Por qué una bomba de calor es el sistema de calefacción más eficiente

Puesto que los sistemas de climatización son una de las principales fuentes de consumo energético doméstico en España (en invierno por la calefacción y por el aire acondicionado en verano), la búsqueda de la opción más eficiente es una necesidad, con la idea de que, si es necesario gastar en ello, al menos se deberá hacer de la forma más inteligente posible.

Dentro de las distintas opciones, están las bombas de calor, no muy conocidas por muchos usuarios pero que se utilizan tanto en nuestro país, generalmente en su formato reversible, como en otros más fríos, debido a su sorprendente eficiencia. De hecho, fueron elegidas por Greenpeace en 2011 como el mejor sistema de calefacción en lo que se refiere a eficiencia energética. Esta característica se debe a su funcionamiento: está basado en transportar calor en vez de generarlo.

Así funciona una bomba de calor

1. En el punto inicial, el fluido refrigerante que circula por el circuito cerrado y que es la base de la bomba, está a baja temperatura y a baja presión, y por tanto en estado líquido. Al conectar la bomba, empieza a aspirar aire del exterior. Ese aire pasa a través del evaporador rodeando el punto donde está el fluido, que absorbe el calor presente en el aire y cambia de estado, evaporándose. El aire es expulsado al exterior de nuevo, más frío que cuando fue absorbido.

2. En el segundo paso, el fluido está en estado gaseoso pero a baja presión. En el compresor ésta sube, y con ella también la temperatura.

3. En el tercer paso, el fluido ya es vapor muy caliente. Al pasar por el condensador, cede la energía al aire que lo rodea, calentándolo para enviarlo al interior de la habitación y condensándose, volviendo así al estado líquido.

4. En el último punto, el fluido pasa por la válvula de expansión para recuperar sus características iniciales (baja temperatura y baja presión) y comenzar de nuevo el ciclo.

Es el mismo funcionamiento que tiene una nevera solo que al revés y de hecho las bombas de calor reversibles funcionan también como aparatos de aire acondicionado. Se trata de llevar un calor que ya existe allí donde se quiere disfrutar (o no padecer). En el caso de la nevera es de dentro a fuera, en el caso de la calefacción es de fuera a dentro.

Las bombas de calor reciben ese nombre por la semejanza con las bombas que sirven para extraer agua de pozos o depósitos desde un nivel hasta otro más alto. En vez de agua, estas transportan energía térmica desde un punto frío a otro más caliente para elevar la temperatura del aire de una habitación o del agua de un depósito. Ya que ese traslado contradice la segunda ley de la termodinámica (que establece que el calor se transfiere de forma espontánea de una fuente caliente a otra más fría hasta que se igualen, y no al contrario), para llevarlo a cabo hace falta aportar energía, en este caso eléctrica.

Sin embargo, puesto que no hay que generar calor quemando combustible o a través de una resistencia, este sistema multiplica la potencia que ofrece en relación a la que consume, algo que en principio parece imposible. El rendimiento de las bombas térmicas se mide con una cifra denominada COP o coeficiente de rendimiento (coefficient of performance), que es resultado de dividir la potencia suministrada entre la ofrecida. Aunque la lógica establece que ese número será cono máximo 1 (1 kilovatio hora eléctrico será igual a 1 kilovatio hora térmico) dependiendo del modelo y las condiciones ambientales, el COP de las bombas de calor varía entre 2 y 5. Haciendo los cálculos equivalentes, el COP de una caldera de gas ronda el 0,9 y el de un radiador eléctrico, el 1.

Ya que la eficiencia de una bomba de calor depende de las condiciones ambientales, especialmente de la temperatura exterior, no en todos sitios será adecuado utilizarla. Cuanto mayor es la diferencia entre la temperatura exterior e interior, menor será su eficacia, reduciéndose a la mitad cuando fuera hay menos de 0 grados.

En lugares como los países nórdicos, donde las temperaturas invernales se encuentran habitualmente por debajo de esos niveles, es común encontrarse bombas geotérmicas. Estos sistemas extraen el calor, no del aire exterior, sino del subsuelo, donde se mantiene almacenado de forma constante durante todo el año. De esta forma, son fiables incluso cuando fuera hay varios grados bajo cero.