El principio del funcionamiento de la bomba de calor consiste en cambiar la energía térmica extraída del entorno natural (fuente de calor inferior) en energía útil para la calefacción y la producción de agua caliente sanitaria (fuente de calor superior).
El evaporador y el condensador transfieren la energía generada en los circuitos intermedios y constituyen, además del compresor y la válvula de expansión, los elementos principales del circuito. El funcionamiento de una bomba de calor de compresor se basa en el uso de recursos energéticos naturales, cuyas fuentes son el suelo, el aire atmosférico, las aguas superficiales o las subterráneas.
Las bombas de calor se utilizan cada vez más en las construcciones moderna con eficiencia energética. Se han automatizado, no necesitan mantenimiento y son económicas. Con una bomba de calor instalada de forma correcta, las facturas de calefacción en el hogar serán mucho más bajas, y el gasto de inversión se amortizará con rapidez.
Las bombas de calor aerotérmicas se pueden utilizar tanto para la calefacción como para la refrigeración de edificios. Son una excelente alternativa a las bombas del suelo. Son perfectas cuando no hay suficiente espacio para instalar un intercambiador de calor de suelo. Se distinguen dos tipos de bombas de calor de aire. La más utilizada es la bomba aire-aire. Recupera el calor del aire y luego lo transfiere dentro del edificio o fuera de la casa, según de la temporada.
Otro tipo es la bomba de aire-agua, que, incluso con temperaturas de aire negativas, proporciona un alto coeficiente de eficiencia. Las bombas de aire-agua se pueden utilizar para calentar la casa y para producir agua caliente sanitaria. Estas bombas también permiten que el edificio se enfríe por circulación reversible.
Las bombas de absorción se instalan donde hay exceso de residuos o de calor de procesos. Las bombas de calor de absorción difieren de las bombas de compresión en la forma de funcionamiento forzado. Requieren un suministro de calor, no de energía eléctrica. La energía eléctrica solo es necesaria para alimentar las bombas. Las bombas de calor de absorción incluyen un condensador, un evaporador y una válvula de expansión. El compresor mecánico, que se utiliza en una bomba de calor de compresión, se sustituye por un conjunto de dispositivos como un digestor, un absorbedor y una bomba, llamados compresores térmicos.
Las bombas de calor de absorción de amoníaco-agua y bromuro de litio-agua están disponibles en el mercado. En el caso de los dispositivos de bromo-litio, el refrigerante es el agua, mientras que el absorbente es el bromuro de litio. En el caso de los dispositivos de amoníaco, el agente es el amoníaco y el agua es un absorbente.
El tipo más económico de bombas de calor son las bombas de calor geotérmicas. Por medio de los colectores, utilizan depósitos de energía del suelo, pozos profundos, aguas de lagos o arroyos. Gracias a la temperatura estable del suelo es posible conseguir parámetros constantes en el dispositivo. Son la base para un funcionamiento económico del sistema, que garantiza una temperatura constante (calefacción) en la vivienda. Los colectores de tierra están disponibles en 2 variantes: de flujo horizontal o vertical. El intercambiador de superficie utiliza la energía del sol y el agua de lluvia, por lo que la preparación adecuada del terreno juega un papel clave aquí.
Cuando se invierte el ciclo, la bomba de calor también puede realizar la función de enfriamiento. Las bombas de calor reversibles son más caras que las convencionales. Permiten no solo alimentar el sistema de calefacción central y calentar el agua caliente sanitaria, sino también enfriar las habitaciones en verano. Según la estación, el intercambiador de calor de placas soldadas instalado en la bomba funciona como un condensador o un evaporador.
Las bombas de calor exclusivas se utilizan en países con climas más fríos, donde no se necesita aire acondicionado, y por lo tanto el uso de bombas de calor reversibles no es rentable. Debido al hecho de que la bomba de calor especial se centrará solo en la calefacción, los costes operativos serán mucho más bajos que en el caso de las bombas de calor reversibles.
Las bombas de calor industriales pueden proporcionar calefacción y refrigeración mediante el aprovechamiento de energía de diferentes procesos. La instalación de una bomba de calor de agua de alta potencia en edificios industriales puede generar grandes beneficios en términos de reducción de costes, emisiones contaminantes y mejora de la calidad del aire.
El funcionamiento de la bomba consiste en acumular agua del proceso industrial en el tanque. En verano, el agua almacenada se enfría por un circuito de circulación con ventiladores. En invierno, sin embargo, los tanques constituyen la fuente de calor inferior en la bomba. El agua del tanque se dirige al evaporador de la bomba de calor, donde transferirá calor al refrigerante. El agua para la calefacción central se calienta en el condensador de la bomba y el calor generado se suministra a través del sistema de calefacción central.
