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La bomba de calor eléctrica
Mariano Vázquez Espí| Ondara y Madrid (España), 30 de septiembre de 2008.
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Lámina 1. Bomba de calor eléctrica versus caldera de gas


Comparación del rendimiento y pérdidas en la calefacción de viviendas según la instalación empleada, caldera de gas (rendimiento del 85%) y bomba de calor eléctrica (250%). En el primer caso se contabiliza exclusivamente los flujos de energía y materiales en la propia vivienda. En el segundo, se amplia la contabilidad para incluir la generación de la electricidad que consuma la bomba de calor.

En ambos casos, se usa la ‘mejor’ instalación de la bomba de calor para calefacción, disipando la energía del motor en el ambiente interior (una instalación poco frecuente que sería inadecuada para refrigeración), de forma que los rendimientos calculados son ligeramente superiores a los de instalaciones reales. Por el contrario, la caldera elegida es estándar, existiendo hoy en día calderas de mayor rendimiento. (La justificación de los valores empleados se da en Vázquez et alii, 2007.)

Los números, adimensionales, representan los flujos energéticos para compensar en cada caso la pérdida de una unidad de energía, pérdida asociada al mantenimiento del confort en el interior de la vivienda, es decir, a mantener el gradiente de temperatura entre el interior del edificio y el espacio inmediato exterior; esta pérdida es, por tanto, necesaria y el flujo de calor correspondiente es un flujo útil, mientras que el resto son consumos de combustibles o pérdidas sin utilidad. Los flujos son de calor (rojo, naranja en el caso de las pérdidas necesarias), de combustibles (negro), o de electricidad (azul).

El flujo útil es esencialmente proporcional, en condiciones estáticas, al gradiente de temperatura entre el interior y el exterior del edificio y a la transmitancia de su envolvente exterior. En condiciones dinámicas, las del mundo real, interviene también la inercia térmica y la capacidad de ganar o perder calor por radiación del edificio, detalles que no se tienen aquí en cuenta.


Evaluación parcial del rendimiento, en la que sólo se tiene en cuenta el rendimiento del propio aparato.

Nótese que las pérdidas en el caso de la bomba son, según esta contabilidad, negativas: la bomba gana calor, o, más exactamente, recicla el calor exterior.

i1amvaz.jpg


Evaluación global teniendo en cuenta el coste de generación de la energía eléctrica. La imagen de la central eléctrica es una simplificación pues, por conveniencia, se incluyen en sus pérdidas todas las que se producen desde la extracción de los combustibles hasta la diferencia de potencial en el enchufe de la vivienda (véase un análisis del rendimiento de la generación de electricidad en España en Valero, 1999). El rendimiento asignado a la generación eléctrica (25%) representa al pool eléctrico en España, aunque debe notarse que este rendimiento medio varía en el tiempo (dependiendo, por ejemplo, de la electricidad de origen eólico producida cada año o del recurso a centrales térmicas de carbón). Para la caldera, el rendimiento del aparato es prácticamente el rendimiento global.

i2amvaz.jpg


Nótese que la bomba de calor efectivamente recicla calor disipado por la propia central eléctrica, aunque sólo alcanza a reciclar una parte, por lo que el proceso conjunto central/bomba (en cuya cadena contable reaparecen los combustibles) ofrece un rendimiento menor (y mayores pérdidas) que la caldera de gas.


Edición del 11-11-2013
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