¿Cuánto gasta una bomba de calor? Consumo real y ahorro frente al gas

La actual Directiva (UE) 2024/1275 relativa a la eficiencia energética de los edificios, promueve la electrificación de los edificios y el abandono de los combustibles fósiles en la climatización de edificios. En este sentido, la bomba de calor es la tecnología que permite cumplir con estos estándares, transformando el sector hacia el nuevo estándar de Edificio de Cero Emisiones. Es por ello que podemos afirmar que la tecnología de la bomba de calor es uno de los pilares centrales de las políticas energéticas europeas.

A diferencia de los sistemas de combustión, la bomba de calor utiliza fuentes de energía renovable presentes en el entorno:

• Aerotermia: extrae el calor latente contenido en el aire.
• Hidrotermia: aprovecha el calor contenido en el agua (bombas agua-agua).
• Geotermia: utiliza el calor constante contenido en el subsuelo.

En países del norte de Europa, como Suecia o Alemania, su uso en calefacción es habitual desde hace décadas. En España contamos con condiciones climáticas óptimas que potencian su rendimiento y por lo tanto su desarrollo, siendo un sistema cada vez más demandado. Además, su capacidad reversible, capaz de cubrir las necesidades de refrigeración, la convierte en una solución integral perfecta para el clima español, especialmente en la zona centro y sur de la península.

Estos son las argumentos que respaldan el menor consumo de la bomba de calor contribuyendo así al ahorro en la factura energética.

La bomba de calor genera más energía de la que consume

El concepto clave para entender el menor consumo de la bomba de calor es su rendimiento energético. Mientras que una caldera de condensación de última generación apenas puede alcanzar un rendimiento del 100-105% (sobre el calor específico inferior), la bomba de calor multiplica la energía eléctrica que consume.

Las calderas suelen tener un rendimiento menor a 1, en el caso de las calderas de condensación, un poco superior (1,05). En general si el rendimiento es menor a 1 significa que la caldera consume más kWh de combustible en comparación a los kWh térmicos que es capaz de generar en forma de agua caliente.

Si un equipo de bomba de calor tiene un COP (Coefficient of Performance) de 4 (400%), significa que, por cada 1 kWh de electricidad, el sistema entrega en la vivienda 4 kWh de calor. Por lo tanto, la bomba de calor genera mucha más energía térmica en comparación a la energía eléctrica que consume. Esto significa, además, que el 75% de la energía aportada es gratuita y renovable. Extraída directamente del medio ambiente. De ahí el efecto multiplicador que permite que, a pesar de que el precio del kWh eléctrico sea mayor que el kWh del gas, el coste final en la factura energética sea significativamente menor.

La bomba de calor puede combinarse con otros sistemas

La eficiencia energética de una bomba de calor puede verse incrementada si se combina con otros sistemas:

• Sistemas híbridos

En rehabilitaciones donde ya existe una caldera de gas o gasóleo, la bomba de calor puede trabajar en tándem. El control inteligente decide qué sistema funciona en cada momento basándose en la temperatura exterior y el precio de la energía, garantizando siempre el menor coste.

• Unidades terminales de baja temperatura

El ahorro máximo se alcanza cuando la diferencia de temperatura entre el foco frío y el foco caliente es mínima. Por ello, el suelo radiante, radiadores de baja temperatura y los fancoils son sus mejores aliados, ya que permiten trabajar con temperaturas de impulsión de agua muy bajas, alrededor de los 35°C, maximizando el rendimiento del compresor.

• Bomba de calor y fotovoltaica

Esta combinación consigue un aporte de calor y frío en la vivienda casi gratuito, una vez se ha amortizado la instalación de energía solar. Con esta combinación se reduce además la dependencia de la red eléctrica.

¿Se ahorra energía si tienes la bomba de calor encendida de manera continuada?

Uno de los mayores errores de uso consiste en tratar la bomba de calor como un sistema de respuesta rápida, como si fuera un calefactor eléctrico. Sin embargo, la recomendación es la estabilidad térmica como factor clave. Es decir, para obtener un mayor rendimiento, es preferible evitar continúas paradas y arranques del compresor. Para ello la solución pasa por mantener encendido el equipo de forma continuada.

Además, los sistemas actuales de bomba de calor cuentan con la tecnología Inverter, que regula la velocidad del compresor para mantener una temperatura constante con un consumo mínimo. Por lo tanto, esta tecnología es capaz de modular la potencia del compresor para ajustarse exactamente a la demanda en cada momento. Si apagamos y encendemos el equipo constantemente, forzamos el sistema a trabajar a máxima potencia, y, por lo tanto, menor eficiencia, para recuperar de nuevo la temperatura de consigna.

• Temperatura de consigna recomendada

Para un equilibrio óptimo de confort y ahorro se recomiendan las siguientes temperaturas de consigna, teniendo en cuenta un funcionamiento continuado:

• Modo confort, cuando hay ocupación en la vivienda. Se recomienda entre 20°C y 21° Cada grado adicional puede incrementar el consumo un 7%.
• Modo eco, cuando es de noche o no hay ocupación. No conviene bajar de 17-18°C. Al mantener esta temperatura se evita que el equipo haga un sobreesfuerzo energético para volver al modo confort.

