Qué es un sistema de bomba de calor: tipos, funcionamiento y aplicaciones

Climatización 2 en 1: frío en verano, calor en invierno, alta eficiencia

Una bomba de calor es un equipo de refrigeración reversible: en verano extrae calor de dentro y lo expulsa fuera (aire acondicionado); en invierno extrae calor del exterior (aire, agua, suelo) y lo lleva dentro (calefacción). No genera calor por combustión/resistencia, lo transporta, logrando rendimientos 300–500% (COP 3–5).

Ciclo reversible: los 4 componentes + válvula de 4 vías

• Compresor, Condensador, Válvula expansión, Evaporador (igual que nevera/AC).
• Válvula de inversión (4 vías): Cambia el sentido del flujo de refrigerante. En modo calor, el condensador exterior se convierte en evaporador (absorbe calor exterior) y el evaporador interior en condensador (cede calor interior).

Tipos principales según fuente de calor

Tipo	Fuente	Eficiencia (COP/SCOP)	Ventajas	Limites
Aire-Aire (Split)	Aire exterior	COP 3–4,5 / SCOP 4–5,5	Instalación simple, barato, doble función, deshumidifica	Baja eficiencia < -7 °C; necesita apoyo eléctrico/gas en inviernos duros
Híbrida / Dual Fuel	Aire + Gas/Propano	COP 3–4 (bomba) + 0,9 (caldera)	Bomba calor hasta -5/-7 °C; caldera toma el relevo. Óptimo coste/kWh	Dos equipos, doble mantenimiento, chimenea gas
Aire-Agua (Aerotermia)	Aire exterior	COP 3,5–5 / SCOP 4–5,5	Producción ACS + suelo radiante + fancoils + radiadores BT. Subvencionable.	Unidad exterior grande, ruido, rendimiento cae con frío extremo
Geotérmica (Suelo-Agua)	Suelo / Agua subterránea	COP 4–5,5 / SCOP 5–6,5	Fuente estable todo el año (10–15 °C). Máxima eficiencia, silenciosa, larga vida.	Obra civil cara (sondeos/zanjas), espacio terreno, permisos
Absorción (Gas/Solar)	Calor (gas, solar térmico, residual)	COP 0,7–1,4 (térmico)	Útil donde hay calor residual barato o gas muy barato / electricidad cara.	Baja eficiencia eléctrica, compleja, cara.

Componentes clave en aerotermia (aire-agua)

• Unidad exterior: compresor inverter, ventilador EC, batería, válvula 4 vías, EEV.
• Unidad interior (hidráulica): intercambiador placas, bomba circuladora, vaso expansión, válvula 3 vías (ACS/calefacción), controladora.
• Emisores: Suelo radiante (mejor, 30–35 °C), Fancoils (40–45 °C), Radiadores BT (45–55 °C), Radiadores convencionales (55–65 °C → menor COP).
• ACS: Acumulador inercial + serpentín / bomba de calor ACS dedicada.

Ventajas globales

• 1 equipo = Frío + Calor + ACS (en aire-agua/geotérmica).
• Eficiencia 3–5× gas/eléctrica directa → factura 50–70% menor.
• Reduce emisiones CO₂ (especialmente con electricidad renovable).
• Subvenciones fuertes (Next Generation, planes regionales, deducción IRPF).
• Integración con fotovoltaica: autoconsumo para compresor.

Consideraciones de diseño

• Cálculo de carga térmica (UNE-EN 12831) para dimensionar.
• Temperatura de diseño exterior (Tₑₓₜ) según zona climática (CTE).
• Curvas climáticas (compensación climática): la unidad modula T_impulsión según T_exterior.
• Desescarche automático en aire-aire/aire-agua (consumo puntual, planificado).
• Protección anticongelante (glicol) si riesgo helada en tuberías exteriores.

La bomba de calor es la tecnología clave para la descarbonización de la climatización en edificios. La UE apuesta por ella en el paquete "Fit for 55" y la directiva EPBD.