La popularidad de las bombas de calor se dispara, pero el costo y la tecnología en evolución siguen siendo barreras

Valeria Silva (izquierda) y Edwin Caro de GreenSavers trabajan en la instalación de un sistema de bomba de calor en una casa en el noroeste de Portland el 24 de mayo de 2023. Las instalaciones de bombas de calor están aumentando en el noroeste debido a su eficiencia energética y beneficios climáticos. Dave Killen / El Oregoniano

Cuando la caldera de Jack Schniepp comenzó a fallar este invierno en su casa de dos pisos en Bend, él y su esposa decidieron desmontarla y reemplazarla con una bomba de calor.

"Queríamos hacerlo por razones relacionadas con el clima, para dejar de utilizar gas natural", dijo Schniepp. "Creo que es lo correcto".

También tenían olor a gas en su casa y, aunque la compañía de gas les aseguró que no era una fuga, no querían correr ningún riesgo con dos niños en casa.

Aunque el precio no era barato ($18,500 por una bomba de calor para clima frío con conductos y una mejora del panel eléctrico después de un reembolso estatal de $1,500), era solo unos pocos miles más que una nueva caldera de gas de alta gama y también reemplazó el aire envejecido de la casa. acondicionador.

Las bombas de calor están de repente en boca de todos. Los defensores promocionan su eficiencia energética y su capacidad para reducir las facturas de servicios públicos. El gobierno federal y el estado de Oregón confían en su rápida adopción para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y disminuir el impacto de las olas de calor. Y se están implementando incentivos locales y federales para que la adopción de bombas de calor sea más asequible.

A pesar de la fanfarria, la transición a las bombas de calor no será nada fácil.

The Oregonian/OregonLive entrevistó a entusiastas de la electrificación, instaladores de HVAC, expertos en energía y más de una docena de familias en todo el estado que recientemente instalaron bombas de calor. La gran mayoría de las familias quitaron sus calderas de gas y desconectaron sus líneas de gas, aunque algunas mantuvieron una caldera de gas o una chimenea como fuente de calor de respaldo.

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Si bien elogiaron los innumerables beneficios de las bombas de calor, muchos enfatizaron que su alto precio de $10,000 a $20,000, el retraso en la disponibilidad de reembolsos federales y la falta de conocimientos técnicos y la escasez de mano de obra de la industria podrían plantear obstáculos para una rápida adopción generalizada.

Schniepp espera que la alta eficiencia de su bomba de calor compense su mayor coste con el tiempo. Pero la mayor preocupación de la familia: ¿funcionará lo suficientemente bien cuando haga frío?

"Definitivamente hemos estado en la adolescencia de la noche a la mañana y ha estado bien para eso", dijo. Como la bomba de calor se instaló en marzo, tendrán que esperar hasta el próximo invierno para saberlo realmente.

¿CUÁNTA DEMANDA TIENEN?

Las bombas de calor no son nuevas. Son omnipresentes en Asia y acaban de disfrutar de un año récord en Europa. Se han instalado durante décadas en el sur de Estados Unidos porque son más eficientes energéticamente que los aires acondicionados y proporcionan calefacción durante inviernos suaves.

Ahora están ganando terreno en todo Estados Unidos. El año pasado, los estadounidenses compraron por primera vez más bombas de calor que calderas de gas. Y en el noroeste, las instalaciones de bombas de calor están ahora a la par de las instalaciones de calderas de gas.

Las bombas de calor aún no están ni cerca de reemplazar a los acondicionadores de aire, aunque eso puede cambiar en los próximos años, dicen los expertos.

Los instaladores locales de HVAC dicen que el interés en las bombas de calor comenzó en 2019, cuando Berkeley, California, se convirtió en la primera ciudad de la costa oeste en prohibir el gas natural en las nuevas construcciones. Le siguieron otras ciudades, incluida Eugene a principios de este año, aunque ahora está prevista una votación en toda la ciudad.

