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Cual es la bomba de calor más eficiente del mercado

20
Diciembre
2017
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Uno de los mayores consumos de energía en la vivienda proviene de la calefacción y la climatización, por eso elegir un sistema de calefacción eficiente y de bajo consumo como es la bomba de calor resulta una buena opción.

El gasto medio en calefacción puede ser de 200€ a 1.000€ por hogar. ¿Cómo es posible que exista un rango tan amplio de coste? Esto se debe principalmente por dos motivos, la gran variedad de demanda energética que hay en las viviendas (que se puede disminuir con un sistema de aislamiento térmicos) y la gran diversidad de ahorro energético que se puede conseguir con un sistema eficiente de calefacción.

Esto quiere decir que debemos saber elegir muy bien cual es el sistema eficiente que más conviene a nuestro hogar. En nuestro artículo explicaremos cómo es posible que una bomba de calor, que emplea energías renovables para su funcionamiento, tenga una gran variedad de eficiencia y ahorro dependiendo de su tipo y clase. Aunque tal y como veremos, va a depender mucho de cual sea la demanda de energía que tenemos en la vivienda y cuales sean las circunstancias climatológicas del lugar.

 

beneficios-bomba-calor-eficiente.png

Fuente: AFEC

Bombas de calor para calefacción y climatización

La bomba de calor es un sistema eficiente que se puede emplear tanto para calefacción como para refrigeración (o aire acondicionado) e incluso para agua caliente sanitaria, pudiendo incluso calentar piscinas de forma eficiente. Pero tal y como veremos en los diferentes tipos de bombas de calor, no todos los sistemas pueden servir para todo, por ejemplo algunos se usarán únicamente para calentar el agua e incluso los sistemas reversibles de bombas de calor sirven tanto para calentar como para enfriar el ambiente.

 

¿Cómo funcionan las bombas de calor?

El funcionamiento de una bomba de calor se basa en la termodinámica, por lo tanto transporta energía de un sitio a otro. Las fuentes renovables pueden ser 3, aire (aerotermia) agua (hidrotérmica) o suelo (geotermia).

Pero si recogemos, por ejemplo, el aire en invierno para tener calefacción o agua caliente en el hogar, el aire que hemos extraído es frío, así que ¿Cómo se transforma? Aquí es cuando se presenta el funcionamiento de la bomba de calor. A continuación mostramos un ejemplo de cómo funciona una bomba de calor aire-agua.

 

bomba-calor-eficiente-funcionamiento.jpg

Fuente: tecnología industrial.


1º Captación exterior. El calor ambiente que hemos extraído del exterior se transfiere en las tuberías.

El fluido anticongelantelíquido bajo presión), se junta con el calor ambiente y extrae el calor en el evaporador. Es obligatorio que el líquido anticongelante sea muchísimo más frío que el calor ambiente sino no podrá extraer todo el calor.

El calor obtenido debe incrementar su temperatura. Para ello, el refrigerante que tiene el calor se evapora en el evaporador (sí, consigue evaporarse aunque este a baja temperatura).

Esta evaporación llamada vapor baja presión entra al compresor que funciona gracias a la energía eléctrica, de esta forma conseguimos que se incremente mucho más su temperatura.

Los gases de descarga a alta presión y a alta temperatura procedentes del compresor entran en el condensador y se cede calor al medio exterior debido a la condensación del fluido frigorífico.

El refrigerante ya ha cumplido su función de transmitir el calor, por lo tanto tiene que volver otra vez a su ciclo.

El refrigerante vuelve a enfriarse, volviendo a estado líquido alta presión, pero el refrigerante sigue estando demasiado caliente, así que con la ayuda de la válvula expansión conseguimos refrigerarlo otra vez, tal y como se encontraba antes. La principal función de la vlavula es hacer una expansión adiabática, y como consecuencia de la misma se produce un enfriamiento del líquido-vapor. 

