Qué son las bombas de calor asistidas por energía solar, el mejor sistema para calefacción y agua caliente sanitaria

La calefacción y los distintos sistemas para calentar agua en nuestras casas, representan una gran parte de la energía que consumen nuestras casas, ¡las facturas aumentan! Pero puedes compensarlas, hay muchos sistemas de calefacción eficientes, como las bombas de calor asistidas por energía solar (SAHP), que, según algunos fabricantes, se pueden amortizar en dos o tres años de uso.

Estos sistemas combinan una tecnología similar a la del agua caliente solar y la de las bombas de calor de fuente de aire para calentar el agua o pequeños espacios de la casa.

Las SAHP existen desde la década de 1970, pero ahora es cuando puede llegar su momento gracias a su alta eficiencia energética.

¿Cómo funciona una bomba de calor asistida por energía solar?

Las SAHP usan la energía solar térmica y bombas de calor para producir calor. Aunque estos sistemas pueden configurarse de maneras diferentes, siempre incluyen cinco componentes principales: colectores, un evaporador, un compresor, una válvula de expansión termostática y un depósito de intercambio de calor.

Colectores.

Seguro que sabes que son los paneles solares fotovoltaicos, que convierten la energía del sol en electricidad, pero ¿ha oído hablar de los colectores o paneles solares térmicos? En lugar de producir electricidad, los colectores convierten la luz solar en calor a través de sus placas absorbentes. El calor generado se transfiere al refrigerante, una sustancia que absorbe y lleva el calor por todo el sistema.

Hay varios tipos de colectores que puede utilizar para maximizar la eficiencia de su SAHP, en función de las condiciones ambientales del entorno:

• Colector solar plano. Los colectores de placa plana contienen placas absorbentes grandes y planas que transfieren el calor al refrigerante dentro del colector. Funcionan con la máxima eficiencia cuando el sol está directamente encima, por lo que son los mejores para zonas con mucha luz solar.
• Tubos de vacío. Los tubos de vacío incluyen filas de tubos de vidrio transparentes paralelos que están conectados a un tubo de calefacción que contiene el refrigerante. Funcionan con mayor eficiencia que las placas planas, pero también pueden ser propensos a sobrecalentarse y agrietarse a altas temperaturas, por lo que son más difíciles de mantener en climas cálidos.
• FV-T o híbridos. Los colectores FV-T o híbridos combinan células solares FV y paneles térmicos. El exceso de calor producido por las células fotovoltaicas se transfiere a través del panel térmico al refrigerante. Mejoran notablemente la eficiencia y el rendimiento de los SAHP, sobre todo porque se puede usar la electricidad de la fotovoltaica para alimentar el compresor. No tienden a sobrecalentarse y pueden funcionar bien tanto en climas cálidos como fríos
• Termodinámicos. Los colectores de placa solar termodinámica usan el calor del aire ambiental y del sol para calentar el refrigerante a su paso por el panel. No dependen únicamente de la exposición al sol y funcionan por la noche y en invierno. Se pueden instalar colectores termodinámicos tanto en los laterales de los edificios como en los tejados.

Evaporador.

Después de que los colectores calienten el refrigerante, el fluido se evapora hasta convertirse en gas.

En las SAHP de expansión directa, el refrigerante circula directamente por los colectores solares y el absorbedor actúa como evaporador.

En las SAHP de expansión indirecta, el refrigerante forma parte de un sistema de bucle cerrado en el que pasa del colector a un intercambiador de calor que hace las veces de evaporador.

Válvula de expansión termostática.

La válvula de expansión termostática aumenta la eficiencia de la SAHP al regular la velocidad con la que el refrigerante fluye hacia el evaporador para aumentar la producción de energía.

Compresor.

El refrigerante gaseoso pasa por un compresor, que lo presuriza y concentra el calor. El compresor necesita electricidad para funcionar, que puede proceder de combustibles fósiles o de fuentes de energía renovables, como los paneles solares fotovoltaicos.

Tanques de almacenamiento.

El refrigerante presurizado pasa por una serie de tubos conocidos como intercambiadores de calor o condensadores. El refrigerante se condensa en un líquido y el sistema transfiere el calor producido por las tuberías al agua de su tanque de almacenamiento. Ahora el agua está caliente y ya puede darse una ducha caliente.

Cómo comparar las distintas bombas de calor asistidas por energía solar.

El rendimiento de tu bomba de calor asistida por energía solar variará en función de cómo esté configurada y del lugar en el que vivas. Antes de instalar un sistema, debería responder a las siguientes preguntas:

• ¿Utilizaré la bomba de calor asistida por energía solar para calentar el agua, como calefacción o ambos?
• ¿En qué tipo de clima vivo y qué sistema funcionará mejor para ese clima?
• ¿Qué tipo de energía utilizaré para alimentar el compresor?
• ¿Tengo ya algunos de los componentes que quiero integrar en mi bomba de calor asistida por energía solar?

Cómo evaluar la eficiencia de las bombas de calor asistidas por energía solar.

Antes de elegir una bomba de calor asistida por energía solar, debes comparar el coeficiente de rendimiento (COP) de varios sistemas.

El COP es una medida de la eficiencia de la bomba de calor que se basa en la relación entre el calor útil producido y la energía aportada.

Un COP más alto equivale a una bomba de calor más eficiente y a unos costes de funcionamiento más bajos. Aunque el COP más alto que puede alcanzar cualquier bomba de calor es de 4,5, las bombas de calor con COPs superiores a 3,0 se consideran altamente eficientes.

Alimentar su compresor con paneles solares fotovoltaicos.

Para maximizar tu ahorro mensual, puedes instalar paneles solares fotovoltaicos además de su SAHP para alimentar su compresor con electricidad limpia y gratuita.