Introducción
¿Necesita una forma eficaz y ecológica de calentar, calentar y enfriar su hogar? En ese caso, invertir en una bomba de calor puede ser la solución que está buscando. Ofrece numerosas ventajas en comparación con los sistemas tradicionales de calefacción y refrigeración, como las calderas de gas.
Por eso, las bombas de calor se han vuelto enormemente populares en Europa en los últimos años. Las bombas de calor de fuente de aire (variedades aire-aire y aire-agua) son ampliamente aclamadas. El gráfico siguiente cuenta la historia.
En este artículo, analizaremos en profundidad las bombas de calor de fuente de aire, desde sus diversos componentes hasta sus mecanismos de funcionamiento. Le informaremos más sobre sus tipos y ventajas. Por último, responderemos algunas preguntas que suelen formularse sobre estos sistemas de climatización.
¿Qué es una bomba de calor de fuente de aire?
Probablemente sepas que existen distintos tipos de bombas de calor. Se clasifican según su funcionamiento y la fuente de absorción de calor. Las bombas de calor más conocidas y utilizadas son las bombas de calor de fuente de aire (ASHP).
Estos dispositivos eléctricos absorben el calor del aire exterior y luego lo transfieren al interior para proporcionar calefacción y agua caliente a su residencia.
Las bombas de calor de aire acondicionado también pueden proporcionar refrigeración. Lo hacen invirtiendo este proceso de transferencia de calor de un lugar a otro. Esto implica que absorben el calor del aire interior y lo expulsan al exterior.
Muchas bombas de calor de aire modernas (pero no todas) pueden proporcionar refrigeración a su hogar. Eliminan el calor del aire interior para enfriarlo.
Componentes esenciales del sistema de bomba de calor
Una bomba de calor aire-agua (a veces llamada bomba de calor aire-agua) consta de varios componentes principales. Estos elementos funcionan juntos para proporcionar calefacción y refrigeración eficaces. Son los siguientes:
1. Unidad exterior de condensador y evaporador
Dependiendo del tipo de sistema, las bombas de calor de aire acondicionado pueden tener unidades exteriores e interiores. La función principal de la unidad exterior es captar el calor del aire. Está formada por el intercambiador de calor y el compresor. Estos juegan un papel fundamental en la absorción y compresión del calor ambiental. Por calor ambiental entendemos el calor presente en capas de aire cercanas al suelo.
Esto implica que el calor del exterior se lleva a un intercambiador de calor, el llamado evaporador, que permite la transferencia de calor entre el aire exterior y el refrigerante.
Hay un segundo intercambiador de calor llamado condensador. El condensador también se puede encontrar en la unidad exterior si tiene una bomba de calor monobloque. El condensador tiene como objetivo transportar el calor de un refrigerante a un circuito de agua. Luego proporciona calefacción y agua caliente.
El condensador se encuentra en la unidad interior del dispositivo si posee un sistema split. Continúe leyendo para obtener más información sobre las bombas de calor split y monobloque.
2. Unidad interior
Dentro de su hogar, la unidad interior distribuye el calor o el frío que produce el sistema. Por lo general, puede ser la siguiente:
- radiadores
- Calefacción por suelo radiante
- Sistema de distribución de aire por conductos
3. Tubería de refrigerante
La tubería de refrigerante es un conjunto de tubos de cobre aislados. Su función es transportar el refrigerante entre las unidades exterior e interior de la bomba de calor.
Desempeña un papel muy importante en el proceso de transferencia de calor en todo el sistema.
4. Válvula de inversión
La válvula de inversión también es un componente fundamental de las bombas de calor de aire acondicionado. Invierte la dirección del flujo de refrigerante para proporcionar refrigeración en verano.
En otras palabras, permite que la bomba de calor varíe entre los modos de calefacción y refrigeración. En muchas bombas de calor de aire acondicionado encontrará una válvula de inversión de 4 vías.
5. Válvula de expansión
La válvula de expansión regula el flujo de refrigerante para un funcionamiento uniforme de la bomba de calor. También contribuye a mantener el rendimiento y la eficiencia de las bombas de calor de aire acondicionado.
¿Cómo funciona la calefacción con bomba de calor de fuente de aire?
Como puede ver, el calor se desplaza de lugares más cálidos a lugares más fríos de forma natural. Para proporcionar calor, las bombas de calor de aire acondicionado invierten este proceso utilizando electricidad. Lo hacen a través de un ciclo de refrigeración, empleando así un refrigerante. Es un medio a través del cual el calor viaja de una etapa a otra en todo el sistema.
La energía térmica del aire exterior se capta en el evaporador y luego se transfiere al refrigerante incluso cuando hace más frío en el exterior. Incluso cuando las temperaturas exteriores son bajas, todavía contiene suficiente calor para extraer del aire.
A continuación, el compresor comprime el refrigerante, lo que hace que su temperatura aumente.
El refrigerante comprimido a alta temperatura se transforma en gas y pasa al condensador, donde el calor del refrigerante gaseoso se transfiere al agua.
El refrigerante gaseoso se enfría a medida que se libera calor en el condensador y la válvula de expansión. Luego se transforma nuevamente en líquido. Este proceso se repite para suministrar calefacción y agua caliente.
