La aerotermia como climatizacion dentro del marco del medio ambiente

¿Qué es la aerotermia?

La aerotermia consiste en un sistema compuesto por un equipo de calefacción / climatización y/o generación de agua caliente sanitaria, que se basa en extraer energía gratuita del aire exterior (ambiente) mediante una bomba de calor inverter.

¿Cómo funciona la aerotermia?

En el aire acondicionado o climatización convencional que todos conocemos, las bombas de calor se utilizan para calentar o enfriar aire de los locales a climatizar.

Son los sistemas denominados aire-aire o de expansión directa de un refrigerante.

En los equipos térmicos de aerotermia, las bombas de calor que se utilizan son, a diferencia de las anteriores, del tipo aire-agua. Su funcionamiento es similar a las bombas de calor aire-aire con la diferencia de que el calor o el frío se cede a un circuito con agua.

Por lo tanto, en modo calefacción se extrae energía del ambiente exterior y se cede al agua que se aporta al circuito que forma el sistema de calefacción y/o generación de agua caliente sanitaria.

Recordamos que, un sistema de calefacción por suelo radiante utiliza el agua a baja temperatura para calefactar un local.

Las bombas de calor que se utilizan en aerotermia están diseñadas y construidas para obtener el máximo rendimiento en condiciones climáticas exteriores severas, tanto en invierno como en verano.

¿Por qué la aerotermia se considera una energía renovable?

Como he comentado en el apartado anterior, los equipos de aerotermia absorben la energía contenida en el aire exterior.

Para que os hagáis una idea, una bomba de calor de aerotermia utiliza un 75% de energía renovable y un 25% de energía eléctrica.

Aerotermia: 75% de Energía Renovable

¿Cómo es posible obtener energía del aire exterior en invierno?

Con la Aerotermia, se usa el principio de funcionamiento de la bomba de calor, extrayendo energía del aire exterior para cederla en el interior calentando el agua del circuito de suelo radiante, radiadores etc.

Cualquier gas (aire) que esté con una temperatura superior al cero absoluto (-273ºC) contiene energía. Y esa energía, es la que aprovechan los equipos de aerotermia.

¿De qué consta un equipo de aerotermia?

Para que lo entendamos todos, la Aerotermia consta de una o varias unidades exteriores en donde se capta la energía del aire exterior absorbida por un refrigerante.

Por otro lado, se dispone de una unidad interior enlazada mediante tuberías de cobre a la unidad exterior.

El refrigerante, circula por la tubería en forma de gas donde en la unidad interior cede el calor condensando y retornando de nuevo a la unidad exterior en forma de líquido, para comenzar de nuevo el proceso.

Por lo tanto, en funcionamiento de invierno la unidad exterior actúa como evaporador cediendo frío al ambiente exterior mientras que la unidad interior actúa como condensador cediendo el calor al agua que se distribuye por el sistema de calefacción, ya sea suelo radiante, radiadores etc.

Todo este sistema en circuito cerrado, necesita de un compresor (como el de las neveras de casa) para conseguir aumentar la presión y la temperatura del refrigerante una vez que ha absorbido energía del ambiente. El compresor es el elemento que consume la mayor parte de la energía eléctrica.

¿Dónde se puede utilizar el sistema de aerotermia?

Los equipos de Aerotermia están diseñados para utilizarse en viviendas, unifamiliares, así como pequeños-medianos edificios.

Se puede instalar tanto en edificios nuevos como existentes que dispongan de emplazamiento para la/s unidad/es exteriores.

La aerotermia se puede utilizar para aportar calor a un sistema de radiadores convencionales, radiadores de baja temperatura, suelo radiante, fan- coils, así como para la generación de agua caliente sanitaria

¿Cuál es la eficiencia energética de la aerotermia?

Para tener claro el ahorro que puede generar un equipo de Aerotermia, debemos quedarnos con la idea de que, en condiciones normales, con temperaturas exteriores de entre 4 a 6ºC, por cada kW-h eléctrico consumido se generan entre 3-4 kW térmicos.

Es lo que se denomina COP o rendimiento térmico en calor, que en tanto por ciento es, de entre el 300 – 400%.

