¿Qué es la aerotermia y cómo funciona?

En un mundo donde la eficiencia energética y la sostenibilidad son prioridades clave, las soluciones de calefacción y refrigeración están evolucionando rápidamente. En este contexto, la aerotermia emerge como una alternativa prometedora que combina tecnología innovadora con un enfoque amigable con el medio ambiente.

¿Qué es la aerotermia?

La aerotermia o energía aerotérmica, es la energía almacenada en forma de calor en el aire ambiente. Dicho calor proviene fundamentalmente del Sol, por lo que podemos afirmar que la aerotermia es un tipo de energía renovable que no depende de recursos agotables y se renueva de forma continua gracias a la radiación solar que penetra en la atmósfera. Esta atmósfera actúa acumulando parte del calor procedente del Sol.

Para aprovechar el calor del ambiente es necesario disponer de un equipo ya conocido, la bomba de calor. En el caso de la aerotermia las bombas de calor son del tipo Aire-Agua.

¿Cómo funciona la aerotermia?

La bomba de calor consta de una unidad exterior y una unidad interior, interconectadas frigoríficamente a través de un par de tuberías y un par de cables para su comunicación. Adicionalmente se necesita un fluido refrigerante con bajo punto de ebullición y un ciclo frigorífico de compresión.

En la unidad exterior disponemos de un intercambiador de calor que, al capturar el calor del ambiente, el refrigerante se evapora y pasa a estado gaseoso. Esto ocurre a temperaturas muy bajas (incluso a -20ºC), lo que permite utilizar la bomba de calor en invierno y en verano. Una vez el refrigerante se encuentra en estado gaseoso, éste pasa al compresor donde se incrementa su presión y temperatura para transportarlo al intercambiador de calor de la unidad interior. Allí el refrigerante a alta presión y temperatura cede calor a una corriente de agua, calentándola a medida que circula por el intercambiador de la unidad interior. En algunos casos el refrigerante a alta presión pasa por una parte del intercambiador de calor de la unidad exterior y posteriormente se expansiona reduciendo su presión y temperatura, dejando el ciclo para comenzar de nuevo.

¿Cómo funciona la aerotermia con radiadores?

La bomba de calor toma el aire del entorno exterior. A través de un proceso de compresión, un refrigerante en el sistema se calienta y se vuelve vapor. Este vapor caliente pasa a través de una bobina ubicada en el interior del edificio.

Dentro del edificio, la bobina conectada a la bomba de calor está en contacto con un circuito de agua que alimenta los radiadores. El calor del vapor caliente se transfiere al agua en la bobina. Luego, el agua caliente fluye a través de los radiadores.

Los radiadores, calentados por el agua caliente, irradian calor hacia el aire circundante en las habitaciones del edificio. Esto aumenta la temperatura interna y crea un ambiente más cómodo.

Después de liberar su calor, el agua enfriada regresa al sistema de la bomba de calor. Aquí, el proceso de compresión del refrigerante nuevamente calienta el agua antes de que vuelva a circular por los radiadores. Este ciclo se repite para mantener una temperatura constante en el interior.

Componentes principales de un sistema de aerotermia

Un sistema de aerotermia consta de varios componentes clave que trabajan juntos para captar, transferir y utilizar la energía térmica del aire exterior. Estos componentes son:

