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 van en aumento 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 quitarla y reemplazarla con una bomba de calor.

"Queríamos hacerlo por razones relacionadas con el clima, para dejar de usar 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 actualización del panel eléctrico después de un reembolso estatal de $1,500), era solo unos pocos miles más que un nuevo horno 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 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 hornos de gas y desconectaron sus líneas de gas, aunque algunas mantuvieron un horno 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, la demora en la disponibilidad de los reembolsos federales y la falta de conocimientos técnicos y la escasez de mano de obra de la industria podrían representar obstáculos para una rápida adopción generalizada.

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

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

¿CUÁN DEMANDADOS ESTÁN?

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 acondicionadores de aire y brindan calefacción durante los inviernos templados.

Ahora se están afianzando en los EE. UU. El año pasado, los estadounidenses compraron por primera vez más bombas de calor que hornos de gas. Y en el Noroeste, las instalaciones de bombas de calor ahora están a la par con las instalaciones de hornos de gas.

Las bombas de calor aún no están cerca de reemplazar 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 construcciones nuevas. Le siguieron otras ciudades, incluida Eugene a principios de este año, aunque ahora se planea una votación en toda la ciudad allí.

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

Leer: ¿Comprar una bomba de calor? Aquí hay 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 después del transporte. Los funcionarios estatales esperan que los desarrolladores y los propietarios de viviendas adopten bombas de calor voluntariamente, impulsados ​​por los recortes y reembolsos de impuestos federales y estatales, y, al parecer, algunos van por ese camino.

"Anteriormente, tenía que presentarles a las personas el tema de las bombas de calor. Este año... de inmediato, 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. compañía.

Brad Twiss, un agente de bienes raíces de Portland, notó una tendencia similar entre los compradores de viviendas. Anteriormente, a la mayoría no les importaban los sistemas de calefacción o compraban específicamente una casa con horno de gas natural y cocina a gas, dijo.

"Ahora estoy parado en casas que tienen estufas de gas hermosas y costosas y los clientes dicen: '¿Qué tan difícil sería poner 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 el foco de esta historia, proporcionan calor extrayéndolo del aire exterior y transfiriéndolo al interior de la casa. Para enfriar, hacen lo contrario, moviendo el calor desde el interior de una casa hacia el exterior.

Debido a que las bombas de calor usan 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 los hornos. Y aunque se basan en la misma tecnología que los acondicionadores de aire, 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, lo que los acondicionadores de aire 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 un nuevo horno 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?

Una talla no sirve para todos y la tecnología está evolucionando rápidamente.

Los diseños varían significativamente de un hogar a otro, 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 ser con conductos o sin conductos, y los dos sistemas también se pueden usar juntos en una casa. Las bombas de calor portátiles están disponibles si usted es un inquilino o desea reducir su uso de gas natural.

Leer: Glosario de bombas de calor

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

Las bombas de calor de una sola etapa, si bien son baratas, solo pueden funcionar a pleno rendimiento 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 para proporcionar cantidades adecuadas de calor y enfriamiento al hogar. Un contratista puede ayudar a determinar el tamaño adecuado en función de los pies cuadrados de la casa, el aislamiento, las corrientes de aire, así como el clima y otros factores.

Las bombas de calor son costosas: a menudo cuestan entre $10,000 y $20,000, según el tamaño de su hogar, por lo general, varios miles de dólares más que un sistema de calefacción de gas altamente eficiente. Y muchos propietarios se sorprenden de que, en lugar de simplemente reemplazar una pieza del equipo de calefacción/refrigeración, se enfrenten a actualizaciones adicionales.

Las casas más antiguas, que tienden a tener corrientes de aire, pueden necesitar aislamiento o nuevas ventanas para que las bombas de calor funcionen de manera efectiva. 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 los hornos, 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 a las costosas actualizaciones del panel).

¿DE VERDAD CALIENTAN?

El escepticismo sobre la capacidad de las bombas de calor para calentar continúa sembrando confusión, y por una buena razón.

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

Si bien las bombas de calor de hoy en día son más eficientes, las estándar que inundan el mercado aún tienen problemas una vez que las temperaturas exteriores descienden 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 por eso que algunas compañías de HVAC dicen que las bombas de calor no proporcionan el calor adecuado y, por lo tanto, promueven los sistemas de combustible dual; en Oregón, normalmente son bombas de calor combinadas con hornos de gas natural. Otros instaladores agregan regularmente tiras de calor 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 bombas de capacidad extendida o hipercalor, son el estándar de oro, las más eficientes pero también las más caras. Extraen el calor excepcionalmente bien, incluso cuando está entre -5 y -12 grados, según el modelo, y tienen capacidades de descongelación para operar 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 de calor, 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 tan escandalosamente eficientes". Su organización dirigida por voluntarios promueve impulsar la electrificación en Oregón.

