Cómo las bombas de calor para ventanas pueden proporcionar a los inquilinos calefacción y refrigeración eficientes

Las personas que alquilan sus casas o no tienen suficiente dinero para realizar mejoras importantes en sus hogares han quedado excluidas durante muchos años de un cambio importante en la tecnología de calefacción y refrigeración que puede mejorar la eficiencia, ahorrar dinero y ser mejor para el clima global: las bombas de calor.

La calefacción y refrigeración de edificios consume el 35% de toda la energía utilizada en los Estados Unidos cada año. Muchos hogares y empresas están convirtiendo sus sistemas de calefacción y refrigeración de combustibles fósiles en bombas de calor eléctricas, que utilizan electricidad no para producir aire frío o caliente, sino para mover el calor hacia los espacios que necesitan calefacción y fuera de los espacios que necesitan refrigeración.

Hasta hace poco, ese proceso requería la instalación permanente de una cantidad significativa de equipo sustancial y costoso en el edificio, lo que requería un contratista profesional y su instalación costaba hasta $10,000, además del equipo real. A menudo llamados mini-splits, estos sistemas suelen tener un condensador fuera del edificio que intercambia calor con el aire exterior y un evaporador en el interior que intercambia calor con el aire interior.

La Autoridad de Vivienda de la Ciudad de Nueva York instala bombas de calor de ventana en apartamentos como este en Queens. Foto AP

Pero ahora las bombas de calor de ventana están comenzando a estar disponibles en los EE. UU. Al igual que los aires acondicionados de ventana, estas unidades independientes se pueden instalar sin ayuda profesional y enchufarse a un tomacorriente de pared. Sin embargo, a diferencia de los aires acondicionados de ventana, pueden proporcionar calor además de refrigeración. Cuestan mucho menos que un sistema permanente (entre $ 3000 y $ 4000) y pueden trasladarse a una nueva propiedad si el propietario se muda.

Todavía no hay muchas opciones disponibles comercialmente, y las que hay en el mercado no pueden calentar o enfriar por sí solas espacios muy grandes. Y funcionan de manera menos eficiente cuando calientan casas en lugares con temperaturas exteriores extremadamente frías. Hay varios modelos disponibles en el mercado que son incluso más baratos, pero no tienen índices de eficiencia, no funcionan cuando las temperaturas exteriores son muy bajas y son más ruidosos cuando lo hacen.

He diseñado y evaluado una amplia gama de tecnologías de eficiencia energética en edificios; Así es como funcionan estas bombas de calor para ventanas y por qué pueden permitir a los habitantes de apartamentos y casas mayores realizar mejoras significativas de manera fácil y relativamente económica en los sistemas de calefacción y refrigeración de sus hogares. Los subsidios federales para este tipo de equipos expirarán en 2025, pero algunas empresas de servicios públicos, gobiernos estatales y locales aún pueden ofrecer dinero para ayudar a pagar el costo.

Transferir calor de un lugar a otro

Las bombas de calor utilizan un ciclo de enfriamiento reversible y pueden proporcionar calefacción y enfriamiento similares a los calentadores, calderas y calentadores de zócalo eléctricos, mientras usan menos de la mitad de la electricidad.

Lo más común es que las bombas de calor transfieran calor entre el aire interior y exterior, pero otros sistemas pueden intercambiar calor con el suelo o con masas de agua, como los lagos.

Una explicación de cómo funcionan las bombas de calor aerotérmicas.

Las capacidades de las bombas de calor vienen definidas por la cantidad de calor que pueden transferir en un determinado periodo de tiempo. Una bomba de calor que sirva para toda una casa podría necesitar una capacidad de 12.000 a 60.000 unidades térmicas británicas (alrededor de 12.660 a 63.300 kilojulios), pero las capacidades de las unidades de ventana son mucho menores, alcanzando sólo alrededor de 9.000 Btu (9.500 kJ).

El rendimiento varía según las condiciones exteriores, donde la unidad envía el exceso de calor para enfriar la habitación interior o recoge calor para calentarla. En el modo de refrigeración, las bombas de calor se clasifican en función de su índice de eficiencia energética estacional, una cifra que muestra cuánta refrigeración se logra por unidad de electricidad utilizada. La medida correspondiente para calefacción se denomina factor de rendimiento de calefacción estacional. Generalmente, cuanto más altos sean estos números, mejor. El Departamento de Energía de Estados Unidos ha establecido estándares mínimos para esas cifras.

Si bien estas unidades funcionan incluso cuando la temperatura exterior es de -13 grados Fahrenheit (-25 grados Celsius), su potencia de calefacción se reduce a casi la mitad de su capacidad nominal y su eficiencia energética cae a un tercio del rendimiento nominal a esa temperatura.

Además de ser de bajo costo en comparación con las bombas de calor divididas convencionales, las bombas de calor de ventana empaquetadas satisfacen las necesidades de calefacción y refrigeración con menores requisitos y costos de energía. Pero cada unidad de ventana solo sirve para una habitación, mientras que la unidad dividida más común puede servir para varias habitaciones.

Las bombas de calor para ventanas empaquetadas son fáciles y económicas de instalar y ofrecen opciones de calefacción y refrigeración todo en uno para apartamentos y casas antiguas, con un mayor rendimiento de eficiencia energética que los sistemas tradicionales. Sus principales limitaciones incluyen baja capacidad y eficiencia energética reducida en climas o condiciones extremadamente frías.