4 razones para considerar una bomba de calor (más algunas cav)

Las ciudades creen que estos sistemas HVAC ecológicos y casi modernos resolverán el problema de las olas de calor. Pero, ¿qué es una bomba de calor, exactamente?

Las bombas de calor están teniendo un momento en el centro de atención, o lo más cerca que puede estar un aparato de calefacción y refrigeración. Ya sea que se trate de bombas de calor canalizadas, mini-splits o incluso sistemas geotérmicos, hay rumores en torno a esta tecnología HVAC respetuosa con el clima.

En el último año, muchos de los principales medios de comunicación y revistas han exagerado el potencial de las bombas de calor para mitigar el cambio climático. Los gobiernos estatales y locales y las empresas de servicios públicos continúan ampliando los reembolsos e incentivos para los propietarios de viviendas que los instalan. El Departamento de Energía está mostrando su apoyo a las bombas de calor sobre los sistemas de calefacción tradicionales. Y en mayo se presentaron en el Senado un par de proyectos de ley destinados a acelerar la adopción de bombas de calor.

Un número creciente de estadounidenses dice que instalaría una bomba de calor como su próximo sistema de calefacción. Según una encuesta representativa a nivel nacional realizada por CR (PDF) de 2103 adultos estadounidenses en junio de 2022, el 49 por ciento de los que no tenían uno dijeron que "tal vez" lo considerarían en el futuro. (El nueve por ciento respondió con un rotundo "sí").

Los envíos de bombas de calor aumentaron un 14,6 por ciento año tras año a diciembre de 2021, según el Instituto de Aire Acondicionado, Calefacción y Refrigeración, un grupo comercial de la industria.

CR explica cómo la compra de una bomba de calor para su hogar podría generarle miles de dólares en créditos fiscales federales y reembolsos estatales.

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En el nivel más básico, es un electrodoméstico que puede calentar y enfriar su hogar. Es como un acondicionador de aire que también proporciona calor, pero usa mucha menos energía que un horno, una caldera o un radiador eléctrico.

Esto se debe a que una bomba de calor, que utiliza bobinas de metal, un ventilador y refrigerante, absorbe el calor ambiental del exterior de su hogar y lo transfiere al interior (o al exterior en modo de refrigeración), en lugar de generar calor quemando combustible o utilizando una resistencia eléctrica que consume mucha energía. .

Hay varios tipos de bombas de calor. Los sistemas de fuente de aire son los más comunes porque son relativamente fáciles de instalar. Recolectan el calor del aire exterior, y siempre hay algo de calor gratis, incluso si el clima se siente bastante frío.

Si tiene conductos existentes, puede agregar una bomba de calor de fuente de aire canalizada a su sistema de la misma manera que agregaría un acondicionador de aire central. Sin conductos existentes, una bomba de calor de fuente de aire mini-split sin conductos podría ser más fácil de instalar. Si bien ciertas bombas de calor de fuente de aire pueden tener dificultades para funcionar en climas fríos, muchos modelos ahora son capaces de mantener su hogar caliente incluso en temperaturas bajo cero.

Y luego están las bombas de calor de fuente terrestre, también conocidas como bombas de calor geotérmicas, que absorben el calor de agujeros profundos excavados en el suelo fuera de su casa. Las bombas son fantásticamente eficientes porque la temperatura subterránea es suave y estable, de 50 a 60 grados Fahrenheit durante todo el año. Pero pueden ser prohibitivamente costosos de instalar y no siempre funcionarán en todos los lotes. Puede leer más sobre cada tipo de bomba de calor en nuestra guía de compra de bombas de calor.

Las bombas de calor han existido durante décadas y son el principal sistema HVAC en más del 10 por ciento de los hogares en los EE. UU., aunque principalmente en las partes más cálidas del país, donde los diseños de bombas de calor más antiguos pueden funcionar de manera efectiva y eficiente.

