Cómo elegir una bomba de calor
Por qué hoy en día muchas personas eligen una bomba de calor
La bomba de calor ha pasado en los últimos años de ser una tecnología periférica a uno de los sistemas de calefacción más considerados para nuevas construcciones y reformas en Eslovaquia. La razón es simple: toma la mayor parte de la energía necesaria para la calefacción directamente del entorno (aire, tierra o agua) y para "bombearla" a una temperatura más alta solo necesita una fracción de esta energía en forma de electricidad. Mientras que una caldera eléctrica convierte 1 kWh de electricidad en 1 kWh de calor, una bomba de calor típica produce normalmente entre 3 y 4,5 kWh de calor a partir de la misma 1 kWh de electricidad. Precisamente este ratio es la razón por la cual una bomba de calor se paga a largo plazo, incluso con una inversión inicial más alta en comparación con una caldera de gas.
Al mismo tiempo, es importante tener en cuenta que elegir una bomba de calor no es una cuestión simple de "elijo la más potente para tener la seguridad". Un tipo mal elegido, una potencia subdimensionada o, por el contrario, excesivamente dimensionada, puede reducir significativamente la eficiencia de funcionamiento, acortar la vida útil del compresor y, en última instancia, prolongar el periodo de amortización de la inversión en varios años. Este artículo te guiará a través de todos los pasos que deberías seguir antes de la compra: desde la elección del tipo de bomba, pasando por la correcta dimensionación de la potencia, hasta los parámetros que conviene mirar en la ficha técnica.
Importante advertencia de inicio: este artículo es puramente informativo y consultivo. No especifica modelos concretos ni precios de productos específicos. Su objetivo es que, tras su lectura, sepas qué preguntar, cómo calcular y qué evitar, ya sea que compres la bomba donde sea.
Cómo funciona una bomba de calor - en resumen
El principio es el mismo que el de una nevera, solo al revés. El refrigerante en el circuito de la bomba se evapora en el llamado evaporador a baja temperatura y presión, y en el proceso extrae calor del entorno (aire, tierra o agua). El compresor comprime entonces el vapor del refrigerante, lo que aumenta significativamente su temperatura. El refrigerante caliente entrega luego el calor al agua de calefacción (a los radiadores, al suelo radiante o al acumulador de agua caliente) y se enfría y licúa al hacerlo. A través de una válvula de expansión, la presión vuelve a disminuir y el ciclo se repite. La única energía que realmente aportas al proceso es la electricidad necesaria para el funcionamiento del compresor y de las bombas circuladoras - el resto del calor lo "toma" la bomba del entorno gratuitamente.
Este ratio entre la electricidad aportada y el calor obtenido se expresa mediante la magnitud COP (Coefficient of Potencia) para el rendimiento inmediato y SCOP (Seasonal COP) para el rendimiento medio estacional durante todo el período de calefacción. El SCOP es el número mucho más importante para el comprador, ya que tiene en cuenta también cómo funciona la bomba en el frío, cuando la fuente de calor (por ejemplo, el aire exterior) está más fría y la bomba debe trabajar con más intensidad.
Tres tipos básicos de bombas de calor
Aire-agua (el tipo más extendido)
La bomba extrae el calor del aire exterior mediante una unidad exterior (similar a la de una climatización, solo más grande) y lo transmite al agua de calefacción en la unidad interior o directamente en una unidad combinada. Es la opción más común para casas unifamiliares en Eslovaquia, ya que la instalación no requiere trabajos de excavación: basta con colocar la unidad exterior en una superficie pavimentada o en un soporte junto a la casa. El coeficiente estacional típico SCOP de este tipo oscila entre 3,2 y 4,5, dependiendo del modelo concreto, de la zona climática y de la temperatura del agua de calefacción con la que trabaja el sistema.
La desventaja es que la eficiencia disminuye con el aumento del frío - en los días más fríos del año (por debajo de -10 a -15 °C) el COP es claramente menor que en las temperaturas primaverales o otoñales alrededor de +7 °C. Por eso, en la mayoría de los diseños se calcula con lo que se llama el punto bivalente (más abajo).
