La bomba de calor

Els sistemes de climatització són una de les principals fonts de consum energètic domèstic a Espanya (a l'hivern per la calefacció i per l'aire condicionat a l'estiu). La recerca de l'opció més eficient és una necessitat amb la idea que, si cal gastar en això, almenys s'haurà de fer de la forma més intel·ligent possible.

Dins de les diferents opcions, hi ha les bombes de calor, no gaire conegudes per molts usuaris, però que s'utilitzen al nostre país tant en el seu format reversible, com en altres més freds, per la seva sorprenent eficiència. De fet, van ser triades per Greenpeace el 2011 com el millor sistema de calefacció pel que fa a eficiència energètica. Aquesta característica és deguda al seu funcionament, ja que està basat en transportar calor, en comptes de generar-lo.

Així funciona una bomba de calor
1. En el punt inicial, el fluid refrigerant que circula pel circuit tancat i que és la base de la bomba, està a baixa temperatura i a baixa pressió, per tant, en estat líquid. En connectar la bomba, comença a aspirar aire de l'exterior. Aquest aire passa a través de l'evaporador envoltant el punt on hi ha el fluid, que absorbeix la calor present en l'aire i canvia d'estat, evaporant. L'aire és expulsat a l'exterior de nou, més fred que quan va ser absorbit.

2. En el segon pas, el fluid està en estat gasós però a baixa pressió. En el compressor, aquesta puja, i ​​amb ella també la temperatura.

3. En el tercer pas, el fluid ja és vapor molt calent. En passar pel condensador, cedeix l'energia a l'aire que l'envolta, escalfant per enviar a l'interior de l'habitació i condensant, tornant així a l'estat líquid.

4. En l'últim punt, el fluid passa per la vàlvula d'expansió per recuperar les seves característiques inicials (baixa temperatura i baixa pressió) i començar de nou el cicle.

És el mateix funcionament que té una nevera, només que a l'inrevés. De fet les bombes de calor reversibles funcionen també com aparells d'aire condicionat. Es tracta de portar una calor que ja existeix allà on es vol gaudir (o no patir). En el cas de la nevera és de dins a fora, en el cas de la calefacció és de fora a dins.

Les bombes de calor reben aquest nom per la semblança amb les bombes que serveixen per extreure aigua de pous o dipòsits des d'un nivell fins a un altre més alt. En comptes d'aigua, aquestes transporten energia tèrmica des d'un punt fred a un altre més calent per elevar la temperatura de l'aire d'una habitació o de l'aigua d'un dipòsit. Ja que aquest trasllat contradiu la segona llei de la termodinàmica (que estableix que la calor es transfereix de forma espontània d'una font calenta a una altra més freda fins que s'igualin, i no al contrari), per fer-ho cal aportar energia, en aquest cas elèctrica.

Entre 2 i 5 vegades més energia que la que consumeix
No obstant això, ja que no cal generar calor cremant combustible o a través d'una resistència, aquest sistema multiplica la potència que ofereix en relació a la que consumeix, cosa que en principi sembla impossible. El rendiment de les bombes tèrmiques es mesura amb una xifra anomenada COP o coeficient de rendiment (coefficient of performance), que és resultat de dividir la potència subministrada entre l'oferta. Tot i que la lògica estableix que aquest nombre serà con a màxim 1 (1 quilowatt hora elèctric serà igual a 1 quilowatt hora tèrmic) depenent del model i les condicions ambientals, el COP de les bombes de calor varia entre 2 i 5. Fent els càlculs equivalents, el COP d'una caldera de gas ronda el 0,9 i el d'un radiador elèctric, l'1 .

Ja que l'eficiència d'una bomba de calor depèn de les condicions ambientals, especialment de la temperatura exterior, no a tot arreu serà adequat utilitzar-la. Com més gran és la diferència entre la temperatura exterior i interior, menor serà la seva eficàcia, reduint a la meitat quan a fora hi ha menys de 0 graus.

En llocs com els països nòrdics, on les temperatures hivernals es troben habitualment per sota d'aquests nivells, és comú trobar bombes geotèrmiques. Aquests sistemes extreuen la calor, no de l'aire exterior, sinó del subsòl, on es manté emmagatzemat de forma constant durant tot l'any. D'aquesta manera, són fiables fins i tot quan a fora hi ha diversos graus sota zero.