Una bomba de calor es capaz de pasar la energía en forma de calor de un ambiente (ya sea por el aire, agua o suelo) a otro. Este proceso es capaz de realizarlo generando un cambio de estado de gas a líquido de un fluido refrigerante en un condensador. Hay bombas de calor que funcionan con un ciclo inverso, es decir, que aportan frío al local. En esta caso estamos hablando de una bomba de calor reversible.
La principal propiedad de la bomba de calor es que captura la energía de fuentes externas y gratuitas, haciendo que multiplique la potencia eléctrica de accionamiento del compresor, transportando calor útil de forma altamente eficiente. Básicamente, suministra más energía útil de la que usa para funcionar, llegando a ahorros del 75% comparándolo con gas, gas-oil o electricidad. Así también importante su aspecto medioambiental por su gran eficiencia energética y su combinación con renovables.
De que se compone una bomba de calor?
Compresor, encargado de comprimir el gas para que adquiera energía calorífica. Esto se consigue con energía eléctrica.
Condensador. Dónde se intercambia el calor del gas comprimido por el compresor, cediendo toda su energía al agua del depósito (calderín). A medida que va cediendo la energía, el gas se condensa y vuelve a estado líquido.
Válvula de expansión. El fluido refrigerante al pasar por un cambio de sección hace que la presión caiga de golpe produciéndose así un descenso de la temperatura (Efecto Joule-Thomson).
Evaporador. Este componente es otro intercambiador que a través de un radiador, permite el intercambio entre el fluido refrigerante y el aire ambiente, haciendo que el refrigerante pase a ser gas de nuevo.
¿Cómo es el funcionamiento de una bomba de calor?
Se basa en los principios de la termodinámica:
El fluido refrigerante se encuentra a baja temperatura, a baja presión y en estado líquido. El aire aspirado del ambiente pasa a través del evaporador, dónde el fluido refrigerante absorbe la temperatura del aire ambiente y cambia de estado pasando a ser gas. Al mismo tiempo, el aire expulsado a través de evaporador, sale a una temperatura más baja.
Ahora el fluido refrigerante en forma de gas a baja presión, es comprimido por el compresor, haciéndole ganar energía (calor). Este gas caliente circula por el condensador cediendo así su energía al agua acumulada. Se convierte así de nuevo el fluido refrigerante en un líquido que al pasar por la válvula de expansión para obtener de nuevo el fluido en sus condiciones iniciales, es decir, a baja presión y a baja temperatura para que se pueda iniciar de nuevo el proceso.
Tipos de bombas de calor
1.- Bomba a calor aire-aire : el calor que se toma del el aire se transfiere directamente al aire de la zona a calentarse.
2.- Bomba a calor aire-agua : el calor se toma del aire y se transfiere a un circuito de agua suelo radiante o techo radiante/refrescante, radiadores, ventilo-convectores o aerotermia.
3.- Bomba a calor agua-agua : el sistema toma el calor de un circuito de agua en contacto con un elemento que le proporcionará el calor (la tierra, capa freática) para transferirlo a otro circuito de agua. Es el sistema generalmente adoptado por las bombas de calor geotérmicas.
Que es el coeficiente de rendimiento de las bombas de calor
La eficiencia de una bomba de calor se mide por su coeficiente de rendimiento COP (Coefficient of Performance). Es la relación entre el calor cedido y la energía eléctrica consumida (básicamente) por el compresor. Un COP de entre 2 y 6, dependiendo de la diferencia entre las temperaturas de ambos focos (interior o exterior) puede ser una buena elección. De forma práctica se puede decir que un COP 4 implica un rendimiento del 400%, o lo que es lo mismo, para 1kWh consumido de energía eléctrica se aportan 4 kWh de energía en forma de calor al depósito de acumulación.
Es obvio que este coeficiente es variable según el tipo de bomba de calor y según las condiciones de funcionamiento. La variable que más incidencia tiene es la temperatura ambiente. No hay que olvidar que también está la temperatura de entrada de agua y la humedad relativa de la zona.
Como que una bomba de calor aporta hasta un 75% de ahorro en agua caliente-sanitaria. Podemos establecer que cumple con lo referente a ahorro exigido en el apartado HE4 del Código técnico de la edificación. Se puede así utilizar justificadamente para disminuir el porcentaje de cobertura solar exigido en cualquier edificación sujeta a CTE.