• Envolvente térmica convenientemente aislada

De nada sirve tener el equipo más eficiente y de forma continuada si el calor se escapa por los cerramientos de la vivienda o las ventanas. Una vivienda con buen aislamiento térmico en muros, suelos, cubierta y particiones interiores, además de ventanas aislantes y reducidos puentes térmicos contribuye a un mayor rendimiento de la bomba de calor, ya que el equipo trabaja la mayor parte del tiempo a carga parcial, ofreciendo, por lo tanto, sus mejores ratios de eficiencia energética.

La bomba de calor es la solución ideal para climas mediterráneos

Para que la energía aerotérmica, geotérmica o hidrotérmica capturada sea considerada renovable, el rendimiento de la bomba de calor debe superar un umbral mínimo. Según la Decisión de la Comisión 2013/114/UE, que establece cómo se debe calcular la energía renovable de las bombas de calor, el SPF o rendimiento medio estacional del equipo debe ser superior a 2,5 en bombas accionadas eléctricamente.

En el clima mediterráneo, debido a la suavidad de los inviernos, los equipos operan con un SPF muy superior al valor límite de 2,5 comentado anteriormente, lo cual garantiza que casi toda la energía consumida sea renovable y por lo tanto gratuita. Es por ello que el clima de España es un clima óptimo para el desarrollo de la bomba de calor renovable.

En este contexto, tenemos que diferenciar diferentes valores de rendimiento, que aparecerán en la ficha técnica de la bomba de calor

• Mide al eficiencia instantánea en calefacción. Es el cociente entre la potencia de calefacción y la potencia eléctrica absorbida en una condiciones específicas de temperatura con la unidad a plena carga. Mide, por lo tanto, el rendimiento instantáneo de la bomba de calor por unidad de kWh consumido.
• EER. Mide la eficiencia instantánea en refrigeración. El mismo concepto que el COP, pero en modo refrigeración.
• SCOP/SEER. Son los valores estacionales que reflejan mejor el consumo real a lo largo de todo un año, teniendo en cuenta las variaciones de temperatura: SCOP en modo calefacción y SEER en modo refrigeración.

No confundir, por lo tanto, dichos coeficientes, con el SPF, comentado anteriormente, fundamental para determinar si la energía capturada por la bomba de calor es o no renovable.

Ejemplo de cálculo de cuánto gasta una bomba de calor en una vivienda en España

Para cuantificar el gasto económico de la bomba de calor, debemos partir de la demanda térmica, es decir, la energía neta que el edificio pierde y que el sistema de bomba de calor debe reponer. Desarrollamos el ejemplo en modo calefacción.

• Comparativa bomba de calor vivienda aislada y no aislada

Para hacer el cálculo partimos de una vivienda de 100 m2, dentro de un edificio de viviendas, construida con el actual DB HE del CTE, donde la demanda térmica de calefacción es de 9,5 kWh/m2. La demanda anual total es de 950 kWh, que se cubren con una bomba de calor de SCOP de 4. El resultado es un consumo eléctrico de 237,5 kWh anuales equivalente a un coste de 42,75 euros al año, para un precio de 0.18 €/kWh.

El gasto económico puede cambiar porque existen factores que influyen en la demanda térmica de calefacción de la vivienda, entre ellos el grado de aislamiento térmico de la vivienda (año de construcción) y la zona climática.

A continuación, hacemos un nuevo cálculo,  para ver cuánto consume una bomba de calor en invierno. Esta vez, nos basamos en una demanda térmica de calefacción de 65 kWh/m2 y año para la misma vivienda de 100 m2, pero que no ha sido construida con criterios de ahorro energético. Dicha demanda supone un total de 6.500 kWh de demanda térmica al año. Si dicha demanda la cubrimos con la bomba de calor con un SCOP de 4, el resultado es un consumo eléctrico de 1.625 kWh anuales. Dicho consumo para un coste de 0,18 €/kWh, resulta en unos 292,5 euros anuales.

• Comparativa bomba de calor versus caldera de gas

Ahora hacemos la comparativa sustituyendo la bomba de calor de la vivienda anterior, por una caldera de gas natural con un rendimiento medio mucho menor, para comprobar que el gasto es superior. Con un rendimiento del 95%, el consumo de gas para la misma demanda térmica de calefacción es de 6.842 kWh anuales, equivalente a un coste de 547,32 euros al año, para un precio de 0.08 €/kWh.

Con todo ello, se deduce que, para los valores estimados de demanda térmica de calefacción, el gasto económico de la bomba de calor es un 47% inferior respecto del gasto asociado a la caldera de gas. Además, el gasto económico asociado al generador de calefacción (la misma bomba de calor en ambos casos), también es inferior (un 85% en el caso del ejemplo) si la vivienda está aislada teniendo en cuenta los estándares actuales de ahorro energético en los edificios.

Conclusiones

La bomba de calor representa el sistema de mayor eficiencia energética para la climatización en los edificios. Cumple con la visión de la actual Directiva 2024/1275 hacia la electrificación total y ofrece un ahorro tangible frente a sistemas que utilizan combustibles fósiles. La clave para maximizar el ahorro pasa por una correcta elección de la unidad terminal, el uso continuado y el mantenimiento de una temperatura de consigna estable, la hibridación con energías renovables y, sobre todo, el aprovechamiento de las condiciones del clima español que permiten a estos equipos trabajar en sus rangos de máximo rendimiento, además de una envolvente térmica fuertemente aislada.