¿Qué es un sistema HVAC con bomba de calor?

Si está familiarizado con un acondicionador de aire de ventana o incluso con un acondicionador de aire central, está a medio camino de comprender lo que hace una bomba de calor. Cuando hace calor afuera y necesita aire fresco adentro, una bomba de calor funciona como un acondicionador de aire estándar, eliminando el calor de la casa y soplando aire frío. Cuando hace frío afuera y necesita calor, una bomba de calor invierte su acción de enfriamiento y sopla aire caliente dentro de la casa y expulsa aire frío al aire libre.

Cuando se trata de eficiencia energética, ningún sistema de calefacción puede superar a un sistema de bomba de calor. A diferencia de los hornos de combustión, una bomba de calor no quema combustibles fósiles (pero usa electricidad, que puede producirse quemando combustibles fósiles) y consume un 50 por ciento menos de electricidad que una resistiva eléctrica calentador. Las bombas de calor funcionan mejor en climas moderados donde a menudo son la única fuente de calor en un hogar, pero la gente también las usa en climas fríos para proporcionar calor adicional y reducir sus facturas de energía.

Consejo

Cómo funciona una bomba de calor

A los contratistas de HVAC les encanta desconcertar a sus clientes explicándoles que una bomba de calor recupera el calor del aire exterior, una idea que parece imposible si el aire exterior es frío. Sin embargo, la idea no es tan absurda como parece, y puede ver por qué si piensa en su refrigerador o en un aire acondicionado estándar porque una bomba de calor funciona con el mismo principio.

Un sistema de refrigeración estándar consta de un bomba de compresor y una red de tubos sellados llenos de un refrigerante inerte que se puede comprimir repetidamente en un líquido y luego vaporizar y comprimir nuevamente. La tubería se forma en dos conjuntos de bobinas conocidas como bobinas del condensador y bobinas del evaporador. El trabajo del compresor es presurizar el refrigerante en las bobinas del condensador, convertirlo en líquido y forzarlo a través de una pequeña abertura en las bobinas del evaporador, donde se vaporiza y regresa al compresor para comenzar el ciclo. de nuevo.

La evaporación es un proceso endotérmico, lo que significa que necesita calor para ocurrir, y este calor proviene del aire circundante, por lo que las bobinas del evaporador siempre están frías. La condensación, por otro lado, es un proceso que libera calor, por lo que el bobinas de condensador siempre están calientes. En lugar de expulsar el aire caliente que rodea las bobinas del condensador como lo hace un refrigerador o aire acondicionado, una bomba de calor lo impulsa hacia la casa. El proceso no es tan misterioso después de todo.

Tipos de sistemas de bomba de calor

Este sistema de bomba de calor de fuente de aire es el tipo más común, pero no es el único. Un sistema de fuente de agua utiliza agua como medio en lugar de aire y puede ser una opción de ahorro de energía para los propietarios que viven cerca de una gran masa de agua o que tienen un pozo. Los serpentines del evaporador se sumergen en agua, extraen calor y disipan el calor a través de un sistema de agua interior sellado o, en un sistema de agua a aire, lo hacen circular a través de conductos HVAC. En un sistema de agua a agua, el agua caliente se puede almacenar en un tanque para usar en el baño y la cocina o hacer circular a través de un sistema de calefacción hidrónica para calentar la casa.

En lugar de extraer calor del aire exterior o de una masa de agua, un bomba de calor geotérmica, también conocida como bomba de calor de fuente terrestre, la toma del suelo. Este tipo de bomba de calor aprovecha el hecho de que la temperatura del suelo a unos pocos metros por debajo de la superficie es más constante y moderada que la del aire circundante. Este es, de manera práctica, un método para recolectar energía térmica de la tierra y usarla para calentar el hogar. Es una alternativa viable a una bomba de calor de fuente de aire para los propietarios de viviendas en climas fríos y es uno de los sistemas de calefacción para el hogar más eficientes del mercado.

