¿Qué es la aerotermia y cómo funciona?

Por mucho que nos suene el término, otra cosa bien distinta es saber en qué consiste aunque sea a groso modo. Pues bien, la aerotermia es una fuente de energía renovable que aprovecha la energía almacenada en forma de calor en el aire que nos rodea. ¿Cómo lo hace? Mediante un sistema de bombas para producir calor, frío y agua caliente sanitaria (ACS) en viviendas y negocios. Es decir, da solución a las necesidades de climatización en verano, calefacción en invierno y suministro de agua caliente todo el año mediante un ciclo termodinámico.

Profundizando un poco más, las bombas de calor aerotérmicas suelen ser reversibles y de ese modo su circuito puede generar calor en una dirección y refrigerar en el sentido contrario. Es un sistema altamente eficiente a nivel de consumo y esto explica que los propietarios de viviendas y otros inmuebles cada vez vean más ventajoso invertir en ella aunque los precios de la aerotermia no sean por el momento especialmente asequibles a muchos bolsillos.

Otra particularidad cuando nos preguntamos qué es la aerotermia y cómo funciona es su capacidad de seguir produciendo energía con temperaturas muy bajas, por debajo de cero (hasta -25 °C). Resumiendo; si decidimos instalarla en casa su ahorro energético llega a ser de hasta un 60% frente al ofrecido por sistemas tradicionales (gas, gasoil, fuel-oil, propano, etc.), además de tratarse de una energía limpia.

En términos generales, el funcionamiento de los sistemas de aerotermia no es más que el aprovechamiento de la energía ambiental que hay en la temperatura del aire exterior para transferirla a un espacio interior o al agua caliente de una casa o un negocio. Ahora bien, si profundizamos un poco más es necesario explicar brevemente cómo trabaja y para qué.

La función de la bomba de calor aerotérmica es extraer ese calor del aire exterior como fuente de energía principal a través de un circuito y gas refrigerante comprimido a baja temperatura. El proceso es el siguiente; dicho refrigerante va pasando de gas a líquido con la ayuda de un compresor y es en ese momento, al producirse ese cambio en el intercambiador del sistema, cuando el gas cede su temperatura al aire interior o al ACS. Por último, dicho intercambiador es el encargado de transferir la energía generada a los radiadores, suelo radiante, calentador de agua y red de tuberías de la vivienda.

En esta pequeña guía otro apartado importante es conocer qué componentes principales necesita un sistema de aerotermia según sea su circuito, que puede ser frigorífico cuando es aerotermia aire-aire, o bien un circuito de ACS si es de agua.  Concretamente, el elemento principal de un circuito frigorífico es la bomba de calor.

Ella es la encargada de extraer la energía latente en el aire exterior y transformarla en una energía capaz de calentar el gas refrigerante que hay dentro de la bomba. Cuando el líquido se evapora se transfiere su energía calorífica al sistema de calefacción que exista en la casa y al depósito de ACS o caldera. Una vez que el refrigerante recupera su estado líquido, se inicia de nuevo el circuito.

Mientras que en un circuito hidráulico, dentro de los componentes esenciales hay que destacar:

• Depósito interacumulador de ACS. Almacena el agua caliente sanitaria que habrá en los grifos al abrirlos.
• Depósito de inercia. Sirve para almacenar el agua, calentada o enfriada, y después distribuirla por los sistemas de calefacción y climatización (radiadores, ventiloconvectores o fancoils, suelo radiante, etc.)
• Grupo de impulsión. Encargado de impulsar el agua que hay en el depósito de inercia hasta los emisores.
• Accesorios y dispositivos de seguridad.
• Válvula de 3 vías. Su función es dirigir el agua caliente hacia el depósito correspondiente cuando el sistema está funcionando en modo calefacción. En verano, si la unidad de aerotermia se usa para climatización esta válvula se encarga de que el agua fría generada vaya al depósito de inercia.

Otra de las particularidades de esta energía renovable y limpia es la posibilidad de elegir entre dos sistemas: aerotermia monobloc o bibloc, cuando estamos barajando instalarla en casa como sistema de climatización. Mas allá de saber qué es la aerotermia y cómo funciona, es muy importante familiarizarse con ellos y tener claro sus principales características. A nivel componentes, vienen a ser los mismos pero lo que cambia es su configuración. Los vemos:

Se trata de una unidad exterior más grande que el bibloc y gracias a ello incluye todos los componentes del circuito frigorífico que emplea, lleva un kit hidráulico. Es decir, en dicha unidad se lleva a cabo todo el proceso de funcionamiento para calentar el agua a partir de la energía existente en el aire exterior y por medio del gas refrigerante del que hablábamos antes. Y también enfriarla si la bomba de calor es reversible y refrigera durante los meses de verano. Sin duda esta particularidad es una ventaja importante porque con ello facilita su instalación y a la vez su mantenimiento, evitando tener que colocar una unidad dentro de la casa.

