Las bombas de calor utilizan electricidad para proporcionar calefacción y refrigeración a los edificios. Estos dispositivos transfieren calor de manera eficiente de un lugar a otro, dependiendo de la ubicación en la que se necesite. En invierno, las bombas de calor proporcionan calefacción extrayendo calor del exterior del edificio y transfiriéndolo al interior. En verano, pueden proporcionar refrigeración moviendo el calor interior hacia el exterior. Es esencial entender los diferentes tipos de bombas de calor, sus principios de funcionamiento y cómo contribuyen a abordar el cambio climático.
Principios de funcionamiento de las bombas de calor
Las bombas de calor utilizan una tecnología similar a la del aire acondicionado para enfriar su hogar utilizando un refrigerante. La principal diferencia entre el aire acondicionado y las bombas de calor es que las bombas de calor tienen una válvula de inversión, que les permite también proporcionar calefacción para su hogar. En modo de calefacción, el funcionamiento de una bomba de calor es opuesto al de un aire acondicionado. Utiliza el refrigerante para calentar su hogar en lugar de enfriarlo.
¿Cómo funcionan las bombas de calor?
Aquí tienes un proceso paso a paso de cómo funciona una bomba de calor:
- El calor se obtiene del aire exterior o del calor almacenado en el suelo. Este calor se sopla o se bombea hacia una superficie de intercambio térmico fuera de la bomba de calor.
- Este calor es suficiente para evaporar el líquido refrigerante dentro de la bomba de calor y convertirlo en gas.
- Este gas se comprime, lo que aumenta su presión y hace que su temperatura suba.
- El gas calentado fluye a través de una superficie interna de intercambio térmico. Este calor puede ser soplado hacia la casa o transferido a un sistema de calefacción central o de agua caliente.
- A medida que el calor se entrega a la casa, la temperatura del gas baja, lo que provoca que vuelva a su estado líquido.
- El ciclo de refrigeración inverso se repite hasta que la casa alcanza la temperatura deseada establecida por el termostato.
Si las bombas de calor obtienen calor del exterior, ¿cómo proporcionan calor en días fríos?
Incluso en climas fríos, aún existe algo de energía térmica. Las bombas de calor pueden extraer de manera efectiva la energía térmica del suelo o del aire que rodea un edificio y usarla para proporcionar calor a su hogar o negocio. Para un rendimiento óptimo, es importante que los edificios tengan una buena eficiencia energética, incluida una adecuada aislamiento.
Diferentes tipos de bombas de calor
Existen diferentes tipos de bombas de calor: de aire y de tierra. Las bombas de calor también pueden combinarse con calderas de gas de combustibles fósiles, y estos sistemas a menudo se denominan bombas de calor híbridas.
¿Cómo funciona una bomba de calor de aire?
Una bomba de calor de aire absorbe el calor del aire y eleva su temperatura. Existen dos tipos principales de bombas de calor de aire: aire-agua y aire-aire.
Las bombas de calor aire-agua absorben el calor del aire exterior e inyectan este calor en un sistema de calefacción central de agua (similar a los sistemas de calefacción central de gas existentes). Debido a la menor potencia térmica en comparación con los hornos o calderas tradicionales, puede ser necesario utilizar radiadores más grandes o calefacción por suelo radiante para aprovecharla al máximo. Las bombas de calor aire-agua suelen ser más adecuadas para nuevas construcciones o edificios con alta eficiencia energética.
Las bombas de calor aire-aire absorben el calor del aire exterior y lo distribuyen dentro de la casa mediante ventiladores. Este tipo de sistema se puede usar para calefacción, pero no produce agua caliente.
¿Cómo funciona una bomba de calor geotérmica?
Un sistema de bomba de calor geotérmica utiliza el calor natural del suelo al bombear líquido a través de tuberías. La bomba de calor luego eleva la temperatura de este líquido, que se utiliza para calefacción o agua caliente. Su función es similar a la de un horno o caldera en un sistema de calefacción central, pero genera calor a partir del calor ambiental en el suelo en lugar de quemar combustible.
El sistema de bomba de calor geotérmica consta de un bucle geotérmico (una red de tuberías enterradas bajo tierra; cuanto más grande sea el bucle, mayores serán las demandas de calefacción de su hogar) y la unidad de bomba de calor geotérmica.
Una mezcla de agua y anticongelante se bombea a través del bucle geotérmico, absorbiendo el calor generado naturalmente y almacenado en el suelo. La mezcla de agua se comprime y pasa a través de un intercambiador de calor, donde el calor se extrae y se transfiere a la bomba de calor. Luego, el calor se transfiere al sistema de calefacción de su hogar. Este calor se puede utilizar para radiadores, agua caliente o sistemas de calefacción por suelo radiante.
¿Cómo funciona un sistema híbrido de bomba de calor?
Un sistema híbrido de bomba de calor, también conocido como sistema de fuente dual, integra una bomba de calor (ya sea aire-agua o geotérmica) con un sistema tradicional de calefacción de gas o caldera, y en el futuro podría incluso integrarse con una caldera de hidrógeno.
Los sistemas híbridos de calefacción pueden monitorear las temperaturas exteriores y seleccionar automáticamente la opción más eficiente en términos de energía para mantener su hogar siempre cálido y proporcionar agua caliente.
¿Por qué son importantes las bombas de calor para alcanzar las emisiones netas cero?
Aproximadamente el 40% de las emisiones globales provienen de los edificios, y una parte significativa se debe a cómo calentamos nuestros hogares y negocios.
Para lograr emisiones netas de carbono cero y abordar el cambio climático, es fundamental pasar de sistemas de calefacción basados en combustibles de alto contenido de carbono a alternativas más limpias, de bajo o cero carbono.
Las bombas de calor desempeñan un papel clave en esta transición por dos razones principales:
El diseño de los sistemas de bomba de calor tiene como objetivo extraer más energía térmica del entorno que la energía eléctrica consumida para generar calor. Producen de dos a tres veces más calor del que consumen en electricidad.
A medida que una mayor proporción de electricidad proviene de fuentes renovables como la solar y la eólica, la energía utilizada para hacer funcionar las bombas de calor se vuelve más limpia también.