Bomba de calor, ¿qué es y cómo funciona? ¿Es eficiente para la calefacción?

La bomba de calor es un sistema de climatización moderno que puede emplearse tanto para ofrecer calefacción como refrigeración y que parece destacar por su eficiencia energética. Este sistema cada vez se emplea más como opción de calefacción tanto en edificios de viviendas como en inmuebles dedicados al desarrollo de actividades comerciales y profesionales. Por ello, en este artículo queremos dedicar unos minutos a conocer brevemente qué es y cómo funciona una bomba de calor. Veremos si la bomba de calor resulta eficiente como sistema de calefacción y cuáles son las principales ventajas que ofrece sobre otras opciones de climatización. Para terminar, explicaremos cuáles son las diferencias fundamentales que hay entre la bomba de calor y un sistema de aerotermia. 

¿Qué es la bomba de calor?

Como ya adelantamos, la bomba de calor es un sistema de climatización que nos permite tanto calentar como refrigerar las estancias de una vivienda o de cualquier otro tipo de edificación. Para hacerlo se basa en la transferencia de calor entre el interior de las estancias y el ambiente en el exterior. En el caso de que se quieran calentar las estancias, la bomba de calor toma la energía calorífica del exterior y la transfiere al interior del espacio; mientras que si lo que se pretende es refrigerar las estancias, se invierte el sentido del funcionamiento de la bomba de calor para captar la energía calorífica del interior del espacio y redirigirla hacia el exterior de la edificación. 

Uno de los principales atractivos de la bomba de calor es que permite aprovechar la energía disponible de forma natural en el ambiente con fines de climatización del hogar, de los lugares de trabajo o de locales comerciales –tanto para calefactar las estancias, como para refrigerarlas, como para producir agua caliente sanitaria– lo que implica un incremento de la eficiencia energética de este sistema de climatización respecto de otras formas de calefacción más convencionales y, en consecuencia, también un ahorro económico en su uso en el día a día. 

Así funciona una bomba de calor

Como decimos, el funcionamiento de la bomba de calor se basa en la transferencia de energía calorífica entre los ambientes del interior y del exterior de la vivienda o del espacio en concreto en donde se instale. Para ello, la bomba de calor se basa en la utilización de un circuito cerrado de fluido refrigerante que permite hacer circular el aire ambiental de un lugar a otro según sea necesario, así como calentar o enfriar este aire ambiental a voluntad. 

A modo general, el funcionamiento de los sistemas de bomba de calor se basa en una serie de fases que reflejan tanto la circulación del aire a través de las diferentes etapas que componen el circuito, como la transferencia de energía calorífica que se da en ellas durante todo el proceso. 

Las etapas o partes fundamentales de cualquier sistema de bomba de calor y su papel en la transferencia de calor van a ser siempre las mismos: 

• El evaporador. Cambia el estado físico del fluido refrigerante de líquido a gas, con lo que se produce una absorción de calor ambiental.
• El compresor. Se comprime el fluido refrigerante, lo que tiene un efecto directo en su temperatura según la Ley de Gay-Lussac: a mayor presión, aumenta la temperatura del fluido. Hay que señalar que para hacer funcionar este compresor es necesario un consumo de energía que debe aportarse de manera externa al circuito.
• El condensador. Se libera la energía calorífica captada por el fluido refrigerante, lo que hace que su estado físico cambie en sentido inverso, de gaseoso a líquido.
• La válvula de expansión. Regula el estado de entrada del fluido de vuelta al evaporador. Para ello, baja su temperatura a valores inferiores a la temperatura ambiental, propiciando que el fluido pueda volver a absorber calor del ambiente.

En función del tipo de fluidos que entran en juego para llevar a cabo la transferencia calórica, podremos hablar de diferentes tipos de bomba de calor: 

• Bombas de calor de aire-aire. Se trata de la más comúnmente empleada. Toma calor del exterior y lo lleva al interior de los espacios en forma de aire.
• Bombas de calor de aire-agua. Toma la energía calorífica del aire en el exterior del espacio y lo lleva al interior valiéndose de un circuito cerrado por el que circula agua. Este tipo de sistemas también puede emplearse para la producción de agua caliente sanitaria.
• Bombas de calor de agua-agua. Capta la energía calorífica desprendida por una masa de agua (el agua de un río, de un pozo, de bolsas de aguas subterráneas, de un lago, de un estanque, etc.) y la canaliza a través de un circuito de calefacción por el que circula agua.
• Bombas de calor de suelo-agua. Funciona de manera similar al anterior tipo de bombas de calor, sin embargo, en este caso, se capta la energía calorífica directamente del suelo, basándose en el aprovechamiento de la energía geotérmica.

¿Es eficiente la bomba de calor como sistema de calefacción?

Según un estudio reciente elaborado por la Organización de Consumidores y Usuarios (OCU), en colaboración con The European Consumer Organisation (BEUC) y otras asociaciones de consumidores europeas, se prevé que la bomba de calor va a ser el sistema de calefacción doméstica más eficiente durante el período de 2025 a 2040.

Así, las bombas de calor de funcionamiento eléctrico pueden considerarse como una alternativa más eficiente y sostenible a la hora de calentar el hogar, minimizando nuestra dependencia de las fuentes de energía basadas en combustibles fósiles para este fin y reduciendo, gracias a ello, las emisiones de gases de efecto invernadero y CO2 relacionadas con esta actividad. Una eficiencia que puede conllevar, además, un nada desdeñable ahorro económico en la factura de la calefacción del hogar. 

Principales ventajas de la bomba de calor

De todo lo anterior, podemos extraer toda una serie de ventajas que se desprenden del uso de la bomba de calor como sistema de calefacción, de refrigeración y de producción de agua caliente para uso doméstico. 

Entre estas ventajas, destacamos las que siguen:

• Son energéticamente eficientes. Aprovechan la energía calorífica ambiental, minimizando la utilización de fuentes externas. Tan solo algunas etapas del circuito necesitan de energía eléctrica adicional para funcionar, como por ejemplo el compresor o los ventiladores que hacen circular el aire ambiental.

• Pueden funcionar gracias a fuentes de energía renovables. Por ejemplo, energía eléctrica producida mediante paneles solares o molinos de viento.

• Es un sistema de climatización sostenible. Su mayor eficiencia energética, el funcionamiento eléctrico, el aprovechamiento de la energía ambiental y la minimización de las emisiones de gases de la bomba de calor respecto de otras formas de calefacción y climatización más convencionales hacen de este sistema una modalidad de calefacción más sostenible.

• Es una opción más económica que otras modalidades de calefacción, por lo que la bomba de calor puede ofrecer un ahorro económico en nuestra factura energética.

Bomba de calor y aerotermia: estas son las diferencias

Ahora que conocemos qué es y cómo funciona una bomba de calor, y si hemos visto recientemente este otro artículo que publicamos sobre la aerotermia, es muy posible que nos preguntemos cuáles son las diferencias que hay entre uno y otro sistema. 

De manera muy resumida, podríamos decir que el fundamento del funcionamiento de la bomba de calor y de los sistemas de aerotermia es el mismo: captan calor ambiental para transferirlo al interior de las estancias con fines de climatización o de producción de agua caliente sanitaria. La diferencia más notable entre estos sistemas es que mientras la aerotermia capta la energía del aire ambiental, en el caso de las bombas de calor, estas pueden captar el calor también de masas de agua e incluso del propio suelo. Así, podríamos considerar a los sistemas de aerotermia como un tipo más específico de bombas de calor en función del medio concreto del que toman la energía calorífica.