¿Qué tipos de bomba de calor existen?

13 de mayo de 2022
¿Sabías que según el último censo del IDAE hay más de 12 millones de bombas de calor instaladas en España? Los beneficios de las bombas de calor son muy conocidos. Sin embargo, hay varios tipos de bomba de calor que no conocemos todos los ciudadanos. Así, encontramos un tipo de bomba de calor para cualquier aplicación que podamos necesitar. Las más conocidas son las de aerotermia y el tradicional aire acondicionado. No obstante, las de geotermia y las hidrónicas también aportan una alta eficiencia. ¿Quieres conocerlas? ¿Cómo funcionan y los beneficios que aportan? Lo explicamos a continuación.
Marcos Carbonell
Artículo escrito por:
Marcos Carbonell para www.HogarSense.es
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CalefacciónBomba de calorTipos de bombas de calor

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Fuente de la imagen: ©Hogarsense.es

¿Qué es una bomba de calor?

La bomba de calor es una máquina térmica, es decir, es un equipo que trabaja aprovechando la capacidad de un gas para absorber y ceder calor con gran facilidad. Así, transfiere con gran eficiencia la energía calorífica de un lugar a otro. De forma natural, el calor se difunde desde un sitio con una temperatura alta (que llamamos foco caliente) hacia donde la temperatura es más baja (o foco frío). Por lo que, con el paso del tiempo la temperatura de ambos lugares tiene a igualarse.

Sin embargo, la bomba de calor es capaz de hacer lo contrario. Es decir, absorber calor de un lugar relativamente frío (como puede ser el aire del exterior), para cederlo en un sitio más caliente (en el interior de nuestras viviendas).

La gran ventaja que tienen las bombas de calor, en comparación con otros sistemas de calefacción (gas o biomasa), es su capacidad para aprovechar la energía existente en el ambiente y acondicionar las dependencias interiores consumiendo poca energía eléctrica. Ya sea para aportar calefacción, agua caliente sanitaria o refrigeración (aire acondicionado) a nuestra vivienda. Esto hace que sean un equipo completo que puede ser usado durante todo el año, adaptado a cada estación.

Para poder efectuar su función, la bomba de calor utiliza un gas refrigerante en un ciclo continuo, en el que cambia de estado, de gas a liquido y vuelta a gas. En estos cambios de estado es cuándo se produce la absorción o cesión de calor. De manera que, gracias a la presencia de dos lugares a diferente temperatura, la bomba de calor capta el calor del Medio Ambiente y lo transporta dentro de la vivienda que queremos climatizar.

¿Qué tipos de bomba de calor existen?

Con el fin de utilizar una bomba de calor en cualquier necesidad, es decir, capturar la energía del aire que nos rodea, el agua de estanques o bolsas subterráneas y del subsuelo, se han diseñado diferentes tipos de bomba de calor. Así, tenemos el modelo de bomba de calor aire-aire, la bomba de calor agua-agua, la bomba de calor aire-agua y la bomba de calor tierra-agua.

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Bomba de calor de aerotermia

También conocida como bomba de calor aire-agua aprovecha la energía contenida en el aire que hay en el ambiente para abastecer a la vivienda de agua caliente. De ahí su nombre, ya que se indica primero el lugar de donde recogemos la energía y seguidamente, donde aprovechamos esa energía.

Así, la energía recogida en el exterior la traslada uno o varios depósitos de agua. Esta la aprovecharemos para suministrar calor por medio de un suelo radiante o radiadores de baja temperatura. O incluso, para el suministro de agua caliente sanitaria o ACS. Para cada uso se dispondrá de un depósito diferente.

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Fuente de la imagen: ©Hogarsense.es

Una modelidad nueva que ha aparecido los últimos años en el mercado es la bomba de calor de aerotermia enfocados en la producción de ACS o más comúnmente conocida como Aerotermia ACS. Estos equipos son más sencillos y, por lo general, más compactos, es decir, en el mismo equipo se dispone de un depósito de unos 80 0 100 litros y la unidad condensadora. Se suelen instalar en el interior de la vivienda, y por ello, necesitan que se las conecte con el exterior mediante dos tubos, para poder captar la energía del aire exterior. Este tipo de bomba de calor para ACS es un equipo que sustituye a de los tradicionales termos eléctricos y los calentadores de gas.

