Bombas de calor: La guía completa
Las bombas de calor se han convertido en la tecnología de calefacción dominante. Según la Oficina Federal de Estadística alemana, en 2023 más del 70% de las viviendas de nueva construcción instalaron bombas de calor como fuente principal de calor. El mercado mundial alcanzó en 2024 un volumen aproximado de 70.000 millones de dólares.
Esta evolución responde a varios factores: el encarecimiento de los combustibles fósiles, una mayor conciencia medioambiental y atractivos programas de subvenciones. A ello se suma el avance tecnológico, que ha hecho las bombas de calor más eficientes y silenciosas.
Esta guía explica el principio de funcionamiento, compara los distintos tipos de bombas de calor, analiza costes y subvenciones, y ofrece orientación para un dimensionamiento correcto. También encontrarás enlaces a nuestros artículos especializados sobre temas concretos.
¿Qué es una bomba de calor?
Una bomba de calor es un equipo que transfiere calor desde un nivel de temperatura inferior a otro superior. El principio es idéntico al de un frigorífico, solo que con el objetivo inverso: mientras el frigorífico extrae calor de su interior y lo expulsa al ambiente, la bomba de calor extrae calor del entorno y lo cede al sistema de calefacción.
El ciclo en cuatro fases
El ciclo de la bomba de calor consta de cuatro fases consecutivas:
| Fase | Componente | Proceso | Estado del refrigerante |
|---|---|---|---|
| 1 | Evaporador | Absorción de calor del entorno | Líquido → Gas |
| 2 | Compresor | Aumento de presión y temperatura | Gas (caliente) |
| 3 | Condensador | Cesión de calor a la calefacción | Gas → Líquido |
| 4 | Válvula de expansión | Reducción de presión y temperatura | Líquido (frío) |
El refrigerante circula de forma continua por este ciclo. Absorbe calor a baja temperatura y lo libera a temperatura más alta. El compresor es el único componente que requiere energía eléctrica.
Fundamento físico: La bomba de calor no contradice la termodinámica. La energía eléctrica del compresor permite transportar calor en sentido contrario al gradiente natural de temperatura.
Para una explicación detallada de los fundamentos físicos, consulta el artículo El frigorífico inverso: ¿Cómo funciona una bomba de calor?.
Componentes principales
Toda bomba de calor se compone de los mismos elementos básicos, que trabajan conjuntamente en un circuito cerrado:
| Componente | Función | Características |
|---|---|---|
| Evaporador | Absorbe calor del entorno | Intercambiador de calor, gran superficie |
| Compresor | Comprime el refrigerante | Accionamiento eléctrico, principal consumidor |
| Condensador | Cede calor a la calefacción | Intercambiador de calor, compacto |
| Válvula de expansión | Reduce presión y temperatura | Dispositivo de estrangulamiento, sin mantenimiento |
| Refrigerante | Transporta el calor | Se evapora a baja temperatura |
Refrigerantes en transición
Los refrigerantes tradicionales como el R410A tienen un elevado potencial de calentamiento global (PCA). Las bombas de calor modernas utilizan cada vez más el R290 (propano), con un PCA de solo 3 (frente a 2088 del R410A). El R290 es inflamable, por lo que las cargas están limitadas y deben respetarse distancias de seguridad.
Los detalles de cada componente se explican en el artículo Los componentes: intercambiadores, compresor y válvula de expansión.
Comparativa de tipos de bombas de calor
Las bombas de calor se clasifican según su fuente de calor y el medio de distribución. Los tres tipos más habituales para viviendas son:
Bomba de calor aerotérmica (aire-agua)
La bomba de calor aerotérmica extrae calor del aire exterior y lo transfiere al agua del circuito de calefacción. Es con diferencia el tipo más instalado en Europa.
Ventajas:
- Menor coste de instalación
- No requiere permisos especiales
- Ubicación flexible (unidad interior o exterior)
- Instalación rápida
Inconvenientes:
- La eficiencia baja con temperaturas muy frías
- La unidad exterior genera ruido
- Costes de funcionamiento superiores a la geotermia
Bomba de calor geotérmica (tierra-agua)
La bomba de calor geotérmica aprovecha la temperatura constante del subsuelo. El calor se capta mediante colectores horizontales o sondas verticales.