Pero el rendimiento ha mejorado a pasos agigantados en los últimos 10 años, especialmente en climas fríos. Las bombas de calor son ahora una opción práctica para el control del clima en la mayoría de los hogares, ya sea para reemplazar completamente un sistema tradicional o simplemente para complementarlo.

Para saber cómo elegir la bomba de calor adecuada para su hogar, consulte nuestra guía de compra de bombas de calor. Los miembros de CR también pueden explorar nuestras calificaciones de confiabilidad prevista y satisfacción del propietario para 24 marcas de bombas de calor de fuente de aire con ductos, aunque actualmente no tenemos calificaciones para sistemas mini-split sin ductos o sistemas de fuente terrestre.

He aquí por qué una bomba de calor bien puede ser el próximo sistema de calefacción y refrigeración de su hogar, junto con algunos factores cruciales que debe considerar antes de hacer un cambio.

Los tipos más comunes (bombas de calor de fuente de aire) reducirán las emisiones de dióxido de carbono de su hogar en aproximadamente un 40 por ciento en comparación con los hornos de gas, según un estudio de UC Davis. La cantidad exacta depende de cómo se genera su electricidad (que alimenta una bomba de calor). Pero casi todos los hogares reducirán su huella de carbono; 98 por ciento de ellos, según un estudio de la Universidad de Texas, la Universidad de Michigan y la Universidad Carnegie Mellon.

La electricidad limpia amplifica los beneficios ambientales de una bomba de calor. En el este de Massachusetts, por ejemplo, una importante empresa de energía ya genera más del 60 por ciento de su electricidad a partir de fuentes renovables y sin carbono, incluidas las represas de energía nuclear, eólica, solar e hidroeléctrica. Para el noreste en general, el estudio de UC Davis estima que cambiar a una bomba de calor de fuente de aire debería reducir las emisiones de carbono de los hogares por calefacción en aproximadamente un 75 por ciento en comparación con un horno de gas.

En el Medio Oeste, donde la electricidad proviene principalmente del gas e incluso del carbón, se trata de una reducción de solo un 12 por ciento. Pero a medida que la red se vuelve más limpia (o más personas instalan energía solar), las emisiones se reducirán aún más.

Un contrapunto válido es que la adopción generalizada de bombas de calor, junto con otras tecnologías electrificadas recientemente, como los vehículos enchufables, puede sobrecargar la red eléctrica. Eso podría conducir a un mayor riesgo de cortes de energía durante las olas de calor y las olas de frío, o una mayor contaminación del aire de las plantas de energía de combustibles fósiles, ya que trabajan horas extras durante los períodos de mayor consumo de electricidad.

Los formuladores de políticas pueden necesitar encontrar una solución para ese problema. Pero a nivel individual, si cree que una bomba de calor es adecuada para su hogar, es muy probable que instalar una sea bueno para el medio ambiente en general.

Foto: Marcus Lindström/Getty Images Foto: Marcus Lindström/Getty Images

Las bombas de calor no son solo una tecnología costosa para los bienhechores. Aunque el costo de instalación varía ampliamente, los miembros de CR encuestados pagaron un promedio de $7,791 por un sistema en comparación con $6,870 por un calentador de gas (aunque la mayoría de estas bombas de calor se instalaron en partes cálidas o templadas del país). Las bombas de calor para climas fríos tienden a costar más, oscilando entre $8,700 y $32,000, según los datos compartidos con CR recopilados por Cadmus Group.

Pero en muchos casos, las bombas de calor son la forma más económica de calentar y enfriar una casa. Incluso según la estimación más conservadora que hemos encontrado (el estudio de la Universidad de Texas, et al.), una bomba de calor de fuente de aire será el sistema HVAC más rentable en el 32 por ciento de los hogares, o más de 37 millones .

Las casas que se calientan con propano, aceite o sistemas de resistencia eléctrica "regulares" tienen más probabilidades de ahorrar dinero al instalar una bomba de calor. El propano y el petróleo siempre son caros (incluso cuando no estamos en medio de un aumento masivo de precios). Y el calentamiento por resistencia eléctrica usa un promedio de dos veces y media a tres veces más electricidad que una bomba de calor para producir la misma cantidad de calor.

