Comparación entre caldera de gas y bomba de calor

• Características técnicas de bomba de calor y caldera de gas
• Comparación entre ambos sistemas
• Tabla resumen del apartado comparación

Fuente de la imagen: ©Superpools.mx

Los diferentes tipos de climas y factores climatológicos siempre han estado ahí, y con ellos los fenómenos adversos como son la lluvia, el frío, o el calor. Gracias al desarrollo de la tecnología y los avances en los sistemas de calefacción, las viviendas actualmente son un lugar donde podemos alcanzar ese confort térmico que tanto deseamos diariamente. Algunos de esos sistemas que nos ayudan a mantener y mejorar las temperaturas, tanto del aire como del agua sanitaria, son la bomba de calor y la caldera de gas.

Dado que actualmente, los usuarios se preguntan constantemente, en muchas conversaciones y foros, qué sistema se adapta mejor a sus viviendas y que características comprende a cada a uno, hoy veremos de qué se trata cada uno y los compararemos. Basándonos en sus características principales vamos a realizar un análisis comparativo de ambos sistemas. Pero antes, debemos conocer el funcionamiento de ambos sistemas:

La bomba de calor es un sistema de aerotermia que nos puede ofrecer calefacción, agua caliente sanitaria y refrigeración, basándose su funcionamiento en la extracción del calor del aire del ambiente. Su funcionamiento es sencillo y consiste en un circuito por el que circula un fluido refrigerante, y por el cual el sistema es capaz de aprovechar el calor del exterior para calentar la vivienda, o de extraer la energía térmica del interior para su refrigeración. He aquí donde la bomba de calor ejerce, aumentando la temperatura del refrigerante hasta la necesaria para nuestro hogar.

La principal característica por la que destaca este sistema es su alto rendimiento frente a otros sistemas de calefacción. La bomba de calor tiene un valor de COP de entre 2 y 6 (alrededor de 4 suele ser lo más común). En otras palabras, por cada 1 kWh que consume, pueden producir entre 2 y 6 kWh de calor, alcanzando rendimientos máximos del 600%. Esto denota de la gran eficiencia del sistema, ya que el aprovechamiento de la energía es totalmente excelente. Por otro lado, no consume ningún tipo de combustible fósil o materia prima, y tampoco emite ningún tipo de contaminante hacia el exterior, más allá del recambio de líquido refrigerante cuando se realice mantenimiento.

La caldera de gas contiene un sistema que se basa en el aprovechamiento del calor generado en la combustión. Mediante canalizaciones, se introduce el gas que después de combustionar, liberar calor. Este calor llega mediante los gases generados en la combustión y se transmite a través de un intercambiador de calor por el que circula el agua. De esta manera podemos conseguir calentar el agua sanitaria y abastecer a las viviendas y edificios.

Con respecto a su funcionamiento general, también cabe destacar que algunas utilizan un acumulador que mantiene el calor del agua, y otras son de uso instantáneo. También se pueden clasificar según su tipo de instalación y el sistema de combustión. Veamos qué tipos existen y analicemos sus rendimientos y eficiencia:

• Calderas estancas: Son las calderas más clásicas, con un rendimiento cercano al 90%.

• Calderas de condensación: Estas calderas consiguen entre un 10% y un 20% más de rendimiento que las estancas. Su funcionamiento se explica de forma sencilla. Mediante un ventilador eléctrico, se hace condensar el vapor de agua presente en los gases de combustión. El calor de este vapor aprovecha para precalentar el agua que entra a la caldera. De esta forma, el salto térmico que ha de realizar el agua es menor, con lo que se necesita quemar menos combustible y se mejora su rendimiento.

• Calderas de bajo NO_X: Las calderas de este tipo no llegan a los rendimientos de las de condensación, pero sí superan los de las estancas. Habitualmente estas calderas trabajan con gas natural o butano, ambos gases que al reaccionar con el oxígeno generan compuestos contaminantes como el CO₂, compuestos NO_X ó SO₂.