Una vez caliente el agua, pasa al interior de la vivienda, local o negocio y queda almacenada en el depósito de inercia. Este se encargará de alimentar al emisor que hayamos elegido para la calefacción o climatización de las habitaciones (desde suelo radiante, a radiadores o fancoils). Si es un sistema de aerotermia capaz de generar agua caliente sanitaria, queda acumulada en un depósito específico llamado interacumulador de ACS. Es una opción ganadora cuando se busca un sistema de climatización sencillo además de eficiente.

Sistema bibloc

En un sistema bibloc de aerotermia sí que hay dos unidades bien diferenciadas; por un lado la unidad exterior y por otro la interior y están conectadas mediante una red de tuberías trazadas para que circule el gas refrigerante. Debido a ello, necesita una instalación frigorífica. A groso modo, la exterior se encarga de absorber la energía exterior latente en el aire y la interior la distribuye para los diferentes usos (calefacción, climatización y agua caliente sanitaria) planificados.

En concreto, dentro de la unidad interior se transfiere la energía generada del gas refrigerante al agua del circuito hidráulico del emisor elegido. Mientras que para el ACS creado usa un interacumulador o depósito que puede ser un diseño individual, normalmente para acoplar en la pared, o bien integrado en la propia unidad interior.

Estos sistemas permiten una mayor versatilidad a la hora de ser configurados y al parecer su rendimiento térmico es más eficiente. Quizá dos razones por las que sean una opción bastante extendida en las viviendas, compensando así que sean más caros que los sistemas monobloc a nivel instalación y necesiten más espacio, dentro y fuera de la casa.

Cuando sentimos curiosidad por conocer qué es la aerotermia y cómo funciona, hay que detenerse especialmente en este capítulo. Los llamados emisores dentro de ella cumplen un papel clave para disfrutar del confort térmico que tanto define a esta tecnología sostenible e inagotable. Son elementos eficientes, capaces de ceder o emitir el calor o frío generado por la bomba de calor aerotérmica a los espacios interiores de viviendas unifamiliares, edificios residenciales y otro tipo de inmuebles.

Los más empleados cuando se lleva a cabo un proyecto de aerotermia son el suelo radiante, los radiadores de baja temperatura y los fancoils. Cada uno posee una serie de características técnicas, aspectos favorables y otros menos ventajosos:

Cada vez se oye más sobre el confort que proporciona entre familiares y amigos. Es un sistema emisor bastante extendido en las viviendas de nueva construcción y de ahí su popularidad. Al  margen de ello, no se puede negar que es ideal para la aerotermia porque al tener una superficie de emisión térmica grande necesita una temperatura de impulsión de agua menor (entre 35 y 40 °C). De ese modo logra que las habitaciones estén a temperaturas confortables con una mayor eficiencia energética.

La instalación consiste en un circuito de tuberías plásticas colocadas bajo el suelo de la casa por donde circula el agua caliente y fría si el sistema de aerotermia también refrigera. Ese calor se transfiere a la superficie (madera, cerámica y otros materiales) y este a su vez al ambiente empleando métodos de conducción, radiación y convención.

Sin duda una de sus grandes bazas es el hecho de que no ocupe espacio, ofreciendo a la vez un calor uniforme y muy natural, sin corrientes de aire. Además, en verano es capaz de refrigerar con eficiencia la vivienda si el sistema de aerotermia genera agua fría. Pero no todo son beneficios; su principal freno a la hora de elegirlo es que aún sigue siendo costoso ponerlo. Si bien a largo plazo su inversión está más que amortizada dada su eficiencia energética.

Los radiadores a baja temperatura son una solución excelente cuando en una vivienda se sustituye la caldera tradicional por bombas de calor aerotérmicas; garantizan confort con un máximo rendimiento y ahorro. Para proporcionar la temperatura óptima les basta alcanzar entre 40 y 50 °C (en vez de los 60-70 °C de los radiadores convencionales) y calientan con bastante rapidez. A favor de ellos también hay que destacar la sencillez de su instalación cuando son la solución elegida para un proyecto de reforma.

