Precios bomba de calor

Bomba de calor: todo sobre ellas

Una bomba de calor en casa

¿Está preparada tu casa para tener una bomba de calor? A la hora de plantearte instalar una bomba de calor en tu casa, debes tener en cuenta varios aspectos.

  • Un sistema de bomba de calor convencional tiene unidades interior y exterior. Después de encontrar espacio para la unidad exterior, necesitarás conectar ambas unidades por un cable de cobre y ejecutar el cableado eléctrico. La unidad interior necesita un drenaje de agua porque, durante la temporada de refrigeración, la humedad presente en el interior del aire se condensa en la unidad interior y se transformará en agua líquida que necesitará se drenada.
  • Debes también consultar las normativas locales y edificatorias, para asegurarte de que no existen disposiciones contra las unidades exteriores.

Si cumples todas estas condiciones, tu casa está preparada para tener bombas de calor.

¿Qué potencia necesitas?

Para nuestro clima y materiales constructivos, una capacidad de 2,5 kW debería ser suficiente para una habitación de hasta 2m2. Si tienes una ventana grande orientada hacia el sur u oeste, una gran cantidad de aparatos eléctricos o vive mucha gente en casa , podrías necesitar la capacidad siguiente, que es de 3,5 kW.

  • Para habitaciones superiores a 30 m2 puedes elegir un modelo de 5 kW de potencia o dos de 2,5 kW. Pagarás más por adquirirlo e instalarlo, pero tendrás una mejor distribución de temperatura y tu confort se verá incrementado.
  • Para habitaciones pequeñas, de hasta 12 m2, modelos de capacidad más pequeña como 2 kW son suficientes, a menos que haya una ventana grande orientada al oeste que coja mucha radiación solar en el período de mediodía. En ese caso, una unidad de 2,5 kW de potencia debería ser tu elección.

En España, Los principales fabricantes son Daikin, Saitsu. Fujitsu. General, Haier, Kaysun, LG, Mitsubishi Electric, Panasonic y Samsung.

Precio, coste y ahorro de la Bomba de Calor

¿Cuánto puede costar una bomba de calor para refrigeración y calefacción?

Cuando compramos una bomba de calor para calefacción y refrigeración debemos considerar no solo los costes de compra e instalación, sino los de funcionamiento. Fíjate en la etiqueta energética: te ayudará a comparar entre modelos eficientes para distintos escenarios climáticos.

Altos COP y SCOP significa menores costes en calefacción, mientras que altos EER y SEER significa menores consumos en refrigeración.

Un modelo de pared de 2,5 kW puede costar entre 500€ y 1.500€

Los costes de instalación dependen de la distancia entre las unidades interior y exterior, y el acceso a sitio donde se realice la instalación, pero deberían estar alrededor de 200€.

¿Cuánto puedo ahorrar?

La elección de una bomba de calor para calefacción te permite ahorrar energía, dinero y emisiones de CO2. La alta eficiencia de esta solución permite rebajar los costes energéticos mucho más que otras soluciones convencionales.

Si empleas un calefactor eléctrico, nunca tendrás más de 1 kWh de calor por cada kWh eléctrico consumido, mientras que la bomba de calor te dará un coeficiente de rendimiento ( COP) para cada de kWh de electricidad gastado (un bomba de calor con un COP de 4, transporta 4 kWh de calor por cada kWh de electricidad). Por tanto, una bomba de calor empleará alrededor de un 25% de la energía que emplearías con calefactores eléctricos, para cubrir la misma demanda de energía.

La comparación con una solución de gas no es tan directa, pero no es difícil. Tanto la factura del gas como la de electricidad tienen un valor €/kWh de la energía.

Si empleas una caldera de gas, tienes que dividir por la eficiencia de la caldera (normalmente es un 85% o 0,85).

Para compararla con una bomba de calor, recuerda dividir el valor €/kWh de electricidad entre el factor COP del equipo, para obtener el valor real.

Ejemplos:

Coste de la energía: Gas: 0,06 €/kWh. Electricidad: 0,19 €/kWh

Eficiencia del equipo: Calefactor eléctrico: 100%. Caldera de gas: 85% . Bomba de calor: COP = 4 (400%)

Estos valores lógicamente varían según los precios de la energía y la eficiencia del equipo. Por favor, contacta con tu suministrador para conocer el precio €/kWh y con el fabricante para conocer la eficiencia del equipo.

Los riesgos de la bomba de calor

Hay muchos trastornos que se asocian normalmente al uso del aire acondicionado.

Resfriados. Si alguien se resfrçía en la oficina, el origen es un virus y no el acondicionador de aire. En invierno empleamos mucho tiempo en los interiores, todos respirando el mismo aire, por lo que si alguien coge un resfriado, el virus puede ser transmitido al resto. Por otra parte, el acondicionador de aire seca el aire y rebaja su capacidad protectora, haciéndonos más vulnerables a infecciones.

Alergias. Tanto en la oficina, con sistema de aire distribuido o en casa, con sistema de split simple, todas las unidades de aire acondicionado llevan filtros. Éstos podrían ser no tan eficientes como declaran los fabricantes pero el aire que climatizan resulta con menos partículas alérgicas (polvo, polen, etc) que el que había antes de filtrarlo. Al objeto de asegurar la calidad del aire, el mantenimiento del filtro es crucial. Contacta con el fabricante para encontrar los requisitos de mantenimiento y hazlo tú mismo o contrata un servicio para ellos.

Rigidez de cuello. Puede ocurrir en la época de refrigeración si el aire chorro de aire frío está dirigido sobre la espalda o cuello de alguien. El acondicionador de aire debe estar instalado de manera que el aire frío circule a través de la estancia sin impactar sobre nadie.

