En el norte de Minnesota, los primeros usuarios defienden el frío

Aug 17, 2023

Michael Overend ajusta la unidad interior de la bomba de calor de su casa. Foto de Stephanie Hemphill.

A Michael Overend y Lucy Grina les encanta mostrar a los visitantes su casa, una modesta vivienda de cuatro habitaciones, construida en 1965 en un camino de grava justo al norte de Duluth.

El orgullo de la pareja, sin embargo, no siempre se extendió a un solo rasgo: las facturas de servicios públicos.

"Nos avergonzaba la cantidad de calor que perdía esta vieja casa", dijo Overend. “Y teníamos mucho frío”.

Hoy en día, la pareja se encuentra entre un pequeño pero creciente número de propietarios de viviendas del norte de Minnesota que encuentran comodidad y ahorro al combinar la climatización que ahorra energía con un sistema de calefacción y refrigeración totalmente eléctrico conocido como bomba de calor.

Las bombas de calor son aparatos dos en uno altamente eficientes que pueden calentar y enfriar una casa, incluso en un clima notoriamente frío como el del norte de Minnesota. La tecnología probablemente será un componente clave de la estrategia climática del estado, ya que la quema de combustibles fósiles para calentar los edificios contribuye significativamente a las emisiones de gases de efecto invernadero del estado.* Los edificios representan el 40% de todo el uso de energía en Minnesota.

Si bien sigue siendo un nicho, las empresas de servicios públicos, los contratistas y los defensores esperan que la tecnología despegue a medida que haya más incentivos disponibles y más personas se familiaricen con lo que puede hacer.

Para Overend y Grina, todo empezó consultando a un experto en la construcción de viviendas supereficientes. Habían criado a dos hijos en su casa, pero al jubilarse tuvieron que decidir si conservar la casa y mejorar su habitabilidad o comprarla en otro lugar.

El primer paso fue realizar una auditoría energética y luego los contratistas taparon los agujeros y agregaron aislamiento y ventanas eficientes. Al final, la casa era tan estrecha que tuvieron que instalar un intercambiador de aire para mantenerlo fresco y saludable. Esa es una práctica estándar en la construcción de viviendas energéticamente eficientes en estos días.

Luego vino la bomba de calor. Los sistemas existen desde hace décadas, pero su rendimiento y eficiencia han mejorado a pasos agigantados en los últimos años. Esas mejoras, junto con la creciente conciencia sobre el cambio climático y los peligros de quemar combustibles fósiles en interiores, han ayudado a elevar el perfil del electrodoméstico en los últimos años.

Las bombas de calor son más eficientes que las calderas porque no producen calor; lo trasladan de un lugar a otro, igual que hacen los frigoríficos. La unidad exterior se parece esencialmente a un aire acondicionado estándar. Tiene un serpentín lleno de refrigerante y un ventilador que sopla aire a través del serpentín. La unidad interior también dispone de serpentín y ventilador. A medida que el refrigerante se mueve a través del sistema, un compresor lo presuriza y luego permite que se expanda, lo que hace que cambie entre gas y líquido. Esto le permite absorber el calor del exterior y liberarlo al interior.

En verano, el sistema se puede invertir, eliminando el calor del interior de manera más eficiente que un aire acondicionado estándar.

Las bombas de calor más avanzadas pueden extraer calor del aire incluso en días muy fríos. Esto se debe a los compresores más nuevos, de velocidad variable y accionados por inversor. Son más eficientes porque funcionan continuamente a diferentes velocidades para adaptarse a la carga de calefacción o refrigeración de la casa, en lugar de detenerse y encenderse como lo hacen la mayoría de los hornos.

Overend dijo que su sistema mantiene la casa calentita a 20 grados bajo cero Fahrenheit. Hay radiadores eléctricos de respaldo y el sistema puede cambiar automáticamente a los de respaldo, pero Overend dijo que casi nunca se encienden.

Overend dijo que el nuevo sistema, que incluye quitar la antigua caldera, instalar las dos bombas de calor y algunos conductos nuevos, y agregar el intercambiador de aire y un nuevo calentador de agua, le costó a la pareja alrededor de $25,000 y ha reducido el uso de energía de la casa en un 40%. .

Los ahorros dependen del tipo de sistema que reemplaza la bomba de calor. Los propietarios de viviendas que dependen del propano pueden ahorrar hasta un 30% en costos de calefacción; aquellos que usan calefacción por resistencia eléctrica (zócalo) pueden ahorrar hasta un 50%, según Air Source Heat Pump Collaborative, un proyecto del Centro para la Energía y el Medio Ambiente, una organización sin fines de lucro con sede en Minneapolis, y las principales empresas de servicios públicos del estado.

El gerente de la colaboración, Rabi Vandergon, dijo que las solicitudes de reembolso para bombas de calor aumentaron en 2020 durante la pandemia de COVID-19, a medida que más personas se centraban en mejoras para el hogar. Los problemas de la cadena de suministro ralentizaron un poco las ventas, pero las cifras han vuelto a aumentar este año, afirmó.