Ventajas:
- Máxima eficiencia (temperatura de fuente constante)
- Funcionamiento silencioso (sin unidad exterior)
- Posibilidad de refrigeración pasiva en verano
- Mínimos costes de funcionamiento
Inconvenientes:
- Mayor inversión inicial (perforación)
- Las sondas requieren autorización administrativa
- Gran superficie de parcela para colectores
- Mayor plazo de planificación y ejecución
Bomba de calor aire-aire
La bomba de calor aire-aire calienta directamente el aire de los espacios, sin circuito de agua. Es menos habitual para calefacción integral en Europa central.
Ventajas:
- Puede calentar y refrigerar
- Menor inversión inicial
- Respuesta rápida a cambios de temperatura
Inconvenientes:
- No produce agua caliente sanitaria
- Requiere conductos o unidades interiores
- Menos eficiente que los sistemas con agua
Tabla comparativa de tipos
| Criterio | Aerotermia | Geotermia | Aire-aire |
|---|---|---|---|
| Inversión | 8.000–18.000 € | 15.000–30.000 € | 6.000–12.000 € |
| SCOP | 3,0–4,0 | 4,0–5,0 | 2,5–3,5 |
| Espacio necesario | Reducido | Grande (obras) | Reducido |
| Permisos | No | Sí (sondas) | No |
| ACS | Sí | Sí | No |
| Refrigeración | Opcional | Pasiva posible | Sí |
| Ruido | Unidad exterior audible | Silenciosa | Unidades interiores audibles |
| Ideal para | Obra nueva, rehabilitación | Obra nueva con parcela | Calefacción complementaria |
Más información sobre los distintos tipos y su combinación con energía solar en el artículo Tipos de bombas de calor y el tándem perfecto con instalaciones solares.
Entender los indicadores: COP, SCOP, SPF
La eficiencia de una bomba de calor se expresa mediante distintos indicadores. Comprender estos valores resulta fundamental para evaluar y comparar equipos.
COP – Coeficiente de rendimiento
El COP es un valor instantáneo medido en condiciones de laboratorio estandarizadas (p. ej., A2/W35 = 2 °C aire exterior, 35 °C impulsión).
Cálculo:
COP = Potencia térmica (kW) ÷ Potencia eléctrica (kW)
Un COP de 4 significa: con 1 kW de electricidad se generan 4 kW de calor.
SCOP – Coeficiente de rendimiento estacional
El SCOP contempla distintos puntos de funcionamiento a lo largo de una temporada de calefacción y resulta más representativo que el COP. Se determina según la norma EN 14825 y aparece en la etiqueta energética de la UE.
SPF – Factor de rendimiento estacional
El SPF (en alemán JAZ) es la eficiencia real de una bomba de calor instalada durante un año completo. Tiene en cuenta todas las condiciones de funcionamiento, la carga parcial y la energía auxiliar.
Cálculo según VDI 4650:
SPF = Calor generado (kWh/año) ÷ Electricidad consumida (kWh/año)
Valoración del SPF
| SPF | Valoración | Aplicación típica |
|---|---|---|
| < 3,0 | Insuficiente | Instalaciones antiguas, condiciones desfavorables |
| 3,0–3,5 | Aceptable | Edificio antiguo con alta temperatura de impulsión |
| 3,5–4,0 | Bueno | Obra nueva estándar |
| > 4,0 | Muy bueno | Obra nueva con suelo radiante, geotermia |
Requisito para subvenciones: En Alemania, las ayudas BEG exigen un SPF mínimo de 3,0. Las bombas aerotérmicas deben además cumplir un nivel de potencia acústica máximo de 50 dB(A). En España existen requisitos similares en los programas del IDAE.
Las explicaciones detalladas sobre estos indicadores y su cálculo se encuentran en el artículo Indicadores y dimensionamiento de bombas de calor.
Elegir el tamaño adecuado
El dimensionamiento correcto de una bomba de calor es decisivo para la eficiencia y el confort. Un equipo sobredimensionado arranca y para con frecuencia (efecto cycling), lo que aumenta el desgaste y reduce la eficiencia.
La carga térmica como base
La carga térmica indica qué potencia calorífica se necesita a la temperatura exterior más baja prevista. Se calcula según la norma EN 12831.
