¿Aerotermia ACS o energía solar para producir agua caliente?

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22/02/2018

La aerotermia es una tecnología limpia que extrae la energía del aire y la transfiere al ambiente interior o al agua caliente mediante una bomba de calor. Con este sistema podemos disponer de calefacción en invierno, refrigeración en verano y ACS, agua caliente sanitaria durante todo el año.

Precisamente, a la hora de realizar una instalación de agua caliente sanitaria, la normativa actual y en concreto, el Código Técnico de la Edificación – CTE – en su documento básico DB HE4 sobre la contribución solar mínima para la producción de ACS indica que la energía solar térmica puede ser sustituida por otras fuentes de energía renovables siempre que las emisiones de CO2 y el consumo de energía primaria no renovable de la instalación alternativa sean iguales o inferiores a la instalación solar térmica.

¿Es la aerotermia una energía renovable?

Aunque la bomba de calor aerotérmica necesita la electricidad para su funcionamiento, la  aerotermia está incluida dentro del grupo de las energías procedentes de fuentes renovables según la Directiva Europea 2009/28/CE, siempre que la bomba de calor supere un cierto rendimiento (COP) mayor de 3.

En la actualidad prácticamente todas las bombas de calor con accionamiento eléctrico comercializadas tienen coeficientes SCOPnet significativamente superiores a 2,5. Por esta razón, el porcentaje de energía renovable es, en casi en casi la totalidad de los casos, netamente superior al 60% del total de la energía aportada por estos equipos, lo que es una muestra de la gran cantidad de energía renovable que son capaces de suministrar las bombas de calor aerotérmicas.

Y es en este punto, donde comienza el debate que se está llevando a cabo en el sector de la construcción: ¿Aerotermia o energía solar para la producción de agua caliente?

Como en todos los debates hay defensores a ultranza de la energía solar que hasta la fecha ha sido la más empleada y otros que ven en la aerotermia la solución ideal para las instalaciones de agua caliente sanitaria. A continuación, analizaremos ambas opciones, explicando desde un punto de vista general, las ventajas e inconvenientes de ambos sistemas.

Energía solar

Ventajas

  • La energía solar como tal es una energía que se puede considerar 100% gratuita, solo tiene consumos mínimos en bombeo (el consumo real está en la energía de apoyo).
  • Se trata de una energía muy silenciosa, no va asociada a elementos que generen mucho ruido.
  • la energía solar térmica casi no produce contaminantes, como productos químicos tóxicos o gases de efecto invernadero ( a excepción de la contaminación que pueda emitirse en la fabricación de los paneles)
  • La utilización de este recurso nos hace menos dependientes de otros como pueden ser el petróleo, gas, etc.
  • Puede combinarse con otros sistemas

Inconvenientes

  • Aunque es una energía 100% gratuita necesita siempre de otra energía de apoyo debido a que el nivel de radiación fluctúa en función de la estación del año en la que estemos y de la climatología.
  • Cuando se utiliza para calentar agua en uso doméstico, se da la circunstancia que las épocas del año en las que tenemos más sol son aquellas en las que menos se necesita su uso y viceversa.
  • Dificultad de ubicación; en ocasiones la ubicación de los paneles solares en las cubiertas de los edificios puede resultar bastante complicada.
  • Los paneles solares no necesitan de grandes trabajos de mantenimiento, pero la realidad es que, en muchos casos se realiza un mantenimiento inadecuado e incluso inexistente que puede provocar que la instalación no funcione con el nivel de eficiencia adecuado.
  • Cuando se produce un funcionamiento inadecuado generalmente los usuarios no lo perciben ya que entra en funcionamiento la instalación de respaldo para cubrir la demanda. Esta situación provoca que aparentemente la instalación funcione con normalidad, pero el consumo energético se dispare.

Aerotermia ACS

Ventajas

  • Aunque se puede implementar con otros sistemas de producción de energía podemos llegar a generar el 100% de la demanda de ACS ya que siempre puede extraer energía del aire (no le influyen en cuanto a fiabilidad las condiciones climatológicas, no obstante, sí que pueden afectar al rendimiento del equipo).
  • Facilidad de instalación; la ubicación de estos equipos suele ser sencilla ya que ocupan mucho menos espacio que los paneles solares y se pueden instalar tanto a la intemperie como en el interior.
  • Se  puede adaptar a instalaciones ya existentes por lo que es un sistema idóneo tanto para obra nueva como para rehabilitación.
  • Son equipos de una elevada eficiencia energética y elevados rendimientos: por cada kW consumido puede generar en torno a 4 kW en ACS.