Tierra-agua (colector geotérmico o perforación)
El calor se extrae de la tierra - ya sea mediante un colector geotérmico extendido a una profundidad de aproximadamente 1,2 a 1,5 metros en una superficie equivalente a 1,5 a 2 veces el área calefaccionada de la casa, o mediante una perforación vertical a una profundidad de 80 a 150 metros (dependiendo de las condiciones geológicas y del rendimiento necesario). La temperatura de la tierra es mucho más estable a lo largo del año que la del aire (típicamente 8 a 12 °C en nuestras condiciones), por lo que las bombas geotérmicas alcanzan un SCOP más alto y estable, normalmente entre 4,0 y 5,0, incluso en inviernos muy fríos.
La compensación por esta mayor eficiencia es una inversión inicial significativamente más alta (trabajos de tierra o perforación) y la necesidad de un terreno suficientemente grande para el colector extendido, o bien el permiso para una perforación profunda. El periodo de amortización de la diferencia de inversión en comparación con la variante aire-agua depende de la ubicación concreta y de los precios de la energía, normalmente oscila entre 8 y 15 años.
Aire-aire (unidades de climatización en modo calefacción)
Se trata esencialmente de unidades de climatización tipo split que pueden funcionar también en modo inverso, de calefacción. El calor no se transmite al agua, sino directamente al aire de la habitación. La inversión es la más baja de los tres tipos y la instalación la más sencilla, pero el sistema no puede calentar agua caliente sanitaria ni alimentar radiadores convencionales ni suelo radiante - es más adecuado como fuente de calor complementaria o local (por ejemplo, para una sola habitación, una cabaña o como apoyo al calefacción existente), no como única fuente central para toda la casa unifamiliar. El COP estacional aquí normalmente oscila entre 3,0 y 4,0.
Comparación visual de los tres tipos
COP y SCOP - los números más importantes en la ficha técnica
Al comparar modelos concretos, se encontrarán con varios valores COP, siempre indicados para una combinación específica de temperatura exterior y temperatura del agua de calefacción (por ejemplo, "COP a A7/W35" significa aire exterior +7 °C, temperatura del agua en la salida 35 °C). Cuanto más baja sea la temperatura requerida del agua de calefacción, mayor será el COP que alcanzará la bomba de calor - por eso las bombas de calor funcionan mucho mejor con suelo radiante (típicamente 30-35 °C) que con radiadores de alta temperatura (45-55 °C).
Una propiedad clave de los sistemas con aire como fuente de calor es que su rendimiento cambia a lo largo del año según la temperatura exterior. A una temperatura de alrededor de +7 °C (temperatura típica de otoño/primavera), una buena bomba de calor alcanza un COP de alrededor de 4,0. Al descender a 0 °C, el COP disminuye a aproximadamente 3,2. A -7 °C (día típico de frío en Eslovaquia), ya es solo alrededor de 2,6 y en un frío extremo de -15 °C, el COP puede acercarse a 2,0. Por eso mismo, el SCOP estacional es más importante que un valor COP único a una temperatura - refleja realmente cómo se comporta la bomba durante todo el período de calefacción, no solo en condiciones ideales.
Cómo varía el COP con la temperatura exterior
De este gráfico se puede ver por qué es importante conocer la zona climática en la que se encuentra la casa, y por qué los proveedores calculan con lo que se llama el punto bivalente - la temperatura por debajo de la cual la bomba de calor sola no puede cubrir toda la pérdida térmica de la casa y entra en funcionamiento una fuente complementaria (bivalente), normalmente una barra de calefacción eléctrica integrada directamente en la bomba. Para la mayoría de los lugares en Eslovaquia, el punto bivalente se establece entre -5 °C y -10 °C - en la práctica, esto significa que la bomba cubre aproximadamente el 95-98 % del consumo anual de calor y solo en unos pocos días más fríos del año recibe ayuda de una fuente complementaria.
Cómo dimensionar correctamente la potencia de la bomba de calor
El error más frecuente al elegir una bomba de calor no es elegir el tipo equivocado, sino la potencia equivocada - ya sea subdimensionada (la bomba no alcanza en el frío y tiene que calentar repetidamente con una barra eléctrica, lo que aumenta significativamente el consumo), o sobredimensionada (la bomba arranca y para con demasiada frecuencia - llamado ciclaje - lo que reduce la vida útil del compresor y disminuye el rendimiento real en comparación con los valores del catálogo).