Y en agosto pasado, el Congreso aprobó la Ley de Reducción de la Inflación, un proyecto de ley que ofrece enormes incentivos para acelerar la transición a la energía limpia, incluso mediante bombas de calor.

Leer: ¿Comprar una bomba de calor? Aquí tienes algo de ayuda financiera.

Oregón, a diferencia del vecino Washington, no tiene mandato para exigir la adopción de bombas de calor en edificios nuevos o existentes, aunque los edificios son la segunda fuente más grande de contaminación climática en Oregón, detrás del transporte. Los funcionarios estatales esperan que los desarrolladores y propietarios de viviendas adopten voluntariamente las bombas de calor, impulsados ​​por los recortes y devoluciones de impuestos federales y estatales, y, al parecer, algunos están tomando ese camino.

“Antes tenía que presentarle a la gente el tema de las bombas de calor. Este año... de buenas a primeras, quieren saber sobre las bombas de calor”, dijo Zachary Turner, estimador de Climate Control, una empresa de calefacción y aire acondicionado con sede en Portland.

Brad Twiss, un agente inmobiliario de Portland, notó una tendencia similar entre los compradores de viviendas. Anteriormente, a la mayoría no le importaban los sistemas de calefacción o compraban específicamente una casa con caldera y estufa de gas natural, dijo.

“Ahora estoy en casas que tienen cocinas de gas hermosas y caras y los clientes dicen: '¿Qué tan difícil sería instalar una estufa de inducción aquí?' Y la gente pregunta: '¿Puedo instalar una bomba de calor aquí?'”, dijo Twiss.

Edwin Caro de GreenSavers trabaja en la instalación de un sistema de bomba de calor en una casa en el noroeste de Portland el miércoles 24 de mayo de 2023. Dave Killen / The Oregonian

¿CÓMO FUNCIONAN LAS BOMBAS DE CALOR?

El nombre "bomba de calor" es inapropiado porque la máquina utiliza electricidad y un refrigerante para proporcionar calefacción y refrigeración.

Las bombas de calor de fuente de aire (las más populares y en las que se centra esta historia) proporcionan calor extrayéndolo del aire exterior y transfiriéndolo al interior de la casa. Para enfriar, hacen lo contrario: trasladan el calor del interior de la casa al exterior.

Debido a que las bombas de calor utilizan el calor que ya existe y simplemente lo mueven (o lo "bombean") en lugar de generarlo, las bombas de calor son más eficientes energéticamente que las calderas. Y si bien se basan en la misma tecnología que los aires acondicionados, las bombas de calor tienen estándares de eficiencia más altos y, por lo tanto, son más eficientes energéticamente que la mayoría de las unidades de aire acondicionado. También pueden proporcionar calor, algo que los aires acondicionados no pueden hacer.

En condiciones ideales, una bomba de calor eficiente puede transferir un 300% más de energía de la que consume en electricidad, en comparación con una nueva caldera de gas con una eficiencia del 95%.

Menos energía utilizada equivale a facturas más bajas y menos tensión en la red eléctrica de la región.

¿QUÉ TIPO DEBO OBTENER?

No hay una talla única que sirva para todos y la tecnología está evolucionando rápidamente.

Los diseños varían significativamente de una casa a otra, al igual que el precio. Los propietarios de viviendas pueden elegir entre una multitud de tipos, marcas, modelos y configuraciones.

Las bombas de calor suelen tener o no conductos, y los dos sistemas también se pueden utilizar juntos en una casa. Hay bombas de calor portátiles disponibles si es inquilino o desea reducir el uso de gas natural.

Leer: Glosario de bombas de calor

Quizás lo más importante sea elegir el compresor adecuado, lo que afecta al confort de la calefacción, la eficiencia energética y las facturas de servicios públicos.

Las bombas de calor de una sola etapa, aunque baratas, sólo pueden funcionar a máxima potencia y consumen mucha energía. Las bombas de calor de dos etapas, algo más caras, son más eficientes energéticamente.

