Aerotermia y energía aerotérmica: qué es, funcionamiento, ventajas y productos
Actualizado el jueves, 23 marzo, 2023
La aerotermia está de moda y está revolucionando el mundo de la calefacción y climatización, pudiendo ser clave en la descarbonización del planeta. Se trata de una tecnología que utiliza la energía del aire para calentar y/o enfriar estancias. En este artículo te lo explicamos todo sobre ella: qué es la aerotermia, cómo funciona la energía aerotérmica, cuáles son sus ventajas, aplicaciones, etc.
¿Qués es la aerotermia o energía aerotérmica?
La aerotermia o energía aerotérmica, consiste en la extracción de la energía térmica del aire del ambiente exterior, mediante una bomba de calor, la cual realiza un “intercambio de calor”, incluida en un equipo de calefacción/climatización y/o obtención de agua caliente sanitaria.
Muchos profesionales y fabricantes, como el gallego Ecoforest, consideran la energía aerotérmica como una energía renovable, aunque según su eficiencia y rendimiento no lo es del todo al 100%, sino que lo sería en un 70% aprox. (lo cual no está nada mal), mientras que el 30% restante, sería la energía eléctrica que necesita gastar e introducir el equipo de aerotermia. No obstante, si esta energía eléctrica se obtiene de fuentes renovables, como la eólica o la solar, sí se podría tener todo un sistema de energía renovable para la climatización.
¿Cómo funciona un sistema de calefacción aerotermia?
La aerotermia extrae energía ambiental contenida en la temperatura del aire, incluso bajo cero, y la transfiere a la habitación o al agua corriente. Esto se consigue mediante el ciclo termodinámico que utiliza un gas refrigerante comprimido a bajísimas temperaturas.
Una de las piezas más importantes de este sistema, es la bomba de calor aerotérmica o caldera aerotermia. En los sistemas de aerotermia, la bomba de calor puede ser del tipo aire-aire o aire-agua, nombres en los que el primero de los dos términos indica el medio exterior (aire) con el que la máquina intercambia calor, mientras que el segundo, indica el medio interior.
Las bombas de calor son equipos que, utilizando un gas refrigerante en un ciclo termodinámico cerrado, transfieren calor entre dos focos a diferente nivel térmico, haciendo que el calor fluya de una temperatura más baja a una más alta. Ello se realiza por medio de sus componentes principales: Compresor, Condensador, Dispositivo de Expansión y Evaporador.
La bomba de calor, puede presentar solo un modo de calefacción, en el que se cede calor del foco caliente al frío, o también un modo de refrigeración que funciona de forma inversa. Estas bombas de calor reversibles o inverter, incorporan en su circuito un quinto elemento, la válvula de inversión o de 4-vías, que permite invertir el sentido del flujo del refrigerante y, consecuentemente, el del calor. De esta manera, el mismo equipo puede trabajar en modo calefacción y en modo refrigeración, ya que ambos intercambiadores pueden funcionar como evaporador o como condensador alternativamente.
Asimismo, en las bombas de calor se habla de “Unidad Exterior o Intercambiador Exterior”, que suele ser una batería y que contiene los elementos del circuito frigorífico que se sitúan en el exterior, y de la “Unidad Interior o Intercambiador Interior” (enlazada mediante tuberías de cobre a la Exterior) , que puede ser también una batería o un intercambiador de placas multitubular o coaxial, y contiene los elementos que se localizan en el interior del local/hogar o dan servicio al mismo.
En cuanto al funcionamiento de un sistema de refrigeración y calefacción aerotermia, en un primer paso, la unidad exterior de la bomba de calor de aerotermia, extrae el aire del exterior a través del evaporador. El calor del aire del exterior, cuya temperatura suele ser baja, pasa al refrigerante con la ayuda del ventilador. Entonces, la temperatura del refrigerante aumenta y pasa de gas a líquido por la presión del compresor (el cual emplea la energía eléctrica), generando una gran cantidad de energía o calor. Después, éste pasa por un condensador, donde calienta el agua sanitaria o sale como aire para que circule por los diferentes conductos de calefacción o aerotermia radiadores, según el tipo de bomba de calor.
Más tarde, el refrigerante dentro de la bomba de calor aerotérmica, vuelve a pasar a estado líquido y circula a través de la válvula de expansión, recuperando la temperatura e iniciando de nuevo el ciclo. En el caso de que se quisiera refrigerar una zona en vez de calentarla, el sentido del ciclo sería al revés.