Sequedad en la garganta. Durante el funcionamiento en refrigeración, un acondicionador de aire retira agua del aire haciendo condensar la humedad al contactar con las superficies frías del aparato. En el modo calefacción, no se retira agua, pero al calentar el aire se reduce la humedad específica. En ambos casos, puedes alcanzar irritación o sequedad en la garganta. La selección correcta de la temperatura de confort, evitando temperaturas de congelación en verano y demasiado altas en invierno, te permite obtener suficiente rango de humedad que prevenga la sequedad en la garganta. Hay aparatos que pueden ventilar con aire exterior y lo humedecen.

Trastornos por Legionella. Es un malestar respiratorio con síntomas similares a los de la gripe, y en muchos casos, a la neumonía. Está causado por una bacteria (Legionella) que habita en agua tibia y caliente (20 a 45º C). Su relación con el acondicionamiento de aire es relativamente frecuente, debido a que se han documentado casos en los que la entrada de aire fresco del sistema de acondicionamiento de aire recogía la bacteria (que se había desarrollado fuera, por ejemplo en una fuente, torre de enfriamiento o en un depósito de agua estanca). Sin embargo, los acondicionadores de aire domésticos (Split montados, por ejemplo) son circuitos cerrados, por lo que su uso no incrementa el riesgo de contraer este trastorno.

La bomba de calor tiene la capacidad de capturar energía de fuentes externas y gratuitas. Esta característica hace que sea un equipo que multiplica la potencia eléctrica de accionamiento del compresor, transportando calor útil de forma altamente eficiente.

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Las bombas de calor son empleadas en equipos de climatización, en este caso, para aportar calor o calentar agua sanitaria, aunque también hay bombas de calor que funcionan con un ciclo inverso, es decir, que aportan frío al local. En esta caso estamos hablando de una bomba de calor reversible .

La ventaja de usar la bomba de calor reside en su capacidad de suministrar más energía útil (en forma de calor) de la que utiliza para su funcionamiento (energía eléctrica), pudiendo llegar a producir un ahorro del 70% respecto a un sistema de calentamiento tradicional como gas, electricidad o gasóleo. Las ventajas derivadas del uso de la bomba de calor así como sus bondades se relacionan directamente con aspectos de ídole medioambiental, tales como la eficiencia energética, el uso de energías renovables, contribución a la reducción de emisiones de CO2, uso de refrigerantes respetuosos con el medio ambiente, etc.

Tipos de bombas de calor

Se distinguen cuatro tipos principales de bomba a calor:

  • Bomba a calor aire-aire : el calor que se toma del el aire se transfiere directamente al aire del local que debe calentarse.

  • Bomba a calor aire-agua : el calor se toma del aire y se transfiere a un circuito de agua que abastecerá un suelo/techo radiante/refrescante, radiadores, ventiloconvectores o aerotermos.

  • Bomba a calor agua-agua : el sistema toma el calor de un circuito de agua en contacto con un elemento que le proporcionará el calor (la tierra, capa freática) para transferirlo a otro circuito de agua como en el caso anterior. Es el sistema generalmente adoptado por las bombas de calor geotérmicas.

  • Bomba de calor geotérmica: este tipo de bombas de calor obtiene la energía del terreno a través de un fluido caloportador que absorbe el calor del suelo y lo transmite al circuito frigorífico de la bomba.

Componentes

La bomba de calor aire-agua consta de dos partes: el grupo bomba de calor situado en la parte superior y el depósito de acumulación en la parte inferior. La bomba de calor está basada en el aprovechamiento de la energía que producen los cambios de estado del fluido refrigerante. Este fluido circula por el interior de un circuito cerrado que consta de:

  1. Compresor, cuyo trabajo permite el desarrollo del proceso y que requiere de electricidad para su funcionamiento.
  2. Condensador. Intercambiador de calor situado a lo largo del calderín y a través del cual el fluido refrigerante en forma de vapor cede toda su energía al agua del depósito. A medida que va cediendo la energía condensa y vuelve a estado líquido.
  3. Válvula de expansión. Componente del circuito por el que pasa el fluido refrigerante y que por medio de su cambio de sección, supone una reducción brusca de la presión y también un descenso notable de la temperatura.
  4. Evaporador. Otro intercambiador de calor situado en la parte superior, que a través de su superficie ampliada por un sistema de aletas, permite el intercambio entre el fluido refrigerante y el aire ambiente. En este intercambiador el fluido refrigerante pasa a estado vapor.

Como la energía térmica solamente puede ir de un nivel de energía más alto a otro más bajo, el fluido refrigerante presente en el evaporador, necesariamente debe estar a una temperatura menor que la del aire ambiente. Por otra parte, el fluido refrigerante situado en el condensador debe tener también necesariamente, una temperatura superior a la del agua a calentar en el depósito para poder cederle energía.

Principio de funcionamiento de una bomba de calor:

Un ejemplo claro de bomba de calor es el frigorífico. En este caso, se transfiere el calor del interior del frigorífico (reduciendo su temperatura) hacia el exterior, aumentando la temperatura de la estancia. En el caso de una bomba de calor para producción de agua caliente sanitaria el funcionamiento es similar: el gas absorbe el calor del aire del ambiente y lo cede al acumulador de agua a través de un condensador.

El principio de funcionamiento de la bomba de calor se basa en los principios de la termodinámica y se puede estructurar en 4 pasos:

– En el primer paso el fluido refrigerante se encuentra a baja temperatura y a baja presión y, por lo tanto, en estado líquido. El aire aspirado del ambiente pasa a través del evaporador, dónde el fluido refrigerante absorbe la temperatura del aire ambiente y cambia de estado. Al mismo tiempo, el aire es expulsado a una temperatura más baja.

– El fluido refrigerante llega al paso 2 en forma de vapor pero todavía a baja presión. Pasándolo a través del compresor se produce un aumento de la presión con el consiguiente aumento de temperatura.

