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Cómo funcionan las bombas de calor. ¿Son rentables?
Tanto en verano como en invierno, las bombas de calor son sistemas de climatización útiles y versátiles en cualquier vivienda. Si nos interesa la eficiencia energética y ahorrar dinero todos los meses, saber cómo funcionan las bombas de calor es especialmente importante.
En este artículo veremos los tipos de bomba de calor que podemos encontrar en el mercado hoy en día, qué hace este sistema tan eficiente y cómo nos proporciona frío o calor.
Tipos de bombas de calor
Antes de conocer cómo funcionan las bombas de calor, es imprescindible ver los cuatro tipos de sistemas que se venden actualmente:
Bomba de calor hidrotérmica
La bomba de calor hidrotérmica, también llamada bomba de calor agua-agua, es un sistema cuyo circuito de agua se encuentra tocando constantemente la tierra, la capa freática u otro elemento que aporte energía térmica y pueda transferirse a cualquier otro circuito.
Este sistema no lo solemos encontrar en una casa, a pesar de que es más eficiente a nivel energético que la aerotermia. Sí que solemos encontrar bombas de calor hidrotérmicas en instituciones públicas y en edificios destinados a servicios industriales.
Bomba de calor aerotérmica
La bomba de calor aerotérmica, también llamada bomba de calor aire-aire, es un sistema que absorbe la energía térmica acumulada en el aire de manera directa, la cual circula por su circuito para transferirse inmediatamente a la habitación que necesite calentarse.
Entendemos la bomba de calor aerotérmica como un sistema que funciona igual que la calefacción, excepto en aquellos casos en que el circuito es reversible y hace la función de un sistema de aire acondicionado. Este sistema es más habitual verlo en las viviendas.
Bomba de calor geotérmica
La bomba de calor geotérmica, que también llamamos bomba de calor tierra-agua, es un sistema que utiliza un fluido caloportador para absorber la energía térmica del suelo y transferirla al circuito refrigerante. Este sistema se emplea para calentar el aire o el agua.
Como es lógico, la bomba de calor geotérmica ofrece energía renovable de manera ilimitada todo el año, sin apenas tener que pasar por labores de mantenimiento. Como es eficiente a nivel energético, es una alternativa verde frente a la instalación de paneles solares.
Bomba de calor aire-agua
La bomba de calor aire-agua es un sistema que recoge la energía térmica del aire y la transfiere al circuito de agua, que a su vez pasa a radiadores, suelo radiante, etc. Con esta energía se puede subir o bajar la temperatura y aportar agua caliente sanitaria.
Es común utilizar la bomba de calor aire-agua para la calefacción de piscinas. También es habitual ver este sistema trabajando en el suelo radiante porque le da una mayor capacidad y, al necesitar menos carga de refrigerante, conseguimos ahorrar bastante energía.
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Funcionamiento de una bomba de calor
Para entender cómo funcionan las bombas de calor, primero hay que conocer el circuito del sistema. En resumen, una bomba de calor es un tipo de tecnología que absorbe la energía almacenada en un entorno natural para transferirla a una estancia y enfriarla o calentarla.
Por tanto, una bomba de calor capta la energía que tiene el aire, la tierra o el agua para hacerla circular por su sistema y expulsarla a un espacio exterior en forma de frío o calor. Esto hace que una bomba de calor pueda funcionar como calefacción o aire acondicionado.
Además, la bomba de calor también es capaz de ofrecer agua caliente sanitaria y consigue calentar el agua que se utiliza en las piscinas. Lo más interesante del funcionamiento de la bomba de calor es que su energía puede ser renovable si no necesita utilizar electricidad.
Se prevé que la bomba de calor será el sistema de climatización verde más utilizado para el año 2050. Veamos ahora cómo funcionan las bombas de calor que calientan y las que enfrían.
Bomba de calor para calefacción
La bomba de calor para calefacción funciona con la ayuda de la termodinámica, esto es, transfiriendo la energía térmica que absorbe de cualquier elemento natural (por ejemplo, el aire o el suelo) a la habitación. Poco a poco, la temperatura de la casa va aumentando.
Si la bomba de calor se emplea para proporcionar agua caliente sanitaria, entonces la energía térmica que el aparato ha absorbido del aire, el agua o el suelo se va cediendo al acumulador de agua a través de un condensador para transformarla en estado líquido.
Bomba de calor para aire acondicionado
La bomba de calor para aire acondicionado es el sistema más conocido y extendido porque es más económico. Su tecnología está limitada a bajar la temperatura de la casa; es decir, esta tecnología no puede producir agua caliente sanitaria ni sirve como calefactor.
Para hacer sus funciones, la bomba de calor para aire acondicionado emplea un sistema termodinámico por comprensión y así es como transfiere aire frío a la casa. La energía que genera es muy eficiente (con un nivel A+++) y reduce el gasto total hasta en un 30%.
No obstante, dada las limitaciones que tiene la bomba de calor para aire acondicionado, no suele resultar práctico en una vivienda porque no cubre todas las necesidades. Es una buena propuesta cuando no queremos hacer obras para instalar uno de estos aparatos.
Eficiencia y rendimiento de las bombas de calor
La eficiencia de una bomba de calor se puede medir fácilmente con el coeficiente de rendimiento COP, que calcula la relación entre la energía que se transfiere y la que se consume mientras el sistema está encendido. El resultado ideal debe estar entre 2 y 6.
Por ejemplo, si una bomba de calor tiene un resultado de COP 3 se considera que el rendimiento es del 300% porque triplica la energía, o lo que es lo mismo, por cada kWh que se consume se produce 3 kWh de energía térmica en el depósito de acumulación.
Cabe añadir que, aunque todas las bombas de calor son muy eficientes energéticamente, su rendimiento es variable y debe medirse con la ayuda del coeficiente estacional SCOP. Este medidor aparece desde el año 2013 en todas las etiquetas energéticas de los equipos.
El coeficiente estacional SCOP se encarga de medir la relación entre la demanda de calefacción y el consumo de electricidad consecuente que tiene lugar al año.
