Las bombas de calor son aparatos capaces de transportar el calor de un lugar a otro y pueden utilizarse tanto para refrigeración como para calefacción y agua caliente. Funcionan con electricidad y son, en condiciones normales, unas cuatro veces más eficientes que los aparatos de calefacción convencionales, como calderas de gas o resistencias eléctricas.
Las bombas de calor que obtienen ese calor del aire se llaman aerotérmicas. Puede pensarse que las aerotermias no pueden funcionar en invierno porque no hay calor en el ambiente. Pero el aire contiene energía calorífica incluso a temperaturas extremadamente frías. Además, según varios análisis, aunque la eficiencia de la aerotermia se reduce con temperaturas más bajas, sigue siendo mayor que la de aparatos convencionales por lo menos hasta los 10 ºC bajo cero.
Cuando hablamos de eficiencia nos referimos a la energía que el aparato consume y entrega, pero no necesariamente a la potencia o la temperatura que alcanza. En este aspecto las máquinas aerotérmicas han mejorado mucho en los últimos años, según un informe de la organización sin ánimo de lucro New Buildings Institute en 2018.
Más eficientes que las calderas o los calentadores eléctricos
El funcionamiento de las bombas de calor consta de tres pasos: toman el calor de un lugar, lo amplifican y lo llevan a otro. La fuente de calor puede ser el aire que rodea al aparato (y entonces será un aparato de aerotermia) o el suelo sobre el que está apoyado (geotermia), aunque también puede aprovecharse el calor residual de fábricas cercanas o de fuentes de agua, cuenta la Agencia Internacional de la Energía (AIE).
“Como la mayoría del calor es transferido en lugar de generado, las bombas de calor son mucho más eficientes que las tecnologías convencionales como calderas o calentadores eléctricos y su uso es más barato”, indica la AIE. Esta eficiencia se mide con el coeficiente de rendimiento (coefficient of performance o COP en inglés) y en las bombas de calor estándar utilizadas en los hogares suele ser de cuatro: cuatro unidades de calor por cada unidad de energía empleada para moverlo, según el organismo internacional.
Una caldera de gas natural puede alcanzar una eficiencia máxima del 100% si consigue que todo el gas quemado se transforme en calor sin pérdidas de energía en el proceso, pero una bomba de calor puede alcanzar eficiencias superiores al 100%, explica un informe (página 19) publicado en 2021 por el New Buildings Institute. Utilizando el ejemplo anterior, un coeficiente de rendimiento de cuatro equivale a una eficiencia del 400%.
En climas fríos, su eficiencia se reduce pero sigue superando a las tecnologías convencionales
Si las bombas de calor, especialmente las aerotermias, transportan el calor de un lugar a otro, ¿cómo pueden funcionar si el aire a su alrededor está frío? Aunque no lo parezca, el aire frío contiene energía calorífica siempre que la temperatura no baje de -273 ºC, explica la AIE. Además, según diferentes análisis, aunque la eficiencia se reduce a temperaturas más bajas, los aparatos siguen siendo más eficientes que los convencionales incluso a temperaturas bajo cero.
Uno de los análisis más recientes sobre la eficiencia de las bombas de calor en climas fríos es un comentario publicado en la revista especializada Joule en septiembre de 2023. Como hemos explicado ya en Maldita.es, un comentario no es un estudio científico, sino un trabajo sobre un tema concreto que no está necesariamente revisado por pares, pero que se basa en datos para fundamentar sus conclusiones.
Este análisis agrupa los datos de siete estudios de campo publicados anteriormente para evaluar la eficiencia de unos 500 aparatos de aerotermia en las condiciones reales de seis países a la vez (Suiza, Alemania, Reino Unido, Estados Unidos, Canadá, China). Los datos muestran que la eficiencia de la aerotermia se reduce conforme baja la temperatura, pero aún muy por debajo de los 0 ºC su rendimiento sigue siendo mayor que el de las calderas de gas y las resistencias eléctricas.
“En inviernos fríos donde las temperaturas raramente bajan de -10 °C, es decir, la mayor parte de Europa”, las bombas de calor aerotérmicas estándar tienen un coeficiente de rendimiento medio de 2,74. En inviernos extremos, con mínimas cercanas a los -30 ºC, la aerotermia puede ser hasta el doble de eficiente que las alternativas, aunque “hacen falta más análisis”. Por tanto, aunque en episodios de frío extremo “puede ser necesaria la calefacción de apoyo, las aerotermias pueden aumentar la eficiencia del sistema energético”, dicen los autores.
Hay bombas de calor especializadas para climas fríos
Las bombas de calor estándar están preparadas para funcionar cuando las temperaturas son inferiores a 0 ºC, pero también hay bombas de calor específicas para climas fríos. La web estadounidense especializada en consejos para consumidores Consumer Reports facilita una base de datos con este tipo de máquinas aerotérmicas especializadas para las bajas temperaturas.
Que una bomba de calor sea muy eficiente no significa necesariamente que caliente mucho. Es decir, puedes usar menos energía de la que entregas, pero no poder calentar la casa a más de una determinada temperatura. Por eso, en paralelo a la eficiencia, se analiza también la capacidad de calefacción o heating capacity en inglés ¿Cuánta capacidad de calentar tienen las bombas de calor en invierno?
El informe de New Buildings Institute en 2021 remarca que históricamente, tanto la eficiencia energética como la capacidad de calefacción han sido significativamente inferiores en condiciones más frías, pero que “los fabricantes han avanzado mucho” en la tecnología de las bombas de calor para climas fríos. “Hoy en día, la disponibilidad de los principales tipos de bombas de calor aerotérmicas es relativamente sólida y se espera que tanto la optimización de la tecnología como la diversidad de productos mejoren en los próximos años”, concluyen.
Este artículo fue realizado en alianza con Ecodes como parte de su proyecto "Cazamitos del hidrógeno".
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