– Como resultado se obtiene vapor en un estado elevado de energía. Este vapor situado en el paso 3 es el que circula por el condensador situado a lo largo del calderín donde va cediendo toda la energía al agua acumulada, volviendo así a estado líquido.

– En el último paso del proceso, el fluido refrigerante ya en estado líquido se hace pasar por la válvula de expansión para obtener de nuevo el fluido en sus condiciones iniciales, es decir, a baja presión y a baja temperatura. De esta forma se puede volver a iniciar el proceso.

Coeficiente de rendimiento de las bombas de calor

La eficiencia de una bomba de calor se mide por su coeficiente de rendimiento COP (Coefficient of Performance. En este caso, se trata de una relación entre el calor cedido y la energía eléctrica consumida principalmente por el compresor. Para una correcta eficiencia y funcionalidad, una bomba de calor debe alcanzar un COP de entre 2 y 6, dependiendo de la diferencia entre las temperaturas de ambos focos (interior o exterior). De forma práctica se puede decir que un COP 3 implica un rendimiento del 300%, o lo que es lo mismo, para 1kWh consumido de energía eléctrica se aportan 3 kWh de energía en forma de calor al depósito de acumulación.

El COP es variable según el tipo de bomba de calor y según las condiciones de funcionamiento. La variable que más influye en su funcionamiento es principalmente la temperatura ambiente, aunque también influye la temperatura entrada agua fría, temperatura de preparación y humedad relativa.

Ejemplo de rendimiento de una bomba de calor para agua caliente sanitaria:

Calculemos el ahorro obtenido con la instalación de una bomba de calor en una vivienda de 4 personas en Valencia. La demanda de agua caliente es de 120 litros/día a 60ºC que corresponden a 2.307 kWh anuales.

Considerando el COP elegido y la variación del mismo por la zona en la que se instala se obtiene un ahorro del 70% de energía.

Dado que la bomba de calor aporta un 70% de ahorro en la producción de agua caliente sanitaria se puede equiparar al ahorro exigido en el apartado HE4 del Código técnico de la edificación, por lo tanto este equipo se puede utilizar justificadamente para disminuir el porcentaje de cobertura solar exigido en cualquier edificación sujeta a CTE.

Además del ahorro que puede llegar a suponer, también hay que considerar otros efectos que produce su funcionamiento. El aire que expulsa, a diferencia de otros sistemas de calentamiento de agua sanitaria, no solamente no es el resultado de ningún tipo de combustión sino que es aire fresco. De esta forma, las bombas de calor contribuyen aunque sea en pequeña medida a la reducción del calentamiento global y también a la reducción de emisiones de CO2. De hecho, se ha estimado que una bomba de calor con acumulador de 80 litros permite reducir 480 kg/año de CO2 vinculado a la producción de energía eléctrica.

Por qué una bomba de calor es el sistema de calefacción más eficiente

15/01/2015 05:00 – Actualizado: 02/03/2017 16:37

Puesto que los sistemas de climatización son una de las principales fuentes de consumo energético doméstico en España (en invierno por la calefacción y por el aire acondicionado en verano), la búsqueda de la opción más eficiente es una necesidad, con la idea de que, si es necesario gastar en ello, al menos se deberá hacer de la forma más inteligente posible.

Dentro de las distintas opciones, están las bombas de calor, no muy conocidas por muchos usuarios pero que se utilizan tanto en nuestro país, generalmente en su formato reversible, como en otros más fríos, debido a su sorprendente eficiencia. De hecho, fueron elegidas por Greenpeace en 2011 como el mejor sistema de calefacción en lo que se refiere a eficiencia energética. Esta característica se debe a su funcionamiento: está basado en transportar calor en vez de generarlo.

Así funciona una bomba de calor

1. En el punto inicial, el fluido refrigerante que circula por el circuito cerrado y que es la base de la bomba, está a baja temperatura y a baja presión, y por tanto en estado líquido. Al conectar la bomba, empieza a aspirar aire del exterior. Ese aire pasa a través del evaporador rodeando el punto donde está el fluido, que absorbe el calor presente en el aire y cambia de estado, evaporándose. El aire es expulsado al exterior de nuevo, más frío que cuando fue absorbido.

2. En el segundo paso, el fluido está en estado gaseoso pero a baja presión. En el compresor ésta sube, y con ella también la temperatura.

3. En el tercer paso, el fluido ya es vapor muy caliente. Al pasar por el condensador, cede la energía al aire que lo rodea, calentándolo para enviarlo al interior de la habitación y condensándose, volviendo así al estado líquido.

4. En el último punto, el fluido pasa por la válvula de expansión para recuperar sus características iniciales (baja temperatura y baja presión) y comenzar de nuevo el ciclo.

Es el mismo funcionamiento que tiene una nevera solo que al revés y de hecho las bombas de calor reversibles funcionan también como aparatos de aire acondicionado. Se trata de llevar un calor que ya existe allí donde se quiere disfrutar (o no padecer). En el caso de la nevera es de dentro a fuera, en el caso de la calefacción es de fuera a dentro.

Las bombas de calor reciben ese nombre por la semejanza con las bombas que sirven para extraer agua de pozos o depósitos desde un nivel hasta otro más alto. En vez de agua, estas transportan energía térmica desde un punto frío a otro más caliente para elevar la temperatura del aire de una habitación o del agua de un depósito. Ya que ese traslado contradice la segunda ley de la termodinámica (que establece que el calor se transfiere de forma espontánea de una fuente caliente a otra más fría hasta que se igualen, y no al contrario), para llevarlo a cabo hace falta aportar energía, en este caso eléctrica.

