Qué es la aerotermia y cómo funciona una bomba de calor

En los últimos años, la aerotermia se ha revelado como una opción de climatización altamente eficiente.

Este sistema, que puede utilizarse tanto para calefacción o climatización como para la producción de agua caliente sanitaria, es considerado el mejor sistema de calefacción en lo que se refiere a eficiencia energética según Greenpeace (2011), ya que utiliza fuentes de energía renovables y sólo un 30% de electricidad, lo que reduce considerablemente el consumo energético en el hogar.

Hasta aquí, algunos datos objetivos. Pero,

¿Qué es la aerotermia?

¿Cómo funciona?

¿Qué papel juega la bomba de calor en este sistema?

¿Puede instalarse en todo tipo de viviendas?

¿Podemos considerarla una energía limpia?

Qué es la aerotermia: definición, componentes y principios básicos

La energía aerotérmica es aquella energía almacenada en forma de calor en el aire del ambiente.

Se considera una energía renovable porque procede de una fuente renovable no fósil.

Esta definición de energía aerotérmica es básica para entender qué es la aerotermia, entendida como una tecnología que captura la energía almacenada en el aire para convertirla en calor que se puede emplear en sistemas de calefacción, climatización y/o producción de agua caliente sanitaria, tanto para el ámbito doméstico como el industrial o de alta capacidad.

La aerotermia permite extraer la energía del aire incluso a temperatura muy baja, por lo que es un sistema recomendado en zonas templadas y frías.

¿Qué es una bomba de calor y cómo funciona?¿Qué es una bomba de calor y cómo funciona?

Para entender mejor qué es la aerotermia y cómo funciona, es necesario que tengamos claro qué es y cómo funciona uno de los principales componente de este sistema: la bomba de calor.

Según la definición de la Asociación de Fabricantes de Equipos de Climatización (AFEC), una  bomba de calor es una máquina térmica que, mediante el empleo de un gas refrigerante en un ciclo termodinámico cerrado, transfiere calor del entorno natural (aire, agua o tierra), a un edificio invirtiendo el flujo natural del calor, de modo que fluya de una temperatura más baja a una más alta.

Las bombas de calor conocidas como “reversibles” son aquellas bombas de calor que pueden trasladar el calor de un edificio a un entorno natural, refrigerándolo y disminuyendo la temperatura en su interior, es decir, pueden trabajar tanto en modo calefacción como en modo refrigeración.

¿Qué es una bomba de calor aire-agua?

Dependiendo de cómo realizan la transferencia del calor, podemos distinguir entre cinco tipos de bombas de calor:

  • Aire-aire. El calor que se toma del aire se transfiere directamente al aire del local o la habitación que debe calentarse (básicamente, sería el funcionamiento de un sistema de aire acondicionado convencional).
  • Aire-agua. El calor que se extrae del aire exterior se transfiere a un circuito interno de agua distribuido por suelo, techo, radiadores, según sea el sistema de calefacción que tengamos en casa… Estas bombas de calor pueden ser bibloc (formadas por dos unidades, una exterior -compresor- y otra interior – hidrokit-, conectados entre sí mediante las conexiones adecuadas, siendo el hidrokit el que distribuye la energía calorífica) o monobloc (formado por un equipo, bomba de calor en la parte superior y un depósito de acumulación de agua en la parte inferior).Las bombas de calor TESY son monobloc, optimizando con ello el espacio y los costes de la instalación.
  • Agua-agua. Las bombas de calor agua-agua intercambian calor tanto con el exterior como con el interior mediante un circuito de agua. En modo calefacción, toman el calor de un circuito de agua exterior (por ejemplo, un lago, un rio o del subsuelo) y producen agua caliente en el circuito interior para calentar de forma indirecta mediante fancoils, radiadores, suelo radiante, etc.
  • Agua-aire. El calor que se extrae del agua (lago, rio, acuífero) se transfiere al interior impulsando aire caliente en modo calefacción. En modo refrigeración, el calor se cede al circuito exterior de agua, produciendo aire frio en el interior de forma directa.
  • Geotérmica. La diferencia principal de este tipo de bombas de calor con respecto al resto es la utilización del terreno del entorno de la instalación como fuente de calor, en modo calefacción, o como sumidero de calor, en modo refrigeración. Esta operación se realiza a través de un fluido caloportador que absorbe la energía del terreno y la transmite al circuito frigorífico de la bomba de calor.

Componentes de la bomba de calor

  • Un compresor. Permite el desarrollo del proceso y requiere de electricidad para su funcionamiento.
  • Un condensador. Es el intercambiador de calor en el que se produce el cambio de fase del refrigerante de vapor a líquido, cediendo calor.
  • Una válvula de expansión. Sirve para regular la entrada del refrigerante líquido al evaporador procedente del condensador.
  • Un evaporador. El evaporador es un intercambiador de calor en el que se produce el cambio de fase del refrigerante de líquido a vapor, absorbiendo calor. 

Ventajas de la aerotermia

El consumo de la aerotermia se reparte en un 75% de consumo de energía renovable (calor extraído del aire, es decir, gratuito) y un 25% de origen eléctrico.

La aerotermia tiene un rendimiento muy alto, superior al 100%, lo que quiere decir que produce más energía que la que consume. Su rango de modulación también es flexible (pueden funcionar desde el 8% hasta el 100%), así que puede adaptarse a una gran variedad de necesidades y tipos de instalación.

De hecho, la eficiencia del sistema se basa, además de en un consumo bajo, en que genera la potencia que necesita la instalación en cada momento.

Por otra parte, como los equipos que funcionan con bombas de calor aire-agua, carecen de quemador y de cámara de combustión y no producen residuos, por lo que se considera una energía limpia y renovable. Tampoco requieren chimenea y son muy seguros.

Entender qué es la aerotermia y cómo funciona es clave para entender otra de sus grandes ventajas: con un único generador, tenemos tres aplicaciones (calefacción, agua caliente sanitaria y refrigeración) y eso se traduce en simplicidad en la instalación, menor número de equipos y mantenimiento más sencillo.

En definitiva, las ventajas de la aerotermia se resumen en:

  • Confort.
  • Eficiencia.
  • Tranquilidad.
  • Fiabilidad.
  • Ahorro.
  • Funcionalidad.
  • Sostenibilidad.

Normativa vigente sobre la aerotermia

Por último, cabe destacar que diferentes reglamentos y normativas tanto españolas como europeas declaran la aerotermia como una energía renovable y eficiente.

La  legislación actual sobre la aerotermia en nuestro país y su cálculo energético aparecen en tres documentos: el Código Técnico de Edificación, el RITE (Reglamento de Instalaciones técnicas de los edificios) y el “Documento de Prestaciones Medias Estacionales” elaborado por el Ministerio de Industria, Energía y Turismo a través del IDAE.

A nivel internacional, el Parlamento Europeo, en su  Directiva 2009/28/CE , regula el cálculo de la energía renovable de las bombas de calor de diferentes tecnologías, entre ellas la aerotermia. El objetivo de esta Directiva es fomentar la energía renovable, que dentro del marco de los proyectos Horizonte 2020 se establece como un 20% de la energía total.

Por último, las bombas de calor utilizadas para los sistemas de aerotermia deben estar etiquetados conforme a la Directiva 2010/30/CE relativa a la indicación del consumo de energía y otros recursos por parte de los productos relacionados con la energía, mediante el etiquetado y una información normalizada y a los reglamentos sobre esta misma cuestión (Reglamentos Delegados 626/2011, 811/2014 y 812/2014).