El procedimiento correcto para elegir la potencia siempre parte del cálculo de la pérdida térmica de la casa, no de su superficie útil estimada a ojo. La pérdida térmica se calcula según la norma STN EN 12831 y tiene en cuenta la superficie y orientación de las estructuras perimetrales, el espesor y tipo de aislamiento, el tamaño y tipo de ventanas, la altura de las habitaciones y la zona climática. A modo orientativo (y solo orientativo, un cálculo preciso no puede sustituirlo), en una casa unifamiliar típica en la zona climática media de Eslovaquia, la pérdida térmica oscila entre:
- Nueva construcción con aislamiento según normas actuales (estándar de bajo consumo o pasivo): aproximadamente 30-50 W por m² de superficie útil
- Construcción más antigua aislada (aislamiento adicional, ventanas buenas): aproximadamente 50-70 W por m²
- Construcción más antigua no aislada: 80-120 W por m² o más
Para una casa orientativa con una superficie útil de 120 m², esto significa una pérdida térmica de aproximadamente 5-6 kW en una nueva construcción, 7-8 kW en una construcción más antigua aislada y 10-12 kW o más en una construcción más antigua no aislada. Estos números sirven solo para una orientación inicial antes de decidir qué rango de potencia se necesitará - siempre debería ser obligatorio un cálculo por parte del proyectista o empresa instaladora basado en el certificado energético real y el estado actual de la casa.
Por qué no hay que calcular para el día más frío del año
El enfoque común de un usuario no especializado "que tenga la bomba para el frío más extremo posible, para tener la seguridad" lleva directamente a un sobredimensionamiento. La temperatura exterior de diseño para el cálculo de la pérdida térmica (por ejemplo, -12 °C o -15 °C según la ubicación) solo ocurre unos pocos días al año durante la temporada de calefacción - la gran mayoría de la temporada transcurre a temperaturas entre 0 °C y +10 °C, donde la bomba tiene su mayor rendimiento. Por eso mismo, normalmente se diseña la potencia de la bomba para cubrir el 90-100 % de la pérdida térmica a la temperatura de diseño, y el resto de picos extremos lo cubre una fuente bivalente - es una solución más económica que comprar una bomba más grande y cara solo por unos pocos días al año.
Proceso de diseño de potencia - esquema resumido
Otros parámetros que vale la pena considerar
Temperatura del agua de calefacción y tipo de emisores
Como ya se mencionó, cuanto más baja sea la temperatura del agua de calefacción, mayor será el COP. El suelo radiante que trabaja con una temperatura de agua de 30-35 °C es por tanto el socio ideal para una bomba de calor. Si la casa se calienta con radiadores convencionales diseñados para una temperatura más alta (por ejemplo 55/45 °C), habrá que contar con una eficiencia total del sistema más baja, o (si el presupuesto y el estado de la casa lo permiten) considerar el cambio por radiadores de baja temperatura más grandes, que pueden entregar el mismo rendimiento térmico a una temperatura más baja del agua gracias a una mayor superficie de intercambio.
Ruido de la unidad exterior
Las unidades exteriores de bombas de calor aire-agua y aire-aire contienen un ventilador y un compresor que producen ruido. Los valores típicos de potencia acústica oscilan entre 55 y 65 dB(A) medidos directamente en la unidad, lo que a una distancia de varios metros y con una caída natural del ruido con la distancia baja a un nivel equivalente a una conversación normal o incluso menor. A pesar de ello, es importante tener en cuenta la distancia de la habitación de dormir (tanto la propia como la de los vecinos) y del límite del terreno al planificar la ubicación – el ruido nocturno tiene sus propios límites legislativos y un vecino con habitación de dormir bajo una ventana hacia la cual se dirige el escape de aire de la unidad puede estar legítimamente insatisfecho. Hoy en día, los fabricantes ofrecen también llamados modos de funcionamiento silenciosos (silent), que reducen las revoluciones del ventilador y el ruido en unos pocos decibelios a costa de un rendimiento ligeramente menor en ese momento.
Refrigerante y su perfil ecológico
Los modelos antiguos utilizaban refrigerantes con un GWP (Potencial de calentamiento global) elevado, mientras que los modelos más recientes cambian con creciente frecuencia a refrigerantes con un GWP bajo (por ejemplo R290 – propano), que son más respetuosos con el medio ambiente en caso de fuga, pero requieren medidas de seguridad más estrictas durante la instalación debido a su inflamabilidad. Al comparar modelos, vale la pena fijarse en qué refrigerante se utiliza y cuál es su cifra de GWP – cuanto más baja sea, mejor a largo plazo, incluso desde el punto de vista de la futura regulación europea de gases fluorados.