Las bombas de calor de capacidad variable, al igual que las bicicletas de varias velocidades, brindan un nivel infinito de ajuste, lo que se traduce en una mayor eficiencia, temperaturas constantes y un sistema más silencioso, pero también tienen los costos iniciales más altos.

El tamaño de la bomba de calor también es clave: debe ser lo suficientemente grande como para proporcionar cantidades adecuadas de calor y refrigeración al hogar. Un contratista puede ayudar a determinar el tamaño adecuado según los metros cuadrados de la casa, el aislamiento, las corrientes de aire, así como el clima y otros factores.

Las bombas de calor son caras: a menudo cuestan entre 10.000 y 20.000 dólares, dependiendo del tamaño de su casa, normalmente varios miles de dólares más que una caldera de gas altamente eficiente. Y muchos propietarios se sorprenden de que, en lugar de simplemente reemplazar un equipo de calefacción/refrigeración, se enfrentan a mejoras adicionales.

Las casas antiguas, que tienden a tener corrientes de aire, pueden necesitar aislamiento o ventanas nuevas para que las bombas de calor funcionen eficazmente. En casas con aislamiento deficiente, las corrientes de aire y los puntos fríos pueden ser más notorios porque las bombas de calor no expulsan aire caliente como las calderas, sino que calientan de manera más suave y constante.

Las casas más antiguas también pueden necesitar una actualización del panel eléctrico y cableado nuevo, todo lo cual puede sumar miles de dólares. (Una tecnología emergente llamada circuito compartido o carga compartida puede ofrecer una solución alternativa a las costosas actualizaciones de paneles).

¿DE VERDAD SE CALORIAN?

El escepticismo sobre la capacidad de las bombas de calor para calentar sigue sembrando confusión, y con razón.

La generación mayor todavía recuerda que las bombas de calor no funcionaban cuando las temperaturas bajaban, dijo Twiss, el agente inmobiliario.

Si bien las bombas de calor actuales son más eficientes, las estándar que inundan el mercado todavía tienen dificultades una vez que las temperaturas exteriores caen por debajo de los 30 o 40 grados, dijo Craig Aaker, gerente general de GreenSavers, una empresa de eficiencia energética en el hogar que opera en Bend y Portland.

Como resultado, algunos propietarios que han instalado bombas de calor informan que sienten frío durante el invierno.

También es la razón por la que algunas empresas de HVAC dicen que las bombas de calor no proporcionan el calor adecuado y, por lo tanto, promueven sistemas de combustible dual; en Oregón, normalmente se trata de bombas de calor combinadas con calderas de gas natural. Otros instaladores agregan regularmente tiras térmicas de resistencia eléctrica en el controlador de aire de la bomba de calor para que actúen como calefacción de emergencia cuando el aire exterior se enfría, aunque son mucho menos eficientes energéticamente.

Las bombas de calor para climas fríos, también llamadas de capacidad extendida o hiperbombas de calor, son el estándar de oro, las más eficientes pero también las más caras. Extraen calor excepcionalmente bien incluso cuando hace entre -5 y -12 grados, según el modelo, y tienen capacidades de descongelación para funcionar en climas helados, aunque se vuelven menos eficientes a medida que bajan las temperaturas.

Y aunque muchas bombas de calor estándar vienen equipadas con tiras térmicas, las bombas de calor para climas fríos generalmente no necesitan esas tiras ni ninguna otra fuente de calor de respaldo, con algunas excepciones.

"Pagará más por adelantado, pero sus facturas de calefacción serán aún más bajas", dijo el cofundador de Electrify Now, Brian Stewart, sobre las bombas de calor para climas fríos. "Porque estas cosas son escandalosamente eficientes". Su organización dirigida por voluntarios promueve el impulso de la electrificación en Oregón.

