¿Qué tipos de Bombas de calor hay?

La bomba de calor está convirtiéndose en la protagonista de la climatización. A sus cualidades de eficiencia energética, gracias a su gran rendimiento, se está sumando el incremento de los costes de las energías. Sus grandes ventajas, entre las que debemos destacar que no emiten gases de efecto invernadero durante su uso.

Otro punto a favor es su adaptación a cualquier medio y tipo de edificación. Además, contamos con una gran variedad de modelos y potencias que podemos instalar en cualquier situación. Es por ello, que los diferentes organizaciones y sobre todo desde la comisión europea, se la considera como la única alternativa viable para la climatización moderna.

La bomba de calor está convirtiéndose en la protagonista de la climatización.

La bomba de calor es un equipo que nos sirve tanto para el verano como para el invierno, algo que no ocurre con las calderas de gas o gasoil. Además, en función del modelo que se elija, puede generar entre 4 y 6 kW de calor por cada kW de electricidad que consume. Un rendimiento que no puede igualar ningún sistema basado en los combustibles fósiles.

Sí, además, disponemos en nuestra vivienda de un sistema de paneles fotovoltaico, nos aseguramos que la electricidad que consuma la bomba de calor se ha producido sin emisiones de CO₂. Sin embargo, estamos hablando de la bomba de calor sin conocer bien qué es y cómo funciona.

¿Qué es una bomba de calor?

Las bombas de calor son equipos destinados a la climatización de edificios y, además, pueden generar agua caliente sanitaria. Gracias a su capacidad de reversibilidad, pueden proporcionarnos climatización en verano y calefacción en invierno. Esto es una gran ventaja frente a otros sistemas, sobre todos los basados en combustibles fósiles, que solo nos aportan valor durante el invierno.

La bomba de calor basa su funcionamiento en el aprovechamiento de la energía térmica que contienen el aire, el agua y el subsuelo que nos rodea. Esto es gracias al ciclo de compresión y expansión que se aplica a un fluido frigorífico y la aplicación de las leyes de la termodinámica. De modo que absorbe energía térmica de aire, del agua o del subsuelo para cederla en nuestra vivienda.

El gas es sometido a ciclos completos de compresión, condensación, expansión y evaporación. En la condensación desprende calor y durante la evaporación lo absorbe. Se separan físicamente estos dos procesos para realizarlos en el lugar donde nos interesa absorber o ceder calor. Así, conseguimos aprovechar la temperatura de un sitio, para cederla al otro lado de la instalación.

¿Qué tipos de bombas de calor existen?

Gracias a los avances en esta tecnología se han desarrollado bombas de calor que pueden aprovechar la energía térmica contenida en cualquier ambiente. Es decir, podemos robar o ceder calor al aire que nos rodea, al agua acumulada en embalses, lagos o en bolsas subterráneas y, además, de la tierra del subsuelo.

No obstante, cada tipo de bomba de calor tiene sus diferencias respecto a las otras en la forma en que aprovechan el ambiente donde intercambian la energía. Así, el diseño de cada una de ellas se ha adaptado para aprovechar al máximo el elemento en el que deben trabajar. Además, esta característica les da el nombre identificativo.

Para nombrar los diferentes modelos de bomba de calor, se usa el elemento de donde extraemos la energía, y luego el elemento donde la cedemos. Por ejemplo: aire-aire, aire-agua, tierra-agua, o agua-agua.

Bomba calor aire-agua o aire acondicionado

Es un modelo especial y que ha evolucionado de forma independiente. Como su nombre indica, se aprovecha la energía del aire exterior, para llevarla al aire que tenemos dentro de nuestras casas. En sus inicios se utilizaba únicamente para la climatización en verano. Cuando la tecnología avanzo y se desarrolló la válvula de 4 vías, se pudo revertir el modo de funcionamiento.

Fue entonces cuando se habló de aire acondicionado con bomba de calor, que muchas personas simplificaban, diciendo únicamente bomba de calor. No obstante, esta denominación lleva hoy en día a confusión, ya que los usuarios que no conocen bien estos equipos, llaman bomba de calor a un equipo de aire acondicionado. Sin embargo, el término bomba de calor es ya muy genérico y debemos dar detalles de qué tipo estamos hablando. 

Bomba calor aire-agua o de aerotermia

Este modelo de bomba de calor se sirve de la energía contenida en el aire del ambiente para transferirla al agua de uno o varios depósitos. De manera que la calentamos o enfriamos en función de las necesidades. Además, podemos usar un depósito para el suministro de climatización (verano o invierno) y el otro para el agua sanitaria.

Bomba de calor hidrónica o agua-agua

La bomba de calor agua-agua, también es conocida como hidrónica. Este tipo de equipos aprovechan la energía térmica contenida en acumulaciones de agua. Puede ser en forma subterránea, para lo que realizaremos un pozo, o superficial.  Es allí donde se sumerge la tubería que sirve a la bomba de calor para disipar o absorber el calor que luego cederá dentro de nuestra vivienda.

La longitud y diámetro de la tubería que necesita cada modelo de bomba de calor hidrónica depende de la potencia calorífica que es capaz de generar cada equipo. Es por ello que debe ser calculada por un técnico con conocimientos en termodinámica, para que el intercambio térmico se pueda ejecutar correctamente. Esto es muy importante para que la bomba de calor funcione correctamente y no sufra averías.

Al hacer el intercambio térmico mediante un circuito de tuberías, no necesitan de un ventilador como los equipos de aerotermia. Es por ello que se pueden instalar en el interior de las edificaciones. Bien en una sala técnica o en el garaje o un sótano.

Bomba de calor tierra-agua o geotérmica

Las bombas de calor tierra-agua son conocidas con la denominación de geotérmicas. Aprovechan la energía térmica del terreno para aportarnos agua caliente o climatización. Son las bombas de calor más eficientes de todas, llegando a generar hasta 6 kW de calor por cada kW de electricidad que consumen.

Esto es gracias a la gran estabilidad en la temperatura del subsuelo, ya que es más constante que la del aire y el agua. A un par de metros de profundidad, la temperatura de la tierra se mantiene entre los 14 y los 17 °C durante todo el año, mientras que el aire puede variar más de 10 °C en un solo día.

Una red de tuberías hace posible el funcionamiento de la bomba de calor geotérmica absorbiendo la energía que la bomba de calor necesita. Esta red debe ser calculada por un técnico especializado, de modo que nos aseguramos que su longitud y diámetro es suficiente para que la bomba de calor funcione correctamente. El técnico o ingeniero determinará la longitud de los tubos, su profundidad de instalación y disposición, para garantizar el adecuado intercambio térmico.

Esta red de tuberías puede instalarse de diferentes modos, bien en un pozo o de forma superficial. La instalación por pozos, es más indicada para viviendas o edificios que no disponen de terreno. De manera que con 2 o 3 perforaciones de una profundidad de unos 100 metros basta para hacer el intercambio térmico.

En cambio, para hacer la distribución de tuberías en superficie, necesitaremos más de 200 m², aunque solo tendremos que escavar un par de metros de profundidad.