Valores orientativos de carga térmica específica:
| Tipo de edificio | Carga térmica específica |
|---|---|
| Passivhaus | 10–20 W/m² |
| Obra nueva CTE actual | 25–35 W/m² |
| Edificio posterior a 2000 | 40–50 W/m² |
| Edificio de los años 80-90 | 60–80 W/m² |
| Anterior a 1980 sin aislar | 100–150 W/m² |
| Anterior a 1960 con muro macizo | 120–180 W/m² |
Regla práctica para la carga térmica
Carga térmica (kW) = Superficie (m²) × Valor específico (W/m²) ÷ 1000
Ejemplo: Una vivienda nueva de 150 m² con 45 W/m² necesita: 150 × 45 ÷ 1000 = 6,75 kW de carga térmica
Suplemento para agua caliente sanitaria
Para la producción de ACS se añade un suplemento:
- Vivienda media: +0,25 kW por persona
- Con bomba de calor exclusiva para ACS: no aplica
Ejemplo completo:
- 150 m² obra nueva: 6,75 kW
- 4 personas: +1,0 kW
- Total: 7,75 kW → Seleccionar bomba de calor de 8 kW
Evitar el sobredimensionamiento: Una bomba de calor un 20 % mayor de lo necesario puede reducir la eficiencia entre un 10 y un 15 %. Es preferible ajustar a la baja y recurrir a una resistencia de apoyo en los días más fríos.
Para un cálculo exacto, utiliza nuestra Calculadora de carga térmica.
Modos de funcionamiento
Según el edificio y las necesidades, se emplean distintos modos de funcionamiento.
Funcionamiento monovalente
La bomba de calor cubre toda la demanda de calor por sí sola. Es el modo más eficiente.
Requisitos:
- Edificio bien aislado (obra nueva o rehabilitado)
- Sistema de calefacción de baja temperatura (máx. 55 °C impulsión)
- Bomba de calor dimensionada según carga térmica
Funcionamiento bivalente
La bomba de calor trabaja junto con un segundo generador de calor. Por debajo de cierta temperatura exterior (punto bivalente), entra en funcionamiento el sistema de apoyo.
Variantes:
| Variante | Descripción |
|---|---|
| Bivalente paralelo | Bomba de calor y apoyo funcionan a la vez |
| Bivalente alternativo | Por debajo del punto bivalente, solo apoyo |
| Bivalente parcialmente paralelo | Combina ambas estrategias |
Funcionamiento híbrido
Un sistema híbrido integra bomba de calor y caldera de condensación de gas u óleo en un mismo equipo. La regulación selecciona automáticamente el modo más económico.
Orientación para la decisión:
| Situación | Modo recomendado |
|---|---|
| Obra nueva, suelo radiante | Monovalente |
| Edificio rehabilitado, baja temperatura | Monovalente |
| Edificio antiguo con radiadores a 60 °C | Bivalente o híbrido |
| Edificio antiguo sin rehabilitar | Híbrido |
Los detalles sobre los modos de funcionamiento se explican en el artículo Modos de funcionamiento: monovalente, bivalente e híbrido.
Costes y rentabilidad
Los costes de una bomba de calor se dividen en adquisición, instalación y funcionamiento.
Costes de adquisición (instalación incluida)
| Tipo de bomba de calor | Coste | Observaciones |
|---|---|---|
| Aerotermia | 8.000–18.000 € | Según potencia y fabricante |
| Geotermia (colector) | 12.000–22.000 € | Incluye colector horizontal |
| Geotermia (sonda) | 15.000–30.000 € | Incluye perforación (60–100 €/m) |
| Hidrotermia | 12.000–25.000 € | Incluye captación de agua |
Cálculo de los costes de funcionamiento
Los costes anuales de electricidad pueden estimarse con la siguiente fórmula:
Coste eléctrico = Demanda de calor (kWh/año) ÷ SPF × Precio electricidad (€/kWh)
Ejemplo:
- Demanda de calor: 15.000 kWh/año
- SPF: 4,0
- Precio electricidad: 0,25 €/kWh
Coste eléctrico = 15.000 ÷ 4,0 × 0,25 = 937,50 €/año
Comparativa de sistemas de calefacción
| Indicador | Bomba de calor | Caldera de gas | Caldera de gasóleo |
|---|---|---|---|
| Precio energía | 0,25 €/kWh | 0,10 €/kWh | 0,09 €/kWh |
| Rendimiento/SPF | 4,0 | 0,95 | 0,90 |
| Coste efectivo | 0,0625 €/kWh | 0,105 €/kWh | 0,10 €/kWh |
| Con 15.000 kWh/año | 937 €/año | 1.575 €/año | 1.500 €/año |
Con un SPF de 4,0, la bomba de calor tiene los menores costes de funcionamiento, aunque la electricidad sea más cara que el gas o el gasóleo.
