Calefacción eléctrica mediante bomba de calor

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Una bomba de calor es un dispositivo utilizado para calentar o enfriar un espacio cerrado o agua doméstica mediante la transferencia de energía térmica de un espacio más frío a otro más caliente utilizando el ciclo de refrigeración, siendo la dirección opuesta en la que se produciría la transferencia de calor sin la aplicación de energía externa. Cuando se utilizan para refrigerar un edificio, las bombas de calor funcionan de forma idéntica a los acondicionadores de aire, transfiriendo el calor del edificio al exterior. Cuando se utilizan para calentar un edificio, la bomba de calor funciona a la inversa: el calor se transfiere del exterior al edificio. Los tipos de dispositivos más comunes son las bombas de calor de fuente de aire, las bombas de calor de fuente de tierra, las bombas de calor de fuente de agua y las bombas de calor de aire de escape. Las bombas de calor también se utilizan a menudo en los sistemas de calefacción urbana.

La eficiencia de una bomba de calor se expresa en forma de coeficiente de rendimiento (COP) o coeficiente de rendimiento estacional (SCOP). Cuanto más alto sea el número, más eficiente será la bomba de calor y menos energía consumirá. Cuando se utilizan para la calefacción de espacios, estos dispositivos suelen ser mucho más eficientes energéticamente que las simples resistencias eléctricas. Las bombas de calor tienen una menor huella de carbono que los sistemas de calefacción que queman combustibles fósiles como el gas natural,[1] pero las que funcionan con hidrógeno también son bajas en carbono y pueden llegar a ser competidoras[2].

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Las bombas de calor de absorción son esencialmente bombas de calor de fuente de aire que no funcionan con electricidad, sino con una fuente de calor como el gas natural, el propano, el agua calentada por el sol o el agua calentada por la geotermia. Dado que el gas natural es la fuente de calor más común para las bombas de calor de absorción, también se denominan bombas de calor de gas. También existen refrigeradores de absorción (o de gas) que funcionan según el mismo principio.

Las bombas de calor de absorción residenciales utilizan un ciclo de absorción de amoníaco y agua para proporcionar calefacción y refrigeración. Como en una bomba de calor estándar, el refrigerante (en este caso, amoníaco) se condensa en un serpentín para liberar su calor; a continuación, se reduce su presión y el refrigerante se evapora para absorber el calor. Si el sistema absorbe el calor del interior de su casa, proporciona refrigeración; si libera calor al interior de su casa, proporciona calefacción.

La diferencia en las bombas de calor de absorción es que la presión del amoníaco evaporado no se incrementa mediante un compresor.    En cambio, el amoníaco se absorbe en el agua, donde una bomba de potencia relativamente baja puede bombear la solución a una presión más alta. El problema es eliminar el amoníaco del agua, y ahí es donde entra en juego la fuente de calor. El calor hace hervir el amoníaco del agua, iniciando de nuevo el ciclo.

Bomba de calor para refrigeración

Al igual que las bombas de calor de aire estándar, los minisplits tienen dos componentes principales: un compresor/condensador exterior y una unidad de tratamiento de aire interior. Un conducto, que aloja el cable de alimentación, la tubería de refrigerante, la tubería de aspiración y un desagüe de condensados, une las unidades exterior e interior.

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Los sistemas mini-split sin conductos son más fáciles de instalar que otros tipos de sistemas de acondicionamiento de espacios. Por ejemplo, la conexión entre las unidades exterior e interior suele requerir sólo un agujero de tres pulgadas en la pared para el conducto. La mayoría de los fabricantes de este tipo de sistemas pueden proporcionar una variedad de longitudes de conductos de conexión y, si es necesario, puede ubicar la unidad exterior a una distancia de hasta 15 metros del evaporador interior. Esto permite acondicionar habitaciones en la parte delantera de una casa, pero situar el compresor en un lugar más ventajoso o discreto en el exterior del edificio.

En comparación con otros sistemas complementarios, los minisplits ofrecen más flexibilidad de diseño interior. Los climatizadores interiores pueden suspenderse del techo, montarse a ras de techo o colgarse de la pared. También hay modelos de pie. La mayoría de las unidades interiores tienen unas siete pulgadas de profundidad y cuentan con elegantes carcasas de aspecto tecnológico. Muchas ofrecen también un mando a distancia para facilitar el encendido y apagado del sistema cuando está colocado en lo alto de una pared o suspendido del techo.

Bomba de calor con fuente de aire

La mayoría de los propietarios de viviendas que tienen bombas de calor las utilizan para calentar y enfriar sus casas. Pero una bomba de calor también puede utilizarse para calentar agua, ya sea como sistema de calentamiento de agua independiente o como sistema combinado de calentamiento de agua y acondicionamiento de espacios.

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Mientras que un frigorífico extrae el calor del interior de una caja y lo envía a la habitación circundante, un calentador de agua con bomba de calor de fuente de aire independiente extrae el calor del aire circundante y lo transfiere -a una temperatura más alta- para calentar el agua en un tanque de almacenamiento. Puede adquirir un sistema de calentamiento de agua con bomba de calor independiente como una unidad integrada con un depósito de almacenamiento de agua y elementos de calentamiento de resistencia de reserva. También puede adaptar una bomba de calor para que funcione con un calentador de agua convencional ya existente.

Los calentadores de agua con bomba de calor deben instalarse en lugares que permanezcan en el rango de 40º-90ºF (4,4º-32,2ºC) durante todo el año y que proporcionen al menos 1.000 pies cúbicos (28,3 metros cúbicos) de espacio de aire alrededor del calentador de agua. El aire que pasa por encima del evaporador puede ser expulsado a la habitación o al exterior.