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La bomba de calor para el verano

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Aunque por el nombre nos podamos sorprender, las bombas de calor tienen la capacidad de aportarnos calefacción y refrigeración, es por ello que son una alternativa para el verano. Debemos tener en cuenta que una de las primeras aplicaciones de esta tecnología fueron las neveras y las fábricas de hielo. Con el tiempo algunas personas pensaron que, igual que se enfriaba el interior de una caja, se podía enfriar toda una habitación.

Así es como se desarrollaron los primeros aires acondicionados basados en la bomba de calor. Sin embargo, solo funcionaba en modo frío, es decir, estaba diseñado para extraer el calor de un recinto. Y de nuevo volvió a aparecer el ingenio para desarrollar la válvula de cuatro vías y conseguir invertir el ciclo del gas refrigerante.

Con la válvula de cuatro vías se podía hacer cambiar el sentido de circulación del gas y que en vez de enfriar una habitación que la calentará. Es entonces y únicamente entonces cuando nace la bomba de calor como tal. Hasta entonces solamente eran aparatos de aire acondicionado o motores de neveras o fábricas de hielo.

¿Cómo utilizar la bomba de calor en verano?

Si nos referimos a una bomba de calor, podemos estar pensando en dos tipos de equipos diferentes, aunque basados en la misma tecnología. Por un lado, tenemos los tradicionales aires acondicionados, ya que actualmente prácticamente todos estos equipos disponen de su función para invierno, y por ello se les llama bombas de calor.

En el otro lado, tenemos los equipos de aerotermia, geotermia o las bombas de calor hidrónicas. Estos equipos se basan en el mismo principio de funcionamiento que un aire acondicionado. Sin embargo, en vez de enfriar el aire de una habitación, enfrían el agua de un depósito.

Transferencia de energíaDenominaciónEquipos
Aire → AireAire acondicionadoSplits pared, suelo, de conductos, etc.
Agua → AireHidrotermia para aireSplits pared, suelo, de conductos, etc.
Tierra → AireGeotermia para aireSplits pared, suelo, de conductos, etc.
Aire → AguaBomba de calor de aerotermiaRadiadores, fancoils, suelo radiante, techo radiante
Agua → AguaBomba de calor hidrónicaRadiadores, fancoils, suelo radiante, techo radiante
Tierra → AguaBomba de calor de geotermiaRadiadores, fancoils, suelo radiante, techo radiante

Aire acondicionado

El aire acondicionado es el primer equipo en el que pensamos cuando necesitamos climatizar en verano. Aunque no debemos olvidar que pertenece a la familia de la aerotermia. Sin embargo, funcionan de forma algo diferente, ya que la propia bomba de calor es la encargada de enfriar el aire de nuestras casas en verano. Algo que es diferente en los otros sistemas que trabajan sobre el agua, que veremos a continuación.

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Aerotermia para climatización

Los diferentes tipos de bomba de calor que trabajan sobre el agua funcionan de manera distinta al aire acondicionado. Para utilizar estos equipos necesitamos de una instalación adicional, ya que la bomba de calor solo llega a la mitad de todo el conjunto climatizador.

Mientras que un aire acondicionado disipa la energía calorífica o frigorífica directamente sobre el aire interior de nuestra casa, en el caso de bombas de calor aire-agua, agua-agua o tierra-agua hay un paso adicional. En estos casos, se aporta la energía calorífica al agua que tenemos en un depósito o en el circuito de refrigeración.

Por ello, necesitamos de unos elementos difusores del calor o refrigeración que se unirán a la bomba de calor mediante tuberías de agua. Así, podemos realizar una instalación de radiadores de baja temperatura, de fancoils o un suelo o techo radiante refrescante.

aerotermia-refrigeracion-hogarsense

¿Qué ventajas tiene la climatización por agua?

Si comparamos los dos tipos de instalaciones, un aire acondicionado y un sistema con bomba de calor para agua, vemos que con una bomba de calor de aerotermia la instalación es mayor y, por lo tanto, más cara. Entonces, ¿por qué se utiliza? ¿Qué nos aporta que no hace un aire acondicionado?