Subvenciones
En España, el IDAE gestiona diversos programas de ayudas para la instalación de bombas de calor en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia:
| Componente | Porcentaje de ayuda |
|---|---|
| Ayuda base (vivienda unifamiliar) | 40–50 % |
| Incremento por eficiencia | +5–10 % |
| Incremento por renta baja | +10–15 % |
| Ayuda máxima | Hasta 65 % |
En Alemania, el BAFA ofrece ayudas similares a través del programa BEG.
Consejo: Las subvenciones suelen solicitarse antes de encargar la instalación. Infórmate sobre las condiciones vigentes en la web del IDAE o de tu comunidad autónoma.
Bombas de calor en edificios existentes
La instalación de una bomba de calor en un edificio existente es perfectamente viable, pero requiere una planificación cuidadosa.
Retos
- Altas temperaturas de impulsión: Los radiadores antiguos suelen necesitar 60–70 °C
- Aislamiento deficiente: Una carga térmica elevada exige una bomba de calor mayor
- Falta de espacio: La ubicación de la unidad exterior puede resultar complicada
Soluciones
| Medida | Efecto |
|---|---|
| Aislamiento (fachada, cubierta) | Reduce la carga térmica un 30–50 % |
| Sustitución de ventanas | Disminuye las pérdidas de calor |
| Radiadores de baja temperatura | Permiten impulsión de 45–50 °C |
| Suelo radiante (parcial) | Reduce la temperatura de impulsión |
| Sistema híbrido | Complementa la bomba de calor en días muy fríos |
Expectativas realistas de SPF en edificios existentes
| Estado del edificio | Temperatura de impulsión | SPF esperado |
|---|---|---|
| Sin rehabilitar, radiadores antiguos | 60–70 °C | 2,5–3,0 |
| Parcialmente rehabilitado | 50–55 °C | 3,0–3,5 |
| Rehabilitado, radiadores nuevos | 45–50 °C | 3,5–4,0 |
| Rehabilitado, suelo radiante | 35–40 °C | 4,0–4,5 |
Regla práctica: Por cada 5 °C que se reduce la temperatura de impulsión, el SPF mejora aproximadamente entre 0,3 y 0,5 puntos.
El tándem perfecto: bomba de calor + fotovoltaica
La combinación de bomba de calor e instalación fotovoltaica ofrece ventajas especiales: la electricidad solar autogenerada alimenta la bomba de calor, lo que reduce los costes de funcionamiento y mejora la huella de carbono.
Sinergias de la combinación
- Mayor autoconsumo: El excedente solar alimenta la bomba de calor
- Reducción de la factura eléctrica: Electricidad gratuita en lugar de 0,25 €/kWh
- Climatización libre de CO₂: Energía renovable para calefacción
- Mayor independencia: Menor dependencia de la red
Recomendaciones de dimensionamiento
| Componente | Dimensionamiento | Ejemplo (150 m²) |
|---|---|---|
| Bomba de calor | Según carga térmica | 8 kW |
| Instalación FV | Tamaño habitual + 2–3 kWp | 10 kWp |
| Batería | Opcional, 8–12 kWh | 10 kWh |
Ejemplo de cálculo
Punto de partida:
- 150 m² obra nueva, 4 personas
- Bomba de calor de 8 kW, SPF 4,0
- Demanda de calor: 15.000 kWh/año → Consumo eléctrico BC: 3.750 kWh/año
- Consumo eléctrico doméstico: 4.000 kWh/año
- Total: 7.750 kWh/año de demanda eléctrica
Con 10 kWp FV y 10 kWh de batería:
- Producción FV: aprox. 10.000 kWh/año
- Autoconsumo: aprox. 5.000 kWh/año (50 %)
- Grado de autosuficiencia: aprox. 65 %
- Compra a la red: solo 2.750 kWh/año
- Ahorro: aprox. 1.250 €/año
Más información sobre esta combinación en el artículo Tipos de bombas de calor y el tándem perfecto con instalaciones solares.
