¿Qué es una bomba de calor?
La bomba de calor es una tecnología que transporta energía calorífica de un ambiente a otro.
Para ello utiliza el principio de cambio de estado de una substancia (refrigerante) de gas a líquida y de líquida a gas.
Para evaporar un líquido se necesita energía (absorbe calor del ambiente = enfría) y durante la condensación se libera energía (aporta calor al ambiente = calienta).
A continuación, le mostramos un esquema para ayudar a entenderlo:
Componentes de una bomba de calor
- Refrigerante: substancia que se somete a cambios de estado para conseguir transportar la energía (calor) de un ambiente a otro.
- Circuito: La bomba de calor es un circuito cerrado en el que el refrigerante va circulando y cambiando de estado. El refrigerante nunca sale del circuito.
- Evaporador: Es la unidad que absorbe calor (enfría). Para esto se dispone de un intercambiador donde el refrigerante pasa de líquido a gas.
- Compresor: Comprime el refrigerante cuando está en estado gaseoso.
- Condensador: Es la unidad que aporta calor. En este momento el refrigerante pasa de gas a líquido.
- Válvula de expansión: Es una válvula que provoca una pérdida de carga elevada en el refrigerante, bajándole la presión y, en consecuencia, la temperatura antes de entrar en el evaporador, para volver a iniciar el ciclo.
Cómo funciona la bomba de calor
Para explicar su funcionamiento, utilizaremos el ejemplo de una bomba de calor aire-aire (más abajo explicaremos los tipos de bomba de calor) en una vivienda.
En este ejemplo podríamos diferenciar 4 etapas (como verás, utilizaremos los principios de cambio de estado de los que hemos hablado en el primer apartado):
- Evaporación – Unidad interior o exterior.
- Expansión – Válvula de expansión.
- Condensación – Unidad interior o exterior.
- Compresión – Compresor.
El funcionamiento en verano se representaría de la siguiente manera:
- Evaporación: El refrigerante llega en estado mixto (líquido + gas), a baja presión y frío.
Este circula a través de la batería de la unidad interior y con la ayuda de un ventilador, absorbe el calor del aire de la habitación/vivienda (la enfría).
Al absorber el calor, el refrigerante pasa de líquido a gas. - Compresión: El refrigerante llega en estado gaseoso y a temperatura ambiente.
El compresor comprime el gas aumentando presión y temperatura.
Puedes comprobar este efecto cuando hinchas una rueda de bici ya que la mancha se calienta al comprimir el aire. - Condensación: El refrigerante llega en estado gaseoso, a alta presión y temperatura.
Este refrigerante circula a través de la batería de la unidad exterior y con la ayuda de un ventilador libera calor al exterior.
Al liberar calor (según el principio explicado) el refrigerante pasa de gas a líquido. - Expansión: El refrigerante llega líquido, a alta presión y a temperatura cercana al ambiente.
Mediante una válvula de expansión se reduce la presión y en consecuencia baja la temperatura y parte del líquido pasa a estado gaseoso.
Puedes comprobar este efecto cuando accionas un aerosol y notas que se sale frío.
En invierno, el circuito se podría invertir, para generar calor en el interior:
Usos/aplicaciones de una bomba de calor
- Climatización (calefacción y refrigeración).
- Producción de Agua Caliente Sanitaria (ACS).
- Procesos industriales específicos.
Tipos de bomba de calor
Antes de entrar en detalle, se debe puntualizar el origen de los nombres para entender mejor los tipos:
- Bomba de calor agua-agua: La energía se obtiene del agua subterránea de la capa freática, lago, rio o subsuelo. Esta energía es transferida a otro circuito de agua.
- Bomba de calor aire-aire: La energía se obtiene del aire exterior para transferirlo al aire del interior. (ejemplo explicado en el apartado anterior).
- Bomba de calor tierra-agua (geotérmica): La energía se obtiene del terreno, absorbiéndola del suelo y transmitiéndola a un circuito frigorífico. Comúnmente conocido como geotermia.
- Bomba de calor aire-agua (aerotermia): La energía se obtiene del aire exterior y se transfiere a un circuito de agua. Comúnmente conocido como aerotermia.
