Utilización de bombas de calor individuales como indicador para el tamaño apropiado. Crédito: Nature Communications (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-58014-y
Los investigadores de ETH Zurich han llevado a cabo el estudio de campo más grande hasta la fecha, para averiguar si las bombas de calor funcionan de manera eficiente. Cuando se observa en funcionamiento, resulta que estas unidades a menudo no están configuradas de manera óptima. Los sistemas de monitoreo y los estándares legales pueden proporcionar un remedio
Las bombas de calor son actualmente la fuente de calor más buscada en Suiza. Desde el año 2000, su número ha aumentado muchas veces, y cada quinto edificio ahora se calienta con uno. Estas unidades hacen una contribución importante al objetivo neto cero de la sociedad en su conjunto.
Sin embargo, aumentan el consumo de electricidad, lo que hace que su operación eficiente sea una consideración importante. La mayoría de los propietarios no pueden decir si sus unidades han sido configuradas correctamente. Pero la confianza y la aceptación de el despliegue de tecnologías amigables con el clima depende de su eficiencia, porque esto se refleja directamente en las facturas de energía.
Estudio de campo en toda Europa
Para investigar la operación eficiente de las bombas de calor, los investigadores pasaron dos años reuniendo datos en tiempo real de 1.023 unidades en 10 países europeos, incluidos Alemania, Austria, los Países Bajos, Suecia, Dinamarca, Francia y el Reino Unido.
El objetivo del estudio, ahora publicado en Nature Communications, era desarrollar un sistema para comparar las unidades entre sí de manera estandarizada, a pesar de que se instalaron en diferentes tipos de edificios. Los autores del estudio solo tenían acceso a datos de un fabricante, pero suponen que sus hallazgos también se aplicarán a otros.
“Nuestros resultados pueden interpretarse universalmente, ya que los datos y algoritmos recopilados se basan exclusivamente en mediciones físicas como la temperatura de flujo y el consumo de energía”, dice Tobias Brudermüller, uno de los principales autores.
Las configuraciones incorrectas conducen al desperdicio de energía
Durante el período de observación, salieron a la luz diferencias considerables en el rendimiento. Las unidades con los niveles más bajos de eficiencia fueron, en algunos casos, dos o tres veces menos eficientes que aquellas con los niveles de eficiencia más altos. De hecho, el 17% de las bombas de calor de fuente de aire no alcanzaron los estándares de eficiencia europea.
Optimizar la configuración de la curva de calentamiento resolvería este problema para muchas unidades, determinaron. Los investigadores de ETH también mostraron en su estudio que 1 unidad en 10 era demasiado grande. Una unidad menos poderosa habría sido suficiente para las condiciones predominantes en el edificio, y habría consumido menos electricidad. Sin embargo, solo el 1% de las unidades eran demasiado pequeñas, lo que puede llevar a que las unidades se trabajen en exceso y se descompongan más fácilmente.
“Aunque sabíamos que los errores en la planificación y la configuración de las bombas de calor no eran infrecuentes, nos sorprendió cuán fuertemente se reflejaba en los niveles de eficiencia reales alcanzados, y cuán claramente apareció en los datos”, dice Thorsten Stake, copresidente de los bits al laboratorio de energía en Eth Zurich.
Las bombas de calor en Suiza podrían ser más eficientes
En 2023, Tobias Brudermüller llevó a cabo estudios similares en Suiza en colaboración con socios de la industria, la Oficina Federal de Energía suiza y el proveedor de servicios de electricidad del Cantón de Zúrich (EKZ). Estos se basaron en datos de consumo de electricidad de hogares suizos equipados con medidores inteligentes y se evaluaron utilizando inteligencia artificial.
Estos estudios determinaron que el 41% de las 410 unidades bajo investigación tenían su curva de calentamiento demasiado alta, de modo que las bombas de calor tenían que generar un aumento innecesariamente alto de temperatura. En el 36% de los casos, se activó el modo nocturno de temperatura reducida, lo que llevó al enfriamiento del edificio durante la noche y luego requirió recalentamiento por la mañana. En el 26% de los casos, el umbral de calor se estableció demasiado alto, lo que significa que las unidades estaban en funcionamiento durante más tiempo de lo necesario a la luz de la temperatura exterior.
Se necesitan herramientas digitales
Para garantizar la eficiencia durante todo el ciclo de vida, los autores del estudio sugieren estandarizar el monitoreo de las unidades en toda Europa. “Todavía no tenemos las condiciones del marco para los estándares técnicos que se adaptarán a la variedad de situaciones que afectan los edificios de la vida real”, dice Brudermüller.
Al desarrollar sus algoritmos, quieren proporcionar información a los hogares específicamente sobre el potencial para optimizar sus bombas de calor. Los datos del sensor de los electrodomésticos de calefacción habilitados para la web y los medidores inteligentes, en particular, abren nuevas posibilidades.
“Estos datos ayudarán a los propietarios a conocer mejor sus unidades, reducir sus facturas de energía y mejorar la satisfacción con sus unidades. Eso a su vez conducirá a estos sistemas más rápidamente y los objetivos climáticos se alcanzan antes”, dice Brudermüller.
Elgar Fleisch agrega: “Las bombas de calor ya son una tecnología avanzada para la calefacción climática.
Más información: Tobias Brudermueller et al, estimación de la eficiencia energética de las bombas de calor en edificios residenciales utilizando datos de operación reales, comunicaciones de la naturaleza (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-58014-y
Cita: la mayoría de las bombas de calor no están configuradas de manera óptima, los hallazgos de estudio de campo grandes (2025, 6 de mayo) recuperados el 6 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-optimally-configurado-large-field.html
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