Funcionamiento de la bomba de Calor
La
bomba de calor es un aparato de climatización que emplea el principio termodinámico. Su función principal radica en
transferir energía térmica de un medio (ya sea aire, líquido o suelo)
a otro.
Este mecanismo, fundamentado en la aerotermia, se ejecuta mediante la transformación de un fluido refrigerante de estado líquido a gaseoso, absorbiendo calor en el proceso de cambio y enfriándose. Cuando el fluido pasa de estado gaseoso a líquido, libera calor al ambiente, ya sea al aire o al agua, y lo calienta.
Para llevar a cabo este ciclo,
requiere de un compresor que ajuste las presiones en el circuito, alterando así las temperaturas de evaporación y condensación, las cuales están estrechamente vinculadas con la presión según lo representado en el
diagrama de Moliere.
Tipos de bomba de calor
Existen
diferentes tipos de bombas de calor cuya diferencia principal se basa en la forma en la que entrega el calor, así como la forma en la que obtiene dicho calor:
Bomba de calor aire-aire: Recolecta el calor directamente del aire y lo transfiere al ambiente interior que necesita ser climatizado.
Bomba de calor aire-agua: Toma calor del aire y lo transfiere a un circuito de agua que alimentará diversos dispositivos como suelos/techos radiantes, radiadores de baja temperatura, ventiloconvectores, aerotermos o acumuladores de Agua Caliente Sanitaria (ACS).
Bomba de calor agua-agua: Captura el calor de un circuito de agua en contacto con una fuente externa de calor, como el suelo o una capa freática, y lo transfiere a otro circuito de agua.
Bomba de calor geotérmica: Recoge la energía del terreno a través de un fluido caloportador que absorbe el calor del suelo y lo transmite al sistema frigorífico de la bomba.
Bomba de calor aerotermia: Capaz de calentar o enfriar un espacio como las bombas de calor aire-aire, proporcionar calefacción o refrigeración a un sistema de suelo radiante/refrescante, y también calentar agua sanitaria (produciendo ACS).
La principal ventaja de cada uno de estos sistemas es que
requieren solo una fuente de energía, lo que elimina la necesidad de pagar los costos asociados con el gas natural, el transporte de
butano, propano o gasóleo.
Popularidad y aplicaciones de la bomba de calor
La popularidad de la bomba de calor ha ido en aumento debido a su eficiencia energética y su capacidad para proporcionar calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria de manera sostenible. Este dispositivo es ampliamente utilizado en el ámbito residencial, comercial e industrial.
Aplicaciones en la Industria y el comercio
En el ámbito comercial, las bombas de calor son utilizadas en
edificios de oficinas, hoteles, hospitales y otros establecimientos para mantener un ambiente interior confortable durante todo el año. También se utilizan en
aplicaciones industriales, como la refrigeración de procesos y la climatización de almacenes y fábricas.
No solo sirve para calentar hogares...Las bombas de calor también se utilizan para calentar agua sanitaria en hogares, hoteles, gimnasios y otros lugares donde se requiera agua caliente.
Diferencias con otros dispositivos de calefacción y refrigeración
Las diferencias entre una bomba de calor y otros dispositivos de calefacción y refrigeración son significativas y se centran en su principio de funcionamiento, eficiencia energética e impacto medioambiental. Aquí hay algunas diferencias clave:
| Diferencias | Explicación |
| Principio de funcionamiento | Transfieren calor de un lugar a otro utilizando un ciclo termodinámico, mientras que otros dispositivos generan calor directamente mediante combustión o electricidad. |
| Eficiencia energética | Las bombas de calor son altamente eficientes al aprovechar la energía térmica del entorno, lo que las hace más económicas de operar en comparación con los sistemas convencionales. |
| Impacto ambiental | Son más respetuosas con el medio ambiente al no generar emisiones directas de gases de efecto invernadero durante su operación, lo que las convierte en una opción más sostenible. |
¿Es la bomba de calor energía renovable?
La aerotermia, una fuente inagotable de energía,
capitaliza el calor cautivo en la atmósfera circundante para suplir las necesidades de calefacción, refrigeración y agua caliente en los hogares.
Hace más de una década, el
Parlamento Europeo, a través de la Directiva 2009/28/CE en su afán de impulsar la
energía renovable, enfatizó de forma contundente la aerotermia como una de las principales formas de hacer energía renovable.
Esta distinción abarca no solo la aerotermia, sino también la
energía eólica, solar, geotérmica, hidrotérmica, oceánica, hidráulica, biomasa, gases provenientes de vertederos, plantas de depuración y biogás.