Entre 2 y 5 veces más energía de la que consume

Sin embargo, puesto que no hay que generar calor quemando combustible o a través de una resistencia, este sistema multiplica la potencia que ofrece en relación a la que consume, algo que en principio parece imposible. El rendimiento de las bombas térmicas se mide con una cifra denominada COP o coeficiente de rendimiento (coefficient of performance), que es resultado de dividir la potencia suministrada entre la ofrecida. Aunque la lógica establece que ese número será cono máximo 1 (1 kilovatio hora eléctrico será igual a 1 kilovatio hora térmico) dependiendo del modelo y las condiciones ambientales, el COP de las bombas de calor varía entre 2 y 5. Haciendo los cálculos equivalentes, el COP de una caldera de gas ronda el 0,9 y el de un radiador eléctrico, el 1.

Ya que la eficiencia de una bomba de calor depende de las condiciones ambientales, especialmente de la temperatura exterior, no en todos sitios será adecuado utilizarla

Ya que la eficiencia de una bomba de calor depende de las condiciones ambientales, especialmente de la temperatura exterior, no en todos sitios será adecuado utilizarla. Cuanto mayor es la diferencia entre la temperatura exterior e interior, menor será su eficacia, reduciéndose a la mitad cuando fuera hay menos de 0 grados.

En lugares como los países nórdicos, donde las temperaturas invernales se encuentran habitualmente por debajo de esos niveles, es común encontrarse bombas geotérmicas. Estos sistemas extraen el calor, no del aire exterior, sino del subsuelo, donde se mantiene almacenado de forma constante durante todo el año. De esta forma, son fiables incluso cuando fuera hay varios grados bajo cero.

BOMBA DE CALOR FUNCIONAMIENTO

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¿QUE ES UNA BOMBA DE CALOR?
Las bombas de calor sirven para aire acondicionado, pero también para calefacción, si el aparato es reversible.
Es una máquina térmica que permite transferir energía en forma de calor de un ambiente a otro, según se requiera. Lo contrario sería un refrigerador. Si quieres saber más sobre el refrigerador sigue el enlace anterior.
Para realizar esto se basa en las propiedades de cambio de estado de un fluido refrigerante y la 2º Ley de la termodinámica: «el calor se dirige de manera espontánea de un foco caliente a otro frío, y no al revés, hasta que sus temperaturas se igualan.»
Las bombas de calor son los dispositivos de climatización más eficientes que existen. Se basan en la técnica de «refrigeración por compresión», que se aplica también a otros aparatos, como el refrigerador (frigoríficos), los sistemas de aire acondicionado o la climatización geotérmica.
Consiguen su elevada eficiencia, de hasta un 400%, gracias a que aprovechan las leyes de la física en su favor. Las bombas de calor absorben el calor de un sitio y lo transfieren a otro, tal y como hacen las bombas hidráulicas con el agua.
Debido a la posibilidad de invertir su funcionamiento, en la actualidad se utilizan como calefacción en invierno y como sistema de refrigeración en verano (aire acondicionado reversible, invirtiendo el sentido de circulación del refrigerante).
Hay 2 tipos de bombas de calor:
Las bombas de calor agua/agua extraen el calor de agua subterránea para cedérsela a un circuito de agua que posteriormente servirá como calefactor de un local.
Las bombas de calor Aire/Aire (las más usadas) transfieren el calor que se toma del exterior directamente al aire del local que debe calentarse. De esta manera, no calienta ningún circuito de agua, sino directamente el aire.
Veamos como es una bomba de calor, sus partes y su funcionamiento.

PARTES DE UNA BOMBA DE CALOR

– Evaporador: Absorbe calor del medio ambiente obteniendo vapor. Esta parte de la máquina es similar a un radiador, es un serpentín por el que circula un líquido muy frío el cual absorbe el calor del aire que pasa a través del serpentín. Obviamente es la parte que está en las habitaciones puesto que es donde «se genera» el frío. Resumiendo absorve el calor del exterior y el líquido se convierte en gas (evapora).
– Compresor: Absorbe el liquido refrigerante (ya en estado de gas o vapor) a baja presión que procede del evaporador, lo comprime y lo cede a alta presión. Al aumentar la presión el gas es un gas a más presión pero más caliente y al estar a mayor presión es más fácil pasarlo a estado líquido. Es un compresor que licua y calienta el gas. Esta parte suele estar fuera de las habitaciones puesto que es la que más ruido hace de la máquina. Resumiendo: El compresor comprime el gas y lo convierte en gas a alta presión.

– Condensador: Es un tubo estrecho y largo en forma de serpentín. Absorbe el fluido del compresor. Aquí pasa el gas licuado y caliente y lo que hace es ir cediendo poco a poco el calor que tiene el gas al aire externo que pasa por el serpentín enfriando, se convierte el líquido (condensa) y calentando el aire exterior. Esta es la parte que está fuera y el motivo por el cual cuando pasamos por la calle en verano cerca de un aire acondicionado nos llega aire más caliente.
– Válvula de expansión: aquí el líquido «templado» y licuado, se expande (disminuye de presión) transformándose en gas otra vez y a una temperatura muy baja. Es una propiedad de cualquier gas, al expandirse se enfría. Resumiendo expande el líquido, lo enfría y lo convierte en gas al expandirlo.
Viendo que el evaporador «cede frío» y el condensador «cede calor» si se pudieran cambiar, las máquinas de aire acondicionado se transformarían en calefacciones de aire. Aqui esta el truco de que sean reversibles, el gas puede circular en los 2 sentidos.