Consumo eléctrico y forma de regulación del rendimiento (on/off frente a regulación por inversor)
Las bombas de calor modernas utilizan casi exclusivamente compresores con inversor, que varían su velocidad (y por tanto su rendimiento) de forma continua según la necesidad actual de la casa, en lugar del principio más antiguo de encendido y apagado a plena potencia. La regulación por inversor significa menos ciclos, una temperatura interior más estable y normalmente también un rendimiento real (no solo catastral) más alto durante los períodos intermedios del año, cuando la casa necesita solo una parte del rendimiento máximo de la bomba.
Preparación de agua caliente sanitaria
La mayoría de las bombas de calor aire-agua y tierra-agua pueden calentar también el agua en un acumulador de ACS (agua caliente sanitaria) mientras calientan la casa. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el calentamiento del ACS se realiza a una temperatura más alta (típicamente 50-55 °C para prevenir la legionela) que el calefacción por suelo radiante, lo que reduce ligeramente el COP promedio durante el calentamiento del agua en comparación con el modo de calefacción normal. Algunos sistemas combinan por tanto la bomba de calor con un calentamiento eléctrico complementario del ACS o con un acumulador más grande, que se calienta fuera de las horas punta (por ejemplo, por la noche, cuando la tarifa eléctrica es más baja).
Comparación aproximada de costes operativos
El siguiente cálculo es un modelo puramente ilustrativo, no una oferta de producto concreto ni un precio actual de energía – sirve solo para mostrar de forma aproximada por qué una bomba de calor puede ser más ventajosa que otras fuentes de calor habituales. Consideremos un modelo típico de casa unifamiliar con una necesidad anual de calor para calefacción de 10 000 kWh (un valor típico para una casa mediana, bien aislada en Eslovaquia):
- Caldera de condensación de gas con un rendimiento aproximado del 92 % necesita unos 10 870 kWh de gas para suministrar 10 000 kWh de calor.
- Calefacción eléctrica directa (caldera eléctrica o calefactores) con un rendimiento cercano al 100 % necesita directamente 10 000 kWh de electricidad.
- Bomba de calor con un SCOP estacional de 3,8 (un valor realista típico para una bomba aire-agua de calidad en nuestras condiciones climáticas) necesita solo unos 2 630 kWh de electricidad para suministrar los mismos 10 000 kWh de calor (10 000 / 3,8).
Incluso sin atarnos a precios concretos actuales de energía (que cambian y varían según el proveedor y la tarifa), es claramente visible en este cálculo el principio: una bomba de calor necesita solo un poco más de una tercera parte de la cantidad de electricidad en comparación con la calefacción eléctrica directa para lograr el mismo confort térmico. Precisamente esta relación física (no afirmaciones publicitarias) es la razón por la que las bombas de calor se justifican a largo plazo – la ahorro específico en euros para su casa y los precios actuales de energía podemos calcularlo juntos de forma individual.
Ilustración – consumo de energía para la misma cantidad de calor
Errores comunes al elegir una bomba de calor
Con los años de experiencia en sistemas de calefacción, nos encontramos repetidamente con algunos errores típicos que se pueden evitar de antemano:
Elección de la potencia según el área de la casa sin calcular la pérdida térmica. Como hemos visto anteriormente, dos casas del mismo tamaño pueden tener una pérdida térmica que difiere en un 100 %, según la calidad del aislamiento y las ventanas. Una estimación "a ojo" suele llevar con frecuencia a una sobredimensión.
Ignorar la temperatura del sistema de calefacción. Los compradores se centran en el SCOP del catálogo, pero olvidan que el valor real en su casa depende de la temperatura del agua con la que la bomba realmente trabajará – radiadores de alta temperatura reducen significativamente el rendimiento real en comparación con el valor catastral medido a baja temperatura.
Subestimar el ruido de la unidad exterior. Una ubicación demasiado cerca de la habitación de dormir (propia o de los vecinos) puede causar un problema a largo plazo que es difícil y costoso de resolver posteriormente (revestimientos antirruido, traslado de la unidad).
Olvidar la fuente bivalente y su regulación. Si la fuente bivalente (normalmente una barra eléctrica en la bomba) se activa demasiado pronto o con demasiada frecuencia debido a una regulación incorrecta, el consumo eléctrico puede aumentar significativamente en comparación con lo esperado, incluso si la bomba en sí está correctamente dimensionada.