Ventajas e inconvenientes de un vistazo
Ventajas
| Ventaja | Explicación |
|---|---|
| Alta eficiencia | SPF 3–5: de 1 kWh de electricidad se obtienen 3–5 kWh de calor |
| Respetuosa con el medio ambiente | Sin emisiones directas de CO₂; neutra con electricidad verde |
| Bajos costes de funcionamiento | Más económica que gas/gasóleo con un buen SPF |
| Larga vida útil | 15–25 años, bajo mantenimiento |
| Sin depósito de combustible | No necesita depósito de gasóleo ni acometida de gas |
| Posibilidad de refrigeración | Muchos modelos pueden refrigerar en verano |
| Subvenciones disponibles | Importantes ayudas públicas |
Inconvenientes
| Inconveniente | Explicación |
|---|---|
| Alta inversión inicial | 8.000–30.000 € según tipo |
| Dependencia eléctrica | Sin calefacción en caso de corte de luz |
| Eficiencia con frío extremo | La aerotermia pierde rendimiento a –15 °C |
| Ruido | La unidad exterior es audible (35–50 dB) |
| Baja temperatura de impulsión | No apta para todos los sistemas de calefacción |
| Planificación necesaria | Requiere un dimensionamiento cuidadoso |
Preguntas frecuentes (FAQ)
¿Merece la pena una bomba de calor en un edificio antiguo?
Sí, bajo determinadas condiciones. Los factores clave son la temperatura de impulsión alcanzable y la carga térmica. Con temperaturas de impulsión inferiores a 55 °C y un SPF mínimo de 3,0, la bomba de calor resulta económicamente viable. Un sistema híbrido puede ser la mejor opción si no es posible reducir la temperatura de impulsión.
¿Cuánto ruido hace una bomba de calor?
Las bombas de calor aerotérmicas modernas alcanzan niveles de potencia acústica de 35–55 dB(A). Para comparar: un frigorífico genera unos 40 dB(A) y una conversación normal ronda los 60 dB(A). La ubicación debe respetar distancias mínimas a vecinos y dormitorios.
¿Cuánto dura una bomba de calor?
Con un mantenimiento adecuado, la vida útil es de 15–25 años. El compresor es el componente más susceptible al desgaste. El arranque y parada frecuentes (cycling) acortan la vida útil, de ahí la importancia de un dimensionamiento correcto.
¿Cuál es la temperatura de impulsión óptima?
Cuanto más baja, mayor eficiencia. Valores orientativos:
- Suelo radiante: 30–35 °C
- Radiadores de baja temperatura: 45–50 °C
- Radiadores convencionales: 55–60 °C
Por cada 5 °C que se reduce la temperatura de impulsión, el SPF mejora aproximadamente entre 0,3 y 0,5 puntos.
¿Puede una bomba de calor también refrigerar?
Muchas bombas de calor pueden funcionar de forma reversible para refrigerar en verano. Los equipos aerotérmicos ofrecen refrigeración activa; los geotérmicos permiten refrigeración pasiva a través del terreno. La capacidad de refrigeración es limitada y no sustituye a un sistema de aire acondicionado.
Conclusión
Idea clave: Las bombas de calor aprovechan el calor del entorno y, con valores de SPF de 3 a 5, funcionan de forma mucho más eficiente que los sistemas de calefacción fósiles. La tecnología resulta idónea para obra nueva y también funciona en edificios existentes, siempre que la temperatura de impulsión pueda mantenerse por debajo de 55 °C. Combinada con una instalación fotovoltaica, la bomba de calor permite una climatización prácticamente neutra en carbono.
La elección del tipo de bomba de calor adecuado depende del edificio, la parcela y el presupuesto. La aerotermia ofrece el mejor equilibrio entre coste y eficiencia, mientras que la geotermia logra el máximo rendimiento cuando se dispone de espacio suficiente.
Serie completa de artículos «Bombas de calor»
- Bombas de calor: La guía completa – Estás aquí
- El frigorífico inverso: ¿Cómo funciona una bomba de calor? – Fundamentos físicos
- Los componentes: intercambiadores, compresor y válvula de expansión – Componentes en detalle
- Indicadores y dimensionamiento de bombas de calor – COP, SPF, SCOP
- Modos de funcionamiento: monovalente, bivalente e híbrido – Modos de operación explicados
- Tipos de bombas de calor y el tándem perfecto con instalaciones solares – Tipos y combinación con FV
Fuentes
- DESTATIS: Bombas de calor en viviendas nuevas 2023
- BAFA: Ayudas federales para edificios eficientes (BEG)
- VDI 4650: Cálculo del factor de rendimiento estacional de instalaciones de bomba de calor
- VDI 4645: Planificación y dimensionamiento de instalaciones de bomba de calor
- EN 14511: Ensayo y clasificación de bombas de calor
- Asociación Alemana de Bombas de Calor (BWP)
- IDAE: Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía
- Mordor Intelligence: Informe del mercado de bombas de calor
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