Los 9 tipos de bombas de calor

Sep 16, 2023

A medida que Estados Unidos avanza hacia la electrificación, las bombas de calor se vuelven más populares. Gracias a los generosos créditos fiscales y reembolsos que ofrecen las empresas de servicios públicos, así como los gobiernos estatales y federales, las ventas de bombas de calor probablemente aumentarán exponencialmente en los próximos años, por lo que es importante comprender la amplia gama de equipos que están disponibles actualmente.

LEER MÁS SOBRE

• Eficiencia energética

• Bombas de calor con fuente de aire

• Geotermia Residencial

Si bien existen muchos tipos diferentes de bombas de calor, todas funcionan de manera similar. Básicamente, la bomba de calor utiliza un refrigerante para transferir calor hacia y desde el espacio habitable: en verano actúa como un acondicionador de aire y en invierno invierte el flujo de refrigerante y se convierte en una unidad de calefacción. La principal diferencia entre las bombas de calor es cómo extraen el calor, que puede ser del aire, del agua o del suelo.

Cómo funciona: El tipo más común de bomba de calor en los EE. UU. es la bomba de calor de fuente de aire por conductos y, como su nombre lo indica, utiliza el aire circundante para calentar y enfriar un edificio. En el modo calefacción, la bomba de calor extrae calor del aire exterior y lo transfiere al interior, donde se distribuye a través de los conductos existentes en la casa. En el modo refrigeración el proceso se invierte y la bomba de calor extrae el calor del interior de la vivienda y lo deposita en el exterior.

Haga clic en el gráfico para ampliar

AIRE ENFRIADO: Las bombas de calor de aire por conductos utilizan el aire circundante para calentar y enfriar un edificio. En modo calefacción, la bomba de calor extrae calor del aire exterior y lo transfiere al interior; en el modo de refrigeración, el proceso se invierte. (Cortesía del transportista)

"Las bombas de calor de fuente de aire son muy versátiles y se pueden instalar en aplicaciones de nueva construcción o modernización", dijo Heidi Gehring, directora asociada de gestión de productos de refrigeración de Carrier, quien también proporcionó la información que sigue.

VERSATILIDAD DE HP: Las bombas de calor de fuente de aire son muy versátiles y pueden instalarse en aplicaciones de nueva construcción o modernización. (Cortesía del transportista)

Configuraciones: La mayoría de las bombas de calor son sistemas divididos, con un serpentín interior y otro exterior, que utilizan conductos de suministro y retorno para conectarse al ventilador central interior. Los sistemas empaquetados tienen tanto serpentines como el ventilador al aire libre, moviendo el aire acondicionado a través de conductos que atraviesan un techo o una pared”.

Beneficios: Las bombas de calor son versátiles a la hora de crear confort interior: pueden proporcionar calor en invierno y también actuar como acondicionadores de aire, enfriando y eliminando la humedad en verano. Dependiendo del tipo de bomba de calor y de la aplicación, se pueden utilizar prácticamente en cualquier clima. Las bombas de calor también tienen capacidad de fuente dual, lo que significa que se pueden combinar con una caldera de gas para mantener las necesidades de calefacción únicas del hogar y al mismo tiempo beneficiarse de la eficiencia energética de la bomba de calor.

Consideraciones:Históricamente, las bombas de calor enfrentaban desafíos al operar con la máxima eficiencia a medida que las temperaturas bajaban y las personas sentían que el aire frío salía de la caja registradora, pero este ya no es el caso, ya que la tecnología de las bombas de calor ha avanzado y las actividades de investigación y desarrollo continúan mejorando el rendimiento en climas más fríos. .

