Dentro de la batería de intercambio circula un compuesto químico llamado gas refrigerante, que cambia su estado físico y se evapora incluso a bajas temperaturas exteriores. El gas refrigerante en forma de vapor necesita ser transportado a otro nivel en el que pueda ser utilizado para la calefacción y producción de agua caliente sanitaria.
¿Cómo funciona una bomba de calor?
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¿Cómo funciona una bomba de calor?
Una bomba de calor de aerotermia funciona transfiriendo el calor del aire exterior a un espacio interior, mediante intercambio térmico. La unidad exterior de la bomba de calor, posee un ventilador que impulsa un caudal de aire del exterior a través de una batería de intercambio denominada comúnmente como evaporador.
Proceso del ciclo de refrigeración: el núcleo del principio de la bomba de calor
Independientemente de la fuente de calor que se utilice para generar calor, el proceso del ciclo de refrigeración, que consta de cuatro pasos, siempre forma parte del modo de funcionamiento de la bomba de calor.
Para aprovechar el calor obtenido en el paso anterior, el gas refrigerante pasa a través del compresor (que utiliza la electricidad para funcionar) y aporta otra parte de la energía que se transfiere a los sistemas de calefacción y agua caliente sanitaria de la vivienda en el siguiente paso.
Toda la energía contenida en el gas refrigerante en forma de vapor se transfiere al agua de la instalación, haciendo que esta se caliente y que el gas refrigerante pase de nuevo al estado líquido.
Cuando el gas refrigerante en estado líquido pasa a través de la válvula de expansión, se reduce repentinamente la presión y la temperatura del mismo. Esto permite iniciar de nuevo el ciclo.
Repetición continua del proceso
Estos procesos tienen lugar en un circuito cerrado (circuito frigorífico) dentro de la bomba de calor. Para transportar el calor, se utiliza un líquido (gas refrigerante) que tiene la capacidad de evaporarse a temperaturas muy bajas. Incluso temperaturas de -20º C son suficientes para proporcionar energía y evaporar el gas. A continuación, el refrigerante en forma de vapor frío, por ejemplo a -20º C, se comprime en el compresor. Este proceso aumenta la presión y hace que aumente considerablemente su temperatura. Este refrigerante en forma de vapor caliente se condensa y libera toda la energía en forma de calor al sistema de calefacción en el condensador (intercambiador de placas). Posteriormente, la presión del refrigerante líquido se reduce considerablemente al pasar a través de la válvula de expansión. Esto hace que la temperatura del líquido vuelva a descender al nivel inicial. El proceso vuelve a comenzar desde el principio.
Principio de funcionamiento de la bomba de calor aerotérmica
Una bomba de calor aerotérmica puede constar de una unidad interior y una unidad exterior o sólo de la unidad exterior. En ambos casos, un ventilador provoca el paso del aire exterior por un intercambiador de calor (bateria de evaporación). Por el intercambiador circula el refrigerante que cambia de estado físico a temperaturas muy bajas. Al entrar en contacto con el aire exterior, el refrigerante se calienta y se convierte gradualmente en vapor. Para aumentar el calor resultante hasta la temperatura requerida se utiliza un compresor. Éste comprime el vapor y aumenta tanto la presión como la temperatura del vapor refrigerante.
A continuación, un segundo intercambiador de calor (condensador) transfiere la energía del vapor calentado al circuito de calefacción (suelo radiante, radiadores, depósito de calefacción y/o acumulador de ACS). En el proceso, el refrigerante, que todavía está bajo presión, se enfría y se licúa de nuevo. Al pasar a través de la válvula de expansión disminuiremos la presión del refrigerante, y una vez que ha alcanzado su estado inicial, el ciclo de refrigeración vuelve a empezar de nuevo.
Explicado de forma sencilla: La bomba de calor
La compresión requiere corriente eléctrica
Un componente esencial del circuito de refrigeración es el compresor. Esto se debe a que, sin compresión, las temperaturas de salida son demasiado bajas para poder calentar un edificio a una temperatura confortable, más aún en días muy fríos con temperaturas bajo cero.
En la práctica, se utilizan varios compresores, como los de pistón o los scroll, todos ellos de accionamiento eléctrico. El consumo de energía para la compresión depende de muchos factores. Entre ellos, la demanda de calor, la tecnología del compresor y, no menos importante, la diferencia de temperatura entre la fuente de calor y el sistema de calefacción. Por regla general: Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre la fuente de calor y la temperatura de impulsión, más tendrá que trabajar el compresor.