Cómo funcionan las bombas de calor

En este artículo te explicamos cómo funcionan las bombas de calor, qué tipos existen y cuáles son sus ventajas e inconvenientes.

Las bombas de calor son dispositivos que aprovechan la energía térmica del ambiente para transferirla de un lugar a otro, según las necesidades de calefacción o refrigeración. 

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Cómo funcionan las bombas de calor

¿Qué es una bomba de calor?

Una bomba de calor es un sistema que utiliza un fluido refrigerante para absorber calor de una fuente fría y cederlo a una fuente caliente, mediante un ciclo termodinámico reversible. El fluido refrigerante cambia de estado líquido a gaseoso y viceversa, según la presión y la temperatura a las que se somete.

El funcionamiento básico de una bomba de calor se puede resumir en cuatro etapas:

- Evaporación: el fluido refrigerante circula por un evaporador, donde absorbe calor del ambiente (aire, agua o tierra) y se evapora.

- Compresión: el vapor refrigerante pasa por un compresor, donde se aumenta su presión y su temperatura.

- Condensación: el vapor refrigerante llega a un condensador, donde cede calor al medio que se quiere calentar (aire o agua) y se condensa.

- Expansión: el líquido refrigerante pasa por una válvula de expansión, donde se reduce su presión y su temperatura, y vuelve al evaporador para iniciar otro ciclo.

¿Qué tipos de bombas de calor hay?

Existen diferentes tipos de bombas de calor, según el medio del que extraen el calor y el medio al que lo ceden. Los más comunes son:

- Bombas de calor aire-aire: extraen el calor del aire exterior y lo ceden al aire interior, mediante un sistema de ventilación. Se utilizan para climatizar espacios cerrados, como viviendas, oficinas o locales comerciales.

- Bombas de calor aire-agua: extraen el calor del aire exterior y lo ceden al agua de un circuito hidráulico, que puede alimentar radiadores, suelo radiante o agua caliente sanitaria. Se utilizan para calefacción y producción de agua caliente en viviendas o edificios.

- Bombas de calor agua-agua: extraen el calor del agua de un pozo, un río o una fuente subterránea y lo ceden al agua de un circuito hidráulico, que puede alimentar radiadores, suelo radiante o agua caliente sanitaria. Se utilizan para calefacción y producción de agua caliente en viviendas o edificios con acceso a una fuente de agua.

- Bombas de calor tierra-agua: extraen el calor del subsuelo, mediante unos tubos enterrados a cierta profundidad, y lo ceden al agua de un circuito hidráulico, que puede alimentar radiadores, suelo radiante o agua caliente sanitaria. Se utilizan para calefacción y producción de agua caliente en viviendas o edificios con espacio suficiente para instalar los tubos.

¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes de las bombas de calor?

Las bombas de calor tienen varias ventajas frente a otros sistemas de climatización:

- Son eficientes: aprovechan la energía térmica del ambiente, que es gratuita y renovable, y solo consumen electricidad para hacer funcionar el compresor. El rendimiento de una bomba de calor se mide por el coeficiente de rendimiento (COP), que indica la relación entre la energía térmica que produce y la energía eléctrica que consume. Un COP alto significa que la bomba de calor es más eficiente. Por ejemplo, un COP de 4 significa que por cada kWh eléctrico consumido se producen 4 kWh térmicos.

- Son versátiles: pueden funcionar tanto en modo calefacción como en modo refrigeración, según se invierta el sentido del ciclo termodinámico. Además, pueden adaptarse a diferentes fuentes y usos del calor, según el tipo de bomba de calor que se elija.

- Son seguras: no requieren combustión ni emiten gases contaminantes ni residuos peligrosos. Tampoco necesitan chimeneas ni depósitos de combustible.

Sin embargo, las bombas de calor también tienen algunos inconvenientes:

- Son dependientes del clima: su rendimiento puede variar según la temperatura exterior. A menor temperatura exterior, menor capacidad para extraer calor y mayor consumo eléctrico. Por eso, en zonas muy frías pueden necesitar un sistema auxiliar de calefacción para garantizar el confort térmico.

- Son ruidosas: el compresor y el ventilador generan un nivel de ruido que puede resultar molesto, sobre todo en las bombas de calor aire-aire. Por eso, es importante elegir un lugar adecuado para instalar la unidad exterior y aislarla acústicamente si es necesario.

- Son costosas: la inversión inicial para instalar una bomba de calor puede ser elevada, sobre todo en los tipos que requieren obras o perforaciones, como las bombas de calor agua-agua o tierra-agua. Sin embargo, el ahorro energético que suponen puede compensar el coste a largo plazo.

Esperamos que este artículo te haya ayudado a entender cómo funcionan las bombas de calor y qué beneficios pueden aportar a tu hogar o negocio.