Son preguntas lógicas que todos nos hemos hecho alguna vez y encontramos dos razones por las que las bombas de calor tienen cada vez mayor aceptación. Por un lado, la posibilidad de calentar agua que necesitamos diariamente para lavar, ducharnos, etc. Por otra parte, la bomba de calor combinada con un suelo o techo radiante aporta un mayor confort que el aire acondicionado.

La difusión de la temperatura con un techo o suelo radiante refrescante se realiza de manera más homogénea que con un split o un fancoil. Puesto que estos últimos generan corrientes de aire para refrescar el aire al pasar por su intercambiador o evaporador. En cambio, un suelo o techo radiante está instalado por toda la superficie de la vivienda y, además, difunde la temperatura por radiación, no por convección.

Cuando se difunde el calor o el frío por convección, es fácil que se creen bolsas de aire con diferente temperatura, disminuyendo la sensación de confort. Por ejemplo, notaremos los pies fríos pero la cabeza más caliente.

¿Es eficiente la bomba de calor?

El consumo energético en nuestras viviendas se divide en diferentes servicios, como la iluminación, la cocina, el agua caliente sanitaria y la climatización. De todos ellos, es la climatización el que más recursos demanda, llegando a consumir cerca del 70 % de la factura energética de la vivienda. Es por ello que cualquier ahorro de energía en este sentido supone una gran rebaja en la factura de la luz.

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En este sentido, la bomba de calor es nuestro gran aliado, ya que es capaz de generar entre 4 y 6 veces más energía térmica en nuestra vivienda que la electricidad que consume. Es decir, por cada 1 kW de electricidad que necesita, es capaz de generar entre 4 y 6 kW de calor o frío. Es decir, son capaces de aprovechar hasta un 75 % de la energía del ambiente, por lo que ayudan a reducir la factura de la luz sensiblemente.

A esto podemos sumar la aportación de una instalación de paneles fotovoltaicos, ya que nos suministrarán la electricidad que necesita la bomba de calor. De este modo conseguimos un sistema muy eficiente y totalmente ecológico. Puesto que la poca electricidad que necesita es aportada por el sol.

La variación de rendimiento entre un 4 y un 6 de las bombas de calor depende del tipo de bomba de calor y del modo de trabajo. Puesto que nos todos los tipos de bomba de calor son igual de eficientes. Así, las bombas de calor que mejor rendimiento ofrecen son las de geotermia, seguidas por las hidrotérmicas y por último las de aerotermia. Y por el modo de funcionamiento, puesto que cuando trabajan en modo invierno son más eficientes que en modo verano.

bomba de calor

¿Qué tipos de bomba de calor existen?

La bomba de calor se ha convertido en el sistema de climatización más eficiente. Teniendo en cuenta que puede llegar a producir 4 kW de calor con apenas 1 kW de electricidad. Además, si esa electricidad la generamos con un sistema de placas solares fotovoltaicas nos aseguramos de que disponemos de un sistema 100% ecológico.

Pero ¿qué es y cómo funciona una bomba de calor?

Una bomba de calor es un sistema de climatización cuyo funcionamiento está basado en la termodinámica. Estos equipos aprovechan la energía térmica que está disponible en el aire, en la tierra o en bolsas de agua, para trasladarla al interior de nuestras viviendas y edificios. La gran ventaja de una bomba de calor es que puede funcionar en dos direcciones. De forma que puede aportarnos calor o frío al interior de nuestra casa.

Para su funcionamiento utilizan un gas o líquido que es susceptible de absorber y ceder temperatura con cierta facilidad. Este gas es sometido a procesos de compresión, condensación, expansión y evaporación. De modo que en la condensación desprende calor y durante la evaporación lo absorbe. Cada una de estas dos fases la realiza en una parte del circuito que están separadas. Así, se consigue aprovechar la temperatura de un sitio para cederla al otro.

Es por este motivo que, si invertimos el ciclo de la bomba de calor, podemos aprovechar este sistema todo el año. Es decir, en invierno nos interesa absorber calor del exterior para llevarlo dentro de la vivienda. En cambio, en verano robaremos calor del interior para llevarlo fuer y así estamos refrescando nuestra vivienda.

Tipos de bombas de calor

Se ha aprovechado el avance de la tecnología para desarrollar bombas de calor que aprovechen la energía térmica contenida en cualquier ambiente. Es decir, podemos robar o ceder calor al aire que nos rodea. También aprovechar una bolsa de agua, en forma de embalse, lago o piscina y, además, de la tierra que tenemos en nuestro jardín. En función de donde saque la energía térmica las bombas de calor varían en su diseño y las denominamos de manera diferente.