Entonces, en muchas partes del país, podría ahorrar más de $1,000 por año en sus facturas de calefacción si cambia a una bomba de calor. El DOE tiene algunas hojas informativas de estado por estado que pueden darle una idea de cuánto podría ahorrar por año.

También puede ser elegible para subsidios o incentivos fiscales que reducen aún más los costos de las bombas de calor. Muchos estados y empresas de servicios públicos ofrecen reembolsos por bombas de calor. Massachusetts, por ejemplo, actualmente ofrece un reembolso de $ 10,000 para sistemas de bomba de calor de fuente de aire para toda la casa si retira su equipo viejo. Y el gobierno federal ofrece un crédito fiscal del 26 por ciento en bombas de calor de fuente terrestre hasta fines de 2022. Ingrese su código postal en DSIREUSA.org para ver qué hay disponible cerca de usted.

Mark Norris, profesor de ciencias ambientales en la Universidad de Stevenson que vive en el condado de Baltimore, Maryland, descubrió que una bomba de calor de fuente terrestre era la forma más económica de calentar y enfriar su hogar, lo que lo sorprendió un poco porque son mucho más más difíciles de instalar que las bombas de calor de fuente de aire regulares o los equipos HVAC tradicionales.

Norris hizo instalar el sistema de fuente terrestre a una profundidad de 250 pies, directamente en la tierra en el patio delantero de su "pequeño lote suburbano", como él lo describió. Costó alrededor de $ 23,000 por adelantado, pero a medida que llegan los reembolsos e incentivos de su compañía de servicios públicos y los gobiernos federal, estatal y local, el costo total de bolsillo resulta ser de alrededor de $ 8,000. Norris dice que el costo final es más bajo que la cotización que recibió para instalar un horno de gas básico y aire acondicionado central.

Sin embargo, la mayoría de las veces, la calefacción a gas costará menos que una bomba de calor, especialmente en climas más fríos. Instalar una calefacción de gas básica y un aire acondicionado central básico suele ser más económico que instalar una bomba de calor para clima frío en toda la casa.

Y el equipo de calefacción a gas tiende a costar menos para operar que las bombas de calor eléctricas, dice Dave Lis, director de Northeast Energy Efficiency Partnerships, aunque los costos de funcionamiento a menudo son bastante similares. Sin embargo, hay matices y excepciones a esto, incluida la opción de usar un sistema híbrido de bomba de calor y horno, que hace funcionar una bomba de calor en temperaturas más suaves cuando es más eficiente, y luego cambia a un horno cuando ahorra dinero para hacerlo. (Puede leer más sobre los híbridos en nuestra guía de compra de bombas de calor).

La forma más fácil de determinar si una bomba de calor es adecuada para su hogar es obtener algunas cotizaciones de los contratistas locales de HVAC, según Francis Dietz, vicepresidente de asuntos públicos del Instituto de Aire Acondicionado, Calefacción y Refrigeración.

"Van a saber cuántos días de calefacción tienes según el lugar donde vives y cuáles son tus tarifas [de servicios públicos]", dice Dietz. También sabrán qué equipos funcionan bien en su área y qué subsidios están disponibles. Un buen contratista hará un cálculo de carga adecuado para averiguar exactamente cuánta capacidad de calefacción y refrigeración necesita su hogar y si se beneficiaría de las mejoras de eficiencia. (Nuestra guía de compra de bombas de calor tiene más información sobre cómo encontrar un contratista experimentado).

Lis dice que, por lo general, hay una manera de instalar una bomba de calor en su hogar, incluso si se trata de un sistema más pequeño diseñado para solo una o dos habitaciones que necesitan calefacción y refrigeración adicionales. "Son muy flexibles, son muy personalizables y hay un millón de sabores de estos sistemas, desde ductos hasta sin ductos y todo lo demás", explica.