Un compresor de bomba de calor para clima frío está instalado afuera de la casa de Joe Hoffbeck en Bethany, una comunidad no incorporada cerca de Portland, Oregon. Las bombas de calor para climas fríos siguen siendo eficientes incluso cuando las temperaturas descienden por debajo del punto de congelación. Sean Meagher/El Oregoniano

Noruega, Suecia y Finlandia, países europeos conocidos por sus inviernos largos y fríos, son líderes en instalaciones de bombas de calor. Y Maine, un estado donde puede hacer un frío brutal, ahora tiene una de las tasas de adopción de bombas de calor per cápita más altas de EE. UU. Un estudio realizado el año pasado en Maine encontró que reemplazar los sistemas de calefacción por bombas de calor puede ser rentable y cómodo. y en la mayoría de los casos no requiere calor de respaldo.

La mayoría de los reembolsos ofrecidos para bombas de calor en Maine se destinan a bombas de calor sin ductos para climas fríos sin tiras térmicas integradas, dijo Kate Rankin, portavoz de Efficiency Maine, una agencia cuasi estatal que administra los reembolsos.

Los expertos dicen que aún puedes salirte con la tuya instalando una bomba de calor estándar en Portland, especialmente si es un modelo más eficiente, pero es posible que necesites un sistema de respaldo a menos que no te importe sentir más frío algunos días al año.

Pero si instala una bomba de calor para clima frío en Portland, que Aaker de GreenSavers recomienda a todos sus clientes, no necesita una caldera de respaldo ni tiras térmicas, incluso en una casa grande, dijo.

De cualquier manera, ayuda tener un buen aislamiento. La empresa de Aaker instala frecuentemente aislamiento adicional y sellos de aire en las casas para hacerlas más eficientes energéticamente y reducir las cargas de calor.

En las zonas más frías del estado, definitivamente deberías optar por una bomba de calor para climas fríos, dijo Aaker. E incluso entonces, es posible que necesites tiras térmicas de respaldo si tienes una casa grande y extensa o si careces de un buen aislamiento, dijo. De hecho, el código de la ciudad requiere calefacción de respaldo en Bend (probablemente debido al mediocre rendimiento de calefacción de las bombas de calor en el pasado).

¿CÓMO ENCONTRAR INSTALADORES?

Otro desafío es que muchos instaladores de HVAC en el noroeste del Pacífico, donde las bombas de calor no son tan comunes, pueden no estar bien versados ​​o entusiasmados con la tecnología de las bombas de calor, según los propietarios de viviendas, los profesionales de HVAC y los defensores de la electrificación.

Debido a que la experiencia en instalación varía, es importante buscar varias empresas de HVAC, obtener múltiples cotizaciones y encontrar vendedores que tengan conocimientos sobre bombas de calor, dijo Stewart de Electrify Now. La organización ofrece una red de instaladores y sugiere preguntas para hacerle a un instalador.

Si eres un aficionado al bricolaje, también puedes instalar una bomba de calor por tu cuenta.

Mire: aficionados al bricolaje: aquí se explica cómo instalar su propia bomba de calor

De lo contrario, es posible que tenga que hacer cola para encontrar al contratista adecuado. Ya existe una escasez de trabajadores de HVAC y la escasez de instaladores competentes de bombas de calor para satisfacer la creciente demanda es un desafío importante, dijo Aaker, director general de GreenSavers.

"Si nos fijamos en los objetivos de adopción de bombas de calor en California, Oregón y Washington durante los próximos seis años, nosotros, como industria, no estamos ni cerca de la capacidad que necesitamos para lograr la transformación que se nos pide", afirmó Aaker. dicho.

Edwin Caro de GreenSavers trabaja en la instalación de un sistema de bomba de calor en una casa en el noroeste de Portland el 24 de mayo de 2023. La popularidad de las bombas de calor está creciendo, pero hay escasez de instaladores competentes para satisfacer la creciente demanda. Dave Killen / El Oregoniano

¿SON REALMENTE TAN EFICIENTES?

Stewart, de Electrify Now, dijo que convencer a más habitantes de Oregón para que cambien a bombas de calor requerirá mensajes más positivos sobre su beneficio para el planeta y el bolsillo después de la inversión inicial.