Dicho esto, a medida que la temperatura exterior disminuye, las bombas de calor tradicionales pueden proporcionar menos capacidad de calefacción, por lo que tienen que funcionar durante más tiempo para acondicionar un espacio. Muchos modelos de bombas de calor actuales pueden calentar eficazmente a 5°F y seguir funcionando muy por debajo de 0°F, pero lo hacen de manera menos eficiente. En climas más fríos, las bombas de calor pueden estar equipadas con calor de resistencia eléctrica suplementaria para ayudar a calentar el espacio habitable cuando el sistema no puede mantener la temperatura del espacio debido a la baja temperatura del aire exterior. O bien, la bomba de calor se puede combinar con una caldera de gas, lo que puede ofrecer mayores ahorros de energía.

Eficiencia energética: Debido a que funcionan con electricidad, las bombas de calor de aire son más eficientes energéticamente que muchas otras soluciones de calefacción doméstica. A partir del 1 de enero de 2023, todas las bombas de calor deben tener una clasificación de 14,3 SEER2 y 7,5 HSPF2, según los nuevos estándares de eficiencia del Departamento de Energía (DOE).

Cómo funciona: Una bomba de calor para clima frío (CCHP) funciona de manera similar a una bomba de calor tradicional de aire con conductos; sin embargo, está diseñado para proporcionar mayores capacidades caloríficas a temperaturas exteriores más frías, por lo que se necesita menos calor de respaldo, dijo Tim Brizendine, director de gestión de productos de Lennox International Inc., quien también proporcionó la información que sigue.

CLIMA FRÍO: Una bomba de calor para clima frío funciona de manera similar a una bomba de calor de aire por conductos; sin embargo, está diseñado para proporcionar mayores capacidades caloríficas a temperaturas exteriores más frías. (Cortesía de Lennox)

La mayoría de los CCHP utilizan un compresor de velocidad variable y un inversor para poder acelerar el compresor a medida que hace más frío afuera para mantener o aumentar la capacidad calorífica del sistema. Son más adecuados para los climas más fríos que se encuentran en los estados del norte de EE. UU. y Canadá y pueden usarse para modernizaciones o construcciones nuevas.

Configuraciones: Un CCHP puede diseñarse como un sistema dividido o una unidad de paquete; sin embargo, para aplicaciones residenciales, la mayoría de los sistemas instalados en climas más fríos son sistemas divididos. Se pueden instalar con un controlador de aire tradicional con tiras térmicas de respaldo o con una caldera de gas como sistema de combustible dual.

Beneficios: Los CCHP proporcionan calor a temperaturas más frías y ofrecen una alternativa eficiente y respetuosa con el medio ambiente a las calderas de gas. Pueden ser más del doble de eficientes que usar calefacción de resistencia eléctrica de respaldo y también pueden proporcionar temperaturas de suministro de aire más cálidas que una bomba de calor tradicional, lo que proporciona mayores niveles de comodidad.

Consideraciones: Una CCHP sigue siendo una bomba de calor, por lo que se ve afectada por las condiciones exteriores en cuanto a la capacidad de calefacción y la eficiencia que puede proporcionar. Si bien son mejores que una bomba de calor tradicional, existen limitaciones y aún requieren algunas fuentes de calor de respaldo para condiciones extremas y operación de descongelación.

Eficiencia energética: La mayoría de los CCHP utilizan compresores de velocidad variable accionados por inversor que comienzan en el rango de eficiencia estacional 18+ SEER (17+ SEER2), 9.6+ HSPF (8+ HSPF2); sin embargo, los CCHP ofrecen una mejor capacidad de calefacción y eficiencia a temperaturas más frías. La mayoría de los requisitos de CCHP son para un coeficiente de rendimiento (COP), eficiencia de calefacción de la bomba de calor en las condiciones indicadas (temperatura de bulbo seco y húmedo interior y exterior), a 5 °F de al menos 1,8. Hay muchos sistemas disponibles en el mercado hoy en día que cumplen con estos requisitos.

Cómo funciona: Un sistema híbrido no es muy diferente de un sistema típico de bomba de calor con fuente de aire. La única diferencia es que en lugar de tener tiras calefactoras eléctricas como fuente de calor de respaldo, hay una caldera de gas, dijo Mark Woodruff, gerente senior de productos de equipos exteriores con conductos en Trane Technologies, quien también proporcionó la información que sigue.