Subestimar la regulación hidráulica del sistema. La bomba de calor es sensible al flujo correcto de agua a través del intercambiador y a la regulación de los distintos circuitos de calefacción – una hidráulica descuidada puede reducir la eficiencia real del sistema, independientemente de lo buena que sea la bomba en sí.
Resumen – en qué centrarse al elegir
Si de este artículo debe quedarle solo unos pocos puntos, que sean estos: en primer lugar, haga calcular la pérdida térmica real de la casa, no una estimación según el área. En segundo lugar, elija el tipo de bomba según el terreno disponible, el presupuesto y el horizonte temporal de la rentabilidad – aire-agua para la mayoría de las casas normales, tierra-agua si tiene terreno y planea a largo plazo. En tercer lugar, mire el SCOP a una temperatura realista del agua de calefacción de su casa, no solo al mejor número catastral. En cuarto lugar, no subestime la regulación hidráulica ni la ubicación de la unidad exterior en cuanto al ruido. Y por último, calcule con la mente que el ahorro real depende de la combinación de una potencia correctamente elegida, del tipo de sistema de calefacción y de los precios actuales de la energía – ningún número de internet sustituirá un cálculo individual para una casa concreta.
Preguntas frecuentes
¿Es rentable una bomba de calor incluso en una casa antigua no aislada?
Sí, pero con reservas. Una casa no aislada tiene una pérdida térmica más alta, por lo que necesitará una bomba más potente (y por tanto más cara) y su rendimiento real SCOP será más bajo si la casa se calienta con radiadores de alta temperatura. En muchos casos es rentable hacer al menos un aislamiento parcial (tejado, ventanas) antes de instalar la bomba o al mismo tiempo que esta - la inversión en aislamiento se devuelve en forma de una bomba más pequeña (y barata) y una mayor eficiencia operativa.
¿Se puede combinar una bomba de calor con una caldera de gas existente?
Sí, esta solución se llama sistema híbrido - la bomba de calor cubre la mayor parte de la temporada de calefacción, mientras que la caldera de gas más antigua sirve como fuente de respaldo o de pico en los días más fríos en lugar de una resistencia eléctrica. Esta solución puede ser interesante especialmente allí donde la caldera aún funciona y no se quiera invertir en su sustitución inmediata.
¿Cuánto dura una bomba de calor y qué componentes se desgastan con más frecuencia?
La vida útil normal de una bomba de calor de calidad oscila entre 15 y 20 años, y con mantenimiento regular incluso más. El componente más solicitado es el compresor, cuya duración depende directamente del número de arranques y paradas (ciclos) - por eso es tan importante dimensionar correctamente la potencia no solo desde el punto de vista de la eficiencia, sino también de la fiabilidad a largo plazo.
¿Necesito permiso de construcción para instalar una bomba de calor?
Con una bomba aire-agua normalmente basta con notificar las obras o la instalación se considera como mantenimiento, ya que no se interfiere con la estructura portante de la casa ni con el terreno en gran medida - el procedimiento exacto varía según el municipio y es conveniente verificarlo con anticipación en la oficina municipal. En el caso de un pozo geotérmico la situación es más compleja, ya que se trata de una actividad minera que debe notificarse al organismo minero y en algunos casos también se requiere una autorización hidráulica si el pozo entra en contacto con aguas subterráneas.
¿Puede una bomba de calor sustituir completamente a la caldera actual sin realizar modificaciones en el sistema de calefacción?
No automáticamente. Si la casa se calienta con radiadores de alta temperatura diseñados para temperaturas de unos 70-90 °C (típicos de instalaciones antiguas con calderas de gas o de combustible sólido), hay que contar con una eficiencia más baja de la bomba o con la sustitución o ampliación de los radiadores por variantes de baja temperatura con mayor superficie. Un informe técnico especializado antes de cambiar la fuente de calor es siempre recomendable.
¿Es ruidosa la bomba de calor también dentro de la casa?
La unidad interior (si está separada de la exterior) contiene principalmente una bomba circuladora y electrónica, su nivel de ruido es normalmente comparable al de una lavadora o incluso menor y, si se coloca correctamente (habitación técnica, no dormitorio), prácticamente imperceptible. La fuente principal de ruido es casi siempre la unidad exterior con el ventilador.
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