Lección Sistemas todo clima (heat pumps) · Bomba de calor aire-aire
Bomba de calor aire: ciclo y reversa
Una bomba de calor aire-aire es refrigeración que invierte el ciclo: en verano mueve calor del interior al exterior; en invierno, del exterior al interior. Mismos cuatro componentes que ya conoces; la diferencia es reversibilidad y controles que cambian qué intercambiador evapora y cuál condensa. Si no ves el flujo en ambos modos, diagnosticarás “compresor malo” cuando el sistema está en el modo equivocado o mal secuenciado.
Qué estamos tratando de entender
El hardware se parece a un split convencional: unidad interior (evaporador/fan coil), unidad exterior (compresor + intercambiador + ventilador), líneas de refrigerante, dispositivo de expansión (capilar, TXV o electrónica). La bomba de calor añade válvula inversora de cuatro vías y lógica de defrost y auxiliar.
Tu trabajo: confirmar modo correcto, flujo de aire en ambos lados, y que presiones/temperaturas cuadren con el modo activo.
Modo refrigeración (verano)
Comportamiento familiar:
- Evaporador en la unidad interior absorbe calor del aire de retorno.
- Compresor eleva presión y temperatura del vapor.
- Condensador en exterior rechaza calor al aire ambiente.
- Expansión baja presión en el evaporador.
El cliente pide “más frío” = más Btu/h movidos del espacio. Lecturas siguen la lógica del curso de fundamentos.
Modo calefacción (invierno)
La válvula inversora redirige el flujo:
- El exterior actúa como evaporador: el refrigerante absorbe calor del aire exterior (aunque “se sienta frío”, aún hay energía en el aire).
- El interior condensa y entrega calor al plenum o fan coil.
El compresor sigue siendo el corazón. Modos mezclados (válvula a medias) dan poco calor, presiones raras o trip de protección.
Regla de campo: en heating, temperaturas de línea exterior no se interpretan igual que en cooling; usa cartas del modo activo.
Válvula inversora: idea mecánica
Cuatro conexiones: compresor descarga, compresor succión, y dos líneas a intercambiadores. El solenoide desplaza un slider interno que intercambia qué par de líneas va a interior vs exterior.
Al conmutar:
- Debes tener diferencial de presión para asentar la válvula (algunos procedimientos piden breve modo cool/heat).
- Un bobinado abierto = sin reversión = un modo muerto.
Detalle profundo en la lección de válvula y deshielo; aquí basta el mapa mental quién evapora en cada modo.
Capacidad vs temperatura exterior (preview)
A medida que baja la T exterior, baja la capacidad de calefacción disponible y sube la pérdida del edificio. El cruce es el balance point (lección de diagnóstico).
Fabricantes publican tablas capacidad vs T exterior. Úsalas junto con la carga de invierno.
Métricas: COP, HSPF, SEER
- COP: Btu entregados / Btu eléctricos en un instante. COP 3 ≈ 3 Btu de calor por 1 Btu eléctrico.
- HSPF y SEER: ratings estacionales para calefacción y refrigeración en mercado USA.
En campo no “mides HSPF” con pinza. Sirven para comparar modelos y explicar eficiencia; el confort en extremos depende de capacidad a T baja y del edificio.
Instalación que afecta ambos modos
- Filtro interior sucio baja capacidad en heat y cool.
- Obstrucción exterior o recirculación de aire descargado → peor en ambos modos; en heat congela antes.
- Líneas largas sin elevación correcta → aceite y eficiencia.
- Ductos mal sellados en crawl space pierden lo ganado en invierno.
Caso de campo
Situación. Otoño: cliente dice “Enfría bien pero en heat no hace nada.” Termostato en heat, compresor exterior corre, aire interior tibio.
Pasos.
- Confirmar llamada a válvula inversora (voltaje en bobina según modo — referencia wiring OEM).
- Si compresor corre pero líneas no cambian patrón vs cool → sospechar reversing valve stuck o bobina.
- Medir T suministro/retorno en heat: ΔT pequeña con compresor on apunta a no condensación útil interior.
Lección: mismo compresor, diferente plumbing lógico; el modo manda el diagnóstico.
En el campo
Síntoma
Un modo funciona, el otro no; presiones “de cool” estando en heat
Dónde mirar
Selector termostato, energía válvula inversora, secuencia board, sensores de T exterior
Causas probables
- Válvula inversora
- cableado
- board
- refrigerante grave (menos común si un modo OK)
Qué medir
- Modo confirmado, presiones en **cada** modo, T líneas, amperaje compresor
Qué no hacer
- Diagnosticar heat con carta de cool
- ignorar si bobina de reversa energiza
Checklist
- Dibujo mental cool vs heat: quién evapora y quién condensa
- Sé que la válvula inversora **intercambia** roles
- Relaciono T exterior con caída de capacidad en calefacción
- Verifico flujo de aire interior y exterior en **ambos** modos
- Uso cartas y expectativas del **modo activo**