En general, la aerotermia, se trata de un sistema muy eficiente incluso al momento de obtener aire del medio ambiente realmente frío, como con temperaturas de hasta -20 grados centígrados. ¿Y cómo es esto posible? Cualquier temperatura por encima del cero absoluto (-273,15ºC) contiene energía que un equipo de aerotermia puede utilizar. Así pues, aunque estemos por debajo de 0ºC, tenemos una gran cantidad de energía para aprovechar y bombearla desde el aire exterior hacia el interior de nuestras viviendas o negocios.
Cabe indicar que para proporcionar 100 unidades de energía térmica (calor), la aerotermia necesita inyectar unas 30 unidades de energía eléctrica. La cantidad exacta de ésta, dependerá del aparato utilizado, de su estado de mantenimiento, y de la diferencia de temperatura entre el exterior y el interior (ya que la eficiencia es mayor cuanto menor es la diferencia de temperatura). Con temperaturas exteriores de entre 4 y 6ºC, por cada kW-h eléctrico consumido, se suelen generar entre 3-4 kW térmicos. Esto es lo que se denomina COP o rendimiento térmico en calor, y es en lo que hay que fijarse a la hora de comprar un equipo de aerotermia para nuestro hogar o local. En la actualidad, prácticamente todas las bombas de calor con accionamiento eléctrico comercializadas tienen coeficientes COP superiores a 2,5. Por esta razón, el porcentaje de energía renovable es, en casi la totalidad de los casos, netamente superior al 60% del total de la energía aportada por los equipos.
Por otro lado, también es posible combinar la aerotermia con la geotermia (utiliza un circuito en el suelo o terreno), lo cual es rentable para edificios que suelen presentar grandes consumos. En este caso, las bombas de calor incorporan softwares de control muy avanzados, que permiten escoger en cada momento el funcionamiento óptimo y decidir si trabaja el sistema geotérmico, el sistema aerotérmico, o ambos a la vez.
Usos de la aerotermia. Instalación de una caldera aerotermia en el hogar
La aerotermia no solo sirve como calefacción, aire acondicionado o climatización, sino que también se utiliza como acumulador de agua sanitaria (ACS), para suelo radiante, radiadores, o piscinas climatizadas (en caso de que la bomba de calor sea (aire-agua), etc. Así pues, los principales usos de las bombas de calor de aerotermia son:
- Calentar el aire de las habitaciones o estancias: con las bombas de calor aerotérmicas es posible en cualquier época del año y sin importar la temperatura exterior del medio ambiente.
- Enfriar el aire de las habitaciones o estancias: este sistema es conocido como “inverter” y permite que la bomba de calor enfrié el aire exterior en épocas de calor. Si una bomba de calor aerotérmica no posee esta función, es posible hacerle una extensión para que lo haga.
- Servicio de agua sanitaria en la vivienda: gracias al ciclo de funcionamiento de las bombas de calor aerotérmicas, también es posible poder disfrutar de este servicio. Las mismas son capaces de calentar el agua, utilizando el aire como fuente principal de energía.
Por otra parte, los equipos de energía aerotérmica, están diseñados para establecer todo un sistema aerotermia vivienda unifamiliar, de mayor o menor tamaño, así como en pequeños y medianos edificios, siempre y cuando dispongan de emplazamiento para las unidades exteriores. Cabe indicar que en lo que se refiere a la ubicación de la vivienda, cuanto más cerca esté de la costa, el sistema de aerotermia será más eficaz, ya que tendrá temperaturas menos extremas.
Pero además, las bombas de calor aerotérmicas no están solamente destinadas para el uso en los hogares, sino que son muchas las empresas o fábricas que se deciden por la instalación de las mismas y de esta forma, pueden reducir el nivel de CO2.
En cuanto a su instalación, en concreto, las bombas de calor aire-agua no necesitan grandes reformas o espacios, por lo que son perfectas para la modernización de instalaciones de calefacción ya existentes, aprovechando incluso los sistemas actuales, mediante la hibridación o combinación de diferentes tecnologías. Asimismo, los sistemas con bombas de calor aire-agua también se pueden ampliar fácilmente, como por ejemplo, con paneles solares y calderas de condensación.
