Bombas de calor: eficiencia y confort todo el año

Bombas de calor: eficiencia y confort todo el año

Aunque para muchos resulta una tecnología desconocida, las bombas de calor cuentan ya con varias décadas de existencia, y se estima que en España funcionan ya cerca de 12 millones de bombas de calor para proporcionar confort a hogares y establecimientos de todo tipo.

¿Qué son las bombas de calor?

Para entender fácilmente en qué consiste una bomba de calor podemos compararlo con el funcionamiento de una nevera. Su función consiste en extraer el calor que hay en su interior y expulsarlo hacia afuera. De esta forma mantenemos los alimentos de la nevera a una temperatura determinada. Igualmente, las bombas de calor realizan un ciclo similar para refrigerar una estancia y un ciclo invertido para calentarla, extrayendo la energía a intercambiar de diversas fuentes (aire, agua o suelo).
El refrigerante, dentro del circuito de la bomba de calor, realiza las siguientes transformaciones:

• Evaporación: el refrigerante absorbe calor y se evapora completamente.
• Compresión: el refrigerante, llegando del evaporador en estado gaseoso y a baja presión, es llevado a una alta presión.
• Condensación: el refrigerante, fluyendo desde el compresor consigue pasar a un estado líquido, liberando calor.
• Expansión: pasando a través de una válvula de expansión, el líquido refrigerante se enfría y se transforma parcialmente en vapor.

Este ciclo puede ser revertido, por lo que el mismo equipo puede producir calor y frío. Así, las bombas de calor cumplen la doble funcionalidad de calentar en invierno y enfriar en los meses de verano, pudiendo sustituir a los sistemas tradicionales de aire acondicionado y calefacción con una única instalación.

Tipos de bomba de calor

Existen diferentes tipos de bombas de calor en función de la fuente de calor y el sistema utilizado para distribuirlo.

1. Bombas de calor aerotérmicas: Son las bombas que utilizan el aire exterior como fuente de calor (aerotermia). Dentro de estas, se clasifican en:

1. Bomba de calor aire-aire: el calor se extrae del aire exterior y se cede al refrigerante, que lo transporta al interior de la vivienda. Esta energía se libera en el interior de la estancia mediante un intercambiador calentando de este modo la vivienda.
2. Bomba de calor aire-agua: en este caso, el aire exterior también se utiliza como fuente de calor, pero el calor extraído se transfiere a un circuito de agua que se puede usar para alimentar sistemas de calefacción por fancoils, suelo radiante, radiadores y proporcionar agua caliente sanitaria.

Ventajas de las bombas aerotérmicas:

• Son las más utilizadas por tener menor coste de instalación.
• Proporcionan por 1kWh de energía eléctrica hasta 4 kWh de energía calorífica.
• Especiales para zonas donde la temperatura no es tan dura.

Inconvenientes:

• Si el aire exterior es demasiado frío, la eficiencia del sistema disminuye.

2. Bombas de calor geotérmicas: Son aquellas bombas que utilizan la tierra como fuente de calor (geotermia). En una bomba de calor geotérmica, el calor se extrae de la tierra y se convierte en agua caliente. Como la temperatura del subsuelo permanece mucho más estable durante todo el año, la eficiencia de este sistema es mayor, incluso durante los inviernos más fríos. Se pueden clasificar en dos tipos de sistemas:

1. Intercambiador de calor horizontal: los tubos se instalan a una profundidad específica, por ejemplo, en torno a 1,5 m por debajo del nivel del suelo. Este circuito cerrado transfiere el calor de la tierra a la bomba de calor. La superficie del terreno necesaria para ello debe ser mucho mayor que la del espacio a calentar, por lo que este sistema no es adecuado para terrenos pequeños en ciudades.
2. Intercambiador de calor vertical: se realizan uno o más orificios verticales en el suelo. En cada uno de ellos, se instala una tubería descendente y una ascendente, formando un circuito cerrado. La mezcla líquida que circula por las tuberías extrae el calor del subsuelo y lo transfiere a la bomba de calor. Este sistema se puede utilizar en terrenos con una superficie reducida, siempre que sea posible realizar las perforaciones para las tuberías.

También suelen distinguirse dos tipos de bombas geotérmicas según los medios que intercambian el calor. Así tenemos:

3. 3. Bombas de calor tierra-aire: Utilizan las propiedades naturales de la tierra para aportar calor y frío a un edificio.

3. 4. Bombas de calor tierra-agua: Aprovecha el calor contenido en el terreno y mediante una condensación por agua aportan calor o frío al edificio. Son poco habituales por el coste de las instalaciones.

Ventajas de las bombas geotérmicas:

• La instalación y el mantenimiento es muy sencillo.
• Generan por cada 1kWh de energía eléctrica hasta 6kWh de energía calorífica.
• Funcionan las 24 horas del día y los 365 días del año.

Inconvenientes:

• Elevado coste de la instalación inicial.
• Como el agua que baja es más fría, se puede reducir la temperatura del suelo, disminuyendo así la eficiencia de este sistema a medida que se acerca el final de la temporada de calefacción. Si la temperatura del suelo baja demasiado, se dice que el suelo está agotado.

3. Bombas de calor hidrónicas: Son aquellas bombas que utilizan el agua como fuente de energía (hidrotermia). Se perforan dos pozos en el suelo a una distancia razonable el uno del otro. El agua subterránea se bombea desde el primer pozo a la bomba de calor. El calor se transfiere a un intercambiador de calor y el agua de retorno, más fría, se bombea al segundo pozo. Este sistema se puede revertir en verano, usando el agua subterránea más fría del segundo pozo para enfriar la casa. El exceso de calor se almacena en el primer pozo.
Las bombas de calor hidrónicas agua-agua extraen el calor del agua subterránea para la calefacción con radiadores de baja temperatura, ventiloconvectores (fancoils) o suelo radiante.

Ventajas de las bombas hidrónicas:

• Un sistema muy respetuoso con el medio ambiente.
• Capaces de producir aire acondicionado o calefacción por separado.

Inconvenientes:

• Elevado coste de la instalación inicial.
• Disponibilidad de terreno para perforar pozos.
• Disponibilidad de corriente de agua subterránea.

¿Por qué elegir una bomba de calor?

Además de las razones obvias que supone instalar un sistema de este tipo en el hogar (mayor confort, mejor descanso, aire más limpio), las bombas de calor presentan ciertas ventajas con respecto a los sistemas de climatización tradicionales:

• Mejor rendimiento energético: es decir, la energía obtenida es mucho mayor frente a la energía consumida en su funcionamiento.
• Sin tarifas mensuales ni términos fijos de gasto.
• Un solo sistema e instalación para proporcionar calor y frío todo el año y según nuestras necesidades.

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