Tipos de bombas de calor

Cuando un usuario se enfrenta al término bomba de calor, si no tiene un mínimo de experiencia, lo más seguro es que acabe confundido.

La «bomba de calor», al final, es un dispositivo que puede transferir calor de un lugar a otro de forma eficiente, ya sea para calentar o enfriar un espacio dependiendo de su función, y algunas están diseñadas también para producir agua caliente sanitaria (ACS). Hay varios tipos de bombas de calor que se utilizan en una gran variedad de aplicaciones y dependiendo del tipo, pueden conseguir una eficiencia suficiente como para ser clasificadas como energía renovable, donde pasan a ser subvencionables y cumplir con las exigentes normativas de construcción y climatización de edificios.

Podemos resumir entre las más comunes que usamos en Europa los siguientes tipos de equipos:

1. Bomba de calor – aire acondicionado (la más común hasta ahora en España)
2. Bomba de calor – para conductos (otra muy común en España)
3. Bombas de calor VRV (volumen de refrigerante variable)
4. Bombas de calor aire – agua (las famosas aerotermias)
5. Bombas de calor geotérmicas (que se alimentan de la tierra)
6. Bombas de calor agua – agua (que se alimentan del agua)
7. Bombas de calor sólo para agua caliente sanitaria 

Cada bomba de calor es recomendable o no según las distintas situaciones y tipos de demanda, habiendo una oferta tan amplia como dispar, por eso es importante conocer los distintos tipos de bombas de calor y cómo se pueden adaptar a nuestra exigencia o necesidad, antes de tomar cualquier decisión, pero más importante es contar con el profesional más adecuado.

Bomba de calor split (Aire acondicionado)

La bomba de calor más común en España hasta la llegada de la famosa aerotermia

Una bomba de calor aire-aire, las que también son conocidas como aire acondicionado, es un tipo común de sistema de refrigeración utilizado en hogares y edificios con posibilidad también de calentar. Estas bombas de calor son altamente eficientes y versátiles en climas cálidos, ya que pueden proporcionar calefacción en invierno y refrigeración en verano. Están formadas por una unidad exterior y una o varias unidades interiores (los conocidos 1×1, 2×1, 3×1 y hasta 4×1).

En España son las más utilizadas debido a su bajo coste (tanto por su procedencia, como por su producción en masa y por una altísima competencia de mercado) y a la facilidad de montaje, pero sobre todo porque se adaptan muy bien a la mayor demanda de nuestro país cada vez más creciente: refrigerar activamente viviendas mal aisladas. 

Cómo funciona: un compresor que está en el exterior, introduce el gas dentro de la vivienda donde la unidad o unidades interiores llamados fancoils, intercambian la energía ya sea en modo verano o invierno.

Ventajas: altísima oferta de material asiático, bajos precios, gran número de instaladores, gran número de técnicos y una facilidad de montaje extrema.

Desventajas: alta estratificación del aire interior, baja eficiencia en comparación con otros equipos, baja calidad en la mayoría de equipos y la imposibilidad de usarse en climas fríos. Además NO está clasificada como energía renovable debido al bajo SCOP en calefacción y por lo tanto, se deben combinar con sistemas renovables en obras nuevas.

Las bombas de calor aire-aire (aire acondicionado) son la opción más popular y eficiente para la refrigeración en una gran variedad de aplicaciones residenciales y comerciales. 

Bomba de calor split para conductos (Aire acondicionado)

La bomba de calor más común en España hasta la llegada de la famosa aerotermia

Una bomba de calor aire-aire para conductos, las que también son conocidas como aire acondicionado central, es un sistema de refrigeración y calefacción también bastante común en hogares y edificios. Estas bombas de calor son también altamente eficientes y versátiles en climas cálidos, ya que pueden proporcionar calefacción sin muchas exigencias en invierno y refrigeración muy exigente en verano. Están formadas por una unidad exterior y una o varias unidades interiores para conectarse a un sistema de conductos. 

En España son muy utilizadas porque se adaptan muy bien a las típicas viviendas Españolas de tamaños relativamente pequeñas – medianas, y también debido a que como su hermana pequeña,. se adapta en precio y montaje a la demanda de nuestro país cada vez más creciente: refrigerar activamente viviendas mal aisladas. 

Cómo funciona: un compresor que está en el exterior, introduce el gas dentro de la vivienda donde la unidad o unidades interiores llamados fancoils, intercambian la energía ya sea en modo verano o invierno y expulsan el aire climatizado por una instalación de conductos, donde además se pueden instalar rejas y válvulas automatizadas en las estancias.