Otro tipo de bomba de calor se conoce como sistema sin ductos o mini-split. Utiliza la misma tecnología de calefacción y refrigeración que una bomba de calor de fuente de aire, pero en lugar de circular calor o frío a través de conductos de aire, utiliza unidades de tratamiento de aire interior (normalmente montadas en lo alto del interior paredes). Los minidivididos se utilizan con mayor frecuencia en apartamentos o casas pequeñas o para calefacción y refrigeración suplementarias en adiciones de habitaciones o áreas remotas de una casa más grande, donde los conductos son relativamente poco prácticos.

Calefacción y refrigeración en un solo paquete

Dado que una bomba de calor es básicamente un sistema de aire acondicionado que funciona a la inversa, también puede proporcionar refrigeración si ejecutarlo en la posición "adelante", que se logra mediante un sistema de válvulas controlado por el termostato para el sistema. Cuando selecciona el modo de enfriamiento en el termostato, se abre una válvula para proporcionar un camino para el aire frío del bobinas del evaporador para ingresar a la casa, mientras que otra válvula cierra la vía para el aire caliente del condensador bobinas. Ocurre lo contrario cuando selecciona el modo de calefacción. A termostato que controla una bomba de calor debe tener un terminal dedicado (designado como O o B) para la válvula de inversión.

Cuando se usa en aire forzado Sistema de climatización, los serpentines de la bomba de calor se colocan dentro del conducto de suministro de aire y el soplador hace circular aire caliente o frío según sea necesario, mientras que el aire del otro conjunto de serpentines se expulsa al exterior. Un sistema mini-split sin ductos, que se ve y actúa como un acondicionador de aire de habitación montado en la pared, es conectado a una unidad exterior (donde se encuentra el compresor) y funciona de la misma manera que una casa entera sistema. Se puede utilizar para calentar y enfriar habitaciones individuales.

Pros y contras de la bomba de calor

Una bomba de calor usa electricidad, por lo que no es un aparato neutro en carbono, pero usa mucha menos electricidad que un calentador resistivo. Incluso puede aumentar la eficiencia instalando una unidad de fuente dual que extrae calor tanto del aire exterior como del suelo. Otras ventajas incluyen:

• Requiere menos mantenimiento que otros tipos de sistemas de calefacción domésticos. Es casi tan fácil de mantener como un refrigerador, aunque las bobinas del evaporador pueden congelarse a veces e interferir con el rendimiento de la unidad, y los filtros de aire necesitan un servicio regular.

• A diferencia de un horno de combustión, una bomba de calor no puede liberar gases tóxicos de combustión en el hogar. No tiene un efecto apreciable en la calidad del aire interior e incluso puede ser beneficioso porque no lo hará. secar el aire como lo hace un horno.

• Una bomba de calor puede satisfacer las necesidades de calefacción y refrigeración. En climas más fríos, se puede combinar con otro tipo de sistema de calefacción para proporcionar calor adicional en invierno y actuar como un sistema de refrigeración independiente en verano.

Las bombas de calor cuestan entre $ 800 y $ 4,500 según el tamaño, y la instalación de un sistema HVAC con bomba de calor puede costar entre $ 1,200 y $ 3,500 dependiendo de la cantidad de conductos necesarios. Las bombas de calor de fuente de agua y de tierra son más caras de instalar, aunque parte de los costos de instalación se pueden recuperar en costos de energía más bajos porque estas bombas de calor son muy eficientes energéticamente.

El costo relativamente alto de una nueva bomba de calor no es el único inconveniente:

• No funcionan en todas partes. Son los más adecuados para climas moderados.

• Duran unos 15 años en promedio. Esto no es tan largo como los hornos de gas, que suelen durar 20 años o más.

• Usan un refrigerantey, hasta ahora, no se ha desarrollado ningún refrigerante que sea 100% seguro para el medio ambiente. Si algo sale mal con el sistema de refrigeración, por ley, debe ser reparado por un técnico autorizado.

• El aire de un sistema HVAC con bomba de calor sopla un poco más frío que el de un horno, y algunas personas lo encuentran incómodo.