• Bomba de calor aerotérmica: este es el elemento central del sistema. La bomba de calor extrae el calor del aire exterior mediante un refrigerante. Luego, comprime y calienta este refrigerante, permitiendo que el calor se transfiera al agua o al aire interior. La bomba de calor también regula la temperatura y la distribución del calor.
• Unidad exterior: es la parte visible del sistema que se encuentra en el exterior de la vivienda. Contiene el ventilador, el intercambiador de calor y el compresor, que son esenciales para captar y transferir el calor del aire exterior al refrigerante.
• Unidad interior: es la parte que se encuentra en el interior de la vivienda. Puede ser una bobina de calor que se conecta a un sistema de distribución de aire o agua caliente. La bobina recibe el calor del refrigerante y lo transfiere al fluido que circula a través del sistema de calefacción o agua caliente.
• Equipos emisores: son los que reparten el frío o el calor generado por la vivienda. Algunos de ellos son radiadores, suelo radiantes, splits o fancoils.
• Termostato: permite al usuario ajustar y controlar la temperatura deseada en el interior. También regula el funcionamiento de la bomba de calor y otros componentes del sistema.
• Refrigerante: es un fluido que circula dentro del sistema y cambia de estado (gaseoso y líquido) a diferentes temperaturas y presiones, permitiendo la transferencia de calor.
• Circuito hidráulico: en sistemas que utilizan agua caliente para la calefacción, el circuito hidráulico incluye las tuberías, las bombas de circulación y los dispositivos de regulación de flujo que transportan el agua caliente desde la bomba de calor hasta los radiadores o el suelo radiante.
• Intercambiador de calor: permite la transferencia de calor entre el refrigerante y el fluido que circula en el sistema de calefacción, agua caliente sanitaria o aire acondicionado.

Tipos de sistemas de aerotermia

En los párrafos anteriores hemos hablado que la composición de un equipo de aerotermia está formada por una unidad exterior y una unidad interior. Esto siempre va a ser así, pero la forma de combinar ambas nos abre un abanico de posibilidades a la hora de instalar un equipo de aerotermia.

• Bomba de calor aire-agua (sistema monoblock): este tipo de bomba de calor tiene todas sus partes esenciales en una unidad exterior. Se utiliza para calefacción, refrigeración y producción de agua caliente sanitaria. El agua caliente generada se distribuye a través de un sistema de calefacción central, como radiadores o suelo radiante.
• Bomba de calor aire-agua (sistema split): en este caso, la unidad exterior se conecta a una unidad interior que se encuentra en el interior del edificio. Es similar al sistema monoblock, pero la unidad interior puede estar más cerca de los puntos de uso, lo que permite una distribución más eficiente del calor y el agua caliente.
• Bomba de calor aire-aire: estos sistemas se utilizan principalmente para la calefacción y refrigeración del aire interior. No producen agua caliente sanitaria, pero en cambio, generan aire caliente o frío que se distribuye a través de unidades de fancoil o conductos de aire.
• Bomba de calor agua-agua: este tipo de bomba de calor se utiliza para sistemas de calefacción por suelo radiante o sistemas de fancoil que requieren agua caliente. Toma calor del aire exterior y lo transfiere al agua que circula en un circuito cerrado.

¿Qué ventajas tiene la aerotermia?

La aerotermia ofrece varias ventajas significativas. En primer lugar, es una fuente de energía renovable y sostenible, ya que aprovecha el calor natural contenido en el aire exterior, lo que reduce la dependencia de los combustibles fósiles y disminuye las emisiones de carbono y otros contaminantes.

Además, la aerotermia es altamente eficiente en términos energéticos. Aunque requiere electricidad para funcionar, la cantidad de calor producida es mucho mayor que la energía eléctrica consumida, lo que se traduce en un coeficiente de rendimiento (COP) elevado. Esto significa que por cada unidad de electricidad utilizada, se pueden obtener varias unidades de calor, lo que resulta en un menor consumo energético y costos operativos más bajos en comparación con sistemas de calefacción tradicionales.

La versatilidad es otra ventaja clave de la aerotermia. Puede utilizarse tanto para calefacción como para refrigeración, lo que elimina la necesidad de tener sistemas separados para diferentes estaciones del año. Además, la aerotermia puede ser integrada con sistemas de calefacción existentes, como radiadores, suelo radiante o fancoil.

Este sistema también es compatible con la tecnología de suelo radiante, que distribuye el calor de manera uniforme y confortable en toda la habitación. Además, es menos invasivo en términos de instalación y mantenimiento en comparación con otros sistemas, como calderas de gas, que requieren almacenamiento y suministro de combustibles.

La aerotermia es amigable con el medio ambiente, reduce las emisiones de gases de efecto invernadero y promueve la transición hacia una energía más limpia y sostenible. En general, estas ventajas hacen que la aerotermia sea una opción atractiva y moderna para la calefacción y refrigeración de edificios residenciales y comerciales.

