Especial:Bombas de Calor

Una de las preguntas más complejas de resolver por todos quienes necesitan de un sistema de calefacción, aire acondicionado, refrigeración o incluso para la obtención de agua caliente, es el poder dar con un método eficiente que cumpla con ciertos estándares básicos necesarios para su utilización y funcionamiento.

Dichos estándares, se pueden agrupar en tres requisitos fundamentales: en primer lugar, que contribuyan a contaminar menos, que sean fiables y que no impliquen un riesgo para la salud de las personas y, por último, que optimicen el consumo energético global de una vivienda, lo que equivale a abarcar todos los espacios de un hogar de manera uniforme y bajo un mismo costo.

Sin embargo, no resulta sencillo poder atender a estos cuatro requisitos si lo que se busca es, por ejemplo, combinar el sistema de calefacción o refrigeración con el agua caliente sanitaria (A.C.S.), la cual también encarece en costos. A razón de esto es que muchas personas que instalan sistemas tradicionales no reparan en el hecho de que pudiendo reducir el consumo al utilizar un mismo sistema para realizar distintas funciones, optan finalmente por comprar por separado dichos equipos, sin haber investigado novedosas opciones hoy establecidas y de éxito probado.

Es bajo estas nuevas opciones, que la alternativa de utilizar las Bombas de calor como el sistema elegido para realizar múltiples acciones dentro de un hogar, resulta ser una de las más escogidas por personas que están construyendo un hogar o personas que aburridos y cansados de los cobros de agua, luz, gas y otros combustibles, están hoy mirando hacia las energías renovables como la alternativa más viable en una relación costo-beneficio, ya que si bien la inversión en estos equipos no es “barata”, el costo inicial se ve rápidamente retribuido por el gran ahorro de dinero que desde un primer momento se obtiene.

Pero exactamente ¿Cómo funcionan las Bombas de calor? Muy Simple. Durante el año el aire exterior, el agua y la tierra, todos absorben parte de la energía que nos brinda la radiación solar. Las Bombas de calor toman esta energía guardada en el ambiente y elevan su temperatura a un nivel aceptable, por ejemplo, para calefacción. Pueden trabajar en dos ciclos inversos: el de invierno, proporcionando calefacción y el de verano, entregando frío.

Otro gran beneficio, y uno cada vez más necesario en esta época, es que las Bombas de calor forman parte de las tecnologías amigables con el ambiente, ya que procesan energía natural, limpia y renovable, obtenida desde el aire, la tierra y el agua. Su funcionamiento no es contaminante y su impacto ambiental es bajísimo ya que su nivel de emisiones contaminantes es cercano a cero y los refrigerantes que utilizan son del tipo ecológico. Según la EPA (Environmental Protection Agency) el potencial actual que tienen las  bombas de calor para reducir las emisiones de CO₂ (principal responsable del “efecto invernadero” y el calentamiento global) se estiman en un 6%, lo que equivaldría a una reducción de 1.200 millones de toneladas de CO₂ al año.

Bombas de Calor: Opciones según cada necesidad

Hoy en el mercado existen distintos tipos de Bombas de calor, cada una de ellas entrega distintas soluciones según la necesidad del cliente. A continuación te presentamos una sencilla introducción sobre ellas:

Bombas de calor aerotérmicas (aire-agua)Estos sistemas tienen como principio operativo el concepto de alto rendimiento energético conocido como “recuperación de calor”. Estas bombas, extraen la energía del aire exterior, absorbiendo el calor ambiental y transfiriéndolo al interior del recinto o vivienda, a través de un circuito de distribución o acumulación de agua caliente.

Entre las ventajas de las bombas de calor de este tipo, destaca el bajo costo inicial para su funcionamiento, ya que la fuente de energía esta fácilmente disponible en el ambiente y no se requiere de grandes obras para habilitar estos sistemas.

Por otra parte, la tecnología actual permite a estos equipos trabajar en forma óptima, bajo cualquier condición climática, pudiendo extraer energía desde el aire exterior, incluso a temperaturas bajo cero, y entregar calor para uso de calefacción y agua caliente sanitaria en invierno, además de frío en verano (modelos reversibles) pudiendo ser útil también para temperar piscinas.

Bombas de calor geotérmicas (tierra/agua – agua/agua) Estas bombas extraen la energía de la tierra, absorbiendo el calor que allí se acumula, o del agua de napas subterráneas o bien de pozos profundos. Este proceso se realiza utilizando diversos medios, como intercambiadores o colectores de diseño horizontal o vertical, a través del cual circula el fluido calor portador (mezcla de agua con refrigerante) el que absorbe la energía y transfiere el calor resultante al interior del recinto o vivienda, por medio de un circuito de distribución de agua caliente.

Aunque los sistemas geotérmicos requieren de una mayor inversión inicial en cuanto a costos de instalación para lograr el intercambio térmico con la tierra o el agua subterránea, la altísima eficiencia (en torno al 500%), otorga finalmente la mejor rentabilidad comparativa, y las tasas de ahorro energético que logran son superiores a cualquier otra tecnología similar por cada unidad de energía producida.  Sus aplicaciones incluyen también la calefacción, agua caliente sanitaria y producción de frío.

Tipos de extracción de energía de las bombas de calor geotérmicas:

Captadores horizontales: Están enterrados de 0.60 m a 1.20 m de profundidad. Esto requiere superficies de terreno del orden de 1,5 veces la superficie de la casa a calefaccionar. Por ejemplo, para un generador de 8 kw térmico, el captador horizontal está constituido de 7 vueltas de 100 m de tubo de polietileno, instalados a una profundidad de 0,60 m. Eficiencia energética media de 9 W/m de tubo.

La masa de tierra almacenando y restituyendo la energía es del orden de 300 toneladas para una casa de 150 m2. Este estanque no es entonces sensible a las variaciones brutales de temperatura exterior.

Captadores verticales: La captación vertical usa sondas geotérmicas semi-profundas constituidas de tubos en U en polietileno en los cuales circula una solución agua + anti congelamiento en circuito cerrado. La temperatura del suelo aumenta con la profundidad, a 100 m está entre 10°C a 18°C, pero ésta varía según la naturaleza de los suelos y la presencia de reservas acuíferas.

La potencia máxima que podemos extraer del suelo es de 50 W por metro de excavación, lo que haría necesario dos pozos para una casa individual.