Pero advirtió que vender demasiado la eficiencia de las bombas de calor podría resultar contraproducente. Pueden ser más eficientes energéticamente que otros sistemas de calefacción y refrigeración, pero su eficiencia en el mundo real es menor de lo que se anuncia y el cambio a una bomba de calor generará importantes ahorros de energía y costos sólo para algunos hogares.

Aquellos que cambien de una caldera de aceite, una caldera eléctrica o calentadores de zócalo o de una caldera de gas muy antigua verán facturas significativamente más bajas, al igual que aquellos que cambien de un calentador de agua normal a un calentador de agua con bomba de calor.

Las familias que retiren una caldera de gas más nueva para reemplazarla con una bomba de calor no verán mucha diferencia en sus facturas, dijo. De hecho, sus costos de servicios públicos podrían aumentar si previamente no tuvieran aire acondicionado. Esto se debe a que, aunque una bomba de calor es más eficiente que una caldera de gas, el precio del gas sigue siendo más bajo que el de la electricidad.

Aún así, el cambio vale la pena a largo plazo, dijo Stewart, porque es probable que los precios del gas se disparen a medida que se expandan los esfuerzos de electrificación y las compañías de gas natural tengan menos clientes residenciales para cubrir sus costos.

¿INCONVENIENTES AMBIENTALES?

Las bombas de calor (como muchas soluciones climáticas) no son perfectas.

Al igual que los acondicionadores de aire, las bombas de calor utilizan actualmente un refrigerante químico llamado hidrofluorocarbono (HFC) 410a, que es 4.260 veces más potente como gas de efecto invernadero que el dióxido de carbono en 20 años.

Ese refrigerante se fuga lentamente a la atmósfera durante la vida útil de una bomba de calor, aunque la mayoría de las emisiones se producen al final de su vida útil si el refrigerante restante no se elimina adecuadamente. Si bien las regulaciones estrictas requieren que los profesionales de HVAC recolecten y recuperen el refrigerante, la realidad es que con demasiada frecuencia estas reglas no se siguen, dijeron varios instaladores a The Oregonian/OregonLive.

Aún así, los defensores del medio ambiente y la electrificación señalan que las emisiones liberadas por las bombas de calor palidecen en volumen en comparación con las generadas por un horno alimentado con gas natural durante su vida útil.

Y las normas de seguridad recientemente aprobadas exigirán que los fabricantes de electrodomésticos utilicen refrigerantes de hidrocarburos como el propano y el isobutano, que tienen un impacto climático mucho menor, aunque probablemente pasarán varios años antes de que las nuevas normas entren en vigor.

Otro inconveniente, al menos por ahora: la red eléctrica de Oregón todavía no está limpia. Así, hasta 2040, cuando la red eléctrica deje de depender de los combustibles fósiles, las bombas de calor funcionarán, en pequeña parte, con electricidad producida a partir de gas natural y carbón.

La adopción generalizada de bombas de calor, junto con otros esfuerzos de electrificación, también podría ejercer una presión adicional sobre esa red. Para satisfacer la creciente demanda, las empresas de servicios públicos deben agregar cantidades masivas (y costosas) de energía renovable y capacidad de almacenamiento y construir nuevas líneas eléctricas, un proceso que puede llevar años.

Pero la tensión podría no ser tan grande como algunos temores.

Esto se debe a que la transición a las bombas de calor marca un alejamiento no sólo de las calderas de gas natural, sino también de la ineficiente calefacción por resistencia eléctrica.

Un estudio de 2022 realizado por la consultora Synapse Energy Economics, encargado por la organización sin fines de lucro Sierra Club, encontró que el consumo de electricidad en el sector residencial de Oregón en realidad podría disminuir como resultado de la adopción generalizada de bombas de calor, en gran parte debido al cambio de calefacción por resistencia ineficiente a bombas de calor.

– Gosia Wozniacka; [email protected]; @gosiawozniacka

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