SISTEMA HÍBRIDO: Un sistema híbrido generalmente consta de un sistema de bomba de calor con fuente de aire y una caldera de gas, que es la fuente de calor de respaldo. (Cortesía de Trane)

Los sistemas híbridos funcionan en cualquier clima y tanto para modernizaciones como para nuevas construcciones. Durante el clima caluroso del verano, la bomba de calor funciona como un aire acondicionado central, transfiriendo aire caliente fuera de la casa. En temperaturas moderadamente frías durante la primavera y el otoño, una bomba de calor proporciona calefacción adecuada; sin embargo, a medida que las temperaturas exteriores descienden aún más, la capacidad de calefacción y la eficiencia de la bomba de calor promedio disminuyen. Cuando las temperaturas bajan de los 40°F, la caldera de gas se hace cargo de calentar rápidamente la casa. El sistema está diseñado para cambiar automáticamente entre la bomba de calor y la caldera, según las condiciones de temperatura de la casa.

"Al igual que un automóvil híbrido funciona con electricidad con la mayor frecuencia posible y cambia al motor de gasolina cuando es necesario, una bomba de calor híbrida hará funcionar la bomba de calor eléctrica con la mayor frecuencia posible y cambiará a la caldera de gas cuando sea necesario". dijo Woodruff.

Configuraciones:Un sistema de calefacción híbrido puede consistir en casi cualquier combinación de bomba de calor geotérmica o de fuente de aire con una caldera de gas.

Beneficios: Las casas existentes en las regiones más frías del país a menudo utilizan calderas de gas más un aire acondicionado y el costo de convertir a un sistema tradicional de bomba de calor totalmente eléctrica puede ser muy elevado. Los sistemas híbridos ofrecen a los propietarios una forma de adoptar una bomba de calor y reducir su huella de carbono a un costo total mucho menor, manteniendo al mismo tiempo la red de seguridad de una caldera de gas durante días, semanas o meses extremadamente fríos. Además, si se corta la luz y el propietario tiene un generador, un sistema híbrido puede cambiar a la caldera de gas de respaldo y calentar la casa usando cantidades muy bajas de energía.

Consideraciones: Si bien el término "bomba de calor híbrida" puede no ser familiar para los propietarios de viviendas, estos sistemas existen desde hace mucho tiempo (décadas). La tecnología no es nueva y está muy bien establecida y es confiable. Otro nombre común para una bomba de calor híbrida es "combustible dual", que es un nombre más antiguo que se originó a partir de la descripción de que este tipo de sistemas calientan el hogar utilizando una combinación de electricidad y gas.

Eficiencia energética: No existe diferencia de rendimiento entre una bomba de calor tradicional y un sistema híbrido. Los propietarios de viviendas tienen una gama de opciones que van desde un sistema de primera línea, de velocidad variable y altamente eficiente hasta un sistema de nivel básico de muy bajo costo y eficiencia mínima. La mayoría de los termostatos modernos tienen la capacidad de ejecutar un sistema híbrido.

Cómo funciona: Las bombas de calor mini-split sin ductos funcionan de la misma manera que las bombas de calor tradicionales de fuente de aire, excepto que en lugar de usar los conductos existentes de una casa para distribuir el aire acondicionado, usan unidades interiores ubicadas en el espacio habitable. La unidad interior de un sistema mini split sin ductos generalmente se conoce como unidad montada en la pared.

También hay bombas de calor mini-split con conductos que utilizan los conductos existentes de una casa para suministrar aire acondicionado a varias habitaciones o incluso a un piso completo. La unidad interior de una unidad mini-split con conductos generalmente se denomina unidad con conductos de techo.

