Factores clave en la eficiencia de bombas de calor aire-agua para calefacción

Las bombas de calor aire-agua son equipos de alta eficiencia que extraen calor del aire exterior para calentar una vivienda. Su rendimiento energético se mide mediante el COP (Coeficiente de Rendimiento) instantáneo y el SCOP (rendimiento estacional). El COP es la razón entre la potencia calorífica entregada y la potencia eléctrica consumida en un momento dado. Por ejemplo, un COP = 4 significa 4 kW térmicos por cada 1 kW eléctrico consumido. El SCOP, en cambio, evalúa el comportamiento durante toda la temporada de calefacción: es la energía térmica anual generada dividida por la energía eléctrica anual consumida. En la práctica doméstica, se consideran buenos valores de COP para aerotermia entre 3.0 y 4.0 (un COP alrededor de 3.5 es muy eficiente), mientras que un SCOP alto (por encima de 3.5–4.0) indica un sistema muy rentable. Cabe destacar que el SCOP depende de la zona climática y la temperatura de impulsión (por ej. 35°C o 55°C) en la que se mide, y suele ser mayor en climas cálidos y con aguas de impulsión más bajas.

La unidad exterior de la bomba de calor (aire-agua) absorbe energía térmica del ambiente. Su rendimiento depende de las condiciones ambientales: a mayor temperatura exterior, la bomba de calor opera con un COP más alto y menor consumo. Por encima de unos 5–7 °C exteriores la bomba alcanza su máximo rendimiento energético; por debajo de 0 °C el COP disminuye considerablemente. Del mismo modo, la temperatura de impulsión del agua de calefacción (la que envía calor a radiadores o suelo radiante) afecta la eficiencia: cuanto más alta es esa temperatura, más energía eléctrica se necesita. En viviendas mal aisladas suele requerirse una impulsión mayor para compensar las pérdidas térmicas, lo que eleva el consumo; en cambio, con buen aislamiento y superficies calefactoras eficientes (como suelo radiante) se pueden usar impulsiones más bajas y ahorrar energía. Por ello, ajustar adecuadamente la temperatura de impulsión según la demanda (mediante curvas climáticas) es clave para optimizar el COP de la aerotermia.

El tipo de emisores influye directamente en la eficiencia global. Los radiadores tradicionales (y sobre todo los antiguos) requieren temperaturas de impulsión altas (60–70 °C), lo que penaliza el COP de la bomba de calor. En cambio, sistemas de suelo radiante o radiadores de baja temperatura funcionan con agua a 30–45 °C, permitiendo que la bomba opere con mayor rendimiento. En resumen: un sistema de calefacción a baja temperatura (radiante) saca más partido al potencial de una bomba de calor que uno a alta temperatura. Además, el equilibrado hidráulico y el control por termostatos de ambiente complementan esta optimización: una regulación adaptada asegura que el equipo trabaje siempre cercano a las necesidades reales, mejorando su eficiencia estacional.

Una correcta potencia contratada y dimensionado de la bomba de calor es otro factor decisivo. Un equipo sobredimensionado (con más potencia de la necesaria) tendrá ciclos de arranque y paro frecuentes, lo que empeora la eficiencia y dificulta el control de humedad en la vivienda. De acuerdo con análisis de rendimiento, al sobredimensionar la potencia nominal la unidad pasa más tiempo en carga parcial baja, donde su coeficiente de rendimiento decrece y el consumo aumenta. Por el contrario, un equipo subdimensionado puede no cubrir nunca la demanda en condiciones extremas y acaba funcionando al 100% continuamente, encareciendo la factura y reduciendo la vida útil. Por eso, dimensiones de potencia adecuadas son esenciales: ni exceso ni defecto.

La estrategia de control modulado y las curvas climáticas de calefacción ayudan a mantener la eficiencia óptima. Con regulación climática, la temperatura de impulsión se ajusta automáticamente en función de la temperatura exterior: en invierno, al bajar el aire exterior se eleva ligeramente la impulsión, y en estaciones templadas se reduce para no sobrecalentar. Este ajuste continuo evita encendidos/saltos bruscos y permite operar la bomba de calor con carga parcial durante más tiempo, donde típicamente son más eficientes. Los sistemas modernos de aerotermia con compresores inverter aprovechan este control modulante: ajustan la producción térmica a la demanda real, manteniendo el sistema próximo a su punto óptimo de rendimiento en cada momento. En resumen, un buen control climático (en lugar de mantener una temperatura fija de impulsión) maximiza la eficiencia energética estacional y el confort interior.

El aislamiento de la vivienda es clave para cualquier sistema de calefacción, y en particular para la aerotermia. Cuanto mejor sea el aislamiento térmico, menor será la carga térmica necesaria y más tiempo podrá funcionar la bomba de calor en condiciones favorables. Una casa bien aislada retiene el calor, por lo que la bomba puede trabajar con impulsiones bajas y en etapas parciales eficientes. Al contrario, en viviendas mal aisladas se escapa más calor, obligando a la bomba a producir más energía y a temperaturas más altas. Como apunta un instalador experto, mejorar el aislamiento permite instalar una bomba de calor de menor tamaño, pues reduce mucho la demanda de calefacción. De hecho, el aprovechamiento energético de la aerotermia se multiplica cuando el edificio está bien aislado: no sólo se minimizan las pérdidas por techo y ventanas, sino que también mejora la experiencia de confort.

Finalmente, la integración de renovables potencia aún más la eficiencia y el ahorro. Por ejemplo, los paneles solares fotovoltaicos pueden alimentar directamente la bomba de calor, reduciendo a casi cero el consumo neto de electricidad de la red. En un sistema híbrido aerotermia+fotovoltaica, el calor generado (que puede ser 3–5 veces la energía eléctrica consumida) proviene en gran parte del aire y del sol. En la práctica, esto significa que la energía de la bomba de calor es “gratis” desde el punto de vista de la factura eléctrica, pues utiliza la producción solar (de bajo coste) para generar la potencia eléctrica necesaria. Además, la combinación con fotovoltaica aumenta la autosuficiencia energética de la vivienda y optimiza la inversión en ambos sistemas renovables.

En conclusión, la eficiencia de una bomba de calor aire-agua depende de múltiples factores: el coeficiente COP/SCOP del equipo, las temperaturas de diseño (tanto exterior como de impulsión), el tipo de emisores, el dimensionado correcto, el sistema de control y la calidad del aislamiento. En Hausum, con amplia experiencia como asesores técnicos e inspectores energéticos, hemos comprobado que optimizar cada uno de estos factores es clave para lograr altos rendimientos en instalaciones domésticas. Un buen estudio previo del caso (auditoría energética) y un diseño adecuado (curvas climáticas, emisores a baja temperatura, integración solar, etc.) garantizan que la bomba de calor funcione cerca de su óptimo. Siguiendo estas recomendaciones, los usuarios pueden aprovechar al máximo su sistema de aerotermia, obteniendo confort térmico con el mínimo consumo eléctrico posible.