Aerotermia

Qué es la aerotermia

La aerotermia es un sistema capaz de extraer energía térmica del aire, por lo cual lo consideramos una fuente renovable. Aunque es cierto que requiere de un aporte de energía eléctrica para funcionar, la cual se debe proveer mediante un sistema de paneles solares y baterías, o directamente desde la red eléctrica; entonces, ¿Por qué lo consideramos renovable si necesita electricidad para funcionar? Pues porque los sistemas de aerotermia tienen un rendimiento cercano en condiciones óptimas al 500%, eso quiere decir que por cada 1kwh de energía eléctrica es capaz de producir 5kwh de energía térmica (recordemos que, en radiadores y estufas eléctricas, la relación es 1kwh de energía eléctrica equivale a 1kwh de energía térmica).

Además, el calor obtenido se puede emplear tanto para calefactar mediante sistemas de climatización por aire, como para la generación de agua caliente de consumo y sistemas de calefacción por agua, como es el caso de radiadores y suelos radiantes.

Por último, este sistema renovable permite revertir su funcionamiento, permitiendo su uso en aire acondicionado y suelos refrigerantes.

Cómo funciona la aerotermia

Anteriormente veíamos que la aerotermia consistía en captar la energía térmica del aire, para realiza el proceso del Ciclo del Carnot, el cual consta de 4 fases:

Fases del ciclo de carnot. Funcionamiento de una bomba de calor.
Ciclo de Carnot. Funcionamiento en invierno
  • Fase de evaporación: el gas pasa por un intercambiador de calor, por el cual se fuerza al aire a circular, absorbiendo su energía térmica, aumentando así la temperatura del gas.
  • Fase de compresión: el gas se comprime, aumentando la presión y provocando que su temperatura aumente fuertemente.
  • Fase de condensación: el gas pasa por un intercambiador de calor; es cuando obtenemos la energía térmica captada anteriormente, reduciendo la temperatura del gas.
  • Fase de expansión: se reduce la presión del gas, por lo que disminuye su temperatura considerablemente.

Después de esta fase volvería la fase de evaporación, ya que esto es un ciclo cerrado. Además, al ser reversible, se puede extraer la energía térmica del exterior para inyectarla en el interior en invierno, y extraerla en verano para expulsarla al exterior.

Ciclo de Carnot. Funcionamiento en verano

Elementos de un sistema de aerotermia

Básicamente se reducen a 3:

Elemento exterior: en él encontramos el compresor, el evaporador, y un intercambiador de calor. Es la parte más ruidosa ya que el compresor genera vibraciones.

Conductos: son tuberías, generalmente de cobre por su resistencia a las altas presiones, por las que circula el gas. Los conductos deber ir aislados para maximizar la eficiencia del sistema y evitar condensaciones en su superficie.

Elemento interior: aquí encontramos el segundo intercambiador de calor, a continuación, vamos a ver los distintos elementos interiores según la instalación que elijamos:

Tipos de instalaciones de aerotermia

Principalmente existen dos variantes, el sistema aire/aire y el sistema aire/agua:

Sistema aire/aire

Este sistema es el más extendido ya que lleva bastantes años en el mercado, aquí entrarían la climatización por aire distribuida, como los Split o fantcoil, donde el intercambio de calor se produce directamente en la estancia a climatizar, siendo recomendable en los casos que únicamente queramos calentar o enfriar habitaciones concretas. Otra opción es instalar un sistema de climatización central, donde existe un único intercambiador de calor para toda la vivienda o local, y a partir de ahí se distribuye el aire mediante conductos por todas las estancias, siendo muy frecuente en viviendas, y cuando existen grandes zonas a climatizar como supermercados, cines, o centros comerciales.

Esquema de un sistema aire/aire

Sistema aire/agua

Poco a poco se va implantando este sistema, en el cual, el intercambiador de calor se sitúa en un hidrokit o depósito acumulador, calentando el agua. Esto permite su uso en climatización mediante radiadores y suelo radiante, así como en agua de consumo. Además, en verano permite revertir su funcionamiento, bombeando frío hacia los radiadores y el suelo refrigerante.

Estos sistemas pueden ser biblock, en el que el depósito acumulador se sitúa en el interior de la vivienda; o monoblock, donde el hidrokit se sitúa en el elemento exterior, ahorrando espacio interior

Esquema de un sistema aire/agua biblock

Esquema de un sistema aire/agua monoblock

Como podemos ver, los sistemas monoblock requieren una menor cantidad de elementos, y por ende de instalación, al ir todos incluidos en la propia unidad exterior.

Ventajas e inconvenientes de la aerotermia

La aerotermia presenta grandes ventajas gracias a su alta eficiencia, lo que permite instalaciones con un gran potencial energético en un espacio mucho menor que otros sistemas renovables como la energía solar. Además de su gran versatilidad, pudiendo producir tanto calor como frío. Su coste de instalación cada vez es más reducido debido a su generalización y a que no requiere prácticamente de intervención para su instalación, y su mantenimiento es reducido. Es un sistema seguro ya que no genera ni humos, ni gases, ni requiere de elementos inflamables.

Como contrapunto tiene que su eficacia se reduce en climas extremos, donde los inviernos son muy fríos y los veranos extremadamente cálidos, como referencia, los sistemas de aerotermia pueden trabajar correctamente con temperaturas entre los 0 y 40 grados centígrados.

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