En Lasian trabajamos con energías limpias, y una de ellas es la energía aerotérmica. Todo lo relacionado con ella se le denomina aerotermia. ¿Sabes qué es la aerotermia? En este artículo te vamos a contar todo lo que necesitas saber para conocer esta forma de obtener energía.
¿Qué es la aerotermia?
La aerotermia es una tecnología limpia capaz de extraer energía térmica del aire ambiental. En concreto, se puede extraer hasta el 77% de la energía contenida en el aire. Hay circunstancias en las que esto no parece lógico. Por ejemplo, durante el invierno. ¿Cómo es posible sacar energía térmica del aire cuando está a temperatura baja?
La respuesta es sencilla. Se puede obtener energía calorífica del aire ambiental siempre que la temperatura de este aire esté por encima de la temperatura del cero absoluto (0 K). El cero absoluto equivale a -273,15 ºC (grados centígrados). A esa temperatura, el aire no tendría energía. Pero con tal de que la temperatura subiese un grado, el aire ya tendría energía. Poca, pero la tendría.
Entonces, ¿cómo se extrae la energía térmica del aire ambiental? Se hace mediante una bomba de calor. La bomba de calor es del tipo aire-aire o aire-agua. De los dos términos de la característica de la bomba, el primero de ellos indica el medio exterior con el que la bomba intercambia calor, mientras que el segundo indica el medio interior. Para extraer calor del exterior, las bombas también utilizan energía.
En el caso de la aerotermia se sabe que, para extraer 100 KJ (kilojulios) de energía térmica se necesitan 30 KJ de energía eléctrica. Esto es un dato bastante aproximado, ya que depende de la eficiencia de la bomba, de su mantenimiento y de la diferencia de temperatura entre interior y exterior.
La eficiencia de las bombas depende sobre todo de los fabricantes, ya que unos fabrican aparatos más eficientes y otros menos eficientes. El mantenimiento depende del propietario de la bomba, si no ha llevado cuidado de mandarla a revisar, al final será menos eficaz. En cuanto a la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior, sabemos que la eficacia aumenta cuanto menor es la diferencia entre la temperatura interior y la temperatura exterior.
Cómo funciona la aerotermia
Hasta ahora hemos visto los fundamentos un poco más teóricos de la aerotermia, por lo que ahora tocan cuestiones más prácticas. Ya sabemos, a grandes rasgos, qué es esto de la aerotermia, pero, ¿cómo funciona? ¿Qué se necesita? ¿Qué aspecto tiene un edificio donde funciona este sistema? Vamos a dar respuesta a estas preguntas.
La energía aerotérmica funciona para calefacción, para aire acondicionado y para suministro de agua caliente sanitaria (ACS). Cuando funciona para calefacción, se toma calor del aire exterior y se libera en el interior. Cuando funciona para aire acondicionado, se extrae calor del aire del interior de los edificios y se suelta en el exterior. En este segundo caso, los aparatos acondicionadores toman vapor de agua del aire interior y lo expulsan al exterior como agua líquida.
Todo el proceso de la aerotermia parte de una bomba de calor. Esta calienta el agua mediante intercambio de calor con el exterior. Dentro de la bomba hay un circuito compuesto por los siguientes elementos: evaporador, compresor, condensador y válvula de expansión. Por el interior de este circuito discurre un líquido refrigerante. Entonces el proceso consiste en que el aire exterior entra en la bomba, calienta el líquido refrigerante, pasa por el resto de los componentes y así aumenta su energía, que acaba cediendo al agua que se utiliza en calefacción y agua caliente.
Dicho en otras palabras y con más detalle, las instalaciones de aerotermia tienen una bomba de calor en el exterior de las viviendas que se encarga de tomar aire del propio exterior mediante aspiración. En el interior hay un circuito por el que circula un líquido refrigerante a baja temperatura. Al principio del circuito hay un evaporador. Allí el líquido refrigerante absorbe el calor del aire y pasa a estado gaseoso.
El refrigerante ahora está en forma de gas y llega a un compresor. La acción del compresor hace que aumente su presión y temperatura. Después el refrigerante pasa a un condensador. El refrigerante, en estado gaseoso y a alta temperatura, cede calor al agua que se va a utilizar para calefacción y agua caliente sanitaria. El agua se distribuye por la vivienda mediante el sistema que haya instalado, el cual veremos más adelante, ya que hay varias posibilidades.
El refrigerante ha cedido parte de su calor al agua, pero sigue estando demasiado caliente para volver al evaporador. Por tanto necesita pasar por la válvula de expansión. Gracias a la válvula, el refrigerante reduce su presión, su temperatura y se licúa de nuevo para iniciar de nuevo el proceso y captar calor del aire exterior.
