Descubre la bomba de calor agua-agua

• ¿Qué es una bomba de calor agua-agua?
• ¿Cómo funciona una bomba de calor agua-agua?
• Consumo de una bomba de calor agua-agua
• Aplicaciones de la bomba de calor hidrotérmica
• Beneficios de una bomba de calor hidrónica

La bomba de calor de hidrotermia es también conocida como bomba de calor hidrotérmica o de aguas subterráneas. El motivo de este nombre es muy claro, ya que aprovechan la energía térmica del agua como fuente de calor, bien que hay en un estanque o lo más habitual, el agua subterránea. 

Los equipos de calefacción hidrónica son, junto al resto de modelos de bombas de calor, uno de los sistemas más eficientes que existen en la actualidad. Se denominan sistemas de agua-agua porque aprovechan la energía térmica del agua subterránea, para calentar o enfriar el agua de los depósitos que se disponen dentro de la vivienda o edificio. Esta agua climatizada a la temperatura que deseamos es la utilizada en un suelo radiante, fancoils o radiadores de baja temperatura. Además, también puede calentar un depósito para el consumo de Agua Caliente Sanitaria.

Combinada con un sistema fotovoltaico que le proporcione la electricidad, la bomba de calor hidrotérmica consigue una eficiencia muy alta. Ya que nos aseguramos que la poca energía eléctrica que tenemos que aportar, proviene de una fuente renovable y gratuita. Ese es el motivo por el que se considera que una bomba de calor hidrónica puede funcionar de forma neutra climáticamente. Razón que las engloba dentro de los sistemas subvencionables para la eliminación de los combustibles fósiles.

Podemos distinguir dos tipos de bombas de calor de hidrotermia, puesto que absorben la energía térmica de las aguas subterráneas, de un lago o similar, sin embargo, cada una de ellas nos aporta esa energía a un medio diferente:

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Todos los tipos de bomba de calor funcionan de modo similar. La única diferencia radica en el lugar donde captan la energía y dónde la transfieren. Sin embargo, su funcionamiento interno se basa en el ciclo térmico de en 4 pasos de un gas refrigerante. Estos corresponden con los diferentes cambios de estado que sufre el gas frigorífico, de líquido a gas y vuelta a líquido.

• Evaporación

En el primer paso, considerando que la bomba trabaja en modo verano, el refrigerante se evapora absorbiendo calor del medio externo al evaporador. En el caso de una bomba de calor agua-agua, este medio es el agua de uno a varios depósitos. De esta forma enfriamos el agua de los tanques para poder usarla en un sistema de refrigeración. 

• Compresión

En este paso se eleva la presión y temperatura del gas frigorífico, además se impulsa para su movimiento a lo largo del circuito de toda la bomba de calor.

• Condensación

Este proceso consiste, como su nombre indica, en la condensación del refrigerante. Al condensarse cede el calor absorbido al agua de la climatización, al medio externo. En el caso de una bomba de calor hidrónica, este medio externo es el agua subterránea, de un estanque o similar, donde se han instalado las tuberías de disipación.

• Expansión

Durante este paso el gas refrigerante atraviesa la válvula de expansión, donde se genera una pérdida de carga o presión. Esto provoca que se reduzca la alta presión que tenía el refrigerante procedente de las tuberías de condensación enterradas en el subsuelo o en el fondo de un estanque de agua.

Cuando llega la época de frío, damos orden a la bomba de calor que invierta el ciclo de circulación del refrigerante. Los equipos actuales de hidrotermia disponen de una válvula de 4 vías que proporciona la capacidad de revertir el ciclo frigorífico. 

Así, cuando cambiamos a modo invierno se invierte el recorrido del gas frigorífico, modificando la función de dos componentes. El condensador pasa a realizar la función de evaporación y, por su parte, el evaporador trabaja condensando el gas refrigerante que circula por su interior.

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Comparando los tres grandes grupos de bombas de calor, encontramos a la bomba de calor hidrónica o de agua-agua en una posición intermedia en cuanto a eficiencia. Los equipos de aerotermia se encuentran en el escalón más bajo y la bomba de calor geotérmica es la más eficiente de todas. Esto se relaciona claramente por el elemento de donde absorben energía y la variabilidad de su temperatura.