Un compresor de bomba de calor para clima frío está instalado fuera de la casa de Joe Hoffbeck en Bethany, una comunidad no incorporada cerca de Portland, Oregón. 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 largos y fríos inviernos, 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 los EE. UU. Un estudio realizado el año pasado en Maine descubrió que reemplazar los sistemas de calefacción con 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 para clima frío sin ductos y sin tiras de calor integradas, dijo Kate Rankin, vocera de Efficiency Maine, una agencia casi estatal que administra los reembolsos.

Los expertos dicen que aún puede instalar una bomba de calor estándar en Portland, especialmente si es un modelo más eficiente, pero es posible que necesite un sistema de respaldo a menos que no le 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 un sistema de calefacción de respaldo o tiras de calor, incluso en una casa grande, dijo.

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

En las partes más frías del estado, definitivamente debe optar por una bomba de calor para clima frío, dijo Aaker. E incluso entonces, es posible que necesite las tiras de calor de respaldo si tiene una casa grande y en expansión o si no tiene un buen aislamiento, dijo. De hecho, el código de la ciudad requiere calor de respaldo en Bend (probablemente debido al desempeño mediocre de la 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 informados o entusiasmados con la tecnología de 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 compañías de HVAC, obtener múltiples cotizaciones y encontrar vendedores que tengan conocimientos sobre bombas de calor, dijo Stewart con Electrify Now. La organización ofrece una red de instaladores y sugiere preguntas para un instalador.

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

Mire: Aficionados al bricolaje, así es cómo instalar su propia bomba de calor

De lo contrario, es posible que deba esperar en la fila para encontrar al contratista adecuado. Ya hay una escasez de trabajadores de HVAC y la escasez de instaladores de bombas de calor competentes para satisfacer la creciente demanda es un desafío importante, dijo Aaker, gerente general de GreenSavers.

"Si observa los objetivos para la 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", 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, vender en exceso la eficiencia de las bombas de calor podría ser contraproducente. Pueden ser más eficientes energéticamente que otros sistemas de calefacción y refrigeración, pero su eficiencia en el mundo real es más baja que la anunciada y cambiar a una bomba de calor generará importantes ahorros de energía y costos solo para algunos hogares.

Aquellos que cambien de un horno de aceite, horno eléctrico o calentadores de zócalo o de un horno de gas muy antiguo 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 sacan un horno de gas más nuevo para reemplazarlo con una bomba de calor no verán mucha diferencia en sus facturas, dijo. De hecho, sus costos de servicios públicos podrían aumentar si no tuvieran aire acondicionado previamente. Esto se debe a que, aunque una bomba de calor es más eficiente que un horno 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 de la gasolina 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 MEDIOAMBIENTALES?

Las bombas de calor, como sucede con muchas soluciones climáticas, no son perfectas.

Al igual que los acondicionadores de aire, las bombas de calor actualmente usan un refrigerante químico llamado hidrofluorocarbono (HFC) 410a, que es 4260 veces más potente como gas de efecto invernadero que el dióxido de carbono durante 20 años.

Ese refrigerante se filtra lentamente a la atmósfera durante la vida útil de una bomba de calor, aunque la mayoría de las emisiones ocurren al final de su vida útil si el refrigerante restante no se desecha adecuadamente. Si bien las normas estrictas requieren que los profesionales de HVAC recolecten y recuperen el refrigerante, la realidad es que con demasiada frecuencia no se siguen estas normas, 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 a gas natural durante su vida útil.

Y, los estándares de seguridad recientemente aprobados requerirán que los fabricantes de electrodomésticos utilicen refrigerantes de hidrocarburos como propano e isobutano que tienen un impacto climático mucho menor, aunque es probable que pasen varios años antes de que los nuevos estándares entren en vigencia.

Otro inconveniente, al menos por ahora: la red eléctrica de Oregón todavía no está limpia. Por lo tanto, hasta 2040, cuando la red se destete de los combustibles fósiles, las bombas de calor funcionarán, en pequeña parte, con electricidad producida por 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 el miedo.

Esto se debe a que la transición a las bombas de calor marca un alejamiento no solo de los hornos de gas natural, sino también del calentamiento por resistencia eléctrica ineficiente.

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 podría disminuir como resultado de la adopción generalizada de bombas de calor, en gran parte debido al cambio de calefacción de resistencia ineficiente a bombas de calor.

– Gosia Wozniacki; [email protected]; @gosiawozniacka

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