Inconvenientes

  • En zonas climáticas muy frías su rendimiento puede ser algo inferior
  • Su instalación suele implicar que haya que aumentar la potencia contratada en electricidad, necesaria para su funcionamiento.
  • Aunque los equipos no suelen generar muchos decibelios su nivel de ruido es mayor que una instalación solar

Como suele suceder en estos casos, las ventajas de una tecnología suelen ser las desventajas de la otra, aunque en líneas generales, podemos decir que ambas opciones pueden ser adecuadas para cubrir nuestras necesidades de confort.

Uno de los factores claves para decantarse por una u otra opción puede ser el nivel de radiación solar en la zona donde esté ubicada la vivienda, o el espacio del que vayamos a disponer para su instalación.

Ambas tecnologías se pueden llegar a implementar tanto de forma individual como con otras soluciones conjuntas aprovechando las ventajas de cada una de ellas.

Como en todos los debates seguro que hay criterios dispares; experiencias positivas y opiniones contrarias a cada una de estas tecnologías, pero desde E-ficiencia nos gustaría conocer tu opinión y experiencia en este ámbito.

8 comentarios en “¿Aerotermia ACS o energía solar para producir agua caliente?”

  1. Buenas, me gustaría que me resolvieran una duda, les expongo:
    Hace solo unos meses nos instalaron la Aerotermia ,calefacción,refrigeración y ACS mi equipo es de 150 litros.
    Una ducha de 5 minutos, y una segunda de 2 minutos es todo lo que podemos hacer con agua caliente, esto es normal que se nos acabe el agua caliente tan rápido?
    Gracias

    1. Buenas Isabel, a nosotros nos pasa también lo mismo peo con un equipo de 260 litros. Los grados les tengo en 57. Si alguién nos puede aportar algo sería de agradecer.
      saludos a todos.

    2. Eduardo Cortina

      Hola Isabel,
      En general, ya sea un sistema de ACS (Agua Caliente Sanitaria) generado por una caldera de Gas Natural, o por un equipo de Aerotermia, cuando te duchas, el tiempo que puede durar un servicio de ACS razonablemente confortable (normalmente 40ºC) depende de estos 7 factores. Al final de cada factor, indicaré «¿cómo mejorar cada factor?»:

      (1) Potencia de producción. Ejemplo: supongamos 2 aerotermias, una con el doble de potencia (kW) térmica en el condensador (calentamiento), que la otra. Con las mismas temperaturas de red (normalmente 10ºC) y las mismas temperaturas de consumo (40ºC), la aerotermia con doble potencia, producirá el doble de caudal de ACS.
      ¿Cómo mejorar este factor? … aumentando la potencia de la Aerotermia, seleccionando un modelo más potente.

      (2) Consigna de temperatura de acumulación del ACS. Ejemplo: Para una misma temperatura de red (10ºC), a mayor consigna de acumulación, la Aerotermia acumulará una mayor energía en el depósito acumulador de ACS, y cuanta más energía se acumule, tendremos una mayor duración del servicio de ACS confortable (40ºC).
      ¿Cómo mejorar este factor? … aumentando la temperatura de consigna de acumulación al máximo posible.

      (3) Posición vertical de la sonda que informa al control sobre la temperatura real de acumulación. Ejemplo: supongamos una temperatura de consigna de acumulación de 50ºC (valor típico en vivienda). La posición vertical de la sonda de acumulación en el depósito es muy importante para el aprovechamiento del volumen del acumulador de ACS. En efecto, como el ACS dentro del depósito de acumulación tiende a estratificarse, si la sonda de acumulación se instalara en el punto más alto del acumulador, al alcanzar los 50ºC (consigna acumulación ACS) la Aerotermia se pararía, pero debido a la estratificación térmica, la mayor parte del acumulador de ACS estaría a una temperatura inferior a 50ºC y por tanto, la energía acumulada sería pequeña. Sin embargo, en el supuesto de que la sonda de acumulación se colocara en el tercio inferior del acumulador, éste acumularía más energía ya que si la Aerotermia ha parado cuando teníamos 50ºC en el tercio inferior del depósito, la estratificación nos asegura que todo el ACS del acumulador por encima del tercio inferior, es decir, 2/3 partes del acumulador estarán a una temperatura superior a 50ºC.
      ¿Cómo mejorar este factor? … Instalar la sonda de temperatura de acumulación en el punto más bajo posible.

      (4) Caudal efectivo de ACS que se introduce en el acumulador durante el consumo. Ejemplo: cuanto más caudal de agua se introduzca en la entrada inferior del acumulador, más rápidamente se vaciará y agotará la energía acumulada y por tanto, antes terminará el periodo de ducha confortable. Este punto está muy relacionado con la presión de suministro del agua de red que se introduce en el sistema de ACS.
      ¿Cómo mejorar este factor? … Reducir la presión de suministro del agua de red hacia el sistema de ACS.

