Por qué las bombas de calor pueden ahorrarte hasta un 90% de electricidad

Las bombas de calor están haciendo furor en un mundo que tiene que reducir rápidamente las emisiones de carbono a la vez que disminuye los costes energéticos. En los edificios, sustituyen a la calefacción y el calentador del agua y, además, proporcionan refrigeración.

Una bomba de calor extrae el calor del exterior, lo concentra (mediante un compresor eléctrico) para elevar la temperatura y bombea el calor hacia donde se necesita. De hecho, millones de hogares australianos ya cuentan con bombas de calor en forma de frigoríficos y aparatos de aire acondicionado de ciclo inverso comprados para la refrigeración. También pueden calentar y ahorrar mucho dinero en comparación con otras formas de calentador.

Incluso antes de las restricciones en el suministro de gas ruso, muchos países europeos estaban instalando bombas de calor, incluso en climas fríos. Ahora, las políticas gubernamentales están acelerando el cambio. Estados Unidos, que ha tenido un gas muy barato en los últimos años, se ha sumado a la carrera: El Presidente Joe Biden ha declarado que las bombas de calor son "esenciales para la defensa nacional" y ha ordenado que se incremente su producción.

El gobierno del Territorio de la Capital Australiana (ACT) fomenta la electrificación de los edificios mediante bombas de calor y está estudiando la posibilidad de imponerla en las nuevas viviendas. El gobierno de Victoria acaba de lanzar una hoja de ruta para la sustitución del gas y está reorientando sus programas de incentivos hacia las bombas de calor. Otros estados y territorios también están revisando sus políticas.

¿Cómo de grande es el ahorro de energía?

En relación con un calentador eléctrico o un servicio de agua caliente eléctrica tradicional, calculo que una bomba de calor puede ahorrar entre un 60 y un 85 por ciento de los costes energéticos, lo cual es un rango similar a las estimaciones del gobierno de ACT.

Las comparaciones con el gas son complicadas, ya que las eficiencias y los precios de la energía varían mucho. Sin embargo, una bomba de calor suele costar la mitad de lo que cuesta un calentador de gas. Si, en lugar de exportar el excedente de energía solar de tu tejado, lo utilizas para hacer funcionar una bomba de calor, calculo que será hasta un 90 por ciento más barato que el gas.

Las bombas de calor también son buenas para el clima. Según mis cálculos, una bomba de calor típica que utilice la electricidad media australiana de la red reducirá las emisiones en una cuarta parte aproximadamente con respecto al gas y en tres cuartas partes con respecto a un ventilador eléctrico o a un convector.

Si una bomba de calor de alta eficiencia sustituye a un calentador de gas ineficiente o funciona principalmente con energía solar, las reducciones pueden ser mucho mayores. La diferencia se amplía a medida que la electricidad renovable sin emisiones sustituye a la generación de carbón y gas, y las bombas de calor se vuelven aún más eficientes.

¿Cómo funcionan las bombas de calor?

Las bombas de calor disponibles hoy en día alcanzan una eficiencia de entre el 300 y el 600 por ciento, es decir, por cada unidad de electricidad consumida, producen de tres a seis unidades de calor. Las bombas de calor también pueden funcionar en condiciones de congelación.

¿Cómo es esto posible, cuando el rendimiento máximo de los calentadores eléctricos y de gas tradicionales es del 100% y el aire frío es frío?

No es magia. Piense en su frigorífico, que es una pequeña bomba de calor. Dentro del frigorífico hay un panel de frío llamado evaporador. Éste absorbe el calor de los alimentos calientes y de otras fuentes, porque el calor fluye de forma natural de un objeto más caliente a otro más frío. El motor eléctrico situado bajo el frigorífico acciona un compresor que concentra el calor a una temperatura más alta, que vierte en tu cocina. Los laterales y la parte trasera de un frigorífico típico se calientan cuando esto ocurre. Así, el frigorífico enfría los alimentos y calienta un poco la cocina.

Una bomba de calor obedece a las leyes de la termodinámica, que le permiten funcionar con una eficiencia que va del 200 por cien a más del 1.000 por cien en teoría. Pero cuanto mayor es la diferencia de temperatura, menos eficiente es la bomba de calor.

Si una bomba de calor tiene que extraer el calor del ambiente, ¿cómo puede funcionar cuando hace frío? Recuerda que tu frigorífico mantiene frío el congelador mientras bombea calor a tu cocina. Las leyes de la física están en juego. Lo que experimentamos como una temperatura fría es en realidad bastante caliente: todo es relativo.

El espacio exterior está cerca de una temperatura conocida como cero absoluto, cero grados Kelvin, o -273 grados Celsius. Por tanto, una temperatura de 0 grados Celsius (a la que se congela el agua), o incluso la temperatura de congelación recomendada de -18 grados Celsius, es en realidad bastante caliente en relación con el espacio exterior.

El principal problema de una bomba de calor cuando hace 'frío' es que puede formarse hielo en su intercambiador de calor, ya que el vapor de agua del aire se enfría y condensa, y luego se congela. Este hielo bloquea el flujo de aire que normalmente proporciona el aire "caliente" a la bomba de calor. Las bombas de calor pueden diseñarse para minimizar este problema.

¿Cómo elegir la bomba de calor adecuada para su hogar?

La selección de una bomba de calor adecuada (comúnmente conocida como acondicionador de aire de ciclo inverso) puede ser complicada, ya que la mayoría de los asesores están acostumbrados a hablar de las opciones de gas. Recursos como Eseficiencia pueden ayudar.

Todos los aparatos domésticos deben llevar etiquetas energéticas: cuantas más estrellas, mejor. La calculadora web independiente FairAir permite estimar las necesidades de calefacción y refrigeración de una vivienda y el tamaño necesario para mantener el confort.

Las bombas de calor más grandes son más caras, por lo que un sobredimensionamiento innecesario puede costar mucho más. Además, el aislamiento, el sellado de las corrientes de aire y otras medidas de eficiencia del edificio permiten comprar una bomba de calor más pequeña y barata que consumirá aún menos energía y proporcionará un mayor confort.

Cuando se utiliza una bomba de calor, es muy importante limpiar su filtro cada pocos meses. Un filtro obstruido reduce la eficiencia y la potencia de calefacción y refrigeración. Si tiene una bomba de calor antigua que ya no proporciona tanto calor (o frío), es posible que haya perdido algo de refrigerante y necesite una recarga.

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Alan Pears es uno de los principales expertos en eficiencia energética de Australia. Es profesor del Climate and Energy College de la Universidad de Melbourne. También es asesor y consultor de la Alianza Australiana para la Productividad Energética y el Consejo de Eficiencia Energética y de gobiernos y grupos como Renew en temas relacionados con las bombas de calor.

Este artículo ha sido traducido y publicado en Novaceno con licencia Creative Commons. Puede leer el artículo original aquí.