- Eficiencia tiene una bomba de calor de aerotermia

El consumo eléctrico de las bombas de calor de aerotermia en relación con la potencia calorífica que pueden generar es muy bajo y su rentabilidad muy grande. Para entenderlo mejor, te ponemos un ejemplo:

Una bomba de calor con un COP* de 4, consume 1 kWh eléctrico y genera 4 kWh en energía calorífica para el circuito de calefacción. En cualquier aparato eléctrico por resistencia tiene un rendimiento inferior al 100% (COP = 1). Ya que en todos los casos la totalidad de la energía eléctrica consumida se transforma en calor, y parte se pierde en el funcionamiento del equipo. En este caso el COP = 1.

* COP : Coefficient of performance o Coeficiente de rendimiento.

Al hablar específicamente de la bomba de calor aerotérmica debemos tener en cuenta que su rendimiento no es del 100% (COP = 1) sino que puede llegar a tener un COP = 4, es decir, que las bombas de calor nos aportan hasta 4 veces más energía calorífica de lo que consumen. Un ejemplo de ello es el siguiente: "Supongamos que el consumo de la bomba de calor sea de 500 W, nos podrá dar calor equivalente a 2.000 W, o sea, 4 veces más de lo que consume".

- Cuando se utiliza la bomba de calor de aerotermia

No existe ninguna recomendación de uso, según el clima u otra circunstancia por la localización de la vivienda. Más bien, su uso se realiza principalmente por economía o imposibilidad de acceder a un estanque o hacer un pozo. Es decir, en un edificio de viviendas, donde no disponemos de un jardín donde disponer una red de tuberías debajo de tierra o en una zona de aguas, debemos optar por la aerotermia.

Además, el coste de la instalación es mayor, al tener que instalar las tuberías en un pozo o en una zona de agua. De este modo, abaratamos la instalación a cambio de perder un poco de eficiencia.


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Bombas de calor de geotermia

Las bombas geotérmicas o bombas de calor tierra-agua, aprovechan la energía térmica del subsuelo. Es interesante conocer que el subsuelo, a una profundidad de varios metros, la temperatura es mucho más estable durante todo el año. Por lo que la bomba de calor puede de hacer el intercambio de energía calorífica mucho mejor. Este es el motivo por el que los expertos consideran que son el tipo de bomba de calor más eficiente.

A diferencia del aire, que varía su temperatura sensiblemente en cuestión de horas, la tierra es mucho más estable en este sentido. También el agua sufre cambios bruscos de temperatura con facilidad. En cambio, una tubería enterrada en el subsuelo se mejora el funcionamiento de las bombas de calor. A través de esa red de tuberías enterradas en un terreno se disipa la energía que se ha recogido del interior de la vivienda, o a la inversa.

Aunque también podemos encontrar bombas de calor tierra-aire, son mucho más habituales las bombas de calor de geotermia tierra-agua. Ya que los usos principales a los que se destinan son a base de agua refrigerada o calentada. Tanto en calefacción y climatización doméstica, de oficinas y negocios, como procesos industriales u otros.

Debemos tener en cuenta que este tipo de instalaciones debe ser calculada por un técnico especializado para asegurar su correcto funcionamiento. Incluyendo el diámetro, la longitud de los tubos, su profundidad de instalación y disposición. De forma que, se garantice el adecuado intercambio térmico.

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Fuente de la imagen: ©Hogarsense.es

La red de tuberías que necesita una bomba de calor de geotermia para el intercambio de energía puede instalarse en diferentes disposiciones. Se puede utilizar un pozo de gran profundidad para poder disipar la temperatura que la bomba de calor recoge del interior de la vivienda. O disponiendo la red de tuberías en superficie, donde se necesita mucho más terreno, aunque no necesitamos perforar un pozo muy profundo.

- Eficiencia tienen la bomba de calor geotérmica

El COP de una bomba de calor geotérmica varía entre 4 y 6, superando la eficiencia del resto de tipos de bomba de calor. Con lo que podemos decir que, la bomba de calor geotérmica por cada unidad de energía empleada, por lo general electricidad, es capaz de obtener hasta 6 unidades de energía calorífica.

- Cuando se utiliza la bomba de calor de geotermia

La bomba geotérmica es muy utilizada en lugares donde no se quiere disponer de equipos a la vista y además, se disponer de terreno para perforar pozos o disponer las tuberías en horizontal. La ventaja de este tipo de bomba de calor, es que al disipar el calor en la tierra, no necesitan de ventiladores integrados y pueden instalarse dentro del edificio, en un sótano o similar.

