Una bomba de calor trabaja moviendo el calor de un sitio a otro, en vez de crearlo quemando algún combustible. Este sistema usa principios de la termodinámica para trasladar calor desde un ambiente frío a uno cálido, o viceversa, usando solo una pequeña cantidad de energía eléctrica. Por esta razón, se usan cada vez más para la climatización en casas, ya sea para dar calor en invierno o refrescar en verano.
A diferencia de los sistemas de calefacción tradicionales, que queman combustibles fósiles, las bombas de calor no crean energía por combustión. En vez de eso, funcionan a través de un líquido refrigerante que circula en un circuito cerrado, cambiando de estado para liberar o recoger energía. Así pueden tomar calor de fuera (del aire, del agua o del suelo) y llevarlo hacia dentro de la vivienda, o al revés, ayudando a calentar o enfriar la casa de forma sostenible y más amigable con el medio ambiente.
¿Qué es una bomba de calor?
Una bomba de calor es un sistema de climatización muy valorado por su eficiencia energética y su bajo impacto en el entorno. Se parece a un refrigerador, pero funciona al revés: el frigorífico extrae calor de su interior para enfríar la comida y lo expulsa fuera, mientras que una bomba de calor recoge el calor del exterior y lo lleva al interior para calentar el hogar. En verano, hace lo contrario y expulsa el calor interior hacia fuera, refrescando las habitaciones.
Es un sistema adaptable que puede aprovechar diferentes fuentes de calor. Hay tres tipos principales, según el lugar de donde sacan la energía:
- Bomba de calor aire/agua (aerotérmica): Usa el aire exterior como fuente de energía.
- Bomba de calor tierra/agua (geotérmica): Saca el calor del suelo.
- Bomba de calor agua/agua (hidrotérmica): Utiliza el calor de aguas subterráneas.
Cada tipo tiene sus diferencias en instalación y precio, pero todas sirven para climatizar espacios usando menos energía.
¿Cómo funciona en términos sencillos?
El funcionamiento de una bomba de calor se basa en leyes de la termodinámica y principalmente en la transferencia de calor. El objetivo no es generar calor, sino trasladarlo. Para esto, se usa un refrigerante especial que puede pasar fácilmente de líquido a gas y viceversa, según la temperatura y la presión.
Este líquido viaja por un circuito cerrado, capturando el calor de un lugar frío (por ejemplo, el exterior en invierno) y soltándolo en un sitio más cálido (el interior de la casa). Para mover el calor necesita algo de electricidad, pero la cantidad que consume es mucho menor que la cantidad de calor que puede transportar. De hecho, por cada unidad de electricidad consumida, puede mover varias unidades de calor, lo que significa un ahorro importante respecto a los sistemas tradicionales.
Partes principales de una bomba de calor
Los distintos tipos de bombas de calor comparten una estructura básica formada por cuatro partes esenciales. Cada una tiene una función específica y juntas hacen posible que el refrigerante pueda llevar a cabo el ciclo de transferencia de calor. Aquí está una lista con los elementos y su función principal:
| Componente | Función |
|---|---|
| Compresor | Aumenta la presión y la temperatura del refrigerante, preparándolo para que suelte el calor. |
| Evaporador | El refrigerante absorbe aquí el calor del exterior, cambiando de líquido a gas. |
| Condensador | El refrigerante libera su calor en el sistema de calefacción o refrigeración del hogar y pasa de gas a líquido. |
| Válvula de expansión | Reduce la presión del refrigerante, bajando su temperatura para empezar de nuevo el ciclo. |
Compresor
El compresor es la parte más importante del sistema. Se encarga de aumentar la presión del gas refrigerante que entra a baja presión y temperatura, haciendo que suba mucho su temperatura. Este paso es necesario para que el refrigerante pueda después soltar su calor al sistema interior. Es el componente que gasta más electricidad, pero también es básico para que la bomba de calor funcione bien.
Evaporador
Aquí es donde el refrigerante, en forma líquida y frío, recoge calor del exterior (ya sea aire, suelo o agua). Cuando el refrigerante absorbe calor, se evapora y pasa a estado gaseoso. Este cambio de estado permite captar el mayor calor posible. La fuente (aire, agua o tierra) nunca se mezcla con el refrigerante, lo que ayuda a mantener el circuito limpio y sin contaminación.
Condensador
Después de pasar por el compresor y subir su temperatura, el refrigerante llega al condensador. Aquí, el gas caliente suelta su calor, generalmente al agua del sistema de calefacción de la casa, y vuelve a estar en estado líquido tras enfriarse. Esta parte del proceso es la que calienta el hogar o puede usarse para calentar agua en el baño.
Válvula de expansión
La válvula de expansión reduce la presión del refrigerante después de que este ha soltado su calor. Al bajar la presión, el líquido se enfría mucho. Así, el refrigerante vuelve a estar listo para pasar otra vez por el evaporador y recoger más calor del exterior, cerrando el círculo de funcionamiento.
¿Cuál es el ciclo de funcionamiento de una bomba de calor?
El trabajo de una bomba de calor sigue un ciclo continuo basado en la termodinámica. Este ciclo consiste en una serie de cambios de estado y temperatura del refrigerante, que permiten tomar energía de fuera y moverla hacia dentro o al revés, para calefacción o refrigeración. El proceso se repite todo el tiempo mientras el sistema está en marcha y solo usa una pequeña cantidad de electricidad.
Paso a paso: el ciclo de la bomba de calor
- Evaporador: El refrigerante absorbe energía externa y pasa de líquido a gas.
- Compresor: Se comprime el gas, aumentando su temperatura.
- Condensador: El gas caliente desprende su energía en el interior de la vivienda y vuelve a ser líquido.
- Válvula de expansión: El líquido baja de presión y temperatura antes de empezar de nuevo el ciclo.
Este círculo permite aprovechar energía gratuita del entorno y convertirla en calefacción o aire acondicionado, con un consumo de electricidad muy bajo.
Fase de evaporación: captando la energía exterior
En esta primera etapa, el refrigerante entra frío y en estado líquido al evaporador, y recoge calor del ambiente (incluso aunque fuera haga frío). Al absorber esta energía, pasa a estado de vapor. En ningún momento el aire, agua o tierra entran en contacto con el refrigerante, lo que ayuda a mantener el sistema funcionando correctamente.
Fase de compresión: subiendo la temperatura
Cuando todo el calor se ha absorbido, el refrigerante ahora es gas y llega al compresor. Aquí, este gas es comprimido, lo que hace que suba mucho su presión y temperatura, alcanzando unos 70°C. De esta forma, el refrigerante ahora está listo para soltar el calor en el interior.
Fase de condensación: calentando el interior
El gas caliente y a alta presión pasa al condensador. Aquí, el calor se traslada al agua de los radiadores, suelo radiante o agua caliente sanitaria, y el refrigerante se enfría, regresando a estado líquido.
Fase de expansión: bajando la temperatura y presión
El líquido a alta presión pasa por la válvula de expansión, bajando rápidamente su presión y temperatura. Así, el refrigerante vuelve a su situación inicial, listo para pasar otra vez por el evaporador y conseguir más calor del exterior. Esto hace que el proceso sea muy eficiente y continuo, manteniendo tu casa a la temperatura que quieres con poco consumo eléctrico.
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