Perquè una bomba de calor és el sistema de calefacció més eficient

Encara que no és molt conegut ni utilitzat a Espanya, el sistema de la bomba de calor fa que el seu consum d’energia sigui reduït en comparació amb el seu rendiment. Posat que els sistemes de climatització són una de les principals fonts de consum energètic domèstic a Espanya (durant l’hivern per la calefacció i per l’aire condicionat a l’estiu), trobar una opció més eficient és una necessitat, amb la idea de què, si és necessari gastar en consum energètic, fer-ho, com a mínim, de la forma més intel·ligent possible.

Dins de les diferents opcions, estan les bombes de calor, no molt conegudes per molts usuaris però que s’utilitzen tant en el nostre país, generalment en el seu format reversible, com en altres més freds, degut a la seva eficiència sorprenent. De fet, van ser escollides per Greenpeace al 2011 com el millor sistema de calefacció en quant a eficiència energètica. Aquesta característica es deu al seu funcionament: està basat en transportar escalfor en comptes de generar-lo.

Així funciona una bomba de calor

1. En el punt inicial, el fluït refrigerant que circula pel circuit tancat i que és la base de la bomba, està a baixa temperatura i a baixa pressió, i per tant en estat líquid. Al connectar la bomba, comença a aspirar aire de l’exterior. Aquest aire passa a través de l’evaporador envoltant el punt on està el fluït, que absorbeix l’escalfor present en l’aire i canvia d’estat, evaporant-se. L’aire és expulsat a l’exterior una altra vegada, més fred que quan va ser absorbit.
2. En el segon pas, el fluït està en estat gasós però a baixa pressió. En el compressor, la pressió augmenta, i amb ella, també la temperatura.
3. En el tercer pas, el fluït ja és un vapor molt calent. Al passar pel condensador, cedeix l’energia a l’aire que l’envolta, escalfant-lo per enviar-lo a l’interior de l’habitació i condensant-se, tornant així a l’estat líquid.
4. En l’últim punt, el fluït 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 al revés i de fet les bombes de calor reversibles funcionen també com aparells d’aire condicionat. Es tracta de portar una escalfor que ja existeix allà on es vulgui gaudir (o no sofrir). 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 similitud amb les bombes que serveixen per extreure aigua dels 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 el calor es transfereix de forma espontània d’una font calenta a una altra més freda fins que s’igualin, i no al contrari), per dur-lo a terme fa falta aportar energia, en aquest cas elèctrica.

No obstant, posat que no s’ha de generar escalfor cremant combustible o a través d’una resistència, aquest sistema multiplica la potència que ofereix en relació a la que consumeix, cosa que en un principi sembla impossible. El rendiment de les bombes tèrmiques es mesura amb una xifra denominada COP o coeficient de rendiment (coeficient of performance), que és el resultat de dividir la potència subministrada entre la oferta. Encara que la lògica estableix que aquest número serà com a màxim 1 (1 kilowatt hora elèctric serà igual a 1 kilowatt 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 en tots els llocs serà adequat utilitzar-la. Quant més gran és la diferència entre la temperatura exterior i interior, menor serà la seva eficàcia, reduint-se a la meitat quan a l’exterior 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-se bombes geotèrmiques. Aquests sistemes extreuen el 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 hi ha varis graus sota zero.