• Relación de eficiencia de las bombas de calor

* Cuanto mayor es el SCOP más eficiente es la bomba de calor.

En el caso concreto de la bomba de calor agua-agua, se consiguen rendimientos por encima de 5,5 de SCOP. Siempre dependiendo del modelo y de las condiciones climatológicas que afectan a la temperatura del agua donde disipa o recoge la energía calorífica. 

Es importante saber que este tipo de bomba de calor suele ser para grandes potencias y, por lo tanto, hay pocos modelos para aplicaciones domésticas. Además, la variedad de equipos que están disponibles para España es aún menor. 

Uno de los pocos ejemplos que encontramos en el modelo SMARTSOURCE™ Water Source Heat Pump de Daikin. La potencia de estas bombas de calor agua-agua va desde las 8.400 BTU/h en frío y 6.200 BTU/h en calor, hasta los 60.700 BTU/h en frío y 46.200 BTU/h en calor. Es decir, desde los 2 kW hasta 18 kW, que sí los hace aptos para viviendas.

• ¿Cuál es la eficiencia de una bomba de calor?

La eficiencia de una bomba de calor se mide por el SCOP o coeficiente de rendimiento estacional. Esta unidad se determina midiendo la cantidad de energía que la bomba de calor consume, por lo general electricidad, y la cantidad de energía calorífica que nos proporciona. 

Así, una bomba de calor hidrónica que tiene un SCOP de 5, puede generar hasta 5 kW de calor por cada kW de electricidad que consume. Por lo general, todos los equipos agua-agua son bomba de calor inverter, por lo que su eficiencia se ve mejorada, reduciendo el consumo eléctrico.

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Los modelos de agua-agua tienen una gran variedad de usos. Sin embargo, para aplicaciones domésticas dependemos de los modelos y potencias disponibles en el mercado. Ya que en todos los edificios y aplicaciones las necesidades de calefacción y de acondicionamiento establecen un amplio abanico de posibilidades.

Se pueden usar para la climatización de viviendas de tamaños medios y grandes, así como para la generación de ACS. En el ámbito industrial y comercial también tienen gran aplicación, sobre todo en edificios en los que no se puede instalar equipos en fachadas o azoteas, imposibilitando el empleo de equipos de aerotermia. En estas circunstancias es lógico recurrir a la bomba de calor hidrotérmica o geotérmica.

Son equipos idóneos para la calefacción de piscinas públicas y recintos deportivos. Con la bomba hidrónica se puede climatizar grandes espacios con consumos realmente bajos. Algo que favorece durante su utilización, ya que las facturas de la luz se reducen, comparándolas con el consumo de gas o gasóleo. Si nos centramos en los usos de climatización tenemos diferentes opciones de uso:

• Climatización por fancoils o ventilo-convectores

Los fancoils son otra opción cuando no se puede instalar un suelo radiante o el presupuesto está más ajustado. Estos terminales también son aptos para su uso tanto en verano como en invierno. Ya que su trabajo es difundir en el aire la temperatura del agua que les llega desde el equipo de hidrotermia.

• Panel radiante

Es una opción muy innovadora que ofrece tanto calefacción, como climatización. Al igual que un suelo radiante, necesita de la instalación de un equipo de deshumidificación para el funcionamiento de verano. El panel radiante consiste en placas prefabricadas con una tubería interna y que facilita la instalación tanto en techo como en paredes. Estas se conectan a la bomba de calor agua-agua y distribuyen el agua caliente o fría por todo el local.

• Climatización por suelo o techo radiante

El suelo radiante ofrece la posibilidad de trabajar en calor para el invierno y en frío para el verano. Esto es idóneo con la bomba de calor hidrotérmica, puesto que esta es capaz de revertir su ciclo de trabajo y ofrecernos agua caliento o fría, según nuestras necesidades.

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Una bomba de calor agua-agua aporta grandes ventajas sobre otros tipos de sistemas. Ya que aporta la posibilidad de reversión que no dispone un aire acondicionado sin bomba de calor. No obstante, son más los beneficios que obtenemos al instalarlo en nuestras viviendas.

• Ventajas de una bomba de calor de hidrotermia