“Tradicionalmente, los mini splits han simbolizado un sistema split de pequeña capacidad con una unidad interior montada en la pared. La evolución del producto a nivel mundial y en los EE. UU. ha llevado al desarrollo de muchos otros tipos de unidades interiores, incluidos casetes de techo (por ejemplo, unidireccionales, bidireccionales, de cuatro vías), consolas de piso, de ductos delgados, de ductos horizontales, e incluso un controlador de aire tipo estadounidense”, dijo Terry Frisenda, gerente de ventas de construcción de LG Electronics USA Inc., quien también proporcionó la información a continuación.

Configuraciones: Los mini splits están disponibles como sistemas de una o varias zonas. En un sistema multizona, la unidad exterior puede operar más de una unidad interior. Además, la unidad exterior multizona tiene válvulas de expansión electrónicas dedicadas para cada unidad interior conectada y cada unidad interior se comunica con la unidad exterior de forma independiente para satisfacer su punto de ajuste único. Las unidades interiores no pueden proporcionar calefacción y refrigeración al mismo tiempo, ya que todas las unidades interiores funcionan sólo en el mismo modo si se utiliza una bomba de calor. Es posible proporcionar calefacción y refrigeración simultáneas cuando se utiliza una unidad exterior de recuperación de calor.

Beneficios: Los sistemas mini-split sin ductos/con ductos se pueden usar en construcciones nuevas, así como en modernizaciones. Son particularmente útiles en casas o edificios antiguos que tienen acceso limitado, valor histórico y/o condiciones de instalación desafiantes. Las bombas de calor mini-split tienen pequeños requisitos eléctricos y alta eficiencia. También son silenciosos, ofrecen acondicionamiento para áreas problemáticas y no admiten colas de lote.

Consideraciones: En algunos climas más fríos, los mini splits pueden beneficiarse de la adición de un calentador auxiliar, pero la mayoría nunca lo verá encenderse si la unidad exterior tiene el tamaño correcto. Si es necesario, algunas unidades interiores con conductos pueden agregar un kit de calefacción auxiliar de fábrica o un kit de calefacción de terceros, según el estilo. Hay unidades exteriores disponibles que tienen una capacidad nominal del 100 % a 5 °F y continúan funcionando a casi el 70 % de su capacidad a -13 °F.

Eficiencia energética: Los sistemas sin ductos de nivel básico a menudo comienzan en 17 SEER y 13,5 HSPF y aumentan a partir de ahí. Es importante tener en cuenta que a medida que el compresor inversor satisface el punto de ajuste, cambia sus hercios eléctricos y opera el compresor y los componentes relacionados lo suficiente para mantener la temperatura sin ciclos desperdiciados como los sistemas tradicionales.

Cómo funciona:La tecnología de flujo de refrigerante variable (VRF) proporciona control de confort zona por zona con eficiencia energética para los ocupantes, utilizando refrigerante para capturar y reutilizar el calor existente del medio ambiente, dijo Tom Dowling, vicepresidente de negocios comerciales de Mitsubishi Electric Trane HVAC US LLC. (METUS), quien también proporcionó la siguiente información.

Haga clic en el gráfico para ampliar

COMODIDAD SIMULTÁNEA: Los sistemas VRF con recuperación de calor proporcionan calefacción y refrigeración simultáneas, lo que significa que algunas zonas pueden funcionar en modo calefacción mientras que otras zonas están en modo refrigeración. (Cortesía de Mitsubishi Electric Trane HVAC EE. UU.)

Los sistemas VRF de fuente de aire extraen calor del aire ambiente exterior, mientras que los sistemas de fuente de agua extraen calor de una fuente de agua cercana, como un pozo geotérmico. Durante el enfriamiento, los sistemas de bomba de calor VRF rechazan el calor al aire exterior o a la fuente de agua. Los sistemas VRF con recuperación de calor proporcionan calefacción y refrigeración simultáneas, lo que significa que algunas zonas pueden funcionar en modo calefacción mientras que otras zonas están en modo refrigeración.

