¿Cómo funciona una bomba de calor hidrotermal de aire a agua?

¿Estás buscando una forma rentable de proporcionar calor a tu hogar o espacio de oficina sin desperdiciar tu presupuesto? Considera una bomba de calor de fuente terrestre, también conocida como bomba de calor de aire a agua. Esta tecnología innovadora está ganando popularidad en diversas partes del mundo y ofrece numerosas ventajas, incluyendo un excelente control de temperatura, menores costos operativos y una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Puede instalarse fácilmente tanto en viviendas modernas como antiguas, sin causar interrupciones insoportables, y produce menos ruido en comparación con los sistemas de aire acondicionado estándar. Es una forma más rentable y respetuosa con el medio ambiente de reducir los costos de energía en edificios residenciales o comerciales.

¿Qué es una bomba de calor de circuito líquido (aire a agua)?

Una bomba de calor de fuente terrestre es una bomba de calor de aire que extrae calor del aire exterior y lo distribuye al interior mediante un sistema de calefacción por circulación. Se llama sistema de circuito líquido porque utiliza agua para distribuir el calor.

El calor extraído del exterior se utiliza para calentar agua, que luego se circula a través de tuberías de radiadores o calefacción por suelo radiante para liberar el calor en el sistema de calefacción por suelo. Estos pueden ser radiadores, convectores de zócalo, toalleros calefactables o radiadores de panel.

Por otro lado, cuando la temperatura dentro del edificio es demasiado alta, la bomba de calor extrae el exceso de calor y lo envía al exterior a través del mismo sistema. Por lo tanto, las bombas de calor de fuente terrestre pueden tanto calentar como enfriar edificios, incluyendo estructuras residenciales y comerciales, al tiempo que también proporcionan agua caliente para uso doméstico.

¿Cuáles son los componentes de una bomba de calor de aire?

Las bombas de calor de aire suelen constar de una unidad interior y una unidad exterior. Estos incluyen un compresor, condensador, válvula de expansión, evaporador y refrigerante. En invierno, la unidad exterior extrae calor del aire exterior para su uso en el interior.

El diseño de esta tecnología está orientado a absorber calor incluso a temperaturas tan bajas como -15 grados Celsius. Por otro lado, la unidad interior absorbe el exceso de calor de la casa durante las estaciones cálidas para mantener el interior confortable.

¿Cómo funciona una bomba de calor de aire a agua?

El funcionamiento de una bomba de calor de aire a agua se basa en el ciclo de refrigeración, que generalmente comienza con la compresión, condensación y expansión, seguido por la evaporación.

Compresión:  

Cuando el interior del edificio necesita calefacción, el refrigerante absorbe calor del aire exterior, convirtiéndolo en gas o vapor. El gas o vapor luego pasa a través de un compresor, donde su presión y temperatura aumentan rápidamente. El refrigerante comprimido transfiere luego el calor al agua en el sistema de calefacción por circulación mediante un intercambiador de calor.

Condensación:  

Después de distribuir el calor al sistema de circuito líquido, el gas o vapor pasa a través de un condensador, donde vuelve a convertirse en estado líquido.

Expansión:  

Cuando el interior del edificio requiere refrigeración, el refrigerante condensado pasa a través de una válvula de expansión, diseñada para reducir rápidamente la presión, lo que provoca que se evapore y absorba calor del aire interior.

Finalmente, el refrigerante regresa a la unidad exterior y el ciclo comienza nuevamente. Este proceso continuo de absorción y liberación de calor asegura que el interior de la casa permanezca confortable sin importar el clima. También proporciona agua caliente para uso doméstico.

¿Qué tan eficiente es una bomba de calor de fuente terrestre?

Al considerar el uso de una bomba de calor, sin duda querrías saber si ayuda a reducir tus costos de energía. Para las bombas de calor, esto implica revisar la eficiencia, conocida como el coeficiente de rendimiento (COP).

El COP mide la relación entre la salida de calor del sistema y la energía de entrada. Cuanto mayor sea el COP, más eficiente será la bomba de calor de fuente terrestre. El COP de la mayoría de las bombas de calor de aire a agua varía entre 3 y 4.

Esto significa que por 1 kilovatio de electricidad, se obtiene una carga de calor de 3 a 4 kilovatios. Esto es mucho más potente que las estufas de leña, las calderas de gas y las calderas eléctricas, que generalmente tienen índices de COP inferiores a 1. Aquí es donde radican las ventajas de las bombas de calor de fuente terrestre.

Altamente eficiente y ahorro de energía:

Como se mencionó anteriormente, las bombas de calor de fuente terrestre utilizan menos energía para entregar la misma carga de calor que los sistemas de calefacción eléctricos, a gas o de leña. Las bombas de calor de fuente terrestre no generan calor; simplemente lo mueven. Por otro lado, los sistemas tradicionales requieren la generación de calor, lo que aumenta los costos de energía y el impacto ambiental.

Operación rentable:

Operar una bomba de calor es más barato que hacer funcionar sistemas de calefacción eléctricos, a gas o de leña. De hecho, estudios han mostrado que operar una bomba de calor durante 960 horas, lo equivalente a 120 días, con una carga térmica de 20 kilovatios en un edificio de 200 metros cuadrados costaría aproximadamente $1,500. En cambio, usar una caldera eléctrica por la misma duración en una casa similar costaría alrededor de $5,000. Los costos operativos relativos de los sistemas de leña y gas natural serían de $2,200 y $1,800, respectivamente.