Ventajas: altísima oferta de material asiático, precios asequibles, gran número de instaladores, gran número de técnicos y una alta adaptabilidad a la vivienda Española tipo y sus demadas.

Desventajas: alta estratificación del aire interior que se puede mejorar con retornos bajos o conducidos, baja eficiencia en comparación con otros equipos, calidad media – baja en la mayoría de equipos y la imposibilidad de usarse en climas fríos. Además igual que sus hermanas pequeñas, NO están clasificadas como energía renovable debido al bajo SCOP en calefacción y por lo tanto, se deben combinar con sistemas renovables en obras nuevas.

Las bombas de calor aire-aire por conductos (aire acondicionado. central) son una opción popular y eficiente para la refrigeración en una gran variedad de aplicaciones residenciales debido a su alta versatilidad y precios relativamente asumibles de productos fabricados en Asia. 

Bombas de calor VRV (volumen de refrigerante variable)

Las bombas de calor VRV (Volumen de Refrigerante Variable) son sistemas de climatización avanzados que ofrecen una eficiencia energética excepcional

Su principal ventaja es que ofrecen un control preciso de la temperatura en edificios comerciales, industriales y residenciales divididos por estancias. El término «VRV» se ha convertido en un nombre genérico para describir sistemas de climatización de este tipo, independientemente del fabricante, aunque este sistema fue inventado y desarrollado por uno de ellos. 

Tecnología de Volumen de Refrigerante Variable: La característica distintiva de las bombas de calor VRV es su capacidad para variar el volumen de refrigerante que fluye a través del sistema de manera continua y precisa. Esto permite un control preciso de la temperatura en múltiples zonas o áreas dentro del edificio, incluso la posibilidad de enfriar y calentar desde un mismo sistema al mismo tiempo con sus distintas unidades interiores conectadas entre si a través de un circuito frigorífico común y una linea de BUS, LON, Modbus, etc… por la que desde una centralita se controlan las distiontas unidades y termostatos.

Modularidad: Los sistemas VRV están diseñados para ser altamente modulares, lo que significa que se pueden adaptar fácilmente a las necesidades específicas de un edificio. Pueden incluir múltiples unidades interiores (unidades de evaporación) conectadas a una unidad exterior (unidad de condensación), lo que permite la climatización independiente de diferentes zonas o habitaciones.

Eficiencia Energética: Los sistemas VRV son conocidos por su eficiencia energética. Utilizan la tecnología de recuperación de calor y refrigerante para optimizar la eficiencia, lo que significa que el calor recuperado de una zona que necesita refrigeración puede utilizarse para calefaccionar otra que lo requiera.

Control Preciso: Los sistemas VRV ofrecen un control preciso de la temperatura y la capacidad de programar y ajustar las condiciones de confort en diferentes áreas según las necesidades. Esto mejora la comodidad de los ocupantes y reduce el consumo de energía.

Zonificación: Los sistemas VRV permiten la zonificación, lo que significa que se pueden controlar diferentes áreas o habitaciones de manera independiente, lo que es especialmente útil en edificios con requisitos variables de climatización.

Clima: Los sistemas VRV son versátiles y pueden funcionar eficazmente en una variedad de condiciones climáticas, incluidos climas fríos, aunque siguen sin ser equipos que cumplen con las normativas por lo que siguen necesitando ser apoyadas por sistemas renovables, por ejemplo para la producción de ACS.

Mantenimiento: Aunque los sistemas VRV son eficientes, requieren un mantenimiento regular para garantizar un funcionamiento óptimo y evitar posibles fugas y debilidades en la compleja red de gas refrigerante interior, que suele estar dentro de los espacios habitables en falsos techos, paredes, etc.

Aplicaciones: Los sistemas VRV se utilizan comúnmente en edificios comerciales, como oficinas, hoteles, restaurantes, hospitales y tiendas minoristas, donde se requiere un control de temperatura y una eficiencia energética de alto nivel. También se pueden encontrar en hogares de alta gama.

En resumen, las bombas de calor VRV son sistemas de climatización avanzados que ofrecen una eficiencia energética excepcional y un control preciso de la temperatura en edificios comerciales y residenciales. Su capacidad para modularse y zonificarse los hace ideales para edificios con requisitos de climatización variables y múltiples zonas.

Bombas de calor aire – agua (aerotermias)

Las bombas de calor aire – agua (las famosas aerotermias) se han convertido en el sistema más elegido a día de hoy.

