La evolución de la bomba de calor no escapa a esta regla y por lo tanto cuando se trata de analizarla deben tenerse en cuenta las variables que han influido y modelado ese progreso, que por supuesto no ha terminado. En el caso que nos ocupa, los factores principales han sido, y lo siguen siendo, el desarrollo tecnológico, la legislación y por supuesto la sociedad representada principalmente por el mercado. De todos esos factores el más evidente es la tecnología. Sin embargo ha sido la sociedad la que de forma principal ha impulsado esa transformación.

Si se analiza detalladamente, se observa que, a partir de la necesidad, manifestada especialmente en Europa, de combatir el denominado efecto invernadero asociado al uso de combustibles fósiles, se inicia una auténtica competencia entre empresas y tecnologías para ofrecer al mercado equipos eficientes, que hacen uso de energías procedentes de fuentes renovables y son respetuosos con el medio ambiente. Una de ellas, por supuesto ya existente, es la bomba de calor.

Además, la sociedad, en esta ocasión constituida como mercado, sin ser totalmente consciente de que las mejoras de los fabricantes responden a una demanda latente dentro de ella misma, compara las características y particularidades de las diferentes máquinas que compiten entre sí y, dentro de un orden, puesto que el factor precio sigue jugando un importante papel en las decisiones de compra, va seleccionando aquellos desarrollos que los fabricantes presentan al mercado induciendo y orientando con sus decisiones que avances se mantendrán y cuales desaparecerán por falta de demanda.

En paralelo, la ciudadanía solicita a sus legisladores un cuerpo normativo que responda al sentir general de que, las consecuencias negativas del uso de determinadas equipos o sistemas deben corregirse en la dirección de minimizar el impacto negativo de las mismas en el medio ambiente y esa legislación impulsa a su vez nuevos avances de la tecnología.

Pero mientras que por un lado una legislación exigente a nivel europeo, obliga a desarrollos evolutivos de la bomba de calor en la dirección de una mayor eficiencia, es precisamente el conocimiento de que la tecnología ya está madura para aceptar esos retos, lo que permite a los legisladores plasmar en textos legales esas exigencias que, de otra forma, hubieran provocado un incumplimiento general con las innumerables Directivas y Reglamentos que definen los objetivos y el alcance de esas demandas.

Es decir existe una auténtica retroalimentación e interrelación entre legislación y evolución técnica.

Evolución hacia sistemas con bomba de calor

La revisión de esa evolución técnica puede ser tan detallada y exhaustiva como se quiera, pero en un artículo de estas características lo adecuado es mencionar solo algunos aspectos, los más significativos, de la misma. Pero antes de mencionarlos es quizá más importante señalar algunas consecuencias positivas de los nuevos desarrollos.

Y la primera de ellas es el ensanchamiento de los límites de operación que han supuesto, por un lado la posibilidad de utilización de las bombas de calor aerotérmicas en climas extremadamente fríos y por otro, mediante la utilización de ciclos en cascada o de compresión múltiple que propician la producción de agua a altas temperaturas, nuevas aplicaciones en calefacción o agua caliente sanitaria (ACS).

Aunque quizá lo más significativo sea la integración de la bomba de calor en conjuntos que utilizan otros equipos o elementos terminales para la formación de sistemas de calefacción o agua caliente sanitaria altamente eficientes ensanchando de esa forma el campo de aplicación de las bombas de calor. Hasta tal punto esto es así, que hoy es más común hablar de sistema bomba de calor que de bomba de calor exclusivamente. Algunos de estos sistemas son:

• Sistemas híbridos que utilizan conjuntamente caldera y bomba de calor.
• Sistemas de suelo radiante o con radiadores de baja temperatura.
• Sistemas con apoyo de energía solar.
• Sistema con unidades multipropósito para la producción combinada de calefacción, ACS y refrigeración.
• Sistemas que utilizan energías residuales o que emplean subsistemas para la recuperación de calor.

Pero, naturalmente, para llegar a esos sistemas el paso previo es disponer de los correspondientes desarrollos en la máquina. Entre los aspectos destacables merece la pena señalar:

• La irrupción de la microelectrónica que ha permitido una mejora espectacular de los sistemas de control de la máquina, permitiendo gestionar no solo sus propios componentes sino también atender a la demanda en base a la información que suministran las diferentes sondas y sistemas BMS (Business Management System), mejorando la gestión del desescarche, y manteniendo los parámetros de seguridad.

Dentro de este apartado deben mencionarse los sistemas de control de capacidad tipo inverter, el control de capacidad multietapa mediante el uso de varios compresores o por ejemplo la utilización de válvulas de corredera en compresores de tornillo.

• El incremento de la eficiencia de los componentes: ventiladores, intercambiadores y sobre todo compresores con una amplia gama de desarrollos, rotativo, scroll, tornillo, incluyendo la compresión en dos etapas o ciclos en cascada.
• La incorporación de motores eléctricos de velocidad variable conmutados electrónicamente LEC y EC.
• El uso de válvulas de expansión electrónicas

En resumen, podría decirse que la evolución de la bomba de calor es la consecuencia del desarrollo del conocimiento en las muy diferentes técnicas que se utilizan conjuntamente en un sistema y que esa evolución no parará hasta que la colectividad decida que otros equipos o sistemas cumplen mejor con las funciones actualmente asignadas a las bombas de calor. Si bien esto puede suceder no parece que vaya a ser el caso en unas cuantas décadas.

Artículo cortesía de D. José María Ortiz, ex-Gerente de la Asociación de Fabricantes de Equipos de Climatización (AFEC) y Premio Climatización 2015

Imagen portada: Daikin