Cuando funciona para calefacción, el aparato de aerotermia extrae calor del aire exterior y lo inyecta en el interior, y cuando funciona para refrigeración, extrae calor del aire interior y lo libera al exterior. Este sistema transporta la energía al interior de la vivienda, primero a través de un circuito frigorífico, y luego dentro de los radiadores aerotermia, distribuidos a lo largo de las distintas estancias, calentando o enfriando el espacio finalmente. Y por su parte, el agua caliente sanitaria, se obtiene mediante el traslado de la energía térmica desde la unidad exterior hasta un depósito de acumulación que permite disponer de ella en cualquier momento.
Así pues, además de funcionar como una alternativa muy eficiente, la aerotermia supone una solución perfecta para aquellas viviendas que no disponen de acceso a un sistema de gas canalizado. Además, como ventaja adicional, su ubicación en el exterior hace poder prescindir de destinar un lugar al equipo dentro del inmueble, eliminando cualquier problemática estética o de búsqueda de espacio.
Aerotermia productos y precios
En general, las bombas de calor de aerotermia comercializadas actualmente, tienen coeficientes de COP superiores a 2,5, con lo que su porcentaje de energía renovable suele ser superior al 60% del total de la energía aportada por los equipos. Además, estas bombas aerotérmicas están diseñadas y construidas para obtener el máximo rendimiento en condiciones climáticas exteriores severas, tanto en invierno como en verano.
Con el auge que está teniendo la energía aerotérmica hoy en día, existen muchas marcas punteras, fabricantes y distribuidores que fabrican, venden e instalan equipos de aerotermia en casas, edificios o empresas. En concreto, la aerotermia Galicia, ha sido y está siendo muy importante y destacable, con empresas fuertes como Ecoforest, dentro del área de la aerotermia Vigo.
Si hablamos de precios, hay que decir que la aerotermia es cara, o por lo menos lo puede parecer al principio, ya que a la larga, nos supondrá un gran ahorro en nuestras facturas de calefacción. Por ejemplo, un precio orientativo de un sistema de aerotermia, podría situarse entre los 6000 y 7000 euros, e incluiría: una bomba de calor aerotérmica calor-agua de 19kW, un grupo hidráulico, un depósito de intercambio de 100 litros y su instalación y montaje, habiendo que sumarle la instalación interior aparte, en caso de no disponer de ella.
También es verdad que uno mismo puede llevar a cabo la instalación de un sistema de aerotermia en su casa, en el caso de realizar una reforma o actualización del sistema de calefacción, ya que también hay a la venta los distintos elementos del sistema por separado, sin embargo, es interesante e importante que se cuente con instaladores expertos o empresas que tengan experiencia en la instalación de este tipo de sistemas, y más aun si se trata de una vivienda nueva.
Ventajas e inconvenientes de una instalación aerotermia
Finalmente, dado que existen variadas opiniones sobre la aerotermia, aquí os resumimos ahora sus principales ventajas o beneficios y los inconvenientes, desventajas o posibles problemas aerotermia.
En cuanto a las ventajas de la aerotermia, tenemos:
- La aerotermia es muy eficiente, ya que consume menos energía eléctrica que los sistemas de calefacción tradicionales.
- Supone un ahorro de dinero a medio y largo plazo, tanto en la factura eléctrica como en la de calefacción.
- Se trata de una energía sostenible.
- La bomba aerotérmica casi no requiere mantenimiento, es como un electrodoméstico más.
- No produce combustión, por lo que no hay humos ni residuos, siendo una energía más limpia y segura.
- Su instalación es sencilla.
- Se puede combinar con otros sistemas o tecnologías, así como adaptar a sistemas de calefacción ya existentes.
- Permite obtener calor en invierno y frío en verano, con la bomba inverter.
- También se puede generar agua caliente sanitaria (con la bomba aire-agua).
- Tiene bajas emisiones de CO2.
- El equipo requiere poco espacio y no necesita conductos de evacuación de humos o chimeneas.
- No utiliza combustibles fósiles, ya que emplea la energía térmica del aire en gran parte.
- El retorno de la inversión se produce en poco tiempo, en la mayoría de los casos.
Y con respecto a los inconvenientes o desventajas de la aerotermia, tenemos:
- Su coste inicial es alto.
- No es 100% renovable.
- Requiere de una unidad en el exterior de la vivienda, a la intemperie.
- En zonas climáticas muy frías es menos eficiente o rentable, por lo que es posible que se necesite un método de calefacción de respaldo
- Para obtener el máximo ahorro, es recomendable disponer de suelo radiante o radiadores de baja temperatura.
- Su instalación suele implicar que haya que aumentar la potencia contratada de electricidad.
Fuente principal: Wikipedia
