Calentar moviendo calor

Materiales, refrigerante, electricidad, aislamiento, clima y vida útil.

No fabrica calor: lo transporta

El ciclo que hace posible entregar más de lo que consume

Una bomba de calor comprime y expande un fluido refrigerante en un circuito cerrado, aprovechando que ese refrigerante cambia de estado —de líquido a gas y de vuelta a líquido— a temperaturas distintas según la presión a la que se le somete. En el evaporador, el refrigerante a baja presión hierve a una temperatura inferior a la del aire, suelo o agua exterior, absorbiendo calor de ese entorno aunque esté frío en términos absolutos —el aire a cero grados sigue conteniendo mucha energía térmica aprovechable—. El compresor eleva después la presión y la temperatura de ese gas, y en el condensador el refrigerante, ya caliente, cede ese calor al interior de la vivienda y vuelve a condensarse en líquido. Una válvula de expansión reduce de nuevo su presión y el ciclo se repite. En modo refrigeración de verano, una válvula inversora invierte el sentido completo del ciclo, y el mismo equipo extrae calor del interior y lo expulsa al exterior.

Por qué puede entregar más energía de la que consume

El compresor es la única parte del ciclo que necesita electricidad; su trabajo consiste en comprimir el refrigerante, no en crear el calor que finalmente se entrega. Ese calor procede, en su mayor parte, del entorno exterior del que se ha extraído. Por eso el llamado coeficiente de rendimiento (COP) de una bomba de calor —la relación entre el calor útil entregado y la electricidad consumida— puede ser sustancialmente mayor que uno, algo que ningún calefactor de resistencia eléctrica puede lograr jamás, porque ese calefactor sí convierte toda su electricidad directamente en calor, sin extraer nada adicional del entorno. El rendimiento real varía con la diferencia de temperatura que el equipo tiene que salvar: cuanto menor sea el salto entre la temperatura exterior y la temperatura de impulsión que exige el sistema de calefacción interior, mayor es el rendimiento conseguido, y viceversa.

Fabricarla también tiene un coste físico y ambiental

Construir una bomba de calor requiere acero y cobre para el compresor y los intercambiadores de calor, aluminio para las aletas de los serpentines, componentes electrónicos de control, plásticos estructurales, y una carga de refrigerante que debe fabricarse, transportarse y, al final de la vida útil del equipo, recuperarse correctamente. Algunos refrigerantes históricamente usados en este tipo de equipos tienen un potencial de calentamiento global muy elevado si escapan a la atmósfera por una fuga o una mala gestión al desmontar el aparato, de modo que elegir refrigerantes de menor impacto, instalar el equipo correctamente para minimizar el riesgo de fugas, revisarlo periódicamente y recuperar el refrigerante al final de su vida son decisiones que importan tanto como la eficiencia energética del propio ciclo. La unidad exterior también genera ruido audible y necesita espacio físico despejado; una instalación geotérmica que capta calor del subsuelo, más eficiente en muchos climas, añade además el coste de perforar pozos o excavar zanjas.

El edificio y el sistema de distribución de calor importan tanto como la máquina

Una bomba de calor instalada en una vivienda mal aislada tiene que trabajar contra una fuga constante de calor hacia el exterior, lo que obliga a sobredimensionar el equipo y reduce su rendimiento efectivo. El sistema de distribución de calor interior también condiciona mucho el resultado real: los radiadores tradicionales, diseñados históricamente para trabajar con agua muy caliente procedente de una caldera, obligan a la bomba de calor a salvar un salto de temperatura mayor y, por tanto, a rendir peor que con un suelo radiante o con emisores de baja temperatura específicamente diseñados para trabajar bien con este tipo de equipo, aunque existen también soluciones de bomba de calor de alta temperatura pensadas específicamente para sustituir calderas sin cambiar la instalación de radiadores existente. En condiciones de frío exterior extremo, algunos sistemas incorporan un apoyo auxiliar de resistencia eléctrica para los picos de demanda más exigentes, según cómo esté dimensionado cada equipo concreto.

Qué mirar antes de instalar

• Primero el edificio: sella infiltraciones y mejora el aislamiento antes de dimensionar cualquier equipo; una vivienda con fugas térmicas obliga a sobredimensionar la bomba de calor y penaliza su rendimiento.
• Compara el rendimiento estacional real (SCOP), no solo el COP en condiciones de laboratorio a una única temperatura.
• Revisa el sistema de distribución de calor: suelo radiante o emisores de baja temperatura rinden mejor que radiadores diseñados para agua muy caliente, aunque existen equipos de alta temperatura pensados para sustituir calderas sin tocar los radiadores.
• Pregunta por el refrigerante: elige opciones de menor potencial de calentamiento global y exige una instalación que minimice el riesgo de fugas.
• Ten en cuenta el ruido de la unidad exterior y el espacio físico que necesita; una instalación geotérmica añade el coste de perforar pozos o zanjas.
• «300 % de eficiencia» sin más contexto no es una promesa anual: depende del clima, la temperatura de impulsión exigida y el mantenimiento del equipo.

Una regla simple

No compares solo el precio de compra: compara el coste total a lo largo de la vida útil —equipo, instalación, electricidad consumida, mantenimiento y refrigerante— frente a la alternativa que estés sustituyendo.

Los números, con su origen

Tres a cinco veces más eficiente que una caldera de gas

Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), las bombas de calor disponibles hoy en el mercado son entre tres y cinco veces más eficientes energéticamente que una caldera de gas convencional. Una bomba de calor doméstica típica tiene un coeficiente de rendimiento (COP) en torno a 4: por cada unidad de electricidad que consume el compresor, entrega aproximadamente cuatro unidades de calor útil al interior de la vivienda, porque la mayor parte de ese calor procede del entorno exterior del que se extrae, no de la electricidad consumida.

Fuente: AIE — The Future of Heat Pumps, resumen ejecutivo.

El potencial de calentamiento global del refrigerante importa si fuga

El refrigerante R-410A, muy usado históricamente en este tipo de equipos, tiene un potencial de calentamiento global (GWP) de 2.088; el refrigerante R-32, cada vez más extendido como alternativa, tiene un GWP de 675, unas tres veces menor. Los estudios comparativos muestran además que sustituir R-410A por R-32 puede mejorar la capacidad y el rendimiento del ciclo entre un 9 % y un 10 %. Estados Unidos prohibió la instalación de nuevos equipos con R-410A a partir de 2025.

Fuentes: comparativas técnicas publicadas en ScienceDirect sobre R-32 y R-410A en ciclos de bomba de calor.

Qué falta en esta tabla

El COP de laboratorio a una única temperatura no es lo mismo que el rendimiento estacional real (SCOP) que un equipo concreto logrará en un clima, una vivienda y un sistema de distribución de calor determinados: ese dato específico solo lo da una simulación o medición local, no una cifra genérica de catálogo.

Fuentes

• La AIE analiza el papel de esta tecnología en The Future of Heat Pumps y mantiene datos actualizados en Heat Pumps — Energy System.
• El Departamento de Energía de EE. UU. explica los fundamentos del rendimiento estacional en su guía técnica sobre bombas de calor.
• Estudios comparativos publicados en ScienceDirect documentan el rendimiento y el potencial de calentamiento global de refrigerantes alternativos como R-32 frente a R-410A.