La versatilidad para adaptarse a obra nueva, reformas integrales y sobre todo, la posibilidad de conectarse a sistemas ya existentes, la convierten a día de hoy en el sistema más flexible y completo, ya que en muchos casos con muy pocas actuaciones, se consigue calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria desde un único sistema, cumpliendo los objetivos en aporte de renovables de las normativas, por lo que es un sistema que puede ser certificado en obra nueva, reformas y además suele estar subvencionada.

Existen dos versiones principales, las bi – bloc y las mono – bloc. Ambas bombas de calor son muy parecidas en su funcionamiento, aunque las bi- bloc tienen exigencias específicas que cumplir ya que el circuito que transporta la energía hasta el interior de la vivienda es de gas refrigerante, por lo que necesita unos instaladores específicos con titulaciones y condiciones técnicas específicas. Mientras el sistema mono – bloc al ser agua el elemento que transporta la energía hasta el interior del edificio, el montaje puede ser llevado a cabo por cualquier profesional de la calefacción. 

Cómo funciona el tipo bi – bloc: la unidad exterior envía el gas con la energía dentro de la vivienda a través de tuberías frigoríficas, y una vez dentro llega a una unidad interior que a través de un intercambiador transfiere la energía del gas al agua técnica de la instalación. Una vez transferida, el agua técnica se envía a producción de ACS, refrigeración o calefacción dependiendo de la demanda como en cualquier otro sistema tradicional. 

Cómo funciona el tipo mono – bloc: la unidad exterior contiene el intercambiador y la transferencia de energía del gas al agua se realiza en el exterior, por lo que el gas no entra dentro de la vivienda. Dicho circuito viene sellado y cerrado, y no es necesario rellenar ni controlar presiones añadiendo gas como sí hace falta en las bi – bloc, por esto cualquier profesional de la calefacción puede realizar montajes sin titulaciones especiales en refrigeración. 

Cómo funciona: la unidad exterior envía la energía hacia dentro del edificio (sea por medio del gas o del agua), y una vez dentro se comporta como un sistema de climatización tradicional. En muchos casos hay depósitos de inercia para almacenar fluido, en otros no existen depósitos de inercia. El agua es enviado o bien a radiadores, radiadores híbridos o fancoils de agua, o bien al suelo radiante – refrescante. Una vez cedida la energía en el ambiente, el agua vuelve al equipo para volverse a cargar de la energía a transferir. Para producir agua caliente, el agua de calefacción (agua técnica) pasa por un depósito específico para producción de ACS con aerotermias, que dispone de un serpentín primario donde se cede el calor por contacto al agua potable. Es un sistema altamente eficiente. 

Ventajas: es un sistema que se acopla a prácticamente todo tipo de instalaciones. La eficiencia estacional (SCOP) alcanza niveles que las permiten ser clasificadas como renovable, por tanto, no es necesario otro sistema de apoyo. Los fabricantes hoy han alcanzado un nivel de eficiencia y fiabilidad muy altos. Los montajes sobre todo en mono – bloc, pueden ser llevados a cabo por calefactores sin necesidades especiales, por lo que se simplifica el montaje y mantenimiento del sistema. Es un sistema capaz de sustituir cualquier sistema de calefacción existente, usando la instalación de radiadores o suelo radiante.

Desventajas: es un sistema que tiene un precio mas alto que las bombas de calor tradicionales. Los sistemas bi – bloc requieren de personal cualificado. Las unidades exteriores suelen ser más voluminosas y pesadas, por lo que las fachadas y los tejados suelen ser lugares de dificil montaje, por contra de los aires acondicionados. Se requiere un buen diseño y personal formado para realizar bien montajes y puestas en marcha. 

Las aerotermias se han convertido en el sistema de referencia y la demanda está siendo muy alta desde hace unos 4 años, debido a que cumple con todas las exigencias de las normativas vigentes. Además son equipos que suelen estar subvencionados para incentivar el cambio de equipos contaminantes a estos equipos de energías renovables con un rendimiento tan espectacular. Sin duda estamos ante el sistema del futuro.

Bombas de calor tierra – agua (geotermia) 

Las bombas de calor tierra – agua, también conocidas como bombas de calor geotérmicas o sistemas geotérmicos, son sistemas de calefacción y refrigeración que aprovechan la energía térmica almacenada en la tierra para proporcionar calefacción en invierno, refrigeración en verano y agua caliente sanitaria durante todo el año.