Si se aplican de acuerdo con las mejores prácticas y teniendo en cuenta el clima invernal, los sistemas VRF modernos pueden servir como sistema principal de calefacción y refrigeración en las zonas climáticas 1 a 6. Algunos sistemas cuentan con capacidades de calefacción adicionales y con algunas aplicaciones creativas de la unidad exterior, además de viento. y accesorios para guardanieves, los sistemas VRF ofrecen capacidades para climas fríos superiores a las de los sistemas de bomba de calor convencionales, incluso sin calefacción auxiliar.

FLEXIBILIDAD DE DISEÑO: El VRF City Multi N-Generation ofrece flexibilidad de aplicación y diseño, junto con sostenibilidad y eficiencia energética. (Cortesía de Mitsubishi Electric Trane HVAC EE. UU.)

Configuraciones: Respaldados por controles y sensores integrados, los sistemas VRF calientan y enfrían transfiriendo refrigerante acondicionado entre las unidades interiores de cada zona y una unidad exterior. Se pueden conectar hasta 50 unidades interiores a una sola unidad exterior. Hay muchos estilos de unidades interiores, incluidos diseños con y sin ductos. Los sistemas VRF modulan el flujo de refrigerante, por lo que el sistema solo utiliza la cantidad precisa de energía necesaria para cumplir con los requisitos de acondicionamiento de cada zona.

Beneficios: Los sistemas VRF son adecuados para cada clima y para cualquier aplicación comercial o comercial liviana, tanto en modernización como en nueva construcción. Otro beneficio clave es el control total de zonas, de modo que los usuarios solo calientan y enfrían las áreas que necesitan acondicionamiento, lo que puede generar ahorros operativos. Debido en parte a su flexibilidad de diseño, los sistemas VRF son ideales para diversas aplicaciones, desde diseños modernos hasta renovaciones históricas.

Consideraciones: El costo inicial puede ser una consideración, pero una verdadera comparación integral de los costos iniciales de HVAC incluye más que el equipo. Por ejemplo, las unidades exteriores compactas reducen la necesidad de aparejos especiales con grúas o elevadores y no requieren refuerzos adicionales en la estructura del techo. Además, generalmente se logran ahorros mediante menos tiempo de diseño, instalación más sencilla y menores costos de mano de obra.

Eficiencia energética: Los sistemas VRF son hasta un 40% más eficientes energéticamente que los equipos HVAC convencionales de capacidad fija. La mayoría de estos ahorros se producen durante condiciones de carga parcial, ya que los compresores inversores del sistema VRF modulan el voltaje y la frecuencia de la corriente eléctrica, de modo que el motor del compresor puede acelerar y desacelerar para lograr un flujo y presión de refrigerante óptimos. Esto permite que el sistema VRF varíe la capacidad y el uso de energía para igualar las cargas de calefacción o refrigeración en tiempo real. Los sistemas VRF alcanzan regularmente COP de 3 o más, lo que significa que pueden entregar mucha más energía térmica de la que consumen en vatios.

CONEXIÓN DE BUCLE: Una bomba de calor de fuente de agua está conectada a un circuito que proporciona agua fría o caliente a la unidad interior. (Cortesía de Termotecnología Bosch)

Cómo funciona:Una bomba de calor de fuente de agua (WSHP), también llamada bomba de calor geotérmica, tiene una configuración relativamente simple que funciona igual que las bombas de calor de fuente de aire para aprovechar la diferencia de temperatura entre dos fuentes, pero en lugar de aire, utiliza agua. dijo Ian McIver, gerente de producto de Bosch Thermotechnology, quien también proporcionó la información a continuación.

Un sistema típico consta de una unidad interior con ventilador, serpentín de aire, compresor y serpentín de agua. La bomba de calor está conectada a un circuito que proporciona agua fría o caliente a la unidad interior. La bomba de calor utiliza refrigerante para transferir calor desde la fuente de agua, ya sea absorbiendo energía para calentar el espacio o dispersando el calor para enfriarlo. En el modo de refrigeración, el aire caliente ingresa a través del serpentín de aire, donde se enfría y luego se distribuye por todo el espacio. En el modo de calefacción, el aire frío ingresa a través del serpentín de aire donde se calienta y luego se distribuye por todo el espacio.

