Totalmente eléctrico y energéticamente eficiente bombas de calor son excelentes porque pueden calentar y enfriar hogares, reemplazando la calefacción y el aire acondicionado de su hogar de una sola vez. ellos también pueden ahorrar mucho dinero. Desafortunadamente, hay un punto débil que está perjudicando su adopción generalizada: no funcionan tan bien como las calderas de gas a temperaturas muy bajas.
Sin embargo, las versiones más nuevas son parte de un esfuerzo por resolver ese problema y catapultar a las bombas de calor para que se conviertan en el futuro de la calefacción y el aire acondicionado. Un buen ejemplo: un modelo que acaba de presentar Bosch en CES 2024 (donde hemos visto otra gran tecnología energética y desarrollos interesantes en todos los ámbitos).
Las bombas de calor se consideran una herramienta clave en la electrificación y descarbonización de Estados Unidos. pueden reemplazar hornos, que funcionan en gran medida con combustibles fósiles como el gas natural, con un aparato eléctrico. Si esa electricidad proviene de una fuente limpia y renovable como la solar o la eólica, elimina en gran medida a los combustibles fósiles de la ecuación energética.
La nueva bomba de calor de Bosch, la IDS Ultra, es la primera bomba de calor aire-aire de la compañía diseñada específicamente para climas más fríos. El modelo, que según Bosch puede mantener la temperatura de una casa por debajo de los 5 grados Fahrenheit y seguir funcionando hasta -13 grados, es uno de varios que han pasado la primera etapa del Desafío de Bombas de Calor Residenciales para Climas Fríos del Departamento de Energía. Otros incluyen productos de Daikin, Midea, Johnson Controls, Lennox International, Carrier, Trane y Rheem.
«Desde la perspectiva del clima frío, en realidad se trata del avance tecnológico», dijo Ashley Armstrong, asesora principal de la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable del DOE y gerente de programas de la Oficina de Programas de Energía Estatales y Comunitarios.
He aquí por qué su próximo sistema de calefacción podría ser totalmente eléctrico, incluso si hay nieve y escarcha.
Por qué son importantes las bombas de calor para climas fríos
Generalmente existen dos tipos de bombas de calor: bombas de calor de fuente de aire y bombas de calor geotérmicas, pero ambas utilizan principios similares para funcionar. Para calentar, capturan energía térmica de una fuente fuera de su hogar (el aire o el suelo) y la transfieren a su hogar mediante un refrigerante bombeado. Para enfriar su hogar, hacen lo mismo, pero al revés.
«En términos muy simples, una bomba de calor transfiere calor de un lado a otro», dijo a CNET David Lopes, director de marketing y estrategia comercial de Home Comfort Group para Norteamérica de Bosch. «En verano se transfiere calor del interior al exterior. En invierno ocurre lo contrario».
Las bombas de calor de fuente de aire funcionan incluso cuando hace frío: todavía hay energía térmica afuera, pero menos, a pesar de cómo se pueda sentir. Pero no funcionan tan bien.
Por eso es importante, tanto para los propietarios de viviendas en climas fríos como para los Transición energética de EE. UU. en generalpara que la tecnología de bombas de calor mejore su funcionamiento bajo cero.
Se necesita una amplia gama de cambios para mejorar la eficiencia energética y reducir las emisiones de combustibles fósiles en todo el país, dijo Armstrong. «Estas bombas de calor para climas fríos, especialmente aquellas de próxima generación que pueden proporcionar más calor en el modo de bomba de calor cuando las temperaturas son aún más frías, son solo parte del conjunto de soluciones que se necesitan para reducir el consumo de energía y también las emisiones de carbono en el sitio. «.
Hacer funcionar una bomba de calor en el frío
El problema de las bombas de calor en climas fríos es el mismo que cualquiera que haya pasado por un invierno en el norte le dirá sobre las carreteras: el hielo hace que todo se detenga.