Sistemas de aerotermia
En el apartado anterior veíamos que el agua se distribuye por la vivienda mediante el sistema que se haya instalado. Hay varios sistemas posibles, que son: suelo radiante, radiadores de baja temperatura, radiadores convencionales, fancoils y splits. Vamos a ver cada uno de ellos.
Suelo radiante
El suelo radiante para aerotermia consiste en unos conductos que se instalan debajo del suelo. Por estos conductos pasa el agua que enfría o calienta el sistema. Este sistema es generalmente el más recomendado para aprovechar al máximo la energía aerotérmica y tener una temperatura más homogénea en el edificio.
Otra de las ventajas de este sistema es que, al ir el agua por todo el suelo, el calor que se emite en cualquier punto de la instalación es el mismo, y esta es la razón por la que se puede disfrutar de una temperatura más homogénea.
A la hora de instalar este sistema, se recomienda que se haga en obras nuevas porque si se hace en casas antiguas es caro quitar todas los radiadores y tuberías para montar el suelo radiante. Para las épocas cálidas, el sistema de suelo radiante no proporciona la misma sensación que el aire acondicionado convencional pero igualmente enfría las habitaciones y se sienten frescas.
Fancoils para aerotermia
Fancoil es un vocablo anglosajón resultante de la unión de las palabras fan y coil. Fan significa ventilador y coil puede significar bucle, espiral, bobina o rollo. En español, estos aparatos se conocen como ventiloconvectores y están formados por un ventilador y una batería o intercambiador de calor.
Con este sistema, la bomba aire-agua modifica la temperatura del agua y, mediante unos tubos, llega a los fancoils. El agua caliente o fría llega a la batería o intercambiador de calor, compuesto por tuberías y láminas de aluminio. El fancoil tiene un ventilador interno que modifica la temperatura del aire. El aire toma calor o frío de la batería antes de liberarlo de nuevo a la habitación.
Radiadores de baja temperatura
La aerotermia utilizando radiadores de baja temperatura es un sistema igual que el de cualquier radiador. En los radiadores, el agua pasa por unos conductos internos y así comunica calor a la estancia. La diferencia aquí es que la temperatura del agua es menor que la que suele haber en los radiadores convencionales, por ello los radiadores de baja temperatura tienen tamaño mayor.
Radiadores convencionales
Es posible tener un sistema de aerotermia utilizando radiadores convencionales. Para utilizar estos radiadores hay que instalar dos elementos más: turbofans y una bomba de aerotermia de alta temperatura. Los turbofans son ventiladores que se acoplan debajo del radiador y se conectan a la corriente eléctrica. Lo que hacen es aumentar la potencia de los radiadores. Estos sistemas son costosos y solo se instalan cuando se desean aprovechar los radiadores de toda la vida.
El sistema de aerotermia más popular y más eficiente es el de suelo radiante. El siguiente más eficaz son los radiadores. Dentro de los radiadores para aerotermia, los más eficaces y recomendados son los radiadores de baja temperatura. No obstante, sí se consideran los radiadores convencionales para viviendas donde se desea aprovechar su presencia, aunque la eficacia sea algo menor.
Split para aerotermia
El split se parece a las máquinas de aire acondicionado que todos conocemos. Son aparatos que se colocan uno por habitación e introducen aire frío. Funcionan con bomba de calor aire-aire.
Instalaciones de aerotermia
Ya sabemos que las instalaciones de aerotermia necesitan una bomba que tiene varios componentes. Gracias a esta bomba se aspira el aire y se extrae su energía térmica. Ahora bien, para aprovechar la energía aerotérmica hace falta un equipo completo ya que toda la vivienda tiene que estar preparada. Y, por supuesto, el personal especializado tiene que instalar todo apropiadamente. La instalación puede durar hasta tres días.
Cualquier instalación de aerotermia necesita bastantes elementos para funcionar, que detallamos a continuación:
- Bomba de calor, que toma la energía del aire para transformarla en calor o frío.
- Depósito de agua caliente sanitaria, cuya función es proporcionar agua a todos los grifos de la estancia.
- Depósito de inercia, que se encarga de mantener el agua caliente para el sistema de calefacción.
- Tuberías de calefacción y de agua caliente, lo que es la instalación hidráulica.
- Conexión a la red eléctrica de los depósitos y la bomba de calor.
- Suelo radiante, que está formado por tuberías, colectores, una plancha aislante, mortero de relleno y loseta.
- Tuberías que conectan la bomba con el depósito de agua caliente y con el depósito de inercia.
- Termostatos que pongan en marcha tanto el aire acondicionado como la calefacción, según la temperatura que queramos en la casa.
- Bomba de distribución, que lleva el agua caliente desde el depósito de inercia hasta el suelo radiante.