"Los WSHP son algunos de los sistemas HVAC más eficientes y confiables del mercado", dijo McIver.

Configuraciones: Los WSHP están disponibles en una variedad de configuraciones y tamaños y se pueden colocar en varias áreas dentro de una casa o edificio. Las configuraciones incluyen sistemas divididos o sistemas de paquete de gabinete único y los tamaños varían de ½ a 30 toneladas. Hay una variedad de opciones para seleccionar en los WSHP, incluidas la capacidad, el voltaje, el material del serpentín de agua, la dirección del aire de retorno y muchas otras. Se pueden configurar para circuitos geotérmicos cerrados o de pozo abierto, o para sistemas de circuito de caldera/torre.

INSTALACIÓN DE ARMARIO: Los WSHP están disponibles en una variedad de configuraciones y tamaños y se pueden colocar en varias áreas dentro de una casa o edificio, incluido un armario. (Cortesía de Termotecnología Bosch)

Hay dos categorías principales de sistemas WSHP, agua-agua y agua-aire. Las bombas de calor agua-agua se utilizan para calentar y enfriar el agua y también pueden proporcionar agua caliente potable; calefacción espacial, de piscina y de suelo radiante; y nieve derretida en senderos y entradas de vehículos. Los sistemas agua-aire calientan y enfrían aire para sistemas de conductos de aire forzado. También pueden incluir un atemperador, que es un intercambiador de calor secundario que permite a la bomba de calor calentar agua caliente sanitaria.

Beneficios: Los WSHP son altamente eficientes, lo que puede reducir los costos operativos. Estos sistemas suelen ser fáciles de mantener, duraderos y no dependen de combustibles fósiles para funcionar. Los sistemas WSHP no dependen de la temperatura del aire del ambiente, sino de la temperatura del agua que se les proporciona. Esto les permite funcionar eficientemente en casi cualquier clima, independientemente de la temperatura del aire exterior, siempre que reciban agua a una temperatura adecuada.

Consideraciones: Las WSHP pueden tener costos de instalación más altos, pero eso puede compensarse con una reducción en los costos operativos. Las bombas de calor geotérmicas que logran eficiencias Energy Star actualmente califican para reembolsos e incentivos federales, lo que puede ayudar a compensar su costo. Dependiendo de cómo esté diseñado el sistema, se pueden utilizar fuentes de calefacción adicionales, como una caldera de gas, para cumplir con los requisitos de calefacción.

Eficiencia energética: Para cumplir con los requisitos de Energy Star, las eficiencias mínimas para una bomba de calor geotérmica son un EER de 17,1 y un COP de 3,6 (circuito cerrado agua-aire). Gran parte de los equipos geotérmicos disponibles en el mercado superan esos objetivos y son capaces de alcanzar velocidades superiores a 30 EER y 5 COP.

Cómo funciona: Los sistemas de bombas de calor de fuente terrestre (GSHP) son similares a los WSHP, excepto que en lugar de agua, los GSHP dependen de la temperatura constante de la tierra debajo de la línea de escarcha para transferir calor. Los GSHP transfieren el calor almacenado en la tierra a un edificio durante el invierno y lo transfieren fuera del edificio y de regreso al suelo durante el verano. El suelo actúa esencialmente como una fuente de calor en invierno y un disipador de calor en verano, según el Departamento de Energía, que proporcionó parte de la información que sigue.