¿Cómo funciona la refrigeración con bomba de calor de fuente de aire?
Además de calefacción, las bombas de calor asistidas también pueden proporcionar refrigeración, generalmente a través de una válvula de inversión de 4 vías.
Altera la dirección del flujo de refrigerante, lo que permite que el sistema absorba calor del espacio interior y lo expulse al exterior. Finalmente, enfría el agua que circula por el sistema, que luego puede utilizarse para enfriar el espacio.
Cuando la válvula de inversión se activa para el modo de refrigeración, el “condensador” actúa como evaporador. Absorbe el calor del ciclo de agua conectado, lo que provoca la evaporación del refrigerante. En el “evaporador”, el refrigerante se condensa y expulsa el calor hacia el exterior.
Tipos de bombas de calor de fuente de aire
Las bombas de calor ASHP vienen en varios tipos, que son los siguientes:
1. Bombas de calor aire-aire
Las bombas de calor aire-aire se clasifican básicamente como una variante de los acondicionadores de aire. Pueden enfriar y calentar el espacio residencial, pero carecen de la capacidad de proporcionar agua caliente. Las bombas de calor aire-aire son las más comunes en diferentes países y regiones, como Estados Unidos. También se incluyen en muchos países europeos como Francia, Portugal, España e Italia.
2. Bombas de calor aire-agua
Hay otro tipo de bomba de calor de fuente de aire disponible, es decir, bombas de calor aire-aguaAbsorben el calor del aire exterior (incluso cuando hace frío) y lo transportan al agua. Luego, el calor se distribuye a diferentes emisores como:
- radiadores
- Calefacción por suelo radiante
- Tanque de agua caliente
- Unidades de fan coil
El objetivo es proporcionar calefacción, agua caliente y funciones de refrigeración opcionales. Estos sistemas de bomba de calor son más comunes en toda Europa, incluidos Polonia, Alemania, Finlandia, Noruega, etc.
Básicamente, existen dos tipos de bombas de calor aire-agua:
Bomba de calor monobloque
Esta variante de bomba de calor aire-agua consta de una sola unidad de bomba de calor. Se ubica fuera de su hogar. Consta de una sola unidad exterior que contiene lo siguiente:
- intercambiador de calor
- compresor
- La sección de agua del ciclo de refrigeración.
Los sistemas monobloque son más económicos que sus homólogos divididos y más rápidos de instalar. Ocupan menos espacio en el hogar.
Bomba de calor dividida
Una bomba de calor dividida es diferente a una bomba de calor monobloque.
Un sistema dividido separa los componentes entre las unidades interior y exterior. Además, dos tubos de cobre transfieren el refrigerante entre las unidades interior y exterior.
Beneficios de utilizar bombas de calor de fuente de aire
La calefacción y la refrigeración mediante fuente de aire proporcionan algunos beneficios notables que son los siguientes:
1. Paquete todo en uno
Las bombas de calor aire-agua (en particular, las bombas de calor aire-agua) son un paquete todo en uno, lo que significa que pueden satisfacer las necesidades de calefacción, agua caliente y refrigeración de un hogar.
También es una solución a largo plazo para gestionar las necesidades de temperatura de su espacio habitable. Por eso son los preferidos para uso residencial y comercial.
2. Respeto del medio ambiente
Las bombas de calor de aire acondicionado solo necesitan electricidad para transportar el calor. No requieren combustibles como petróleo, gas o madera. Esto significa que las bombas de calor emiten mucho menos CO2 que las calderas de gas, lo que puede ayudar a reducir sustancialmente las emisiones de gases de efecto invernadero. Esto hace que las bombas de calor sean sostenibles y respetuosas con el medio ambiente.
Según la Asociación Europea de Bombas de Calor, las bombas de calor pueden reducir más de 9 millones de toneladas de emisiones de CO2 solo en la Unión Europea. Además, pueden reducir las emisiones de CO2 entre un 35 y un 65 % en comparación con las calderas de gas.
3. A prueba de futuro
Al utilizar una bomba de calor ASHP, puede liberarse de los suministros de gas o petróleo. También puede ahorrarle futuros aumentos en los precios del combustible. No hay necesidad de temer restricciones y futuras prohibiciones en materia de combustibles. Eso hace que un sistema HVAC de este tipo sea a prueba de futuro.
4. Alta eficiencia energética
En esencia, las bombas de calor de aire a presión pueden proporcionar de 3 a 4 kilovatios de calor renovable a partir del aire, por cada kilovatio de electricidad utilizado. Funcionan con una proporción de 30% de electricidad y 70% de fuentes renovables, es decir, aire. Eso las convierte en energéticamente eficientes en torno al 300-400%.
Se trata de una mejora sustancial en comparación con los sistemas de calefacción convencionales, como las calderas de gas. Las bombas de calor también requieren menos electricidad que los calentadores eléctricos, lo que ayuda a reducir las facturas de energía.