Fuente: Gráfico elaborado con fuentes de la Comisión Europea
Integración con paneles solares
La
combinación de placas solares fotovoltaicas y una bomba de calor ofrece una
sinergia efectiva:
- Las placas solares generan electricidad para alimentar los dispositivos del hogar.
- El exceso de energía se vende a la red eléctrica, reduciendo así la factura de electricidad.
- La bomba de calor, al transformar 1 kWh de electricidad en entre 3 y 5 kWh de calor, aprovecha este suministro eléctrico. ¿Cómo logra esto? No produce calor, sino que lo traslada desde el ambiente hacia la vivienda, calentando así el espacio sin incrementar la temperatura del aire exterior.
El principio de la bomba de calor es clave:
Extrae calor del ambiente, principalmente del aire (mediante aerotermia), aunque también puede provenir de la tierra (mediante geotermia) o del agua, y lo distribuye para calentar el sistema de calefacción y el agua caliente sanitaria.
No quema combustibles ni emite CO2, y proporciona de 3 a 5 veces más energía que un calentador convencional a partir de la misma cantidad de electricidad.
De esta manera, las bombas de calor se destacan por
ser económicas, seguras y respetuosas con el medio ambiente.
Mantenimiento y consideraciones prácticas
El
mantenimiento de las bombas de calor, a pesar de lo que comúnmente se piensa por falta de conocimiento,
no resulta ni costoso ni complicado. Según
AFEC, la Asociación de Fabricantes de Equipos de Climatización, los sistemas residenciales de bombas de calor requieren un mantenimiento sencillo y mínimo.
Los circuitos de refrigerante están herméticamente sellados para prevenir fugas, lo que les confiere seguridad y fiabilidad sin necesidad de recargas durante el mantenimiento. Ahora, veamos cómo se lleva a cabo el mantenimiento de los diversos elementos de la bomba de calor
Limpieza de filtros en la unidad interiorLa suciedad acumulada en los filtros puede afectar el desempeño de la bomba, disminuyendo su eficiencia. Para prevenir esto, se aconseja limpiar los filtros regularmente. Esto puede ser realizado por el usuario, extrayendo y aspirando o limpiando los filtros con agua y dejándolos secar antes de volver a colocarlos. Una o dos limpiezas al año son suficientes para mantener un rendimiento óptimo.
Inspección de la unidad exteriorPara evitar problemas durante el uso, es crucial revisar la unidad exterior y asegurarse de que esté libre de obstrucciones, como hojas u otros objetos. En áreas costeras, se recomienda una limpieza frecuente debido a la acumulación de salitre, la cual debe ser realizada por personal especializado para asegurar un funcionamiento óptimo y prolongar la vida útil del equipo.
Revisión de los circuitos hidráulicosDebido a su mayor complejidad técnica, se aconseja que la revisión de los circuitos hidráulicos sea llevada a cabo por un profesional en climatización. Para instalaciones más grandes, reguladas por el RITE, se deben cumplir ciertas exigencias, como la contratación de una empresa instaladora certificada que siga las instrucciones del manual de uso y mantenimiento.
Fuente: Gráfico elaborado con fuentes de la EHPA
Aspectos ambientales y sostenibilidad
El
parque de edificios en la Unión Europea actualmente
emite cerca del 36% de todas las emisiones de CO2. Considerando que casi la mitad del consumo final de energía en la Unión Europea se destina a
calefacción y refrigeración, con un 80% de este consumo en edificios, el potencial de reducción de emisiones en este sector es significativo.
ActualmenteEl 75% de los edificios en la UE tienen un bajo rendimiento energético. Muchas viviendas aún utilizan sistemas antiguos que queman combustibles fósiles contaminantes como carbón y petróleo. Para aprovechar completamente este potencial de mejora, sería necesario duplicar o incluso triplicar la tasa de renovación actual, que apenas alcanza el 1%, antes de 2030.
Reducción de emisiones de CO2 a través de las bombas de calor
En este contexto, las
bombas de calor para calefacción, aire acondicionado y agua caliente sanitaria se presentan como la
clave para lograr los objetivos de reducción de emisiones y alcanzar la neutralidad ambiental para el continente europeo
para el año 2050. Tres factores respaldan esta afirmación:
Las bombas de calor aprovechan energías renovables.
Las bombas de calor reducen el consumo de energía (y, por ende, los costos en el hogar) y el consumo de energía primaria.
Las bombas de calor son tecnologías con emisiones de CO2 mucho menores en comparación con cualquier tipo de caldera que utilice combustibles fósiles, ya sea gasóleo, propano o gas natural.