Y ¿Qué es la válvula de inversión de ciclo? Es la válvula que se encarga de invertir el ciclo como su propio nombre indica, esto quiere decir que, consigue que el evaporador funcione como condensador y el condensador como evaporador. Esto quiere decir que la bomba de calor es reversible. Junto a la tecnología inverter en los equipos bomba de calor significa que su compresor dispone de velocidad variable, lo que le permiten modular su potencia en función de la demanda, otorgándoles una elevada eficiencia estacional.

¿Qué beneficios tiene una Bomba de Calor?

Las bombas de calor tienen multitud de beneficios, son una de las tecnologías que se seguirán empleando en el futuro por su nivel de eficiencia energética y porque utiliza las energías renovables. Entre sus mayores virtudes es importante destacar que tienen escaso nivel de mantenimiento, añade valor al inmueble y es flexible, pudiéndose emplear por ejemplo en suelo radiante o en aires acondicionados.

Si estás pensando en instalar este sistema de calefacción en casa te contamos Por qué elegir una bomba de calor.

¿Cuando es renovable una Bomba de Calor?
Es una de las grandes preguntas y controversias ya que es cierto que las bombas de calor suelen utilizar electricidad para funcionar. Pero también es cierto que las bombas de calor emplean energías renovables para producir energía: aerotérmica, geotérmica e hidrotérmica.

 

eficiencia-bombas-calor-energetica.jpg

La bomba de calor emplea energía renovable, pero también utiliza electricidad. Fuente: AFEC

Según la Directiva Europea 2013/114/UE las bombas de calor se consideran renovables cuando su SPF (rendimiento medio estacional) sea como mínimo 2,5. Esto quiere decir que la bomba de calor es renovable cuando la producción de energía supera la energía consumida de una forma bastante considerable.

Bombas de calor, tipos y eficiencia 

Podemos encontrar 4 tipos de bombas de calor y dependiendo de nuestras necesidades debemos optar por uno u otro.

 

Bomba de calor aire-aire

Estas bombas de calor transfieren dos elementos de la misma naturaleza, el aire. 

El calor (o el frío) que se toma del aire se transporta directamente al aire de la zona que queramos calentar (o enfriar).
Debido a su naturaleza, generalmente se utilizan para climatizar ambientes, pues al transmitir solamente aire no se pueden emplear para calentar el agua.
Este tipo de bomba de calor suele ser la más usada, siendo la más económica y barata por excelencia, al menos de forma general, aunque hay otros tipos de bomba de calor que están en la misma banda económica.

 

Bomba de calor aire-agua

bomba-calor-aire-agua-eficiente.png

Las bombas también pueden integrarse en los ambientes, bomba de calor aire-agua. Fuente: Vitocal 359-A

Esta bomba usa el calor del aire del ambiente para calentar el agua. Podremos pensar que este tipo de bombas solamente se pueden utilizar para calentar el agua de nuestro hogar o nuestra piscina, pero lo cierto es que hay tecnologías que calientan el ambiente utilizando el agua, hablamos del suelo radiante que nos promete en muchas ocasiones ahorrar entre un 15% a un 20% más que otras tecnologías.

Bomba de calor agua-agua

Este tipo de bomba de calor se emplea muchísimo menos que la bomba de calor aire-aire y aire-agua. Esto no se debe a que sea menos eficiente, es más suele ser precisamente al contrario, pero lo que ocurre es que requiere de unos condicionantes específicos más difíciles de cumplir.

La bomba intercambia el calor (o frío) de una fuente de agua externa al agua de nuestro hogar.

La fuente de agua externa suelen ser aguas subterráneas o de otro tipo de aguas como son los ríos.

En la bomba de calor agua-agua,el fluido caloportador es el agua, y en muchas ocasiones utiliza como fuente de energía la geotermia.

¿Es la bomba de calor agua-agua la más eficiente?

Como anécdota, es importante conocer que la Universidad Politécnica de Valencia desarrolló una bomba de calor agua-agua que es considerara la bomba de calor más eficiente del mercado. Utilizando el calor residual que se pierde en la ducha, lavadora, lavavajillas… A continuación dejamos un vídeo sobre esta bomba de calor de España.

