Solar térmica

¿Cómo combino la solar térmica y una bomba de calor en un mismo acumulador?

Respuesta rápida

Utilice un acumulador de doble serpentín con el serpentín solar en el tercio inferior y el de la bomba de calor encima, y dé prioridad a la solar en la regulación. Así la bomba de calor solo eleva lo que el sol no ha podido aportar. El serpentín de la bomba de calor debe ser mucho mayor que el de una caldera (3 m² o más en un depósito de 250–300 L), porque entrega a 50–55 °C y no a 75 °C.

Imagen de portada: ¿Cómo combino la solar térmica y una bomba de calor en un mismo acumulador?

¿Por qué importa tanto el orden de los serpentines?

Porque las dos máquinas son sensibles a la temperatura, en sentidos opuestos. Los captadores solares son más eficientes cuando el fluido que vuelve al tejado está frío, así que el serpentín solar debe ir en la parte más baja del depósito, en el agua más fría. Una bomba de calor aire-agua pierde COP cuanto más caliente es el agua que se le pide, así que su serpentín debe ir más arriba, donde solo tiene que rematar el trabajo en un depósito que el sol ya ha precalentado.

Si se invierte el orden, el sistema se sabotea a sí mismo sin que se note: la bomba de calor calienta el fondo del depósito a 50 °C, el retorno del captador sube con él y la producción solar cae en un tercio o más. Una disposición correcta en capas preserva la estratificación: fondo frío, parte superior caliente y dos fuentes de calor que nunca se disputan los mismos litros.

¿Qué arquitecturas son viables?

ArquitecturaCómo funcionaMás adecuada para
Acumulador de ACS de doble serpentínSerpentín solar abajo, serpentín de la bomba de calor arriba, un solo depósitoRehabilitación y obra nueva, 250–400 L
Dos depósitos en serieUn depósito solar de precalentamiento alimenta el acumulador de la bomba de calorGrandes campos solares, acumulador de bomba de calor existente que merece la pena conservar
Depósito higiénico combinadoLa solar y la bomba de calor cargan un único volumen de inercia; el ACS se produce al instante en un serpentín o en un módulo de ACS instantáneaCalefacción y agua caliente combinadas, instalaciones sensibles a la legionela
Depósito de inercia más acumulador de ACS independienteLa solar carga el depósito de ACS; la bomba de calor usa el depósito de inercia para la calefacciónSistemas que necesitan separación hidráulica para zonificar o para el volumen de desescarche

El acumulador de doble serpentín es la opción por defecto para el agua caliente sanitaria. El depósito combinado se justifica cuando también se espera que la solar contribuya a la calefacción, porque un único volumen estratificado puede atender a los dos circuitos.

¿Por qué tiene que ser tan grande el serpentín de la bomba de calor?

Una caldera de gas entrega el calor a 70–80 °C, así que un serpentín de 1,0–1,5 m² basta para transferir su potencia. Una bomba de calor que funciona a 50–55 °C dispone de menos de la mitad de salto de temperatura con el que trabajar, y cada grado que se ve obligada a añadir le cuesta rendimiento. Por eso los acumuladores para bomba de calor llevan 3 m² o más de superficie de serpentín en un cuerpo de 250–300 L, normalmente entre 2,5 y 3 veces el de una caldera. La cuestión de la superficie del serpentín trata la aritmética en detalle.

El serpentín solar es otra cosa. Necesita aproximadamente 0,15–0,2 m² por m² de área de apertura del captador y puede ser más pequeño en términos absolutos, porque el circuito de captadores tolera un salto de temperatura mayor del que debería tolerar jamás una bomba de calor.

¿Cómo debe secuenciarse la regulación?

Prioridad solar, siempre: el kWh marginal del tejado es gratis, mientras que el de la bomba de calor no lo es.