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Si hacemos un repaso a las características principales de cada sistema por separado, puede que la bomba de calor tenga ventaja respecto a las calderas. Obviamente de cara a los objetivos de descarbonización para el 2050, la decisión final hace que la balanza se incline notablemente. Pero por otro lado, también debemos analizar algunos aspectos como el rendimiento, el uso, el tipo de combustible, mantenimiento entre otros; que pueden hacer que la balanza se incline aún más o alcance un poco de equilibrio. Veamos en qué aspectos se diferencian o son iguales ambos sistemas:

La realidad nos acerca a descubrir que con el paso de los años, los combustibles fósiles irán cayendo en desuso de cara a conseguir los objetivos de descarbonización en el 2050. En relación a estos objetivos la bomba de calor puede ser una solución más efectiva si queremos apoyar esta iniciativa. Y es que la bomba de calor consume energía eléctrica que, a día de hoy, es un recurso mucho más caro que el gas; pero que gracias al COP de la bomba de calor, 1 kW los transforma en 4kW. Es decir, el consumo del kW/h térmico en la Bomba de calor es de 0.042 €/kWh mientras que en la caldera de gas es de 0.060 €/kWh

Por otro lado, la caldera de gas es una alternativa de calefacción que nos resulta más costosa, ya que el gas natural como combustible fósil no es barato y para producir 1 kW gastaría más combustible. Para hacernos una idea, un gasto bajo de consumo básico mensual utilizando un sistema de calefacción por caldera de gas, nos puede suponer entre 50-60 €. Sin embargo, el consumo mensual con un sistema de bomba de calor rondará sobre los 40-50 €. Lógicamente en el caso de que la bomba de calor funcione a partir de electricidad generada por energías renovables (paneles fotovoltaicos o sistemas eólicos), no existe discusión alguna.

Así como el consumo energético es importante, el coste o desembolso que nos va a llevar la instalación de ambos sistemas también debemos tenerlo presente. Principalmente ambos sistemas son opciones que ocupan poco espacio para su instalación y requieren áreas ventiladas. La caldera de gas necesita de una instalación bastante cuidadosa para evitar accidentes por fugas en las tuberías, mientras que la instalación de la bomba de calor es mucho más sencilla.

El coste de la instalación de una bomba de calor (sistema + mano de obra de instalación) para casas unifamiliares puede rondar entre los 2.000 – 6.000 €. En el caso de la caldera de gas, la instalación puede tener un coste total de 1.000 – 2.200 €.

En aspectos como el rendimiento, la balanza si se decanta notablemente por la instalación de una bomba de calor. Si comparamos el rendimiento de la bomba de calor, frente al resto de sistemas de calefacción, no existe duda de que se trata del aparato más eficiente. Como hemos comentado anteriormente, la bomba de calor tiene una valor 4, mientras que la caldera de gas más eficiente, que es la de condensación “solo” alcanza un valor cerca del 1,09. No obstante, la caldera es el método más rápido pues calienta el agua de una manera bastante eficiente. Por otro lado, la bomba de calor es de acción lenta.

También la bomba de calor tiene sus deficiencias cuando las temperaturas cambian en gran medida. Por ejemplo, la caldera de gas no depende para nada de la temperatura del ambiente para funcionar, mientras que la bomba de calor no podrá funcionar en su máximo rendimiento si la temperatura es menor de 5ºC en invierno y mayor de 35ºC en verano. Por tanto, si hacemos un cálculo de la eficiencia global de cada sistema y obtenemos un valor mucho más alto en el caso de la bomba de calor con 1,68 que en la caldera de condensación a gas con 0,91, respectivamente.

Aunque los combustibles fósiles son la fuente de energía más contaminante (emite casi una tonelada de CO2 por cada megavatio/hora generado), no hay que perder de vista que otras tecnologías emisoras de este gas siguen teniendo un protagonismo destacado en la producción de electricidad en nuestro país. Este es el caso del ciclo combinado, que emite casi media tonelada de CO2 por cada megavatio/hora que generan las centrales de ciclo combinado quemando gas natural para producir electricidad.

