Preguntas y Respuestas Generales sobre Bombas de Calor
¿Qué es una bomba de calor y cómo funciona?
Una bomba de calor es un sistema de climatización altamente eficiente que se utiliza para calefacción, refrigeración o producción de agua caliente. Funciona aprovechando la energía térmica del aire, en lugar de generarla directamente como lo hacen las resistencias eléctricas o las calderas de gas.
Las bombas de calor son consideradas energía renovable, ya que capturan el calor del entorno en lugar de quemar combustibles fósiles, lo que las hace más eficientes y ecológicas.
El principio de funcionamiento de una bomba de calor es similar al de un refrigerador o un aire acondicionado, pero con la capacidad de revertir el ciclo térmico.
Dado que el punto de evaporación del refrigerante que usa es muy bajo, siempre puede extraer y aprovechar el calor disuelto en el aire sin importar la temperatura ambiental. Esta característica garantiza su pleno funcionamiento incluso en temperaturas extremadamente bajas como 0-5 grados
Ciclo de funcionamiento en 4 pasos:
- Captación de energía térmica:
En modo calefacción, la bomba de calor extrae el calor del aire exterior, del agua o del suelo.
En modo refrigeración, extrae el calor del interior y lo expulsa al exterior. - Compresión del refrigerante:
Un compresor comprime el refrigerante, elevando su temperatura y presión. - Intercambio de calor:
En modo calefacción, el calor comprimido se transfiere al agua de calefacción o al aire del sistema.
En modo refrigeración, el calor se transfiere al exterior para enfriar el ambiente. - Expansión y reinicio del ciclo:
El refrigerante se expande, reduciendo su temperatura y presión para volver a iniciar el ciclo.
El refrigerante se mueve en un circuito cerrado que atraviesa la unidad exterior y la unidad interior del equipo. A continuación, se explica con más detalles sobre su camino en un ciclo bajo el modo calefacción:
- El ventilador aspira aire exterior, calentando el refrigerante interno que está en estado líquido, listo para absorber todo el calor que hay en el aire y evaporarse.
- El compresor aumenta la presión del refrigerante evaporado y el refrigerante es dirigido hacia la unidad del interior.
- El intercambiador de calor transfiere el calor del refrigerante al agua, en esta etapa, el refrigerante emite calor y se vuelve al estado líquido.
- El agua caliente va a la piscina o al circuito de aire acondicionado por aire o agua, aumentando la temperatura progresivamente.
- El refrigerante en líquido se mueve hacia el exterior, repitiendo el ciclo del intercambio de calor.
¿Qué tipos de bombas de calor existen?
Las bomba de calor que se usan en hogares, hoteles y en industrias son el tipo de “aire-agua”:
- Captura calor del aire y lo transfiere al agua de calefacción.
- Se usa con sistemas de suelo radiante, radiadores, piscinas y tanques de agua sanitaria.
Existe tres tipos de bombas de calor “aire-agua”, dependiendo de sus funcionalidades:
- Bombas de calor para piscinas: Calienta el agua que circula a la piscina directamente
- Bombas de calor todo-en-uno: Ofrece calefacción, enfriamiento y agua sanitaria para el hogar. Calienta o refrigera el agua que circula en los circuitos de aire acondicionado, incluyendo los radiadores o las unidades de ventiloconvectores. Al mismo tiempo, calienta el agua sanitaria directamente y lo almacena en el tanque de agua sanitario del hogar.
- Bombas de calor para agua caliente: Caliente y almacena el agua sanitaria en el tanque incorporado o en un tanque externo.
¿Qué es una bomba de calor para piscina?
Una bomba de calor para piscina es un equipo que extrae calor del aire ambiente y lo transfiere al agua de la piscina. Funciona mediante un ciclo de refrigeración inverso, similar al de un aire acondicionado o refrigerador, pero en lugar de enfriar, calienta el agua.
¿Qué es una bomba de calor todo-en-uno?
Una bomba de calor todo-en-uno es un sistema integrado que puede calentar, enfriar y suministrar agua caliente sanitaria en un solo equipo. Está diseñada para brindar máximo confort y eficiencia energética, reemplazando calderas, aire acondicionado y calentadores de agua convencionales.