  • Deje que la solar cargue sin restricciones hasta un límite del depósito de 70–80 °C, detrás de una válvula mezcladora termostática.
  • Fije una temperatura objetivo baja de ACS para la bomba de calor, normalmente 48–50 °C, y dele una franja horaria en lugar de una demanda continua. Cada grado por encima de 50 °C cuesta aproximadamente un 2–2,5 % del COP.
  • Retrase la demanda de agua caliente de la bomba de calor hacia la tarde en verano, para que el sol tenga la primera oportunidad sobre el depósito. Muchos controladores lo hacen con una sencilla condición de producción solar o de hora del día.
  • Mantenga el ciclo antilegionela, pero deje que la solar lo cubra cuando pueda: un depósito que alcanza 65 °C solo con energía solar en julio no necesita un ciclo eléctrico de pasteurización esa semana. Véase qué temperatura elimina la legionela con una bomba de calor.
  • Coloque las sondas de forma deliberada. La sonda del acumulador de la bomba de calor va en el tercio superior y la sonda solar del depósito en la parte inferior, junto a su propio serpentín.

¿Sigue compensando la solar térmica junto a una bomba de calor?

Sí. Una bomba de calor que produce agua caliente trabaja con un COP de ACS de aproximadamente 2,5–3,0, de modo que cada kWh solar ahorra unos 0,33–0,4 kWh de electricidad. Al precio medio de la UE para hogares, de unos 0,29 €/kWh (Eurostat, segundo semestre de 2025), eso vale 0,10–0,12 € por kWh solar, frente a unos 0,14 € cuando ese mismo kWh solar desplazaba gas a 0,123 €/kWh a través de una caldera de condensación; así, la solar conserva aproximadamente el 70–85 % de su valor junto a una bomba de calor. En mercados de precios altos como Alemania e Irlanda (0,39–0,40 €/kWh), cada kWh solar desplaza 0,13–0,16 € de electricidad, tanto como llegó a ahorrar frente al gas. Un campo de 4 m² con una producción de 450–600 kWh/m² ahorra aproximadamente 1800–2400 kWh de calor de bomba de calor al año, y ese ahorro aumenta con cada subida del precio de la electricidad.

Dónde compensa más:

  • Demanda de agua caliente alta y durante todo el año: familias numerosas, casas de huéspedes, pequeños hoteles, donde el depósito se vacía a diario y el sol siempre tiene dónde poner el calor.
  • Parada estival. Un campo solar dimensionado para el periodo de junio a septiembre permite que la bomba de calor se detenga por completo durante meses, lo que además elimina su servicio de peor COP del año.
  • Electricidad cara o conexiones a la red débiles, habituales en el sur de Europa y en Turquía, donde los kWh desplazados valen más.
  • Captadores existentes. Si ya hay solar térmica en el tejado, integrarla con una bomba de calor nueva es mucho más barato que sustituirla.

Solimpeks fabrica las dos partes de este sistema (captadores Wunder y bombas de calor Solimpeks con un COP de hasta 4,9 en A7/W35), y la respuesta técnica sincera es que lo que decide si la combinación rinde es el depósito, no la marca de ninguna de las dos máquinas.

Preguntas frecuentes

¿Pueden la solar térmica y una bomba de calor compartir el mismo serpentín?

No. Necesitan distintas temperaturas de impulsión, distintas superficies de serpentín y distintas posiciones de las sondas, y compartir un serpentín significa que una fuente siempre se enfrenta a la otra. Utilice un acumulador de doble serpentín o dos depósitos en serie.

¿Debe tener prioridad la solar o la bomba de calor?

La solar, en todos los casos. El calor solar es gratis en el margen, mientras que cada kilovatio hora de la bomba de calor cuesta electricidad. En la práctica significa un límite generoso del depósito solar y una franja de agua caliente de la bomba de calor desplazada a la tarde o a la noche.

¿Puede la solar térmica alimentar el lado de la fuente de la bomba de calor en lugar del depósito?

Es otra arquitectura, que se utiliza con bombas de calor geotérmicas y de salmuera: los captadores sin cubierta o los PVT híbridos elevan la temperatura de la fuente o regeneran el circuito geotérmico. Los captadores estándar con cubierta de vidrio suelen aprovecharse mejor para producir agua caliente directamente.

¿Qué tamaño debe tener el acumulador para ambas?

250–400 L para una familia de cuatro personas: volumen suficiente para que la bomba de calor haga ciclos de carga largos y eficientes, y suficiente para 40–60 litros por m² de captador. Los depósitos más pequeños obligan a ambas fuentes a hacer ciclos cortos y llevan a los captadores al estancamiento en verano.

Fuentes y lecturas recomendadas

Sobre el autor

Equipo de ingeniería de Solimpeks

Ingeniería solar térmica y de sistemas