Chiller vs bomba de calor: diferencia entre enfriadores y bombas de calor

Los enfriadores y las bombas de calor comparten algunas similitudes familiares, ya que ambos funcionan según los ciclos de refrigeración por compresión de vapor o absorción de vapor. Sin embargo, como dos individuos cualquiera, tienen sus atributos distintivos, evidentes en sus componentes únicos y la mecánica de sus operaciones.

1. Enfriadores: Imagine un enfriador como un especialista en enfriamiento, decidido en su misión. Su conjunto incluye el compresor, el condensador, la válvula de expansión y el evaporador. El juego comienza con el compresor presurizando el refrigerante. Este refrigerante a alta presión luego se mueve hacia el condensador, liberando calor y transformándose en un líquido semicálido a alta presión. Luego, el refrigerante se expande rápidamente en la válvula de expansión, lo que provoca una caída tanto en la presión como en la temperatura. En la etapa del evaporador, el refrigerante extrae el calor del agua que necesita refrigeración y lo transmuta nuevamente en gas. Este gas vuelve al compresor y se reinicia el ciclo.
2. Bombas de calor: Cuentan con los mismos componentes clave: compresor, condensador, dispositivo de expansión y evaporador. Pero tienen un giro en la trama: una válvula de inversión. Este pequeño dispositivo permite que la bomba de calor cambie la dirección del flujo de refrigerante, lo que le permite calentar o enfriar su espacio. En el modo de enfriamiento, imita el enfriador pero cambia al modo de calefacción y la narrativa se altera. La válvula de inversión intercambia las funciones del condensador y el evaporador: el evaporador absorbe el calor del aire exterior o del suelo (sí, incluso en condiciones gélidas, hay energía térmica al acecho) y el condensador libera este calor en el interior.

En esencia, la principal diferencia entre ellos se reduce a la válvula de inversión de la bomba de calor, que imparte funciones duales: calefacción y refrigeración. Mientras que los enfriadores son geniales, exclusivamente geniales.

Clasificaciones de bombas de calor

Hay varias clasificaciones de sistemas de bomba de calor, a saber, bombas de calor de fuente de aire (ASHP), bombas de calor de fuente terrestre (GSHP) y bombas de calor de fuente de agua (WSHP). Cada clase opera en un medio diferente para su proceso de absorción y rechazo de calor.

Bomba de calor de fuente de aire

Un ASHP, como sugiere su nombre, extrae o libera calor al aire circundante. Ya sea calefacción o refrigeración, estos sistemas toman el calor del aire exterior y lo distribuyen al interior, o realizan la operación inversa. Presentan un proceso de instalación menos complejo, lo que lleva a una menor inversión inicial. Sin embargo, su eficiencia de rendimiento puede fluctuar, siendo altamente susceptible a las condiciones climáticas externas.

Bomba de calor geotérmica

Por el contrario, los GSHP aprovechan las temperaturas constantes debajo de la superficie de la Tierra para sus necesidades de calefacción o refrigeración. Estos sistemas necesitan una red de tuberías subterráneas a través de las cuales extraen o rechazan el calor. Esta clase de bombas de calor requiere un gasto inicial sustancial, como las operaciones de perforación, pero su eficiencia y confiabilidad operativas constantes generalmente superan las de las ASHP debido a la temperatura estable de la tierra.

Bomba de calor de fuente de agua

Los WSHP, por otro lado, utilizan un cuerpo de agua (un lago, pozo, río, etc.) para la extracción o expulsión de calor. Adecuados para regiones con cuerpos de agua subterráneos accesibles, estos sistemas aprovechan al máximo la alta conductividad térmica del agua, haciéndolos más eficientes que los ASHP. Sin embargo, exigen una fuente de agua adecuada y una consideración cuidadosa de los posibles impactos en la fuente de agua, incluidas las alteraciones en la temperatura del agua o los cambios ecológicos.

Clasificaciones de enfriadores

Los enfriadores, como componentes esenciales en los sistemas HVAC y refrigeración industrial, se dividen principalmente en dos tipos según su método de enfriamiento: enfriadores enfriados por aire y enfriadores enfriados por agua.

Enfriadores enfriados por aire

Tal como lo sugiere su nombre, estas unidades usan aire para eliminar el calor. Como una solución simple y rentable, son fáciles de instalar y no requieren acceso a una fuente de agua. Al igual que las bombas de calor de fuente de aire, extraen el aire ambiental para su proceso de enfriamiento. Sin embargo, pueden tener problemas en climas muy cálidos debido a la temperatura más alta del aire.

Enfriadores refrigerados por agua

Estas unidades utilizan agua para enfriar, lo que a menudo las hace más eficientes que sus contrapartes enfriadas por aire. Sin embargo, requieren un suministro continuo de agua y equipo adicional, como torres de enfriamiento y bombas de agua del condensador. Al igual que las bombas de calor de fuente de agua, aprovechan las propiedades térmicas del agua para intercambiar calor, proporcionando un rendimiento superior en muchas situaciones.

Conclusión

En resumen, este artículo ha abierto la puerta a la comprensión de los enfriadores y las bombas de calor, revelando sus principales similitudes, diferencias y áreas de aplicación. Desde el equilibrio entre enfriadores enfriados por aire y enfriados por agua hasta la versatilidad de las bombas de calor, la elección correcta depende de numerosos factores: cada situación tiene su solución única.

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Preguntas frecuentes

P1: ¿En qué se diferencian los enfriadores y las bombas de calor?

R1: Las bombas de calor pueden hacer ambas cosas: calentar y enfriar un espacio porque tienen una válvula de inversión que altera el flujo del refrigerante. Los enfriadores, por otro lado, simplemente enfrían las cosas. Aunque tienen componentes similares, la forma en que estos componentes se juntan y cómo interactúan varía porque tienen diferentes trabajos que hacer.

P2: ¿Puedo convertir mi enfriador en una bomba de calor?

A2: No realmente. La diferencia clave entre estos dos es la válvula de inversión que tiene una bomba de calor, que no tiene un enfriador. Esta válvula es lo que permite que una bomba de calor cambie la dirección del refrigerante y caliente o enfríe un espacio.

P3: ¿Qué tipos de bombas de calor existen?

R3: Tiene tres tipos principales: bombas de calor de fuente de aire (ASHP), bombas de calor de fuente terrestre (GSHP) y bombas de calor de fuente de agua (WSHP). La gran diferencia es lo que utilizan para extraer y eliminar el calor: aire, suelo o agua.

P4: ¿Cuáles son los principales tipos de enfriadores?

R4: Los enfriadores se dividen en dos categorías principales en función de cómo enfrían las cosas: enfriadores enfriados por aire y enfriadores enfriados por agua. Como sugiere el nombre, los enfriadores enfriados por aire usan aire para eliminar el calor, mientras que los enfriadores enfriados por agua usan agua.

P5: ¿Cómo se comparan los costos de enfriadores y bombas de calor?

R5: Los costos pueden variar mucho según el modelo específico, el tamaño y la tecnología involucrada. En términos generales, las bombas de calor tienen un costo inicial más bajo pero costos operativos más altos, especialmente para la calefacción. Los enfriadores, especialmente los enfriados por agua, a menudo tienen costos iniciales más altos pero costos operativos más bajos porque son más eficientes.