La bomba de calor hace circular el refrigerante a través de serpentines fuera de su hogar, tratando de captar la energía térmica disponible en el aire. Cuando hace demasiado frío, el agua del aire comienza a condensarse en las bobinas y luego se congela alrededor de ellas, impidiendo que el refrigerante pueda absorber esa energía.
Las bombas de calor están equipadas con tecnología de descongelación para evitar que esto suceda, pero eso generalmente significa que la energía de la bomba se gasta tratando de calentar esas bobinas en lugar de calentar su casa. En cierto punto, si hace demasiado frío, la batalla se convierte en perdida.
«En situaciones de clima muy frío, termina haciendo eso todo el tiempo y nunca calienta el interior», dijo Lopes.
Si la temperatura cae por debajo de -15 grados, se activará un calentador eléctrico de respaldo en el Bosch IDS Ultra y aún proporcionará algo de calor, dijo Lopes.
La bomba de calor Bosch IDS Ultra.
¿Una bomba de calor le permitirá ahorrar dinero?
Bosch realizó una encuesta entre propietarios que confirma el problema actual de las bombas de calor: las tasas de propiedad en lugares más fríos como Nueva Inglaterra y el Alto Medio Oeste eran de seis a siete veces más bajas que en lugares más cálidos, como el Sudeste.
Incluso si tiene una bomba de calor en un área de clima frío, es posible que también tenga una caldera a gas u otro sistema de calefacción de combustible fósil para esos días y meses muy fríos. Eso no solo quema combustibles fósiles, sino que también lo mantiene conectado a las líneas de gas, lo que aumenta sus facturas mensuales.
Cambiar a una bomba de calor ciertamente cambiará la situación energética de su hogar, pero que realmente le ahorre dinero depende de muchas variables, como su equipo actual, el clima del lugar donde vive y su uso de energía.
«No es que se le ponga esto para que sea más o menos eficiente que un horno de gas. El horno de gas quema combustible y emite emisiones, y éste usa electricidad», dijo Lopes. «Si no tienes una unidad capaz de usar eficientemente la electricidad en invierno, incluso si tienes electricidad verde no podrás usarla de manera confiable para calefacción en invierno».
La forma en que calienta y enfría su casa es algo menos importante que qué tan bien aislada esté. «Estas bombas de calor eficientes, especialmente cuando se combinan con medidas de eficiencia de los hogares, como ventanas más eficientes, paredes con mejor aislamiento, áticos con mejor aislamiento, ayudarán a reducir las facturas de energía y las emisiones de carbono de su hogar», dijo Armstrong.
Algunas empresas mostraron sus bombas de calor en el CES, incluido este modelo de Mitsubishi.
Un incentivo extra para hacerse con una bomba de calor
Las bombas de calor no son baratas. Los modelos básicos sin ductos de Bosch pueden costarle unos miles de dólares y eso no incluye la instalación. El IDS Ultra se conecta a sus conductos existentes y costará un poco más que otros sistemas de fuente de aire cuando llegue al mercado, probablemente a fines de 2024, dijo Lopes.
Pero una gran parte del costo de una bomba de calor (probablemente la mayor parte del costo) está en la instalación. Y eso no cambia. Este modelo se instala como cualquier otro modelo con fuente de aire.
Hay algo de ayuda disponible con eso: Los créditos y reembolsos fiscales federales pueden compensar parte de ese costo..
El federal Crédito para mejoras en el hogar con eficiencia energética ofrece un crédito fiscal del 30% del costo de una bomba de calor de aire, hasta $2,000. (Las bombas de calor geotérmicas están cubiertas por la Crédito de energía limpia residencialque también es del 30% pero sin límite).
También hay reembolsos disponibles, si sus ingresos están por debajo de cierto nivel, que cubrirán hasta el 100% del costo de una bomba de calor.
La bomba de calor para climas fríos de Bosch es sólo una parte de Tecnología de energía para el hogar que hemos visto en CES. Echa un vistazo a algunas de estas otras cosas nuevas, como un Batería doméstica que puede salir de viaje. y un Cubo de acero gigante que puede recolectar agua del aire..
