En la actualidad, la calefacción desempeña un papel importante en nuestras emisiones de carbono; alrededor del 40% de las emisiones globales proceden de los edificios, y la mayoría de ellas se derivan de la forma en que calentamos nuestros hogares y empresas.
A medida que buscamos formas de reducir nuestras emisiones de carbono, tenemos que cambiar los métodos de calefacción que dependen de combustibles con alto contenido de carbono por alternativas más limpias y con bajo o nulo contenido de carbono, una de las cuales es la bomba de calor.
El uso del gas natural para la calefacción representa una gran parte de las emisiones de gases de efecto invernadero. Así que, el cambio a opciones más limpias y bajas en carbono desempeñará un papel fundamental para ayudarnos a alcanzar el objetivo de cero emisiones y hacer frente al cambio climático.
Bombas de calor: ¿Qué son y cómo funcionan?
Una bomba de calor toma el calor del suelo o del aire alrededor de un edificio y lo eleva a una temperatura que mantiene calientes los hogares y las empresas.
Piensa que es como un frigorífico que funciona a la inversa: en lugar de mantener fríos los alimentos, calienta tu casa utilizando un refrigerante, que puede evaporarse en gas y condensarse en líquido.
Antes de entrar de lleno con la explicación de lo que es y de cómo funciona una bomba de calor hablaremos acerca de dos fenómenos físicos que intervienen en el funcionamiento de estos dispositivos.
Diferencia entre calor y temperatura
El primer concepto del que se hablará es el de la diferencia que existe entre calor y temperatura.
- El calor es un flujo de energía que transmiten o absorben los cuerpos y que se puede medir en calorías.
- La temperatura es un indicador que sirve para medir la cantidad de calorías que un cuerpo posee.
Es importante conocer y comprender ambos conceptos, ya que no siempre un cuerpo que este a una temperatura más elevada va a tener mas energía calorífica que otro con temperatura más baja. También interviene la cantidad de masa del cuerpo.
Así por ejemplo, tendrá mucha más energía calorífica (calorías) una piscina que se encuentre a una temperatura de 35ºC que un clavo de hierro a 800ºC.
Esta al alcance de cualquiera poner al rojo vivo un clavo con sólo mantenerlo durante 5 minutos sobre una llama de un encendedor o mechero. Sin embargo si mantenemos esa misma llama durante ese mismo tiempo bajo una piscina esta no se elevará ni un solo grado centígrado. Ello es debido a que la piscina posee una masa mucho mayor que la de un clavo y será necesario mucha más energía para lograr que la piscina suba de temperatura un grado que la necesaria para lograrlo en un clavo.
La compresión y la temperatura
Otro fenómeno físico clave para comprender el funcionamiento de las bombas de calor es el relativo a la relación que existe entre la presión y la temperatura en los fluidos. Así cuando un fluido se comprime aumenta su temperatura y cuando se descomprime desciende.
Toda molécula de un fluido tiene una cierta de cantidad energía que le hace vibrar de determinada manera, más violentamente cuanta más energía tenga. El choque entre una molécula y otra es lo que produce el calor.
Si las moléculas están muy alejadas entre sí (esta poco comprimido) tardarán mucho tiempo en chocar. produciendo poco calor. En cambio si comprimimos el fluido provocamos que las moléculas estén en un espacio menor y en su movimiento de vibración choquen más veces entre si produciéndose más calor y elevando su temperatura aunque en sentido estricto la cantidad de la energía sea la misma.
¿Cómo funciona la bomba de calor?
El funcionamiento de la bomba de calor se basa en la relación entre la presión y la temperatura.
La bomba de calor toma un fluido y lo comprime haciendo que su temperatura suba. Ese calor “comprimido” se extrae entonces para calentar la sustancia que nos interese ya sea aire o agua.
Otros sistemas emplean fluidos que al comprimirse cambian de estado y absorben calor (calor latente) para luego volver a su estado original y liberarlo donde se quiere que caliente a otro fluido
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 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.
La particularidad de la bomba de calor es que es capaz de extraer el calor de un fluido a una determinada temperatura para traspasarlo a otro medio con una temperatura mayor.
En circunstancias naturales debería ocurrir de manera totalmente opuesta, ya que el cuerpo de más temperatura cede su calor a otro de menor temperatura hasta que se alcance un total equilibrio de temperaturas entre ambos cuerpos. Esto lo comprobamos fácilmente cuando sacamos al exterior una olla cocinada al fuego para que se enfríe. La olla y su contenido al paso del tiempo tendrá la misma temperatura que el medio ambiente en el que se encuentre.
Ventajas de las bombas de calor
Las ventajas de utilizar una bomba de calor en comparación con un sistema de calefacción tradicional son las siguientes:
- Al reducir las emisiones de carbono, las bombas de calor son una opción de calefacción más respetuosa con el medio ambiente.
- Un sistema de bomba de calor es tres veces más eficiente que una caldera de gas.
- Es posible que pueda acogerse al plan de mejora de calderas que tienen muchos países, que se ha puesto en marcha para apoyar la instalación de bombas de calor.
- Aunque el coste inicial de la instalación puede ser mayor, las bombas de calor tienen el potencial de reducir sus facturas de calefacción a largo plazo.
Desventajas de las bombas de calor
- Las bombas de calor pueden no ser adecuadas para todos los edificios, especialmente los más antiguos. Las medidas de eficiencia energética deben estar ya implantadas, como el aislamiento del tejado y de las paredes, y puede ser necesario aumentar el tamaño de los radiadores.
- El condensador de la bomba puede hacer ruido.
- La instalación de bombas de calor geotérmicas requiere un jardín grande con fácil acceso para excavar, con algunas molestias.
- La instalación de las bombas de calor puede ser más cara, aunque tiene el potencial de reducir las facturas de calefacción a largo plazo.
Con información de: https://noticiasambientales.com/