Un GSHP típico consta de tuberías conectadas, comúnmente llamadas bucle, que están enterradas en el suelo cerca del edificio que se va a acondicionar. El circuito se puede enterrar vertical u horizontalmente y hace circular un fluido (agua o una mezcla de agua y anticongelante) que absorbe calor o transfiere calor al suelo circundante. En modo calefacción, la bomba de calor extrae el calor del fluido del circuito, lo concentra y luego lo transfiere al edificio. Para enfriar, el proceso se invierte. Los conductos convencionales se utilizan generalmente para distribuir aire caliente o frío por todo el edificio.

Configuraciones:Al igual que los WSHP, las configuraciones de GSHP pueden incluir sistemas divididos o sistemas de paquete de gabinete único.

Beneficios:En comparación con las bombas de calor tradicionales de aire, las GSHP son más silenciosas, duran más, necesitan poco mantenimiento y no dependen de la temperatura del aire exterior.

Consideraciones: El costo inicial de una GSHP suele ser mucho más alto que el de las bombas de calor tradicionales de fuente de aire, debido al alto costo inicial de instalar un circuito de tierra. La disponibilidad de contratistas capacitados y experimentados para diseñar e instalar GSHP adecuadamente también puede ser limitada.

Eficiencia energética: Los GSHP pueden reducir el consumo de energía aproximadamente entre un 25% y un 50% en comparación con los sistemas de bomba de calor con fuente de aire, así como alcanzar altas eficiencias (300% a 600%) en la noche más fría del invierno. Las calificaciones promedio de EER suelen oscilar entre 20 y 30.

Cómo funciona: Una bomba de calor aire-agua transfiere energía térmica del aire exterior al agua, que luego se utiliza para calentar o enfriar espacios interiores a través de pisos/techos/paredes radiantes, fan coils u otras unidades terminales hidrónicas. Los sistemas también pueden calentar agua doméstica, que se almacena en un tanque indirecto aislado, dijo Mark Chaffee, vicepresidente de asuntos gubernamentales y gestión de productos comerciales e industriales de Taco Comfort Solutions, quien también proporcionó la siguiente información:

AIRE A AGUA: Chester Birchwood, propietario de HVAC Kings LLC en la ciudad de Nueva York, programa la nueva bomba de calor aire-agua System M de su cliente. La unidad interior es una de las dos partes del sistema; La unidad condensadora está ubicada en el patio trasero. (Cortesía de Taco)

Los sistemas constan de una unidad exterior con bomba de calor aire-agua y una unidad interior Hydrobox. La parte exterior de la bomba de calor puede contar con tecnología inversora y un ventilador de velocidad variable y un funcionamiento silencioso, mientras que la caja hidroeléctrica contiene un tanque de compensación integrado, un concentrador de cableado, una interfaz de usuario y un módulo de tubería de bomba de ECM dual de alta eficiencia. El diseño similar a un electrodoméstico puede reducir el tiempo de instalación en un 50 %.

"Las bombas de calor aire-agua son ideales para propietarios y/o instaladores de viviendas que buscan reducir su huella de carbono, ya que no generan CO2, con un sistema completo que es fácil de instalar y operar", dijo Chaffee.

Configuraciones: La configuración monobloque mantiene todos los componentes de la bomba de calor, incluido el refrigerante R-410A sellado de fábrica, dentro de un único recinto exterior. Dos tuberías transportan agua o una mezcla de agua y anticongelante entre la unidad exterior y la hidrocaja interior y las partes de distribución del sistema HVAC general.

Beneficios: Las bombas de calor aire-agua pueden proporcionar calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria desde un único sistema completo llave en mano. La tecnología está diseñada específicamente para una sociedad baja en carbono y construida con el conocimiento de que el agua es el medio de transferencia de energía más eficiente y natural del planeta.

Consideraciones: Las bombas de calor aire-agua, como la mayoría de las bombas de calor, funcionan con su máxima eficiencia en climas moderados. El sistema extrae calor del aire ambiente a temperaturas de hasta -7 °F y, a esas temperaturas, aún funciona con eficiencias superiores a las del calefactor más eficiente. En climas donde el funcionamiento prolongado es bajo cero, las fuentes de calor suplementarias deben ser parte del diseño mecánico general. Esto puede incluir calor por resistencia eléctrica o una pequeña caldera o estufa de leña para cubrir condiciones operativas extremas.