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Bombas de calor hidrónicas

Comúnmente conocidas como bomba de calor agua-aguao agua-aire. Son mucho más habituales los modelos de bombas de calor de agua–agua, ya que su uso principal es para calentar agua que utilizamos en la calefacción o para usos sanitarios. En ambos modelos se aprovecha alguna acumulación de agua, bien sea en forma subterránea o superficial. Sin embargo, se diferencian en el medio donde trasladan esa energía recogida en el exterior.

Así, la bomba de calor agua–agua se utiliza para sistemas de calefacción por agua, bien mediante un suelo radiante, fancoils o radiadores de baja temperatura. En cambio, el modelo de bomba de calor agua-aire, transfiere la energía al aire interior, y funciona como un tradicional aire acondicionado.

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- Eficiencia tiene la bomba de calor hidrónica

El CPO de una bomba de calor hidrónica varía entre 3 y 5. Es decir, por cada 1 kW de electricidad usado es capaz de generar hasta 5 de calor. De modo que transforma la energía obtenida en forma de calor para climatización o agua caliente sanitaria.

- Cuando se utiliza la bomba de calor hidrónica

La bomba de calor agua-agua es utilizada en lugares donde se disponer de una acumulación de agua estable. Al igual que las bombas geotérmicas, no necesitan de ventiladores integrados y pueden instalarse dentro del edificio, en un sótano o similar.

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Bomba de calor aire-aire

Los tradicionales aires acondicionados son lo que denominamos de técnicamente como bomba de calor aire-aire. Estos equipos aprovechan la energía del aire del exterior de los edificios, para trasladarla al interior de la vivienda y calentar o enfriar el aire de dentro. Los primeros modelos de bomba de calor aire-aire solo funcionaban en modo frío. Sin embargo, todo cambio al desarrollarse la válvula de 4 vías.

Con esta evolución se consiguió la reversión del sistema, facilitando que el aire acondicionado funcionará también para el invierno. De este modo, apareció lo que muchas personas conocen erróneamente como bomba de calor. Puesto que, a partir de la aparición de la válvula de 4 vías, el aire acondicionado fue capaz de cambiar a modo invierno y aportar calor al aire interior de nuestra vivienda.

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Características de la bomba de calor

Las aplicaciones que tienen las bombas de calor dependen mucho de donde estén instaladas. Su uso es muy frecuente en locales comerciales, viviendas, hoteles, industria o diferentes instalaciones deportivas. Todo esto dependerá de las necesidades del usuario final y la elección de un modelo u otro:

Aplicaciones de la bomba de calor

Bomba de calor Características
Aerotermia ➪ Utilizan el aire como fuente de energía principal
➪ Son de fácil instalación y con un mantenimiento sencillo
➪ Generan por 1 kW utilizado hasta 4 kW de energía calorífica
Geotermia ➪ Utilizan la energía obtenida del subsuelo como energía principal
➪ La instalación y el mantenimiento es muy sencillo
➪ Generan por cada 1 kW de energía hasta 6 kW de energía
Hidrónica ➪ Utilizan la energía obtenida del agua como energía principal
➪ Capaces de producir aire acondicionado o calefacción por separado
➪ De fácil mantenimiento e instalación
Aire acondicionado ➪ Utilizan el aire como fuente de energía principal
➪ Son de fácil instalación y con un mantenimiento reducido
➪ Generan por 1 kW utilizado hasta 4 kW de energía calorífica


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Beneficios de la bomba de calor

Aquí te dejamos los beneficios más relevantes de la instalación de una bomba de calor:

Beneficios de la bomba de calor

Beneficio Motivo
Alta eficiencia ✓ Presentan un alto nivel de eficiencia energética y de rendimiento
Uso continuo ✓ Útiles para verano e invierno (climatización completa de la vivienda)
Ahorro ✓ Se obtiene un ahorro de hasta un 50% en la factura de la electricidad, lo que nos genera un gran ahorro
Amortización ✓ Gracias al ahorro que nos proporciona, el retorno de la inversión inicial se produce en pocos años
Renovable ✓ Alrededor el 70-75% de la energía que utilizan para su funcionamiento es obtenida ambiente y un pequeño porcentaje de la electricidad
Ecológica ✓ No necesitan de combustibles fósiles
Combinable ✓ La bomba de calor se combina perfectamente con un sistema fotovoltaico, que le aporta la electricidad necesaria
Fácil instalación ✓ La instalación de la bomba de calor es relativamente sencilla, siempre realizada por un profesional con experiencia
Mantenimiento sencillo ✓ El mantenimiento de las mismas es muy bajo

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