Si ya tiene conductos, está en una buena posición. Las bombas de calor con conductos pueden conectarse directamente a los sistemas de aire forzado existentes, lo que puede ayudar a mantener bajos los costos de instalación. Si ya tiene aire acondicionado central, es aún más fácil. La instalación de una bomba de calor no es esencialmente diferente a la instalación de un aire acondicionado central, por lo que ya tendrá las conexiones eléctricas y los tendidos correctos para el cableado y las líneas de refrigerante.

Las bombas de calor sin ductos, también conocidas como mini-splits, también pueden ser bastante fáciles de configurar. Estos no requieren conductos existentes. La parte exterior de la bomba de calor es idéntica a la de un modelo con conductos, pero en lugar de conectarse a un sistema central de aire forzado, el condensador se conecta a una o más "cabezas" colocadas en las paredes o en los techos alrededor de su casa: son como salidas de aire individuales. (Puede obtener más información sobre los detalles técnicos en nuestra guía de compra de bombas de calor). Los costos pueden acumularse rápidamente para un sistema de cabezales múltiples, pero generalmente es menos costoso que agregar conductos.

Hay algunas advertencias importantes a considerar. Las bombas de calor pueden tener problemas en casas con corrientes de aire y mal aisladas. Es posible que deba actualizar su servicio eléctrico para respaldar la calefacción eléctrica de toda la casa. Y es posible que desee mantener (o agregar) un sistema de calefacción de respaldo en caso de que el clima se vuelva tan inusualmente frío que su bomba de calor no pueda seguir el ritmo.

Cubrimos estos escenarios con mayor detalle en nuestra guía de compra de bombas de calor. Pero incluso si encuentra algunos obstáculos para adoptar una bomba de calor en su propia casa, generalmente hay una manera de resolverlos, a veces con la ayuda de incentivos de eficiencia energética de un gobierno o una empresa de servicios públicos.

Los sistemas de calefacción tradicionales (y los acondicionadores de aire básicos) en realidad no son buenos para mantener temperaturas constantes en su hogar.

"Con los hornos, estamos acostumbrados a que el horno se encienda y caliente la habitación, luego se apague y se enfríe, y la temperatura sube y baja", dice Iain Walker, científico de la construcción en Lawrence Berkeley. Laboratorio Nacional.

Las bombas de calor modernas, por el contrario, son mucho mejores para mantener la misma temperatura y humedad en su hogar. "Les gusta operar continuamente a un nivel bajo fijo, para que no se balanceen como un horno", dice Walker.

Debido a que son más eficientes cuando funcionan poco a poco, también resulta que ahorrará la mayor cantidad de energía si deja el termostato ajustado a la misma temperatura, incluso durante la noche, contrario a todos los consejos ecológicos que le hemos dado. interiorizado a lo largo de los años.

"Si sigue presionando los botones del termostato, no obtendrá la eficiencia que deseaba obtener de la bomba de calor, porque no están diseñados para funcionar de esa manera", dice Walker. Entonces, si ha tolerado las bajas temperaturas nocturnas porque ahorra energía, una bomba de calor lo liberará de esa carga.

(Por supuesto, si prefiere una habitación más fresca por la noche, aún puede bajar la temperatura; solo usará un poco de energía adicional).

Las bombas de calor mini-split también son una excelente manera de agregar control de clima a las partes de su hogar que lo necesitan, pero que normalmente no lo tienen, por ejemplo, un ático recién terminado o una adición a la casa. También son una excelente manera de agregar aire acondicionado permanente a una casa sin un sistema de aire forzado existente (como una casa que se calienta con radiadores) porque son mucho más fáciles de instalar que los conductos. Incluso si los instala principalmente por sus capacidades de enfriamiento, es posible que se sorprenda gratamente de la eficacia y eficiencia con la que también pueden calentar, lo que reduce la cantidad de tiempo que necesitará para hacer funcionar su sistema de calefacción principal.