El cambio climático ha llevado recientemente a olas de calor sin precedentes en áreas con ambientes típicamente templados, como el Reino Unido y el noroeste del pacífico de Estados Unidos. A menudo, los residentes de estas regiones nunca han tenido que usar aire acondicionado pero las olas de calor han generado la necesidad de sistemas de refrigeración para el hogar.
Las bombas de calor eléctricas ofrecen una solución potencial ya que pueden ser utilizadas para enfriar edificios con muchas menos emisiones de carbono que los aires acondicionados.
A continuación, analizaremos más detenidamente cómo funcionan las bombas de calor y cómo podrían ayudar a los gobiernos del mundo a alcanzar sus objetivos de emisiones de carbono netas.
¿Cómo funcionan las bombas de calor?
A primera vista, las bombas de calor pueden parecer una solución contraintuitiva a las olas de calor. Sin embargo, una bomba de calor eléctrica es similar a un aire acondicionado, con la principal diferencia de que el aire fluye en dos direcciones: dentro y fuera del hogar. Esto significa que las bombas de calor pueden ser utilizadas para enfriar hogares durante el verano y calentarlos durante el invierno. También pueden utilizarse para llevar agua caliente a edificios.
Estas bombas extraen calor de áreas de baja temperatura (conocidas como fuentes) a ubicaciones de alta temperatura (llamadas sumideros). Los hogares y otros edificios pueden funcionar como fuentes o sumideros. Cuando se extrae energía de una fuente, la temperatura disminuye. Por el contrario, agregar energía a un sumidero provoca un aumento de la temperatura.
En verano, el hogar se utiliza como fuente y la energía térmica se extrae del interior de la casa y se bombea hacia el exterior, lo que enfría el hogar. El hogar funciona como sumidero durante las temperaturas frías, ya que se agrega energía térmica al espacio interior para proporcionar calor. Las bombas de calor son completamente reversibles y pueden utilizarse durante todo el año para las necesidades de calefacción y refrigeración.
Tipos de bombas de calor
Las bombas de calor generalmente se dividen en una de las siguientes cuatro categorías:
- Bombas de calor de aire a aire canalizado: Los hogares con conductos pueden estar equipados con tres tipos de bombas de calor canalizados: aire-a-aire, geotérmicas y de fuente de agua. Las bombas de calor de aire a aire transfieren calor entre los edificios y el aire exterior.
- Bombas de calor de aire a aire sin conductos: También conocidas como bombas de calor tipo mini-split, funcionan de la misma manera que las bombas de calor de aire a aire ductadas. Otra opción para hogares sin conductos es el enfriador de ciclo inverso, que produce agua caliente y fría en lugar de aire, lo que permite su uso con sistemas de calefacción por suelo radiante.
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- Bombas de calor geotérmicas: También conocidas como bombas de calor de fuente terrestre o fuente de agua, las bombas geotérmicas transfieren calor entre los edificios y el suelo o una fuente de agua cercana. Son más caras que otras opciones de bombas de calor, pero también son mucho más eficientes y tienen costos operativos más bajos.
- Bombas de calor de absorción: Las bombas de calor de absorción (AHP) son relativamente nuevas en el campo. También conocidas como bombas de calor a gas, las AHP utilizan calor o energía térmica como fuente de energía. Se pueden utilizar muchas fuentes diferentes de calor, como gas natural, aire, agua calentada por energía solar y agua geotérmica calentada.
Programas de bombas de calor en Reino Unido
Mucho antes de las olas de calor de 2022, Reino Unido intentaba fomentar el uso de bombas de calor. Al igual que muchas naciones, tiene metas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y el gobierno anteriormente proporcionaba subsidios para bombas de calor que solo producían calor. Aunque estos subsidios han sido descontinuados, los propietarios británicos aún pueden solicitar fondos para instalar bombas de calor que produzcan aire caliente y frío.
El programa de subsidios, conocido como Incentivo a las Energías Renovables, pagaba a los británicos por el uso de fuentes de calor renovables, como las bombas de calor, sin embargo, los propietarios solo podían calificar si sus bombas de calor tenían un mecanismo instalado que solo les permitía ser utilizadas como calefactores.
Ese programa fue reemplazado por un nuevo incentivo en el que el gobierno británico paga hasta cinco mil libras del costo e instalación de una bomba de calor de aire y prevé instalar, al menos, 600 mil sistemas para 2028.
Bombas de calor en Estados Unidos
Los estadounidenses en ciudades del noroeste del pacífico como Seattle, Washington, se vieron obligados a comprar sus primeros aires acondicionados en el verano de 2022 debido a las históricas olas de calor. Los expertos en energía y los funcionarios ven esta nueva demanda de enfriamiento para el hogar como una oportunidad para presentar una gran parte de la población estadounidense a las bombas de calor.
Los defensores de las energías limpias desean que los legisladores estadounidenses sigan el ejemplo de Reino Unido e introduzcan subsidios y regulaciones que ayuden a que las bombas de calor sean más asequibles. En respuesta a las olas de calor del verano, la ciudad de Denver, Colorado, ha presentado un plan de reducción de emisiones centrado en la calefacción y el enfriamiento. Los funcionarios han estado discutiendo un programa que ayuda a los residentes a instalar bombas de calor cuando necesitan reemplazar sus aires acondicionados o calderas.
Primero, deberemos superar una variedad de obstáculos para convertir las bombas de calor en el sistema estándar de calefacción y enfriamiento. La tecnología es desconocida para muchos estadounidenses y los responsables de formular políticas deberán encontrar una manera de redactar y aprobar legislación que facilite la transición, sin embargo, los beneficios económicos y ambientales superan con creces la dificultad de transformar nuestros estándares de calefacción y enfriamiento.