FUNCIONAMIENTO DE UNA BOMBA DE CALOR
FOCO FRIO (para refrigerar):
Objetivo: Atrapar el calor interior para mandarlo al exterior.
Básicamente son cuatro elementos:
Evaporador: el refrigerante llega mezca de líquido y gas, pero se evapora completamente en este elemento al absorber calor de la habitación.
Compresor: se encarga de aspirar el refrigerante en estado gaseoso, aumentar su presión y su temperatura, y hacerlo moverse por el circuito frigorífico.Es el elemento que consume energía externa (electricidad).
Condensador: en este elemento se cede calor a un medio externo (normalmente a la calle), de forma que el refrigerante se condensa (pasa a líquido) por que al ceder el calor se enfría.
Válvula de expansión: realiza la expansión del refrigerante, que se evapora parcialmente, absorbiendo calor y, por tanto, enfriándose.
El ciclo se repite.

1º) Sale el liquido de la válvula en estado liquido y vapor, por medio de tuberías entra en la unidad evaporador-enfriador, donde absorbe calor del medio y, como consecuencia, se termina de transformar todo el elemento refrigerante en vapor (este evaporador se coloca en la parte exterior de la casa).
2º) Una vez que sale del evaporador vuelve para el compresor donde empieza el circulo otro vez de nuevo.
3º) El compresor es un elemento imprescindible para una bomba de calor, ya que, además de aumentar la presión y bajar la temperatura de nuestro refrigerante, este lo prepara para entrar en el condensador. El compresor es el causante de que el refrigerante circule por las tuberías del circuito y no se quede estancado.
FOCO CALIENTE (para calentar):
Objetivo: Calentar el líquido refrigerante por compresión para mandarlo al interior.
1. El circuito tiene un líquido refrigerante que absorbe el calor del aire, del suelo o del agua subterránea y se convierte en vapor.
2. El vapor pasa por un compresor que aumenta su presión y su temperatura. El Compresor toma el fluido y lo comprime haciendo que su temperatura suba.
3. Este vapor llega con una gran concentración de energía que cede a la habitación. Como ves ese calor “comprimido” se extrae entonces para calentar la habitación.
El fluido el cual se ha comprimido y del que se ha extraído parte de su calor baja su temperatura. Esta temperatura baja aún más en el momento en que se descomprime en la valvula de expansión a un punto muy por debajo de la que tenía antes de ser comprimido. De esta manera se puede decir que se extrae el calor de una sustancia para dársela a otra.

Mas adelante veremos el funcionamiento de los compresores. Ahora es mejor que veas el siguiente video sobre bomba de calor:

Tipos de Compresores
-COMPRESOR ALTERNATIVO O DE ÉMBOLO: Este tipo de compresor está compuesto por uno o varios pistones y tiene la apariencia del motor de un coche.
En su interior, un eje solidario a una excéntrica pone en movimiento a la biela, lo cual produce la bajada del pistón. Mientras éste baja, va absorbiendo el vapor del circuito mediante la válvula de aspiración. Cuando el pistón ha bajado lo máximo posible, la válvula de aspiración se cierra y empieza a subir el pistón, comprimiendo así el vapor anteriormente aspirado.
Una vez se ha producido la compresión máxima, la válvula de escape se abre y se libera el vapor comprimido (a alta presión) a las tuberías del circuito.
Este proceso se repite varias veces. Algunas de sus características son que funciona muy bien con cargas parciales; aunque debe tener un mantenimiento frecuente, este mantenimiento es muy sencillo y la mano de obra conoce muy bien este tipo de compresor; es uno de los compresores más baratos (un 50% más barato que un compresor de tornillo); su regulación de capacidad se produce por etapas; como las temperaturas de descarga son más elevadas, consume más aceite que otros compresores, debido a que el sistema de separación de aceite no es muy sofisticado.
-COMPRESOR DE TORNILLO: El compresor de tornillo es uno de los más modernos. El vapor refrigerante entra por el canal de aspiración y, en el interior, dos tornillos helicoidales lo comprimen mediante su giro.
Sus características más importantes son que tiene menos posibilidades de romperse o desgastarse, ya que posee pocas partes móviles; requiere menos mantenimiento que un compresor alternativo (una revisión por cada dos y media del alternativo), pero llevado a cabo por personal especializado; su precio es más elevado dada su tecnología; es más silencioso; funciona muy bien a carga completa.
Las características del compresor de tornillo hacen que sea ideal para utilizarlo en industrias y, en general, a gran escala, dada sobretodo su durabilidad, gran rendimiento energético y utilización para refrigerar grandes volúmenes (a partir de 400 m3/h).
CUESTIONES SOBRE BOMBA DE CALOR
1º) ¿Qué tipo de material se puede utilizar en el acoplamiento entre motor y compresor? Explica las principales propiedades necesarias para esta aplicación.¿Qué tipos de ensayos utilizarías para medir esta propiedad?
Solución: Deberíamos saber cuanta temperatura debe de tener la habitación ,utilizaría un termómetro que a la vez que mida la presión , también mande señal al motor y compresor para que estos dos disminuyan su función , y el calor de la habitación no sobrepase la temperatura marcada. Los tipos de ensayo que sometería esta pieza serian ensayos de dureza del material, de resistencia a elevadas temperaturas y de compresión.
2º) El aparato debe funcionar cuando la temperatura medida en un punto de la habitación sobrepase los 25º C ; indicar cual es el sensor adecuado para esta aplicación y en que punto de la habitación se debería colocar. Justificar la respuesta.
Solución: El sensor debe de ser de temperatura, debería de estar colocado al lado del condensador pero no midiendo la temperatura que este manda al exterior, sino a uno de sus lados para que pueda medir la temperatura de el medio ambiente, este debe de estar colocado enfrente de una pared donde el calor que sale de condensador rebote en la pared y se expanda por todos los contornos de la habitación .
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Una opción interesante a la hora de buscar sistemas de calefacción son las bombas de calor, independientemente de si es para uso doméstico, de oficina o fábricas.

En la imagen, bomba de calor para calefacción central en edificios, se ubican en la cima de los mismos, y a través de cañerías internas se lleva a todas las unidades.

