países orientada al ahorro energético en la climatización, se estableció la Directiva de Ecodiseño, de la que uno de sus principales objetivos es reducir el consumo energético en la sociedad, con vistas a asegurar la sostenibilidad de nuestro Planeta.

De la misma derivaron los Reglamentos que la desarrollan, y dentro se estos se crearon los parámetros de eficiencia estacional que representaran fielmente el referido consumo energético de los equipos.

Estos parámetros son:

  • Eficiencia energética estacional de calefacción de espacios (ηs,h), que se expresa en % y está directamente relacionado con el coeficiente SCOP según la fórmula siguiente:
  • Fórmula eficiencia energética estacional de calefacción
  • Eficiencia energética estacional de refrigeración de espacios (ηs,c), que se expresa también en % y está directamente relacionado con el coeficiente SEER según la fórmula siguiente:

Fórmula eficiencia energética estacional de refrigeracion

Igualmente, la legislación de etiquetado energético de los equipos se basa en estos coeficientes ηs,h y ηs,c.  

Aplicación a los equipos de climatización

La obtención de estos coeficientes estacionales en los equipos de climatización difiere mucho de la obtención de los rendimientos instantáneos. Mientras que en los primeros es suficiente con hacer el balance energético bajo unas determinadas condiciones térmicas en el medio exterior y en el medio interior, en el segundo caso es necesario hacer numerosas pruebas a cargas parciales y en diferentes condiciones de funcionamiento, muy severas en algunos casos, resultando un conjunto de ensayos complejo y de un coste importante.

Puede asegurarse que, el esfuerzo de I+D+i que requiere un equipo actual tiene poco que ver con el que tenía hace apenas una década. Actualmente los criterios de diseño de los equipos son mucho más exigentes, teniendo especial relevancia los rendimientos de los equipos a cargas parciales, que es la condición en la que trabajan la mayor parte del tiempo, así como el gasto energético de los elementos que funcionan permanentemente, como es el caso de los ventiladores o las bombas.

Gráfica de eficiencia energética en equipos de climatización


En esta línea, los sistemas con modulación de la capacidad, como es la tecnología inverter, se convierten en elementos casi imprescindibles para alcanzar unos elevados ratios de eficiencia, y estos sistemas han de estar incorporados no solo en los compresores, sino en cualquier elemento conectado un motor eléctrico. Es decir, el dicho tradicional de “adaptar la capacidad a la demanda” ha derivado en un imprescindible “adaptar el consumo a la demanda”.

Este nuevo paradigma supone profundos cambios en la cualificación y la utilización de los equipos de climatización. El valor de “capacidad nominal”, que tradicionalmente se refería a las prestaciones en condiciones de máxima capacidad, ha derivado en una referencia a las condiciones con máxima eficiencia, siendo muy habitual que la capacidad “nominal” sea significativamente inferior a la capacidad máxima. Puede verse en catálogos de un mismo fabricante como equipos de una generación anterior pueden tener valores más altos de COP/EER y de capacidad que equipos similares de última generación, pero a costa de unos valores de SCOP/SEER sensiblemente inferiores.

Este es el criterio adoptado dentro del sector, y muestra de ello es que importantes entidades, como es el caso del organismo acreditado de certificación Eurovent Certita Certification (ECC), ha sustituido las referencias que tenía para calificación energética de los equipos, basadas en los coeficientes COP y EER, por otras basadas en los valores de ηs,h y ηs,c. (SCOP y SEER), en línea con la legislación europea de Ecodiseño.

Conclusión

Los coeficientes que indican el rendimiento de un equipo en unas determinadas condiciones de trabajo puntuales no tienen apenas relevancia. Lo realmente importante es conocer el comportamiento energético de los equipos de climatización a lo largo del tiempo, teniendo en cuenta su consumo bajo las diferentes condiciones de trabajo que se le van a presentar, incluso cuando el equipo no está operando.

Son los valores de los factores de eficiencia estacional ηs,h y ηs,c , o igualmente de SCOP y SEER, los que realmente reflejan el comportamiento energético de los equipos de climatización. Y de hecho, los coeficientes de rendimiento instantáneo COP/EER tienden a tener un papel cada vez más intrascendente y de hecho cada vez se recurre menos a su utilización.

Esperamos que este artículo te haya servido para orientarte. Desde Caloryfrio.com recomendamos siempre consultar a un instalador de aerotermia acreditado para resolver tus dudas y realizar tu proyecto con el mejor resultado.

Modificado por última vez enLunes, 26 Abril 2021 15:26
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