"Esperamos ver otro salto", dijo Vandergon. "La gente quiere ayudar con el cambio climático, especialmente si no perjudica sus bolsillos".

Vandergon dijo que los nuevos sistemas son más valiosos para los residentes rurales que actualmente cuentan con calefacción de zócalo eléctrica o de propano. El argumento financiero es menos claro para los clientes de gas natural, pero está entusiasmado con los programas de reembolsos y créditos fiscales que pronto estarán disponibles a través de la Ley federal de Reducción de la Inflación y la histórica legislación energética de Minnesota de 2023.

Los propietarios de viviendas pueden ahorrar más cuando combinan bombas de calor con programas de combustible dual que ofrecen algunas empresas de servicios públicos. Minnesota Power, por ejemplo, ofrece a los clientes una tarifa más baja a cambio de la posibilidad de detener la bomba de calor durante momentos de alta demanda de energía, lo que obliga a la casa a cambiar al calor de respaldo de otra fuente.

La investigación limitada y la creciente confianza de los instaladores experimentados están persuadiendo a los propietarios de que las bombas de calor realmente pueden funcionar en climas fríos.

El contratista de HVAC, Chad Thompson, ha estado instalando bombas de calor desde que fundó Twin Ports Custom Climate al otro lado de la frontera en Superior, Wisconsin, hace 20 años. Ha sido testigo de mejoras monumentales en las tecnologías y de cambios igualmente alentadores en las actitudes de los consumidores.

"Las capacidades de las nuevas unidades probablemente han mejorado 10 veces en los últimos 10 a 15 años", dijo Thompson.

El crecimiento de las ventas se ha producido principalmente gracias al boca a boca. Las cosas despegaron durante la pandemia, dijo Thompson, mientras que los veranos cada vez más calurosos y húmedos de la región probablemente también han despertado interés. Otros están motivados por el cambio climático y el deseo de dejar de quemar combustibles fósiles.

El número de solicitudes de reembolsos de empresas de servicios públicos para bombas de calor en Minnesota se duplicó con creces en cuatro años, de poco más de 2000 en 2019 a 4600 en 2022, según Air Source Heat Pump Collaborative. Y las ventas de bombas de calor en EE. UU. superaron las ventas de calderas de gas natural en 2021, según la Agencia Internacional de Energía.

En la parte noreste del estado, Minnesota Power es optimista con respecto a las bombas de calor y ofrece reembolsos durante los últimos años. La empresa organiza eventos de capacitación anuales para que los contratistas aprendan de expertos y fabricantes, y exige que los clientes utilicen contratistas preferidos para obtener un reembolso.

"Queremos alentar a los clientes que instalan calefacción eléctrica a hacer algo que sea de alta eficiencia, algo que sea beneficioso para la red", dijo Jon Sullivan de Minnesota Power, trabajador principal en programas y servicios para clientes. “Esta tecnología realmente nos ayuda en el camino hacia una energía 100% libre de carbono. También es beneficioso para otros clientes que quieran reducir al máximo la combustión de combustible”.

En 2017, los edificios de Minnesota consumieron el 40,6% de la energía total utilizada en el estado, según el Departamento de Comercio de Minnesota. La mayor parte proviene de los hogares, donde la calefacción y la refrigeración utilizan más de la mitad de la energía consumida. A pesar de los esfuerzos por aumentar la eficiencia, el uso de energía en los edificios está aumentando en Minnesota.

Los defensores dicen que cambiar a automóviles y electrodomésticos eléctricos es una de las cosas más impactantes que un propietario puede hacer para combatir el cambio climático. Esto se debe a que la electricidad se genera cada vez más a partir de fuentes limpias. En Minnesota, para 2040, toda la electricidad vendida deberá provenir de energía limpia.

En cuanto a Overend y Grina, están pensando en posibles próximos pasos, incluido un vehículo eléctrico y posiblemente almacenamiento de baterías para aprovechar durante los cortes de energía.

"Hace diez años, no tenía esperanzas", dijo Overend. “Pensé que el cambio climático era demasiado grande para que cualquiera, o todos nosotros, lo pudiera resolver. He aprendido que realmente hay esperanza. Lo que hacemos como individuos aporta una contribución muy, muy pequeña al panorama general. Pero podemos ser un ejemplo importante para nuestros amigos, nuestra familia y nuestra comunidad”.

*Corrección: una versión anterior de este artículo indicaba erróneamente la proporción de las emisiones totales de gases de efecto invernadero que se pueden atribuir a la calefacción de los edificios.

Este artículo apareció por primera vez en Energy News Network y se vuelve a publicar aquí bajo una licencia Creative Commons.

por Stephanie Hemphill, reformadora de Minnesota 15 de agosto de 2023

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Stephanie Hemphill es una escritora independiente que vive en el norte de Minnesota.