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Que es una bomba de calor

La bomba de calor es una maquina térmica que toma calor de un espacio frío lo hace pasar por un espacio caliente, para que el aire tomado del espacio frío “se caliente” y así poder mantener en un clima agradable un lugar.

El funcionamiento de una bomba de calor es el mismo que el de un frigorífico o aire acondicionado, solamente que cambian el objetivo. Mientras que el aire toma calor de un espacio caliente y lo lleva a un espacio frío para que se enfríe, la bomba hace todo lo contrario.

Hoy en día podemos encontrar en el mercado bombas de calor que cumplen con los dos objetivos: el de enfriar y el de calentar. Es que solamente para crear este artefacto se necesito colocar a las bombas ya existente una válvula inversora que cambia el sentido de circulación del refrigerante en función de lo que se quiera.

Como funciona una bomba de calor

El funcionamiento de una bomba de calor se basa en un circuito con cuatro elementos fundamentales por donde pasa un liquido refrigerante: Un evaporador, un condensador, un compresor y una válvula expansora.

Cuando se acciona la bomba, esta comienza a aspirar aire proveniente del exterior. El liquido refrigerante absorbe el calor del aire exterior evaporándose. El liquido refrigerante en forma de gas, ingresa al compresor. Este se encarga de aumentar la presión y temperatura del gas, convirtiendo el gas en liquido caliente.

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El liquido ya caliente sigue circulando hasta llegar al condensador. Aquí, cede calor al aire proveniente del interior del recinto a calentar. Esto quiere decir que el aire proveniente del interior se calienta y se vuelve a expulsar. El liquido sigue su recorrido hasta pasar por la válvula de expansión, la cual la enfría para volver a obtener calor del ambiente y volver a comenzar el ciclo.

Bombas de calor – Sistema inverter

En el párrafo anterior desarrollamos el funcionamiento de una bomba de calor funcionando como calefactor. Ahora explicaremos el funcionamiento de la bomba de calor funcionando como refrigerador.

El circuito es el mismo, solo que ahora el liquido refrigerante sale del compresor a alta temperatura y presión, y entra al condensador, donde se enfría con el aire del medio ambiente (cede calor al ambiente). Al pasar por la válvula de expansión reduce su temperatura y entra al evaporador, donde toma calor del interior del recinto, enfriandolo.

Tipos de bombas de calor

Existen distintos tipos de bombas de calor en función de cuales sean las fuentes a las cuales el liquido refrigerante cede o toma calor. No necesariamente va a ser el aire frío del invierno, sino que puede ser ríos, tierra, entre otros. Lo mismo para el lugar que cede calor. No necesariamente va a ser un espacio que queramos calentar, puede ser también agua.

– Bombas de calor Aire – Aire: Toma calor del aire exterior y lo cede al aire de algún interior.
– Bombas de calor Aire – Agua: Toma calor del aire exterior y lo cede a un sistema de circulación de agua.
– Bombas de calor Agua – Aire: Toma calor de una corriente de agua y lo cede al aire a calefaccionar.
– Bombas de calor Agua – Agua: Toma calor de una corriente de agua y lo cede a un sistema de circulación de agua.

Consumos de una bomba de calor

Existen distintos tamaños de bombas de calor, en funcion del lugar que se quiera calentar. Dependerá exclusivamente de la potencia y capacidad de la máquina.

– ¿Lugar pequeño como por ejemplo una casa? – El consumo de las bombas de calor esta rondando los 2kW.
– ¿Lugar mediano como por ejemplo una oficina? – El consumo de las bombas de calor rondará los 6-8 kW.
– ¿Lugar grande como por ejemplo un edificio? – El consumo de las bombas de calor rondará los 70-100 kW.

Aplicaciones para bombas de calor

  • Para calefaccionar tanto lugares domésticos como hospitales, edificios, hoteles, locales, entre otros.
  • Para calentamiento de agua: Las bombas de calor cubren la necesidad de agua caliente, tanto en hogares como en industrias.
  • Para secado: Hay procesos de secado que utilizan las bombas de calor para ayudar al secado de productos.
  • Para enfriar: En el caso de las bombas de calor utilizadas con una válvula inverter (invierte la dirección y por lo tanto el mecanismo), generalmente en frigoríficos o heladeras industriales.

¿Té has preguntado alguna vez qué es una bomba de calor y como funcionan? Este sistema de calefacción y agua caliente de alta eficiencia energética extrae la energía gratuita del aire exterior para convertirla en confort para el hogar, de una manera natural, protegiendo el medio ambiente y favoreciendo el ahorro energético.

¿Qué es una bomba de calor?

Los sistemas basados en bombas de calor aire-agua aprovechan la energía del ambiente para convertirla en frío, calor y agua caliente sanitaria. El sistema se compone de 2 unidades, una unidad exterior con todos los elementos necesarios para poder absorber la energía del aire exterior, y una unidad interior que posee un módulo hidráulico con distintas variantes en función del beneficio requerido: climatización o servicio de a.c.s.

Para saber qué es una bomba de calor y de qué se compone exactamente, a continuación tienes todos los módulos que son necesarios para su funcionamiento:

La unidad exterior es un equipo compacto diseñado para instalarse en el exterior de la vivienda que contiene los siguientes elementos:

  • Un compresor hermético modulante por frecuencia con tecnología Inverter DC
  • Válvulas de expansión
  • Válvulas de cuatro vías para configurar su funcionamiento reversible
  • Intercambiador de aletas de alto rendimiento aire-agua que funcionará como condensador o evaporador dependiendo del modo de operación de la Bomba de Calor (refrigeración o calefacción) por donde circula el refrigerante absorbiendo o cediendo temperatura.
  • Intercambiador completamente aislado del exterior donde el refrigerante que circula por este circuito hermético cede o absorbe el calor del agua del circuito primario del interior de las estancias a climatizar. Este circuito cerrado contiene refrigerante R410a que viene cargado de fábrica.