Dentro de la oferta que podemos encontrar en el mercado, sorprende descubrir que existen dos tipos, los estáticos y los dinámicos:

• Radiadores estáticos. En ellos el intercambiador es el encargado de calentar el aire, que se expulsa de una forma natural por la diferencia de temperatura generada.
• Radiadores dinámicos. Sus ventiladores incorporados mueven el aire y de ese modo el proceso de calentamiento es más rápido y eficiente. Ahora bien, este sistema de ventilación se activa en momentos puntuales de alta demanda. Además de silenciosos, admiten ser regulados estancia por estancia para ofrecer una confort térmico a la carta. Si bien son más caros que los estáticos, a nivel de rendimiento son superiores.

Fancoils

Otra opción de emisor para la climatización por aerotermia son los fancoils, más popularmente conocidos como unidades de tratamiento de aire o ventiloconvectores. Están pensados para calentar, enfriar o ventilar y si algo caracteriza a estos equipos es su rapidez para proporcionar la temperatura que queremos y climatizar por zonas de la casa.

Aunque pueden recordar a los aparatos de aire acondicionado cuando necesitan mover aire caliente o frío, el funcionamiento no tiene nada que ver. Ellos incluyen una batería de intercambio térmico por donde circula el agua y un ventilador encargado de impulsar el aire hacia esa batería. Los fabricantes de estos emisores han diversificado bastante sus diseños para ofrecer un amplio abanico de soluciones. Por eso, lo normal es encontrar modelos de suelo, de pared, de techo y por conductos.

Es la pregunta del millón y explica por qué se ha convertido en una de las favoritas cuando se decide apostar por una energía limpia e inagotable para climatizar una vivienda o una empresa. La aerotermia genera más energía de la que necesita consumir, proporciona 3 o 4 veces más de la que precisa para su funcionamiento. En concreto, su elevada eficiencia energética significa que por cada kWh de electricidad que viene a gastar para alimentar el motor de la bomba de calor, produce alrededor de 4-5 kWh térmicos, de calor, dependiendo del equipo.

Se confirma así que se trata de una tecnología altamente eficiente; mientras que puede llegar a extraer hasta un 75% de energía del aire exterior, que es gratuita, solo emplea un 25% de electricidad, que es por la que se paga. Ahora bien,

Aunque los datos hablan por sí solos, es necesario valorar las necesidades reales de consumo ante la idea de instalar este sistema en casa. Y para ello, nada como saber medir el nivel de eficiencia que pueden tener estas bombas de calor mediante el COP aerotermia. Muy resumidamente, es un coeficiente de rendimiento empleado para calcular cuánta potencia puede llegar a consumir dentro de una vivienda. De manera que este índice (en inglés coefficient of performance) puede ser de gran utilidad para hacernos una idea muy real de cómo contribuye a reducir el gasto y consumir de una forma más responsable.

• Coste de la instalación. Poner aerotermia en casa no es barato, sale caro, pero como contrapartida a la larga el ahorro en el consumo energético está garantizado. El coste dependerá de las dimensiones y de la potencia de la bomba de calor; la instalación sale más rentable cuanto más grande sea porque se entiende que mayor será el consumo. Por eso no se recomienda para viviendas de menos de 90 m2.
• Tamaño. Aunque los últimos avances tecnológicos han logrado mejorarlo, aún son equipos voluminosos. Sobre todo el sistema monobloc, pues se trata de una sola unidad que debe ir en el exterior de la vivienda. Pero ya existen soluciones aptas para instalar en apartamentos.
• Espacio extra. Estas bombas de calor llevan una unidad exterior que implicará buscar un espacio idóneo donde acoplarla, garantizando unas distancias mínimas a su alrededor. Suele ser en el jardín o en la terraza y si es en la fachada hay que pedir el permiso correspondiente para autorizarlo.
• Pérdida de rendimiento en zonas climáticas muy frías. Ante ello las bombas de calor necesitan mayor potencia y por tanto más energía para asegurar un correcto funcionamiento.
• Equipo bien dimensionado. Solo podrá ofrecer máximo ahorro y confort térmico si la instalación se ciñe a las necesidades reales del inmueble, con los emisores más apropiados y contando con un buen aislamiento.
• Preparación de la vivienda. La decisión de poner aerotermia en ella implicará revisar  la potencia eléctrica contratada.  También tener previsto en qué lugar irá la unidad exterior y qué espacio es el más idóneo para poner la máquina de dentro y mejorar el aislamiento si es deficitario y presenta pérdidas de calor y frío. De lo contrario el sistema tendrá que trabajar más.