5. Bajo mantenimiento
La tecnología de las bombas de calor es fiable y está probada a lo largo del tiempo. Por ello, las bombas de calor requieren poco mantenimiento. Solo hay que inspeccionar unos pocos componentes. Además, sus costes son relativamente bajos. Por el contrario, las calderas suelen necesitar una limpieza periódica y suponen unos costes de mantenimiento más elevados.
Preguntas frecuentes
¿Pueden funcionar las bombas de calor de fuente de aire en climas fríos?
Las bombas de calor de aire a agua (en particular, las bombas de calor aire-agua) pueden funcionar de manera eficaz en climas fríos. Estas bombas de calor son productivas a temperaturas tan bajas como -10 °C. A -20 °C, algunas bombas de calor de aire a agua aún tienen una tasa de eficiencia superior al 200 %.
Por lo tanto, se recomienda elegir un modelo de bomba de calor diseñado principalmente para climas fríos. Esto es posible porque estos sistemas absorben el calor externo que aún prevalece en climas más fríos y luego lo llevan al interior.
Es posible que sepa que muchos países europeos, como Finlandia, Suecia y Noruega, sufren inviernos muy duros, por lo que han adoptado ampliamente las bombas de calor de aire acondicionado.
¿Cuál es la longevidad de una bomba de calor de fuente de aire?
La vida útil de una bomba de calor de aire acondicionado es generalmente de entre 15 y 20 años. Con un mantenimiento adecuado, algunas bombas de calor de aire acondicionado pueden durar incluso más, hasta 25 años. La calidad y el estado de la bomba de calor influyen principalmente en esto.
Revisar anualmente la bomba de calor y realizarle mantenimiento puede prolongar su vida útil.
¿Son las bombas de calor de fuente de aire respetuosas con el medio ambiente?
Las bombas de calor de aire acondicionado son indudablemente respetuosas con el medio ambiente. Una de las principales ventajas de invertir en bombas de calor de aire acondicionado es su mínima huella de carbono. Son una forma de enfriar y calentar su hogar con bajas emisiones de carbono, por lo que ayudan significativamente a reducir las emisiones de carbono.
Las bombas de calor de aire a presión solo necesitan electricidad para transportar el calor. No necesitan ningún combustible como petróleo, madera o gas. Además, las bombas de calor de aire a presión utilizan energía renovable, lo que las hace limpias y ecológicas.
¿Cuáles son las ventajas de las bombas de calor de fuente de aire frente a los sistemas de calefacción tradicionales?
Las bombas de calor ofrecen numerosas ventajas en comparación con los sistemas de calefacción tradicionales, como las calderas. A diferencia de las calderas que generan energía térmica mediante la quema de gas, solo transportan calor del aire exterior al aire interior o viceversa. Eso las convierte en sistemas muy eficientes energéticamente, sostenibles y respetuosos con el medio ambiente. También pueden suponer un importante ahorro en las facturas de los servicios públicos a largo plazo.
¿Cuáles son las condiciones necesarias para instalar una bomba de calor aerotérmica?
A la hora de instalar una bomba de calor de aire acondicionado, hay que tener en cuenta algunas condiciones importantes que garantizan la eficiencia energética y un rendimiento óptimo. Estas son:
- Identifique una ubicación adecuada para la unidad exterior que proporcione espacio suficiente. Debe estar libre de obstrucciones y permitir el acceso de aire fresco.
- Debe haber un suministro de energía eléctrica adecuado para el funcionamiento de la bomba de calor.
- Su hogar debe estar bien aislado para maximizar la eficiencia de la bomba de calor.
- Evalúe las condiciones climáticas de su ubicación para dimensionar la bomba de calor de aire acondicionado. Depende de sus necesidades de calefacción y refrigeración.
- Debe existir un sistema de plomería para conectar la bomba de calor. El propósito es el suministro de agua caliente.
- La instalación de la bomba de calor debe ser realizada por un técnico profesional con experiencia en la instalación de dichos sistemas. Esto es para garantizar el manejo y dimensionamiento del refrigerante y cumplir con las regulaciones locales.
- Asegúrese de que el sistema ASHP tenga garantías adecuadas y acceso a un servicio posventa superior.
¿Es alto el costo de mantenimiento de una bomba de calor de fuente de aire?
Un profesional que realiza un mantenimiento regular y adecuado de las bombas de calor garantiza un funcionamiento óptimo y una larga vida útil. De media, el mantenimiento de una bomba de calor cuesta entre 150 y 300 € anuales. No suele ser una cifra elevada teniendo en cuenta los beneficios que se obtienen.
Sin embargo, los costos pueden depender del tipo de ASHP y de los contratos de mantenimiento que ofrezca su técnico de calefacción.
Conclusión
Esperamos que este artículo le proporcione abundante información sobre las bombas ASHP.
Abordamos diferentes aspectos de estos sistemas de climatización en constante crecimiento, desde su funcionamiento hasta los tipos y beneficios. También obtuvimos información sobre los componentes más importantes de estas bombas de calor.
De hecho, debería empezar a disfrutar de los beneficios de las bombas de calor de aire acondicionado inmediatamente después de la instalación. Ofrecen comodidad durante todo el año en toda la casa, reducen las facturas de energía y requieren poco mantenimiento.