La unidad interior permite distribuir el frío o calor en la vivienda a través de un módulo hidráulico con distintas variantes en función de las necesidades:

  • Integrar la climatización y producción de a.c.s.
  • Climatizar aprovechando un sistema ya existente para la producción de a.c.s.
  • Sólo climatizar con un equipo frío-calor totalmente autónomo.

Todo son ventajas con las bombas de calor

Las Bombas de Calor aire/agua, con mayores índices de rendimiento y compatibles con otros sistemas de calentamiento ya existentes en la vivienda, se caracterizan por su fácil instalación y mantenimiento. En la instalación entre la unidad interior y exterior no es necesario utilizar
gas refrigerante, lo que facilita la instalación al no requerir un técnico en refrigeración.

Las Bombas de Calor aire-agua que permiten un abastecimiento térmico libre de emisiones de CO2 en el punto de consumo; tampoco utilizan combustibles líquidos o gaseosos, por lo que no requieren adaptarse a las condiciones limitadoras de otros generadores que utilizan estos combustibles convencionales ni seguir pautas en la evacuación de gases de la combustión, facilitando su instalación e integración en un edificio.

Los niveles de ruido en el exterior también son muy reducidos, 43 dB a 2 metros de distancia de la unidad exterior trabajando al máximo de su potencia o velocidad del ventilador.

Funcionamiento de la bomba de calor aire / agua

1. Evaporador El fluido frigorífico (R410a) cede/absorbe la temperatura del aire exterior extrayendo así la energía de la naturaleza. 2. Compresor Accionado por un motor eléctrico, el compresor incrementa a través de la compresión la temperatura
del fluido frigorífico (R410a), el cual ya tiene una aportación de energía del aire exterior. 3. Condensador Cuando regresa al estado líquido, el fluido frigorífico (R410a) libera/absorbe la energía al circuito hidráulico que se conecta al módulo interior para después distribuir la energía en el lugar que se quiere climatizar. 5. Válvula de expansión Retira presión al fluido refrigerante (R410a), para mejorar la reacción a la evaporación y así poder liberar/absorber la mayor cantidad de energía posible del exterior.

Bombas de calor, tecnología del futuro

Hacia el futuro, se revelan unas perspectivas muy interesantes, ya que cada día nos preocupa más el medio ambiente.

Bomba de calor. ¿Como elegir la mejor?

La elección de la bomba de calor correcta.

Todos los fabricantes afirman tener las mejores bombas de calor, las más eficientes y las más silenciosas. A esto se añade que están constantemente actualizando los modelos y la mejora de las especificaciones. Averiguar cuál es la mejor para usted no es tan sencillo.

Es importante conseguir la bomba de calor adecuada para sus necesidades. Cada hogar es único y tiene características individuales que afectan en gran medida el flujo de aire alrededor de un espacio, así como la pérdida de calor. Estos incluyen: ubicación del hogar, las temperaturas del aire ambiente típica de su zona, orientación con respecto al sol, el aislamiento en techos y paredes, superficie de las ventanas, el posicionamiento de las paredes, etc

El tipo de bomba de calor

Las bombas de calor vienen en una variedad de tipos: splits de pared, multisplits, consolas de suelo, cassettes de techo, baja silueta para conductos, etc, todas con diferentes gamas de potencia y características.

El tamaño correcto

Las bombas de calor deben ser dimensionadas correctamente para el volumen de aire que necesita acondicionar. Demasiado pequeña y la unidad acabará trabajando a toda velocidad tratando de alcanzar la temperatura deseada, sin llegar nunca a regular el sistema inverter y, por tanto, va a gastar más energía. Demasiado grande y la bomba de calor parará y arrancará repetidamente y el sistema inverter tampoco llegará nunca a regular.

Nota: No comprar una bomba de calor más grande con la esperanza de que va a calentar múltiples habitaciones o la casa entera. Una bomba de calor mide constantemente la temperatura de la sala donde se encuentra y la mantendrá a medida que alcanza la temperatura programada. No se puede saber cual es la temperatura en las habitaciones al final del pasillo, así que no va a tratar de calentarlos. Si desea calentar varias habitaciones, se debe instalar un sistema multisplit bomba de calor diseñados para el ello o una baja silueta por conductos.

La instalación adecuada

Una instalación correcta es crítica para el un funcionamiento eficiente de una bomba de calor. Desafortunadamente las bombas de calor están disponibles en muchos comercios, pero no asuma que porque alguien puede vender una bomba de calor tiene el equipo adecuado o son instaladores autorizados.

Resumen

Conseguir la bomba de calor adecuada para su hogar es una combinación de cálculo exacto del espacio a calentar (o enfriar), teniendo en cuenta todas las características del hogar, además de un conocimiento actualizado de las especificaciones de rendimiento de todas las marcas y modelos disponibles.

Energías renovablesComunidad

Esta es la típica pregunta que surge en muchos foros cuando se habla del alto rendimiento energético que presenta la bomba de calor. No en vano, el valor medio de su SCOP (seasonal coefficient of performance) es de 4, lo que implica que esta máquina térmica es capaz de suministrar 4 kWh térmicos por cada kWh eléctrico consumido.

Frente al resto de sistemas eléctricos de calefacción no existe duda de que se trata del aparato más eficiente. El motivo es que ellos que emplean resistencias eléctricas que generar calor que se transmite por convección o radiación, y su rendimiento térmico es siempre inferior a la unidad, y por tanto, al de la bomba de calor. Nos surge entonces la duda de si respecto al sistema de calefacción por caldera de gas natural también la bomba de calor es el sistema más eficiente.