Problemas de la aerotermia – Desventajas de la aerotermia

La aerotermia, si bien tiene numerosas ventajas, también presenta algunos desafíos y problemas potenciales que deben ser considerados:

• Eficiencia en climas fríos: en lugares con temperaturas extremadamente bajas, la eficiencia de la aerotermia puede disminuir. A medida que la temperatura exterior baja, la cantidad de calor que se puede extraer del aire también disminuye, lo que podría afectar el rendimiento del sistema en invierno.
• Coste inicial: la instalación de un sistema de aerotermia puede tener un coste inicial más alto en comparación con algunos sistemas de calefacción tradicionales. Esto puede ser una barrera para algunas personas, a pesar de los ahorros a largo plazo en costos de operación.
• Requiere electricidad: aunque es más eficiente que los sistemas basados en combustibles fósiles, la aerotermia sigue dependiendo de la electricidad para funcionar. En zonas donde la electricidad es cara o proviene en gran parte de fuentes no renovables, esto podría afectar los beneficios económicos y ambientales del sistema.
• Necesidad de espacio exterior: las unidades exteriores de la bomba de calor necesitan espacio al aire libre para ser instaladas. Esto podría ser un problema en viviendas con espacio limitado o en áreas urbanas densamente pobladas.
• Ruido: algunas unidades exteriores de aerotermia pueden generar ruido durante su funcionamiento, lo que podría ser molesto para los residentes o vecinos, especialmente en espacios cercanos al equipo.
• Necesita un sistema de distribución compatible: para obtener los mejores resultados, la aerotermia necesita un sistema de distribución de calor compatible, como radiadores, suelo radiante o fancoil. La adaptación de sistemas existentes o la instalación de nuevos sistemas podría aumentar el costo total.
• Necesita mantenimiento regular: aunque generalmente requiere menos mantenimiento que sistemas tradicionales como calderas de gas, la aerotermia aún necesita inspecciones y mantenimiento periódico para garantizar su eficiencia y funcionamiento adecuado.

¿Cuánto dura un sistema de aerotermia?

En general, se espera que un sistema de aerotermia tenga una vida útil de alrededor de 15 a 20 años, aunque algunos sistemas bien mantenidos y de alta calidad pueden durar incluso más tiempo.

Es importante tener en cuenta que algunos componentes del sistema, como la bomba de calor y los compresores, pueden tener una vida útil ligeramente más corta en comparación con otros componentes. Estos elementos pueden experimentar un mayor desgaste debido al funcionamiento regular y al ciclo de compresión del refrigerante.

¿Qué es más barato la aerotermia o el gas natural?

La aerotermia suele ser más eficiente desde el punto de vista energético, lo que significa que produce más calor con una cantidad menor de electricidad en comparación con lo que se necesita para quemar gas natural, lo que se traduce en una posible reducción en la factura energética de hasta un 25%. Sin embargo, la electricidad tiende a ser más costosa que el gas en muchas regiones, lo que puede afectar la relación de costos.

En lugares donde la electricidad es relativamente económica en comparación con el gas natural, la aerotermia podría ser una opción más atractiva en términos de costos operativos a largo plazo. Además, la aerotermia ofrece ventajas en términos de sostenibilidad y reducción de emisiones, lo que puede ser importante para aquellos que buscan opciones más respetuosas con el medio ambiente.

Por otro lado, en áreas donde el gas natural es más asequible en comparación con la electricidad, una caldera de gas puede ser más rentable en términos de costos operativos. Sin embargo, es importante considerar que los precios del gas natural pueden fluctuar a lo largo del tiempo, lo que podría afectar la relación de costos en el futuro.

¿Cuánto se paga de luz con la aerotermia?

El costo de electricidad asociado con un sistema de aerotermia puede variar significativamente según varios factores, como la eficiencia del sistema, el tamaño de la vivienda, el clima de la región, las tarifas eléctricas locales y los hábitos de uso de energía.

Sin embargo, sabemos que las bombas de calor pueden consumir 1 kWh de electricidad mientras aportan a la vivienda 4 kWh de energía térmica. El 75% de la energía que obtienes con la aerotermia es gratuita (se obtiene del aire). Es decir, solo pagas el 25% de lo que consumes.