Calefacción por bomba de calor: ¿Qué es y cómo funciona?

07 Febrero 2022 12:00 8 min

¿Pensando en ahorrar energía en invierno? Entonces seguramente se te habrá pasado por la cabeza revisar la caldera para optar por alternativas más eficientes. En ese caso es imposible que no hayas oído hablar de la bomba de calor para calefacción.

Esta tecnología ha ganado un impulso muy importante de instalaciones en los últimos años, y hoy es prácticamente imposible no valorarla como opción energética interesante asociada a fenómenos sostenibles como la aerotermia o la geotermia.

Tal y como reflejan los datos de IDAE, entre el año 2014 y el pasado 2020 el número total de instalaciones de bomba de calor llegó a casi cuadruplicarse, pasando de 1,9 a más de 4 millones de equipos.

tipos de bombas de calor
Producción térmica (tep) por tipos de bombas de calor en 2020 | IDAE

Las estadísticas reflejan un crecimiento anual del 10%. Solo en 2021 se han llegado a instalar en torno a 1 millón de bombas de calor por el Viejo Continente. De acuerdo con Daikin, en 2030 uno de cada tres sistemas de calefacción en Europa serán por bomba de calor. ¿De dónde sale tanto ruido?

Principalmente de las instituciones, que pensando en reducir las emisiones de CO2 y cumplir con los compromisos verdes, están impulsando mucho esta tecnología. En España, por ejemplo, el CTE y el PREE para la Rehabilitación Energética de Edificios están ayudando.

Así, resulta evidente el potencial de ahorro que te puede ofrecer la bomba de calor para calefacción. Ese es uno de los motivos por los que la tecnología protagonista de los 660 millones de euros de ayudas que dispone el EERR 2021para el fomento de las energías renovables.

Te soltamos todo este rollo para convencerte de que pienses en la bomba de calor como una alternativa interesante para calentar tu casa. Sigue leyendo y termina de convencerte.

Bomba de calor para calefacción: ¿qué es y cómo funciona?

Una bomba de calor es básicamente un dispositivo capaz de extraer el calor del ambiente para trasladarlo a otro espacio focalizado. Cuando hablamos de calefacción, nos referimos a extraer el calor de la calle para introducirlo en la vivienda.

Esto se consigue aprovechando la segunda Ley de la Termodinámica, según la cual una masa de aire caliente siempre tiene prioridad sobre otra de frío. Como no intermedia ningún combustible fósil en el proceso, la bomba de calor cae dentro de las energías renovables.

Para activar todo el ciclo se necesita, claro, energía eléctrica. Es la que pondrá en marcha el compresor y el resto de componentes del sistema. Lo normal, no obstante, es que la bomba entregue cuatro o cinco veces más calor que la potencia consumida para funcionar.

Todo aparato viene, así, con un mencionado compresor, un evaporador, un condensador y una válvula de expansión. Eso, obviamente, por no mencionar el líquido refrigerante que hace las veces de transporte para la temperatura, cambiando de estado según su temperatura.

Hay que mencionar que la bomba de calor para calefacción, también es capaz de generar frío (realizando el proceso inverso). Aunque eso sí, donde más eficiencia y ahorro ofrece es en su vertiente térmica.

  1. El evaporador deja pasar el aire captado del ambiente. Ahí este entra en contacto con un líquido refrigerante a baja temperatura y presión. El choque hará que la sustancia aumente de temperatura y cambie a estado gaseoso.
  2. Todavía con una presión baja, el líquido refrigerante llega al compresor. Este, gracias a su intercambiador de calor de placas, consigue aumentar la presión y por consecuente, la temperatura, de la sustancia.
intercambiador de calor compresor

  1. Es a partir de este momento cuando el líquido toma cuerpo y pasa a vapor de alta presión y temperatura (la energía eléctrica se ha convertido en térmica). Ahí es empujado por el calderín, un circuito recorrido por agua en estado líquido.
  2. En un proceso inverso al inicial, el refrigerante va transmitiendo su energía por las diferencias de temperaturas, y termina retornando al estado líquido. Su siguiente parada será la válvula de expansión, estancia en la que bajará de presión y grados para repetir el ciclo.

Tipos de bombas de calor para calefacción

A grandes rasgos, el funcionamiento anterior es lo que se conoce como aerotermia. La bomba de calor también puede entregar una eficiencia energética elevada extrayendo el calor del suelo (geotermia) o del agua (hidotermia). Es la misma lógica con distinto medio a interactuar.

Dejando esto de lado, dentro de cada tipología también existen distintas tecnologías con mayor o menor aprovechamiento energético. La bomba de calor para calefacción aire-aire inverter es la más demandada en el mercado.

  • Bomba de calor aire-aire: es lo que encontramos frecuentemente en todos los aires acondicionados. El calor extraído del ambiente se conduce directamente al interior de la vivienda sin más mediaciones.
  • Bomba de calor aire-agua: también llamada "aerotermia". Están pensadas para servir como suministro de acumuladores de ACS previo abastecimiento de radiadores o suelos radiantes. Aquí el calor se cede a un circuito de tuberías con agua.
  • Bomba de calor agua-agua: mejor conocida como "geotermia" para calefacción. En lugar de utilizar aire para calentar o enfriar el líquido refrigerante, se emplea agua en contacto directo con la temperatura de la tierra.

Teniendo todo esto en cuenta podemos simplificar la cuestión en unos pocos puntos. La bomba de calor para calefacción puede aprovecharse con aire acondicionado, aerotermia o geotermia.