Ahorro energético con aerotermia

Debemos tener en cuenta, además, que el rendimiento o COP aumenta a medida que la temperatura de impulsión del agua del sistema de calefacción disminuye. Esto se da en instalaciones de calefacción de suelo radiante, radiadores de baja temperatura etc.

 Así mismo, el rendimiento del equipo dependerá de las condiciones climatológicas exteriores y en concreto de la temperatura del aire.

Ejemplo de la eficiencia energética de la aerotermia

Veámoslo con una gráfica correspondiente a un equipo de aerotermia, donde se observa cómo varían los rendimientos en función de la temperatura exterior y la de impulsión del agua del sistema de calefacción:

Gráfica Rendimiento Aerotermia (Fuente: Daikin)

En el eje de abscisas (eje horizontal), se representan los valores de la temperatura del ambiente exterior y en el eje de ordenadas (eje vertical) el valor del COP o rendimiento en modo calefacción. En colores, la temperatura de impulsión de agua.

Como vemos, cuanto más baja sea la temperatura impulsión de agua y el la temperatura exterior no sea muy fría, el COP (rendimiento) aumenta.

Por el contrario, cuanto más disminuye la temperatura exterior más se reduce el rendimiento de la máquina y menos será el ahorro energético.

¿Qué ahorro energético se obtiene con la aerotermia?

Un equipo de aerotermia, proporciona un ahorro energético considerable en comparación con sistemas convencionales de producción de calor y agua caliente sanitaria.

Como hemos visto, el ahorro energético será considerable si se trata de un clima templado en invierno y en combinación con sistemas de calefacción como el suelo radiante o radiadores de baja temperatura.

En la siguiente gráfica, se indica de forma aproximada el ahorro en tanto por ciento de una instalación de aerotermia con respecto a una instalación con caldera de condensación.

% de Ahorro Aerotermia con respecto a Caldera de Condensación
(Fuente: Tesis Doctoral de Esther Jiménez Macías (Universidad de la Rioja)

El ahorro energético de la aerotermia con suelo radiante con respecto a una instalación con caldera de condensación es del 53 % en la ciudad de Madrid.

La comparación, está realizada con uno de los equipos más eficientes como es la caldera de condensación. Con otros combustibles y equipos el ahorro sería más elevado.

¿Cuál es el precio de la instalación de un sistema de aerotermia?

Depende de la marca comercial que instalemos, ya que hay mucha variedad de equipos en el mercado.

Un precio orientativo estaría en torno a 6.000 – 7.000 Euros, que incluiría:

·         Una bomba de calor aire-agua de 19 kW (vivienda unifamiliar de 250 m2 aprox.)

·         Grupo hidráulico

·         Depósito de inercia de 100 litros

·         Montaje

A esto, habría que sumarle la instalación interior en caso de no disponer de ella.

¿Cuáles son las ventajas de la aerotermia?

Las principales ventajas de un sistema de aerotermia son:

·         Alta eficiencia energética y menores costes de explotación

·         Instalación sencilla.

·         Grandes ahorros con sistemas de calefacción a baja temperatura (suelo radiante).

·         Adaptable a instalaciones existentes.

·         Obtención de calor en invierno y refrescamiento en verano con la inversión del ciclo.

·         Posibilidad de generar agua caliente sanitaria.

·         Energía renovable y limpia.

·         Bajas emisiones de CO2.

·         Requiere poco espacio. Ideal si no disponemos de sala de calderas.

·         No se necesitan conductos de evacuación de humos (chimeneas).

·         Opción muy recomendable para lugares sin suministro de gas natural.

·         Periodos de retorno medio-bajos.

¿Cuáles son los inconvenientes de la aerotermia?

Antes de realizar una instalación de aerotermia debes saber que:

·         Su coste es más elevado que otros sistemas.

·         Requiere de espacio para la ubicación de la unidad exterior.

·         En zonas climáticas muy frías el rendimiento se reduce.

·         Para obtener el máximo ahorro, es necesario disponer de una instalación de suelo radiante o radiadores de baja temperatura.