Estos sistemas son una forma eficiente y sostenible de controlar la temperatura en edificios residenciales y comerciales. Os dejo algunos aspectos clave de las bombas de calor tierra-agua:

Captación de energía geotérmica: Existen dos sistemas básicos de captación y el más usado en España es la captación vertical. Paras ello se realizan pozos de distinta profundidad dependiendo de la demanda de energía, así como del material de la tierra a perforar y su capacidad térmica. Se introducen unos tubos hasta el fondo donde la bomba de calor bombea el glicol para captar y ceder energía. Así mismo la captación horizontal, es el sistema que aprovecha la temperatura relativamente constante de la tierra a cierta profundidad, generalmente a unos pocos metros bajo la superficie, para intercambiar calor con el suelo. Se utilizan tuberías enterradas, a menudo en forma de bucle, llenas de un fluido refrigerante que circula a través de ellas. Este fluido absorbe o libera calor del suelo, dependiendo de si se está calentando o enfriando el edificio.

Componentes principales: Una bomba de calor tierra – agua consta de varios componentes, incluyendo la unidad de intercambio de calor en la tierra, una bomba de calor que contiene un compresor y un evaporador, y una unidad de distribución para proporcionar calefacción o refrigeración al edificio.

Eficiencia energética: Uno de los principales beneficios de las bombas de calor geotérmicas es su alta eficiencia energética. En comparación a otras bombas de calor, la fuente de energía es constante, ya que no les afecta si hace más o menos frío. Y es por este motivo que la eficiencia estacional (SCOP) puede alcanzar hasta un 6 en algunos casos. La posibilidad de una refrigeración pasiva es otro punto muy interesante ya que de forma gratuita las bombas de calor tierra – agua, bombean el calor de la vivienda a la tierra.

Sostenibilidad ambiental: Al aprovechar una fuente de energía renovable y estable como la temperatura del suelo, las bombas de calor geotérmicas reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y contribuyen a la sostenibilidad ambiental.

Precios: La instalación de un sistema de bomba de calor tierra – agua suele ser más costosa en comparación con sistemas convencionales, debido a la necesidad de enterrar las tuberías en el suelo o realizar los pozos de captación. Sin embargo, a largo plazo, los ahorros en costos de energía pueden compensar estos costos iniciales. Además es el sistema con las mejores y más completas subvenciones, llegando a porcentajes muy a tener en cuenta.

Aplicaciones: Estos sistemas se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde hogares unifamiliares hasta edificios comerciales e industriales. Son especialmente adecuados en regiones con fluctuaciones de temperatura estacionales significativas debido a su versatilidad.

En resumen, las bombas de calor tierra – agua son sistemas de calefacción y refrigeración que aprovechan la energía geotérmica almacenada en la tierra para proporcionar calefacción y refrigeración eficientes y sostenibles. Su instalación inicial puede ser costosa, pero a largo plazo, pueden ahorrar energía y reducir el impacto ambiental y aprovechando unas potentes subvenciones.

Bombas de calor agua- agua (geotermia) 

Las bombas de calor agua-agua, también conocidas como bombas de calor geotérmicas de fuente de agua, son sistemas de calefacción y refrigeración que utilizan fuentes de agua, como ríos, lagos, estanques o pozos, como fuente de calor o refrigeración para intercambiar energía térmica y proporcionar calefacción y refrigeración en edificios.

Estos sistemas aprovechan la capacidad del agua para almacenar y transferir calor, lo que los hace eficientes y sostenibles.

Os dejamos algunos aspectos clave de las bombas de calor agua – agua:

Fuente de energía, el agua: Estos sistemas extraen agua de una fuente cercana, como un pozo de agua subterráneo o superficial. El agua se utiliza como medio para intercambiar calor con el sistema de bomba de calor. El agua absorbida pasa a través de un intercambiador de calor en la bomba de calor para ceder o absorber calor según sea necesario.

Componentes principales: Al igual que otras bombas de calor, las bombas de calor agua – agua constan de un compresor, un evaporador y un condensador. El agua se utiliza para transportar el calor desde la fuente de agua al edificio en invierno (calefacción) y desde el edificio a la fuente de agua en verano (refrigeración).

Eficiencia energética: Estos sistemas son conocidos por su alta eficiencia energética, ya que aprovechan la energía térmica almacenada en el agua de la fuente, que generalmente tiene una temperatura más constante que el aire ambiente. Esto los hace más eficientes que los sistemas convencionales de calefacción y refrigeración.

Sostenibilidad ambiental: Al aprovechar una fuente de energía renovable como el agua, las bombas de calor agua-agua ayudan a reducir las emisiones de carbono y a disminuir la dependencia de combustibles fósiles.