Si estamos pensando en ahorrar costes de instalación, entonces deberemos apostar por el aire acondicionado. Ahora bien, el verdadero ahorro e interés de la bomba de calor como instrumento sostenible está en las otras dos opciones.

Claro, son alternativas mucho más caras que la caldera de gasoil o gas natural de toda la vida, pero a la larga terminan ofreciendo un ahorro que puede llegar a ascender a más del 60% del consumo energético.

Rendimiento de la bomba de calor para calefacción

No hay margen de duda. Si comparamos la bomba de calor con otros sistemas de calefacción únicamente por su consumo energético, las diferencias son abismales. Todavía no dominan el mercado porque su precio de instalación.

Cuando esta tecnología sale a colación es casi siempre relacionada con al aire acondicionado, y en los últimos años, con el aire acondicionado inverter. ¿Cuánto puedo ahorrar realmente entonces con la bomba de calor?

IDAE y las instituciones comunitarias emplean lo que se conoce como COP (Coefficient of Performance); un indicador de la relación entre el calor generado y la energía eléctrica consumida por el compresor.

Sin entrar en ecuaciones ni cálculos complejos, este COP se consigue dividiendo la energía producida por la energía consumida. Ahí la variable más importante es la temperatura ambiente Cuanto mayor es el coeficiente obtenido, mayor es la eficiencia y el ahorro de la bomba de calor.

COP mínimo para calefacción a 35ºC
Fuente energética Zona climática
A B C D E
Aerotermia (equipo centralizado) 2,88 3,11 3,11 3,34 3,34
Aerotermia (equipo individual split) 3,79 3,67 3,67 3,92 3,92
Hidrotermia 2,53 2,61 2,71 2,91 3,11
Geotermia (circuito cerrado; intercambiadores horizontales) 2,39 2,47 2,58 2,77 2,95
Geotermia (circuito cerrado; intercambiadores verticales) 2,01 2,03 2,12 2,25 2,42
Geotermia (circuito abierto) 1,91 1,93 2,03 2,14 2,30

Huye de todo lo que veas en el mercado que se salga de un COP entre 2 y 6. Hay que saber contextualizar, claro, y en ámbitos domésticos, como ves en la tabla con datos de IDAE, lo normal es movernos sobre el coeficiente de 2.

La inspección de industria no avala ninguna bomba de calor con menos COP. En entornos industriales es normal encontrar coeficientes que sobrepasan el 6. De cualquier forma, recuerda que un COP 3, por ejemplo, es sinónimo de un rendimiento del 300%.

Con un COP 2 real tendríamos que por cada 1 kWh de electricidad consumido obtenemos 2 kWh de energía térmica. ¿Quieres un ejemplo? Tomemos como referencia el utilizado por el propio ministerio en su informe técnico sobre las bombas de calor para calefacción.

Ejemplo: ¿cuánto consume una bomba de calor para calefacción?

Viajamos a una oficina de Alicante para calcular el consumo de una bomba de calor aerotérmica tipo Split. Según las referencias, esta tiene un COP nominal para calefacción a 35ºC de 4,00.

El cálculo del SPF (COP estacional) se realiza obteniendo el factor de ponderación (FP) y el factor de corrección (FC). Lo primero nos lo da IDA de acuerdo a unas tablas públicas y comunes para todos los habitantes de la península de acuerdo a su clima.

Alicante se encuentra en una zona climática B de invierno. Eso, cruzado con el tipo Split de la bomba de calor, nos da un FP de 0,68. ¿Qué es lo siguiente? Pues revisar la temperatura de calefacción y su COP asociado.

Por debajo de 40ºC este indicador se sitúa en el 0,87. Ahora toca aplicar la formulación específica:

SPF = COP Nominal x FP x FC;

SPF = 4,00 x 0,68 x 0,87 = 2,37

Con esta bomba de calor estaríamos obteniendo más del doble de energía de la consumida en electricidad. Según los estándares no podría ser considerada renovable porque no alcanza el COP de 2,50, pero el ahorro sería igualmente importante.

El resto de cálculos de consumo ya los conoces; multiplicas la potencia del aparato por el tiempo de utilización y el precio de la energía en ese momento del día. Luego solo tienes que relacionarlo con la COP y listo.

Instala una bomba de calor para calefacción en casa

El precio de la instalación de una bomba de calor para calefacción suele rondar los 15.000 - 20.000 euros. Por eso, si estás pensando en hacerte con una, te interesa no desperdiciar las ayudas públicas disponibles para dar el salto al autoconsumo.

El ERR dispone de una partida cuantiosa para personas físicas que no desempeñan ninguna actividad económica. Entiéndase esto como que no van a utilizar la bomba de calor para un negocio específico.

"Las ayudas se otorgarán como importes fijos unitarios o 'módulos' que cubrirán parcialmente los costes subvencionables", señala el documento oficial. Estas cuantías no cubren la instalación de la bomba aire-aire y quedan de la siguiente manera:

  • Instalaciones aerotérmicas: 500 €/kW (3.000 €/vivienda)
  • Instalaciones geotérmicas o hidrotérmicas: 1.600 – 2.250 €/kW (9.000 – 13.500 €/vivienda)

No hay, por tanto, ningún motivo para no valorar seriamente la instalación de una bomba de calor para calefacción. Sabiendo que la inversión será importante y que la posible bonificación pública luego habrás de tributarla, estimar la amortización será sencillo.

Lo único de lo que debes asegurarte es de contar con una tarifa eléctrica acorde a tus exigencias de sostenibilidad. Entra en nuestra web o llama al 900 622 500 y equipa tu instalación con la energía 100% limpia y nacional de EnergyGO.

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