 

 

Se calcula que una familia de 4 miembros puede ahorrar 800 euros cada año y que pasado los 4 años es cuando ya se consigue un retorno del coste de la bomba.

Esta tecnología fue la que consiguió el premio innovación en Internacional Conferencia on Sustainable Energy Technologies en Julio 2017.

 

Bombas de calor geotérmicas

Estas bombas, realmente son bombas de calor agua-agua. Transfieren el calor obtenido del subsuelo que se encuentra en el agua.

Las bombas de calor geotérmicas son las más eficientes por excelencia, tiene un rendimiento extremadamente elevado en comparación con los demás tipos de bombas. Sin embargo tiene otros inconvenientes, tiene una instalación costosa y tiene que cumplir unos requisitos muy específicos, pues no todos los hogares pueden disfrutar de energía geotérmica.

 

bomba-calor-eficiente-geotermia-instalacion.png

Instalación de Bomba de calor geotérmica / residencial / para uso profesional Fuente: Butech

 

Entonces...¿Cuál es la bomba de calor más eficiente?

Cómo ya hemos tratado, por norma general suele ser la bomba de calor geotérmica a pesar de que tiene otras desventajas. Sin embargo, no podemos basarnos únicamente en el tipo de bomba de calor para decir cual es más eficiente o menos.

Entonces, ¿En qué tenemos que basarnos para medir su nivel de eficiente? En su COP y EER.

El COP es el nivel de eficiencia en calefacción. Es la potencia conseguida frente a la electricidad consumida.

El EER es el nivel de eficiencia en refrigeración. Siendo también la potencia conseguida frente a la electricidad consumida.

 

¿El nivel de eficiencia de una bomba de calor se puede basar en la temperatura exterior?
Sí, la elección de una bomba de calor debe de basarse también en el clima. En países con temperaturas templadas no hace falta una bomba de calor con una gran inercia, sin embargo en países con temperaturas muy extremas sí.

Por norma general en países mediterráneos como es España funcionan bien la bomba de calor aire-aire, por ejemplo. Sin embargo en países con temperaturas muy extremas, se emplean las bombas de calor geotérmicas que al utilizar la energía del subsuelo, ya que el terreno tiene más inercia térmica, por tanto las bombas de calor geotérmicas son muchísimo mejores en temperaturas extremas.

Que en países del mediterráneo funcionen bien con sistemas de bombas de calor con menos inercia térmica, no quiere decir que no se recomiende la utilización de bombas de calor geotérmicas. Se calcula que en España el calor geotérmico puede alcanzar una COP superior a 4,5 mientras que en bombas de calor aerotermicas tienen un promedio de 3,5 a 4,5.

 

¿El nivel de eficiencia de una bomba de calor depende del sistema al que vaya conectado?

bomba-calor-suelo-radiante-eficiente.jpg

El suelo radiante es un sistema de muy baja temperatura. Fuente: Resin Siet


Como ya sabemos, la bomba de calor no puede emitir el calor o frió sin utilizar otro tipo de sistema, ya sea un radiador, suelo radiante, sistemas split
Pues bien, el sistema más conveniente para “combinar” con nuestro sistema de bomba eficiente, es la tecnología que opere a temperaturas más bajas, ya que la bomba de calor es más eficiente a temperaturas más bajas que altas.
Por lo tanto, la tecnología más apta para emplear generalmente es el suelo radiante. Pero esto no quiere decir que no se pueda emplear en otro tipo de sistemas, pues existen radiadores a baja temperatura.
Las bombas de calor aire-aire y agua-aire, no pueden usar el suelo radiante, pues el suelo radiante funciona con agua. Así que en estos casos se usan sistemas split o multisplit.


Imagen de portada: Bomba de calor agua-agua / aire-agua Fuente: Sherpa Aquadue

 

Artículos de referencia:
Síntesis del Estudio Parque de Bombas de Calor en España. Estudios IDAE 001 (Año 2016)

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