Menor consumo de electricidad:

Las bombas de calor de aire a agua consumen menos electricidad como su fuente de energía. De hecho, su consumo de electricidad se reduce en un 60% en comparación con los calentadores de agua eléctricos estándar. Además, usar una casa conectada a la red alimentada por un sistema de generación de energía solar resultaría en aún mayores ahorros, sin mencionar los beneficios ambientales. Operar una bomba de calor de fuente terrestre de tamaño estándar de 300 litros necesitaría solo alrededor de 3.5 kWh de electricidad por día en casa, lo que la mayoría de los paneles solares pueden generar fácilmente, dependiendo de tu ubicación. Además, la bomba de calor puede extraer y almacenar calor durante las horas más cálidas del día mediante programación. Esto simplemente significa que el agua caliente se almacena en un tanque ubicado debajo del piso para su uso posterior.

Comodidad:

Las bombas de calor hacen que los espacios interiores sean cómodos sin importar el clima. Tienen calor incluso cuando la temperatura del aire es de -15 grados Celsius. Por lo tanto, incluso en condiciones externas adversas, las bombas de calor mantienen su eficiencia.

Versatilidad:

Como se mencionó anteriormente, las bombas de calor de aire a agua están diseñadas para proporcionar calefacción para las casas cuando sea necesario y refrigeración cuando la casa se vuelve demasiado cálida. Esto asegura comodidad durante todo el año sin necesidad de comprar sistemas de calefacción y refrigeración separados. Además, pueden ayudar a satisfacer la demanda de agua caliente para los hogares.

Distribución uniforme del calor:

Las bombas de calor de circuito líquido pueden distribuir el calor de manera uniforme porque el agua es su medio principal para la distribución de calor. El agua es un excelente conductor de calor, transportando calor 4,000 veces más eficientemente que el aire. Sin embargo, aumentar la temperatura del agua requiere más energía, lo que es una ventaja ya que permite ajustar más fácilmente la velocidad a la que la bomba de calor de circuito líquido calienta o enfría la casa.

Además, las bombas de calor de aire a agua no calientan directamente el aire, sino que calientan los objetos en la habitación a través de radiación. Esto ayuda a garantizar una distribución de calor consistente y uniforme. Además, la mayoría de las bombas de calor están equipadas con termostatos que ayudan a dirigir el calor a diferentes áreas de la casa, eliminando puntos fríos.

Ecológico:

Las bombas de calor de aire a agua pueden reducir las emisiones de carbono y la contaminación acústica. Como se mencionó anteriormente, las bombas de calor utilizan menos electricidad en comparación con los sistemas de calefacción tradicionales. Además, si aumentas la entrada de electricidad con energía solar, realmente contribuye a reducir la huella de carbono de tu propiedad. Además, las bombas de calor no interrumpen tu hogar ni tu sueño, ya que son mucho más silenciosas que los sistemas de calefacción estándar.

Bajo mantenimiento:

Otra ventaja de las bombas de calor de aire a agua es su bajo costo de mantenimiento. Tienen menos piezas móviles en comparación con los sistemas de calefacción tradicionales. El beneficio de esto es que son menos propensas a daños debido a factores como la fricción.

Por lo tanto, no tendrás que asumir costos de reparación frecuentes, ahorrando dinero. Además, la longevidad del equipo se extiende debido a la ausencia de muchas piezas móviles. De hecho, las bombas de calor de alta calidad pueden ofrecer servicio durante hasta 20 años.

¿Qué aplicaciones tienen las bombas de calor de fuente terrestre?

Las bombas de calor de aire a agua pueden utilizarse en entornos residenciales, industriales o comerciales. Aquí algunas aplicaciones específicas:

Calefacción y refrigeración residencial:

Las bombas de calor de fuente terrestre pueden integrarse con radiadores residenciales, convectores de zócalo, toalleros calefactables o radiadores de panel para proporcionar calefacción o refrigeración para la casa según las condiciones climáticas. También pueden ayudar a satisfacer la demanda de agua caliente para los hogares.

Calefacción de piscinas:

Como se mencionó anteriormente, las bombas de calor de circuito líquido pueden ayudar a los hoteles a satisfacer sus necesidades de agua caliente, incluida la demanda de agua caliente para las piscinas. El agua caliente del sistema de calefacción por circulación se puede transferir a la piscina, lo que permite a los residentes disfrutar de una piscina cálida incluso en climas fríos.

Calefacción y refrigeración comercial:

Las bombas de calor de aire también son adecuadas para escuelas, hoteles, hospitales, oficinas y otros establecimientos comerciales, proporcionando calefacción y refrigeración eficiente durante todo el año.

Calefacción y refrigeración industrial:

Las bombas de calor de aire a agua pueden utilizarse en entornos industriales, incluidos talleres, almacenes y fábricas de fabricación. Estos sistemas pueden proporcionar calefacción y refrigeración, asegurando condiciones cómodas en el interior para los trabajadores.

Para resumir:

La calefacción y refrigeración representan al menos un tercio del consumo de energía de una propiedad. Con el aumento de los precios de la electricidad y el gas, vale la pena explorar sistemas alternativos de calefacción y refrigeración como las bombas de calor de fuente terrestre. Las bombas de calor de fuente terrestre requieren al menos un 60% menos electricidad en comparación con los sistemas de calefacción tradicionales para producir la misma carga térmica.

Son ecológicas, tienen bajos costos operativos y de mantenimiento, pueden instalarse tanto en casas nuevas como antiguas, y vienen con menos inconvenientes. Para bombas de calor de alta calidad, contacta a Shenling. Con más de 25 años de experiencia en el mercado global de bombas de calor, ofrecemos bombas de calor certificadas por EN14511 con certificaciones CCC, CB, CE, SAA, ROHS, ERP, TUV y KEYMARK. Deja que nuestro equipo te ayude a encontrar la bomba de calor de aire a agua adecuada para tu propiedad.