- Válvula mezcladora, que, como dice su nombre, se encarga de mezclar el agua caliente y el agua fría. Parte del depósito de agua caliente.
Las instalaciones de aerotermia pueden ser de tipo compacto o de tipo partido. Las de tipo compacto son aquellas en las que la bomba incorpora el depósito de inercia. En las instalaciones de tipo partido, la bomba y el depósito de inercia están separados.
Otro punto que hay que resaltar es que estas partes de la instalación detalladas pertenecen a una sistema de aerotermia de suelo radiante. Si el sistema es otro, habrá que sustituir algunas partes. Por ejemplo, en lugar del suelo radiante, habría que poner radiadores de baja temperatura, fancoils o splits.
Aerotermia con energía solar
Esto no es un sistema de aerotermia como los anteriores, pero merece la pena mencionarlo. Las bombas de calor que se utilizan en aerotermia pueden funcionar con paneles solares fotovoltaicos. Lo ideal es que la instalación de paneles fotovoltaicos produzca la energía necesaria para cubrir la mayor parte de la electricidad que necesita la vivienda.
En este consumo estaría incluido el equipo de aerotermia. En este caso la bomba de calor funcionaría de forma híbrida, siendo una parte de la energía eléctrica que consume derivada de la energía solar.
Ventajas e inconvenientes de la aerotermia
La aerotermia tiene muchas ventajas, pero, obviamente, no todo puede ser perfecto. Por ello te presentamos las ventajas e inconvenientes del uso de la energía aerotérmica y sus instalaciones.
Ventajas de la aerotermia:
- Es la calefacción que menos consume y por tanto la más eficiente.
- Enlazando con el punto anterior, podemos comprobar, factura en mano, que la aerotermia consume entre tres y cuatro veces menos energía eléctrica que si tienes cualquier sistema de calefacción eléctrico. Si se tiene calefacción de gas o de otro tipo de combustible fósil, el ahorro con aerotermia puede ser de un 25%.
- Es una instalación preparada para utilizarse tanto para calefacción como para refrigeración. Cuando tenemos una caldera de gas no ocurre esto, por tanto, si queremos aire acondicionado, hay que instalarlo aparte.
- Con la instalación de aerotermia no hace falta nada más, no es necesario tener contrato de gas ni ningún otro combustible.
- Los sistemas de aerotermia son más seguros que las calderas tradicionales necesitan poco mantenimiento.
- Y la ventaja sobre cualquier otra ventaja es que se trata de una energía renovable y sostenible.
Inconvenientes de la aerotermia
- Con los sistemas de aerotermia se ahorra en el consumo de energía, pero el gasto inicial para montar todo es mayor en comparación con otras instalaciones.
- Continuando con el punto anterior, sabemos que los sistemas de aerotermia más eficaces son los de suelo radiante y en segundo lugar los radiadores de baja temperatura. Contar con esto supone bastante inversión y realizar una obra importante.
- El rendimiento de la instalación aerotérmica puede verse afectado en zonas muy frías. En ese caso consumirá más electricidad. Cuando hablamos de zonas muy frías nos referimos a lugares con temperaturas bajo cero durante varios meses.
- Es necesario tener espacio en el exterior de la vivienda para colocar la bomba que se encarga de tomar el aire.
¿Qué es mejor, aerotermia o biomasa?
Teniendo en cuenta que vamos hacia un mundo más sostenible y con menos contaminación, esta es una pregunta que muchas personas se hacen. Como de costumbre, no hay una respuesta. Todo depende del tipo de vivienda, del clima y del presupuesto que se tenga.
Para casas nuevas o viviendas donde se está realizando una gran reforma, es buena idea aprovechar para colocar un sistema de aerotermia que sirva para calefacción, agua caliente y refrigeración. Cuando la casa es antigua y tiene radiadores que funcionan, se puede instalar una caldera de biomasa o un sistema de aerotermia de alta temperatura.
El presupuesto aquí también tiene un importante papel. La instalación de aerotermia es más costosa porque tiene más elementos y es más complejo montarlo todo.
El tercer factor a considerar es el clima. Para lugares de inviernos fríos y veranos calurosos es preferible la aerotermia, ya que aquí la refrigeración es importante y viene incluida en la instalación. Sin embargo, si los veranos son templados puede ser preferible la biomasa.
Otro punto que a veces se olvida es el combustible. En las instalaciones de biomasa hay que estar cada cierto tiempo cargando el combustible y con la aerotermia te olvidas de esto, igual que sucede con los combustibles fósiles tradicionales.
Esperamos que este artículo te sirva para conocer mejor qué es la aerotermia y todas las posibilidades que ofrece. Ahora que ya la conoces más, quizá en un futuro cercano tengas la opción de utilizarla y la elijas. Harás un gran favor al medio ambiente y al planeta.