Funciones principales de una bomba de calor todo-en-uno:
- Calefacción en invierno.
- Refrigeración en verano.
- Agua caliente sanitaria (ACS) durante todo el año.
Este sistema funciona aprovechando la tecnología de aerotermia, extrayendo energía del aire exterior y transfiriéndola al agua o al aire de la vivienda o edificio.
¿Cuáles son las principales ventajas de una bomba de calor y por qué es importante?
- Eficiencia energética superior: Pueden generar hasta 5-10 veces más calor de la energía eléctrica que consumen, gracias a su alto COP (Coefficient of Performance).
- Ahorro en costos operativos: Consumen hasta un 80-85% menos electricidad en comparación con calefactores eléctricos o calderas de gas.
- Compatibles con energía solar: Se pueden alimentar con paneles solares fotovoltaicos, reduciendo aún más los costos de operación.
- Menor impacto ambiental: No emiten CO₂ directamente, evitando el uso de combustibles fósiles como gas o diésel.
- Versatilidad: Pueden calentar en invierno, enfriar en verano y producir agua caliente todo el año (dependiendo del modelo).
- Mayor seguridad: No generan monóxido de carbono ni riesgo de explosión, como ocurre con calderas de gas.
- Larga vida útil: Su duración promedio es de 15 a 20 años, con un mantenimiento mínimo.
- Temperatura estable y control automático: Ajustan la temperatura de forma automática según las necesidades del usuario.
¿Cómo se mide la eficiencia de una bomba de calor?
La eficiencia se mide mediante el COP (Coefficient of Performance), que indica cuántas unidades de calor se generan por cada unidad de electricidad consumida.
¿Qué es el COP en una bomba de calor?
El COP (Coefficient of Performance) es un indicador clave que mide la eficiencia de una bomba de calor. Representa la relación entre la energía térmica generada y la energía eléctrica consumida.
Por ejemplo: Si una bomba de calor tiene una capacidad de calefacción de 16.5kW pero solo necesita 1.5kW de consumo, en este caso su COP es 16.5 / 1.5 = 11.
Es decir, por cada kW que consume a la entrada, la bomba de calor da 11kW de energía en forma de calor a la salida.
Una bomba de calor suele tener un COP de entre 5 y 10. Mientras las otras fuentes de calentamiento tienen un COP mucho más bajo. Por ejemplo, una resistencia eléctrica perfecta tiene un COP de 1 (por cada 1 kW de calor generado, se consume 1 kW de energía), y los calentadores a base de gas suelen tener un COP de 0,7-0,8 (por cada 1kW de calor generado, se consume 1,25-1,4 kW de energía).
Esta es la razón por la que una bomba de calor es extremadamente eficiente.
¿Cuánto tarda en calentar el agua una bomba de calor?
Depende del tamaño de la piscina y la potencia de la bomba de calor. Es necesario usar una bomba de calor adecuada en función del tamaño de la piscina y el clima del lugar de instalación.
Ejemplo clásico:
Para una piscina de 40.000 litros (40 m³) y una bomba con 10 kW de capacidad de calentamiento (que suele consumir solamente 2 kW de energía), el agua aumentará aproximadamente 1°C por hora.
Por lo tanto, para calentar de 20°C a 28°C, tomará entre 8 y 10 horas. Este tiempo se denomina como el tiempo de calentamiento inicial.
Después, la bomba de calor entrará en un modo especial para mantener la temperatura de la piscina en esa temperatura por muchos días con un consumo de energía extremadamente bajo.
¿Puedo usar una bomba de calor con paneles solares?
Sí, una bomba de calor puede alimentarse con paneles solares, reduciendo el costo de operación. Pueden ser alimentadas por inversores o inversores-cargadores gracias a la tecnología de Inverter y arranque suave que no causa sobrecargas a los equipos fotovoltaicos.
¿Dónde se puede instalar una bomba de calor todo-en-uno?
Las bombas de calor todo-en-uno son ideales para:
- Hogares: Proporcionan calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria en viviendas unifamiliares y departamentos.
- Hoteles y edificios comerciales: Reducen costos energéticos en hoteles, hospitales y oficinas.
- Industrias: Para procesos industriales que requieren calefacción y agua caliente de forma eficiente.