9.3.- BOMBAS DE CALOR

Una bomba de calor es una máquina térmica que intercambia energía en forma de calor de un ambiente a otro, desde un foco frío a otro más caliente. Para su funcionamiento, se necesita un aporte de energía ya que, debido al 2º Principio de la termodinámica, el calor se transfiere de forma espontánea de un foco caliente a otro más frío.

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El ciclo de una bomba de calor es el siguiente:

  • Compresión: el compresor transforma la energía eléctrica en calor y lo transmite a un fluido refrigerante, elevando su presión y temperatura.
  • Condensación: el refrigerante pasa de estado gaseoso a estado líquido en un condensador que cede calor al foco caliente.
  • Expansión: el líquido se expande transformándose en gas y enfriándose.
  • Evaporación: se absorbe calor del foco frío que se transfiere al refrigerante.

A partir de este esquema básico, se pueden producir modificaciones para aumentar el rendimiento del ciclo o adaptarlo a necesidades específicas.

Para un mayor rendimiento es importante obtener la temperatura más alta posible del ambiente (aire, agua, suelo, aguas subterráneas…), que es la fuente de energía, pero debemos tener en cuenta variables como la inversión inicial y el coste de autorizaciones.

Como el ciclo termodinámico es el mismo, una bomba de calor puede funcionar para calentar o enfriar el aire ambiente. Se cambia la función del evaporador y del condensador mediante una válvula conmutadora, dos válvulas de retención y una válvula de expansión adicional.

Se utilizan distintos diseños de evaporador en función de las necesidades:

  • En el evaporador directo, el refrigerante toma el calor directamente del ambiente y los costes son reducidos.
  • En el evaporador con energía de circuito de salmuera, un circuito con líquido transporta el calor de la fuente de calor al evaporador para salvar distancias. Se utiliza cuando se extrae calor de aguas subterráneas, suelos o aguas. Debido al uso de bomba para el circuito de salmuera, los costes son elevados.

Las bombas de calor se utilizan en sistemas de acondicionamiento de viviendas, hoteles, oficinas… Pero también se utilizan en otros ámbitos como calentamiento de piscinas o lavandería.

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