      (5) Diseño difusor del ACS en la entrada del acumulador. Ejemplo: es importante que se rompa el «tubo de líquido frío» que entra por la parte inferior del acumulador cuando nos estamos duchando. Está demostrado que las corrientes de agua a distintas temperaturas, al tener distintas densidades, tienen a no mezclarse entre ellas. Este efecto podría generar un «tubo físico de agua fría» recorriendo verticalmente el volumen de acumulación hasta la parte superior y, aunque se diera una cierta mezcla con el agua caliente del depósito, el agua saliente hacia los puntos de consumo, podrían estar a una temperatura claramente inferior a los 50ºC de acumulación. Por ello, es importante que la entrada inferior del acumulador esté diseñada para dispersar al máximo posible el chorro de agua entrante.
      ¿Cómo mejorar este factor? … Comprar un acumulador con difusión en la toma de agua fría entrante.

      (6) Diseño del sistema de ACS con o sin circuito de recirculación. Ejemplo: normalmente, en viviendas, las distancias desde el acumulador y los puntos de consumo no suelen ser muy largas. Por esta razón, o también por reducir el consumo eléctrico del sistema de ACS, lo más habitual es que las instalaciones de ACS en viviendas no tengan bomba de recirculación. En este caso, si suponemos que la tubería de ACS desde el acumulador hasta el punto de consumo tiene en su interior un volumen de agua fría de 5 litros, el ACS a 40ºC, antes de salir por la ducha tendrá que desplazar al desagüe esos 5 litros de agua y, a su vez, habrá 5 litros de agua fría que nos habrán entrado por la conexión inferior del acumulador de ACS. Esta ausencia del circuito de recirculación nos obliga a tirar (y pagar) 5 litros de agua fría al desagüe, y además nos enfriará la parte inferior del acumulador, haciendo poco confortable un % que puede ser importante de la acumulación de ACS.
      ¿Cómo mejorar este factor? … Instalar un circuito de recirculación de ACS y regular las franjas horarias de funcionamiento de la bomba, en base a los días y horas de ducha habituales, para reducir el consumo eléctrico de bombeo y las pérdidas térmicas en la línea de recirculación.

      (7) Distancia entre el acumulador y el punto de consumo de ACS. Ejemplo: al hilo de lo explicado en el punto anterior, cuanta más distancia tengamos entre el punto de consumo y la ubicación del acumulador de ACS, más litros de ACS se perderán y se mezclarán a unas temperaturas no aptas para una ducha confortable.
      ¿Cómo mejorar este factor? … Instalar el acumulador de ACS en un punto más cercano a los puntos de consumo, si fuera posible.

      Si después de aplicar estas medidas, sigue siendo corto el periodo de confort del servicio de ACS, valorar la instalación de un acumulador de ACS con un volumen más alto, siempre teniendo en cuenta los consejos explicados a lo largo de esta respuesta técnica.
      Esperamos haber aportado valor y soluciones a vuestro caso.
      Un saludo,
      Eduardo Cortina
      Responsable técnico de http://www.e-ficiencia.com

  2. Se está hablando de la eficiencia energética de un sistema y otro. De los problemas de las placas termosolares cuando baja la radiacón solar y la necesidad de recurrir en ese momento a otros sistemas de apoyo menos eficientes; pero en ningún caso se habla de un sistema combinado de placas termosolares combinadas con la aerotermia, de esta forma, cuando hay suficiente radiación solar puede funcionar con las placas y cuando necesita apoyo, entraría en funcionamiento el sistema de aerotermia, no otros sistemas de apoyo más contaminantes.

    1. Buenos días Jesús, la gran mayoría de los sistemas térmicos se pueden hibridar los unos con los otros, por tanto si que se puede hacer un sistema de aerotermia con apoyo de solar térmica aunque te diría que a día de hoy al precio que está la energía fotovoltaica sería más interesante posiblemente poner paneles fotovoltaicos en lugar de paneles termosolares, pero por supuesto que sería interesante sumar energía solar a la aeotermia, lo que pasa que este artículo lo que se trata es de realizar una comparativa pura entre un sistema y otro, gracias por tu comentario!

  3. Sin duda el articulo más interesante que he encontrado, gracias por el mismo.
    Sin embargo lo veo muy enfocado a nueva construcción, dejando de lado su instalación en viviendas antiguas. Por otro lado, si bien a nueva construcción se deja entrever el tema de costes, al nivel de futuro usuario de dichos sistema no queda claro el beneficio económico que supone y de ello la amortización de inversión que supone un sistema frente al otro, quedando poco claro las opciones en una «implementar» tanto de un sistema con el otro como de terceras opciones.

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