La respuesta es que sí, pero para pronunciarnos con rotundidad en este sentido, debemos de considerar, además de los rendimientos de las propias máquinas, la naturaleza de cada tipo de energía. Esto es así porque existe una eficiencia adicional a considerar en la conversión de la energía primaria a energía final en cada caso, ya que la energía que empleamos en nuestras casas ha sido transformada desde el comienzo, a partir de centrales térmicas utilizadas y del tipo de combustible empleado, lo cual implica una serie de pérdidas energéticas. Como decimos esto es muy importante, ya que, por tanto, el valor de la eficiencia global para cada sistema térmico es el resultado de dividir el rendimiento de cada aparato entre dicho ratio de conversión de energía primaria a energía final.

Lógicamente en el caso de que la bomba de calor funcione a partir de electricidad generada por energías renovables (paneles fotovoltaicos o sistemas mini-eólicos), no existe discusión alguna, pero el debate es interesante si consideramos el valor promedio de la generación eléctrica en España. En este sentido, hay que considerar el ratio de conversión de energía primaria a energía final, a nivel peninsular en 2015 es de 2,37 en el caso de la electricidad, mientras que en el caso del gas natural es de 1,20.

En cuanto a los rendimientos térmicos de las máquinas, como ya se ha comentado la bomba de calor tiene una valor 4, mientras que la caldera de gas más eficiente, que es la de condensación “solo” alcanza un valor de 1,09.

Por tanto, al calcular el valor de la eficiencia global de cada sistema y realizar el cociente entre el rendimiento del aparato y la conversión de energía primaria para cada caso, obtenemos un valor mucho más alto en el caso de la bomba de calor que en la caldera de condensación a gas: 1,68 frente a 0,91, respectivamente.

¿Estás de acuerdo con todo lo expuesto?

La bomba de calor de aerotermia se está convirtiendo en una de las opciones más solicitadas a la hora de resolver la instalación de calefacción y climatización de cualquier espacio o vivienda. Un alto nivel de eficiencia y la comodidad de sólo depender del suministro eléctrico, evitando otros suministros continuos o discontinuos como el gas o la biomasa, decantan la balanza hacia este sistema de forma destacable.

¿Pero en qué consisten las bombas de calor aerotérmicas? Para el que no las conoce la explicación sencilla sería que se trata de una bomba de calor convencional (los aires acondicionados inverter de toda la vida), pero con una eficiencia tan alta que se llega a considerar una energía renovable. Además, la aerotermia suele destinarse a calentar agua tanto para consumo (ACS) como para instalaciones de calefacción de baja temperatura, algo que con una bomba de calor convencional no es recomendable por su baja eficiencia.

renovablesdelatlantico.com

Pero veamos de forma resumida las ventajas e inconvenientes de este sistema tan eficiente y demandado.

Las ventajas de la bomba de calor aerotérmica

  1. Eficiencia. Se trata de un sistema de alta eficiencia con lo que el consumo es muy reducido, y el ahorro a largo plazo considerable. El consumo es muy bajo, y aunque el precio del Kw/h eléctrico es alto, la factura mensual para calefacción o climatización se reduce considerablemente respecto al gas.
  2. Comodidad. La bomba de calor se basa en el suministro eléctrico por lo que para disfrutar de la aerotermia (a nivel doméstico) no es necesario contratar suministro de gas, ni estar pendiente de otros suministros como los pellets, en el caso de calderas de biomasa. Esta razón es una de las más fuertes dentro de la toma de decisiones habitual.
  3. Limpieza. Aunque es evidente que requiere mantenimiento, se trata de un sistema que no genera humo, gases o cenizas en el edificio, por lo que evita problemas de evacuación de los gases de combustión propios de otras opciones.

¿Y las desventajas de la aerotermia?

  1. Necesita una unidad exterior. Al igual que las bombas de calor convencionales, las aerotérmicas necesitan una unidad exterior y una interior, con los problemas de espacio y de estética que ello supone, ya que hay muchos casos donde la ubicación de la unidad exterior es compleja si queremos ocultarla. autor: 51% studios architecture
  2. Sólo es óptima si se utiliza para radiación de baja temperatura o calefacción por aire. Su eficiencia es óptima si se utiliza mayoritariamente para calefacción a baja temperatura, ya que la generación de agua caliente a temperaturas convencionales de un sistema de radiadores tradicional, reduce su capacidad de ahorro. Por lo tanto, la mejor opción es utilizarla con suelo radiante o con radiadores de baja temperatura. autor: jaga
  3. Consume electricidad. Algo que, en realidad, puede ser una ventaja o una desventaja ¿Por qué? Porque si el origen de esa electricidad es renovable es una gran opción, pero si su origen no lo es, las emisiones de CO2 derivadas de su uso son menores que en otros sistemas pero aún considerables.
  4. En lugares muy fríos requiere medidas auxiliares. La eficiencia de la bomba de calor de aerotermia en lugares muy fríos es menor. Por eso, en aquellos lugares donde es habitual que la temperatura descienda por debajo de 0ºC, el sistema debe incorporar medidas para pretratar el aire con el que trabaja la unidad “exterior” (que no siempre lo es del todo), como pozos canadienses o pequeñas resistencias, para evitar problemas de “escarche” y mantener el sistema en condiciones.
  5. La inversión inicial es alta en comparación con otras opciones del meracado.
  6. La potencia eléctrica a contratar, y por tanto la parte fija del recibo de electricidad, suele aumentar respecto a un edificio sin aerotermia.

Después de conocer los problemas y las ventajas ¿Te decidirías por una bomba de calor aerotérmica? Se trata de una gran solución, aunque siempre recomendamos un estudio detallado para que la decisión sea realmente la más adecuada… y no la más previsible.

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