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Ivan Bellanco acknowledges the Universities and Research Secretariat of the Catalan Government and the European Social Fund for the financial support of the predoctoral contract 2019FI_B 00928.

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Bellanco, IAutor (correspondencia)Valles, MAutor o Coautor

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21 de junio de 2021
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A review of the fault behavior of heat pumps and measurements, detection and diagnosis methods including virtual sensors

Publicado en:Journal Of Building Engineering. 39 (102254): 102254- - 2021-07-01 39(102254), DOI: 10.1016/j.jobe.2021.102254

Autores: Bellanco, I; Fuentes, E; Valles, M; Salom, J

Afiliaciones

‎ Catalonia Inst Energy Res IREC, Jardins Dones Negre 1, Sant Adria De Besos 08930, Barcelona, Spain - Autor o Coautor
‎ Univ Rovira & Virgili, Dept Mech Engn, Av Paisos Catalans 26, Tarragona 43007, Spain - Autor o Coautor

Resumen

Heat pumps are increasingly being installed in domestic buildings, which is an opportunity to reduce the energy needed to heat and cool buildings. However, this reduction will only be possible if the equipment is maintained correctly. Fault detection and diagnosis (FDD) systems can improve the cost of operating and maintaining heating and air conditioning systems, specifically heat pump, while keeping their performance. This article first briefly introduces the methodologies used in FDD systems for heat pumps and compare their performance. Then, an accurate description of the common faults and their effects on field vapor compression systems is made. After that, a compilation of which faults and how are emulated in both laboratory conditions and virtual environments are extensively described. The measurements needed to perform the diagnosis are analyzed along with instrumentation needed for FDD systems. Finally, the virtual sensors applied to heat pumps to reduce the cost associated with FDD implementation are described. This article aims to establish a criterion for selecting which faults can be tested under laboratory conditions or by simulation with a virtual model and to determine the features that identify those faults. Finally, several areas of improvement for the aspects reviewed have been identified: increase the use of performance indicators for FDD, new and updated studies about the health status of field heat pumps, testing methods that take into account the gradual and probabilistic nature of heat pump faults and further research in the use of virtual sensors in FDD systems.

Palabras clave

Air conditioningBuilding systemsCommon faultsCompression refrigeration systemDetection and diagnosisDomestic buildingsFault detectionFault detection and diagnosisFault detection and diagnosis systemsFddHeat pump systemsHeat pumpsHeating-and-air conditioning systemImpactLaboratory conditionsPerformancePerformance indicatorsPumpsQuantitative modelTestingVapor compression cycleVapor-compression systemsVirtual modelingVirtual sensors

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Journal Of Building Engineering debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2021, se encontraba en la posición 9/138, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Engineering, Civil. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada por encima del Percentil 90.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales proporcionadas por WoS (ESI, Clarivate), arroja un valor para la normalización de citas relativas a la tasa de citación esperada de: 2.2. Esto indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 14 Nov 2024)

Esta información viene reforzada por otros indicadores del mismo tipo, que aunque dinámicos en el tiempo y dependientes del conjunto de citaciones medias mundiales en el momento de su cálculo, coinciden en posicionar en algún momento al trabajo, entre el 50% más citados dentro de su temática:

  • Media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 6.26 (fuente consultada: FECYT Feb 2024)
  • Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions: 21.71 (fuente consultada: Dimensions Aug 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-08-07, el siguiente número de citas:

  • WoS: 43
  • Scopus: 62

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-08-07:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 92.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 95 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 2.85.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 3 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Bellanco Bellanco, Ivan) .

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido Bellanco Bellanco, Ivan.