Bomba de calor: orígenes, curiosidades y aplicaciones

¿Qué es una bomba de calor?

Una bomba de calor es sencillamente un aparato cuyo funcionamiento se basa en la termodinámica. Su tarea principal es la de transportar energía procesada en forma de calor de algún ambiente, bien sea suelo, aire o agua a otro lugar. Este proceso se genera a través del cambio de estado de gas a líquido de un fluido refrigerante por medio de la temperatura ambiente y con ayuda de un compresor.

Uno de los puntos más importantes de una bomba de calor y una de las cosas que más atractiva le hace es, que tienen la capacidad de capturar energía de fuentes completamente externas y de forma gratuita. Gracias a esta característica, hace este tipo de sistema sea un equipo que multiplica la potencia eléctrica de accionamiento del compresor, transportando calor útil de forma altamente eficiente.

Además, una de las grandes ventajas de las bombas de calor es que alrededor del 70% de la energía que utiliza se obtiene del aire y el resto de la electricidad. Un hecho que nos permite ahorrar en el consumo final si lo comparamos con otros sistemas que cuentas con suministros eléctricos, de gas o gasóleo. Además son equipos amigables con el medio ambiente, ya que generan menos cantidad de CO2.

 ¿Qué hace que la bomba de calor ser una apuesta segura de futuro?

La bomba de calor no es sólo un sistema con una gran eficiencia energética, sino que es fiable y garantiza confort y control. Su evolución en el mercado en los últimos años posiciona a la bomba de calor como una apuesta de futuro. Según las últimas cifras ofrecidas por la AFEC, las instalaciones de este sistema de calefacción crecieron en 2017 alrededor de un 17,26% en el sector de las viviendas. Además, con la implantación de la nueva normativa europea de edificios, y en particular en España, desde la actualización del Código Técnico de Edificación, donde el objetivo es la construcción de edificos de consumo casi nulo y con sistemas eficientes, posiciona a la bomba de calor como un candidato serio en el mercado de la calefacción.

Tampoco podemos obviar, que la aerotermia se encuentra a la vanguardia de la climatización y actualmente es una de las soluciones más eficientes y respetuosas con el medio ambiente. Actualmente, son pocos los sistemas de calefacción que tengan la capacidad de satisfacer al mismo tiempo las necesidades de calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria.

Pero… ¿de cuándo data la bomba de calor?

Para conocer el origen de la bomba de calor tenemos que irnos a la época de los grandes faraones en Egipto. Estos ya utilizaban sistemas y métodos para reducir el calor. Básicamente se utilizaba en el palacio del faraón, cuyas paredes estaban formadas por enormes bloques de piedra. Durante la noche, esclavos desmantelaban las paredes y acarreaban las piedras al desierto, donde las piedras se enfriaban notablemente. Antes del amanecer, volvían a poner las piedras en su sitio. Con esta operación, se estima que el faraón disfrutaba de temperaturas alrededor de los 26° C, mientras que en el exterior del palacio el calor subía hasta casi el doble.

Aunque los egipcios ya habían pensando como ingeniárselas en el campo de la climatización, no fue hasta el año 1842, cuando  Lord Kelvin inventó el principio del aire acondicionado . Con el objetivo de conseguir un ambiente agradable y sano, el científico creó un circuito frigorífico hermético basado en la absorción del calor a través de un gas refrigerante.

En base a estos pilares Peter Rittinger, nacido en la República Checa, fue quien en el año 1856 aplicó esta hipótesis inventando de este modo la bomba de calor. Las razones que llevaron a este ingeniero de minas a desarrollar la bomba de calor fueron el medio ambiente y el ahorro económico. La idea surgió mientras realizaba experimentos sobre el uso del calor latente del vapor de agua para la evaporación de salmuera. Como resultado, la bomba de calor se empezó a utilizar en Austria para secar la sal en las marismas. Posteriormente, en 1857 logró demostrar que con la instalación de la bomba de calor en todas las salinas de Austria sería posible ahorrar hasta 293.000 m3 de leña.

Pero no fue hasta 1940 cuando surgió la primera bomba de calor como la conocemos en la actualidad.  Robert C. Webber, un inventor estadounidense, tuvo la idea de la bomba de calor por accidente cuando estaba experimentando con el congelador y se quemó la mano después de tocar accidentalmente los tubos de salida del sistema de refrigeración. La quema de sus manos le dio ideas sobre los mecanismos básicos de cómo iba a construir la bomba de calor. ¿Cómo? conectaba la tubería de salida de un congelador a un calentador de agua caliente y, desde el congelador estaba produciendo el exceso de calor constante, conectó el agua calentada a un bucle de tuberías. Además, utilizó un pequeño ventilador para propulsar el aire caliente en el edificio. Para después construir una bomba de calor para proporcionar calor para toda su casa. Además, decidió bombear el calor del subsuelo debido a que la temperatura apenas fluctuó durante todo el año.

Aplicaciones y sistemas de la bomba de calor:

Aplicaciones:

• Climatización a través de calefacción y refrigeración.
• Producir agua caliente.
• Calentar una piscina cubierta.
• Procesos industriales específicos.

Sistemas:

• Bomba de calor aerotérmica: Este tipo de bombas de calor utilizan la energía del aire para poder funcionar. Las mismas pueden ser bien sea del tipo aire – aire o agua – aire y están diseñadas para generar aire caliente o frío todo ello dependiendo de las necesidades del usuario final o del lugar en las que se han instalado.
• Bomba de calor geotérmica: Se trata de las bombas de calor formadas por los sistemas tierra – aire y tierra – agua. Este tipo de sistemas obtiene el calor de la energía que se encuentra en el subsuelo y es transferido al interior de las viviendas.
• Bomba de calor hidrónica: Se trata de las bombas de calor formadas por los sistemas de aire – agua y agua – agua que climatizan las habitaciones o estancias mediante agua caliente o agua fría, que genera la bomba de calor con su proceso. El agua es distribuida a través del edificio a través de tuberías, bien sea calentándolas o enfriándolas.

La bomba de calor en España

El pasado diciembre (2018) se cumplieron 3 años desde la puesta en marcha del proyecto de Promoción de la Bomba de Calor llevado por la AFEC. Los resultados han sido un éxito como confirmó la misma asociación. Y es que el parque de equipos aerotérmicos de bomba de calor en España, utilizados como sistema de calefacción, ha experimentado un incremento de un 71%, suponiendo un aumento de la aportación de energía renovable de alrededor de un 85%.