Los cálculos en emisiones considerando que una caldera doméstica de gas natural eficiente genera unos 215 gr de CO₂ por kWh térmico. Se supone entonces que en un sistema eléctrico en el que se emitiese de media menos de esa cantidad de CO₂ por kWh producido merecería la pena enchufar un aparato eléctrico. Si nos basamos en el caso de la bomba de calor, cada kWh eléctrico consumido va a aportar varios kWh térmicos. Por lo cual, si se enchufa a la red eléctrica emitirá entonces 71 gr de CO₂ por cada kWh térmico. Si tuviera un valor más eficiente superior a 4, por ejemplo 6,5, bajaría las emisiones a 38 gr por kWh.

Uno de los principales consumo de energía de tu vivienda es la producción de agua caliente. En estos aspectos ambos sistemas son fabricados para poder suministrar y dar servicio de agua caliente sanitaria a toda la vivienda. Si en tu vivienda tienes calefacción por agua el sistema elegido para producir el agua caliente es recomendable que esté acorde al empleado en la calefacción. Por eso te resultará beneficioso usar la misma fuente de calor para producir ACS y calefacción y así conseguir ahorros y mejoras de rendimiento.

Dato: Actualmente existen sistemas de bomba de calor que producen únicamente ACS para tu casa. Su aspecto es similar a un termo eléctrico, algo más grande, y debe canalizarse una chimenea como si fuera una salida de humos. Son equipos muy eficientes e interesantes en reformas de pisos en las que no se desea tocar el sistema de climatización.

En este tema si que la caldera de gas no tiene nada que hacer frente al servicio de refrigeración que puede dar una bomba de calor. Aunque su propio nombre cree confusión y no se crea capaz, la bomba de calor puede suministrar a la misma vez que nos da calefacción, también nos puede dar refrigeración. Este ciclo de refrigeración es igual al que se usa en la mayoría de los refrigeradores domésticos, así como en muchos de los grandes sistemas de refrigeración comerciales e industriales.

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Cuando nos disponemos a instalar un sistema en nuestra vivienda siempre lo hacemos de tal manera que podamos aprovecharlo durante mucho años y que no nos quite mucho tiempo realizando su mantenimiento. En el caso de la bomba de calor, la vida útil es prolongada y puede llegar a durar hasta una década. Por otro lado, la caldera con el paso de los años requerirá de más mantenimiento, cambio de refacciones y ajustes frecuentemente.

La caldera de gas al ser un sistema de combustible fósil necesita un mantenimiento más específico y de manera frecuente. Un fallo en el sistema por no darle un mantenimiento adecuado paulatinamente nos puede dejar sin abastecimiento de ACS y calefacción en épocas invernales donde su uso es mayor. Este tipo de mantenimiento en la bomba de calor no debe realizarse con tanta frecuencia como en la caldera. Nuevamente, ¡punto para la bomba de calor!

A nivel de eficiencia ambos sistemas son competitivamente destacables dentro de los diferentes sistemas de calefacción. La bomba de calor tienen valores de COP muy buenos llegando al 6 en algunos casos. O lo que es lo mismo, por cada 1 kWh que consumen, pueden producir hasta 4 - 6 kWh de calor, alcanzando rendimientos máximos del 600%. Por ello es por lo que se les califica de sistemas de alta eficiencia y respetuosos con el medio ambiente, ya que el aprovechamiento de la energía es excelente.

Por otro lado, la eficiencia de las calderas de gas en ningún caso se consigue alcanzar el 200% pero que una máquina pueda acercarse al 90-110% también es factible.

¿Tengo piscina qué es mejor? - Quizás este ejemplo te puede ayudar:

Si lo que buscas es que tu piscina se caliente lo más rápido posible, una caldera es ideal para ti. Para estos casos se aconseja instalar una caldera de mayor capacidad para los m³ de agua, con la finalidad de calentar más rápido y tener menos consumo de gas. De lo contrario deberás considerar su alto consumo de gas y los costos. No obstante, si no te interesa el tiempo que tarda en calentarse el agua, una bomba de calor es una opción bastante confiable. Poco a poco irá absorbiendo el calor del aire y tu piscina quedará lista para un gran chapuzón. Finalmente, las bombas de calor tienen una durabilidad garantizada.

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