Aplicaciones: Estos sistemas se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde hogares unifamiliares hasta edificios comerciales e industriales. Su eficiencia es especialmente valiosa en regiones donde la temperatura del agua de la fuente es relativamente constante durante todo el año.

Costos y consideraciones: La instalación de bombas de calor agua-agua puede ser costosa debido a la necesidad de perforar pozos o instalar sistemas de captación de agua. Sin embargo, a largo plazo, los ahorros en costos de energía pueden compensar estos costos iniciales.

En resumen, las bombas de calor agua-agua son sistemas de calefacción y refrigeración que aprovechan fuentes de agua como fuente de calor o refrigeración para proporcionar calefacción y refrigeración eficientes y sostenibles en edificios. Estos sistemas son una opción respetuosa con el medio ambiente y pueden ser especialmente eficaces en áreas donde hay acceso a fuentes de agua adecuadas

Bomba de calor de agua caliente

Una bomba de calor para ACS (Agua Caliente Sanitaria) es un dispositivo que utiliza tecnología de bomba de calor para calentar agua destinada al uso doméstico, como agua para duchas, lavado de manos, lavandería y otros fines sanitarios.

Estas bombas de calor son una alternativa eficiente y sostenible a los calentadores de agua tradicionales, como los calentadores de resistencia eléctrica o los calentadores de gas, ya que aprovechan la energía térmica del entorno para calentar el agua en lugar de generar calor directamente.

Captación de calor: El proceso comienza con la captación de calor del entorno que se puede hacer a través de dos métodos principales. Captando el aire de la estancia la bomba de calor toma el aire ambiente y extrae calor de él transfiriéndolo al ACS. Captando el aire por conductos se puede extraer aire del exterior o bien de alguna habitación húmeda, de baterías fotovoltaicas, etc…

Compresión del refrigerante: El calor captado del aire se transfiere a un refrigerante que se encuentra dentro de la bomba de calor. El compresor de la bomba de calor aumenta la temperatura del refrigerante al comprimirlo y cede todo el calor al agua.

Transferencia de calor al agua: El refrigerante calentado fluye a través de un intercambiador de calor. El calor se transfiere desde el refrigerante al agua, elevando así la temperatura del agua.

Distribución de agua caliente: El agua caliente se almacena en un tanque de almacenamiento o se distribuye directamente a las salidas de agua caliente, como grifos y duchas, para su uso inmediato.

Ciclo de refrigeración: Después de liberar su calor al agua, el refrigerante se expande y vuelve al estado de baja temperatura y presión y se repite el ciclo para captar más calor del entorno.

Las bombas de calor para ACS son altamente eficientes porque utilizan una cantidad mínima de energía eléctrica para operar el compresor en comparación con la cantidad de calor que pueden transferir desde el entorno al agua. Son especialmente efectivas en climas templados o cálidos, pero también pueden funcionar eficientemente en climas más fríos con modelos diseñados para temperaturas bajas. Es un sistema que aprovecha la energía térmica del entorno o habitáculos concretos para calentar agua de manera eficiente y sostenible, lo que puede resultar en ahorros significativos de energía y costos en comparación con los calentadores de agua convencionales.

Conclusiones finales

Sin duda, las bombas de calor son sistemas altamente eficientes que, cuando se seleccionan adecuadamente, pueden convertirse en su mejor aliado en la búsqueda de soluciones de climatización. Para lograr el máximo beneficio de estos sistemas, es crucial considerar varios aspectos clave.

Potencia adecuada: Elegir la potencia adecuada es esencial para garantizar un rendimiento óptimo. Un cálculo preciso de la carga térmica de su espacio es fundamental para determinar el tamaño adecuado de la bomba de calor.

Diseño y calidad: Optar por un diseño bien concebido y un fabricante que priorice la calidad y la durabilidad es esencial. Esto asegura que su inversión sea rentable a largo plazo y que el sistema funcione de manera eficiente durante muchos años.

Asesoramiento profesional: Contar con un profesional experimentado en sistemas de bombas de calor es crucial. Un experto puede evaluar sus necesidades específicas y recomendar el sistema más efectivo para su caso particular. La elección correcta del sistema garantiza un confort óptimo y ahorros significativos de energía.

En resumen, las bombas de calor representan una solución avanzada y sostenible para la climatización de hogares y edificios. Con la potencia adecuada, un diseño de calidad y la orientación de un profesional competente, estas tecnologías se convierten en una elección inteligente que seguirá siendo relevante en el futuro.

Estamos aquí para ayudarle a comprender mejor el mundo de las bombas de calor y a tomar decisiones informadas para climatizar su espacio de manera eficiente y efectiva en los próximos años.