Eficiencia energética:Los sistemas pueden proporcionar eficiencias superiores a 4 COP, es decir, superiores al 400%.

Cómo funciona: En una bomba de calor de absorción, el fluido utilizado en el sistema sellado es una solución de agua y amoníaco, siendo el amoníaco el refrigerante y el agua el absorbente. A través de un proceso termodinámico, el refrigerante capta calor evaporándose a una temperatura y presión bajas (enfriamiento) o cede calor al condensarse a una temperatura y presión más altas (calentamiento). El sistema proporciona una línea de agua fría o una línea de agua caliente. No hay compresores ni motores, y el gas es el combustible principal utilizado para iniciar el proceso térmico, dijo Bert Warner, gerente nacional de ventas y desarrollo comercial de Robur Corp., quien también proporcionó la información que sigue.

Haga clic en el gráfico para ampliar

SIN COMPRESORES: No hay compresores ni motores en una bomba de calor de absorción y el gas es el combustible principal utilizado para iniciar el proceso térmico. (Cortesía de Robur)

"Estas bombas de calor se adaptan a la mayoría de los climas y tienen una clasificación de hasta -20 °F", dijo. "Se pueden instalar tanto en aplicaciones nuevas como en modernizaciones".

ABSORCIÓN CV: En una HP de absorción, el refrigerante capta calor evaporándose a una temperatura y presión bajas (enfriamiento) o cede calor al condensarse a una temperatura y presión más altas (calentamiento). (Cortesía de Robur)

Configuraciones:Estos sistemas se pueden utilizar con una variedad de métodos de entrega, incluidos fan coils, unidades de tratamiento de aire, casetes de techo, unidades de pared alta, vigas frías y pisos radiantes.

Beneficios: Las bombas de calor de absorción son muy silenciosas y ofrecen calefacción a gas ultraeficiente (129% de eficiencia nominal), un consumo de energía eléctrica mucho menor y ahorros en costos operativos. Las unidades son confiables y duraderas y cuentan con una construcción modular.

Consideraciones: Al tener una clasificación de hasta -20 °F, la mayoría de las aplicaciones no necesitan un sistema de respaldo; sin embargo, si las unidades necesitaban operar por debajo de estas clasificaciones durante períodos prolongados, es posible que se requiera algún tipo de sistema de respaldo. En sistemas de bomba de calor únicamente que requieren temperaturas del agua superiores a 140 °F, es necesario precalentar o una aplicación de sistema integrado.

Eficiencia energética:Las bombas de calor de absorción de gas se miden mediante COP y, con esta métrica, las cifras de eficiencia son superiores al 100 %.

Como puede verse aquí, existen muchos tipos diferentes de bombas de calor que pueden adaptarse a casi cualquier aplicación. Como señaló Brizendine, las bombas de calor han avanzado mucho en las últimas dos décadas y ofrecen mayores capacidades, eficiencias y comodidad que nunca.

"Algunos contratistas y consumidores pueden tener una visión negativa de las bombas de calor debido a experiencias que han tenido en el pasado", dijo. “Pero muchas de las deficiencias de las bombas de calor se han solucionado y las regulaciones futuras impulsarán su uso. Animaría a cualquiera que no se sienta cómodo vendiendo e instalando bombas de calor a que se eduque y capacite sobre estos sistemas, para que esté preparado para el futuro”.

Joanna Turpin es editora senior. Puede comunicarse con ella al 248-786-1707 o [email protected]. Joanna trabaja en BNP Media desde 1991, y primero dirigió la división de libros técnicos de la empresa. Obtuvo su licenciatura en inglés de la Universidad de Washington y trabajó en su maestría en comunicación técnica en la Universidad Eastern Michigan.