Para reconocerlas y saber de dónde absorben la energía y donde la traslada se nombran mediante dos elementos. Estos pueden ser aire, agua o tierra. De este modo se nombra primero el sitio de donde se extrae el calor y el segundo hace referencia al lugar donde depositamos esa energía calorífica. Teniendo en cuenta el ciclo de invierno, es decir, para calefacción.

✓ Bomba calor aire-aire

Las bombas de calor aire-aire son los tradicionales aires acondicionados. Como su nombre indica, aprovechar la energía del aire del exterior de los edificios, para calentar o enfriar el aire de dentro. En un principio solo funcionaban en modo frío, sin embargo, al mejorar la tecnología y desarrollarse la válvula de 4 vías se pudo revertir el ciclo. De este modo, apareció lo que muchas personas conocen como bomba de calor. Ya que estos equipos de aire acondicionado eran capaces de cambiar a modo invierno y aportar calor al aire interior de nuestra casa.

Bomba de calor aerotérmica (aire-aire y aire-agua)

✓ Bomba calor aire-agua

Al igual que el modelo anterior, estos tipos de bomba de calor aprovechan la energía contenida en el aire que nos rodea. Al aprovechar el aire para conseguir la energía calorífica se les llama también equipos de aerotermia. No obstante, en este caso lo que se pretende es calentar o enfriar agua. Esta se puede utilizar tanto para uso doméstico, como para la calefacción o refrigeración.

En los últimos años, están apareciendo en el mercado los nuevos equipos de Aerotermia para ACS, que son los sustitutos naturales de los tradicionales termos eléctricos y de los calentadores de gas.

✓ Bomba de calor agua-agua

La bomba de calor agua-agua, o también conocida como hidrónica, aprovecha la energía del agua. En este caso, para su instalación necesitamos que haya alguna acumulación de agua, bien sea en forma subterráneo o superficial.  Por lo general se aprovecha alguna laguna, embalse o piscina, donde se sumerge una tubería del gas o líquido frigorífico. Esta debe tener suficiente longitud para que se pueda realizar el intercambio térmico.

Estos tipos de bomba de calor aprovechan esa disipación de calor para llevar la energía térmica al agua que usaremos en la vivienda. Tanto para limpieza como para calefacción, bien con fancoils, suelo radiante o radiadores de baja temperatura.

Bomba de Calor hidrónica o de agua-agua

✓ Bomba de calor tierra-agua o geotérmica

Las bombas de calor geotérmicas se conocen también como de tierra-agua. En este caso aprovechan la energía térmica del subsuelo. Se considera que son las más eficientes, ya que el subsuelo suele mantener una temperatura mucho más constante durante todo el año. A diferencia del aire que sufre muchas variaciones de temperatura en apenas una o dos horas. El agua de estanques o lagos también puede variar su temperatura fácilmente.  

En cambio, a una profundidad de un par de metros la temperatura de la tierra es mucho más constante. Esto es mejor para el funcionamiento de las bombas de calor, que a través de una red de tuberías enterradas en un terreno disipan la energía que se ha recogido del interior de la vivienda.

Bomba de calor Geotérmica o tierra-agua

Para su funcionamiento, estos tipos de bombas de calor deben disponer de una red de tuberías enterradas en la tierra. Debemos tener en cuenta, que en todos los casos la longitud de los tubos, su profundidad de instalación y disposición debe ser calculada por un técnico especializado. De forma que se garantice el adecuado intercambio térmico.

Estas pueden instalarse de diferentes modos. Bien en profundidad, haciendo un pozo de una altura suficiente para poder disipar la temperatura que han calculado los técnicos. O también, en superficie, de manera que es más fácil el trabajo.

En las instalaciones geotérmicas en superficie no es necesario excavar un pozo. Por el contrario, se necesita mucho más terreno para poder repartir el tubo por un área que permita el intercambio térmico. Este tipo de instalación de los tubos se puede hacer de dos guisas, bien con tubos rectos o con tubos en espiral. Cada uno de estos tipos necesitará de una longitud y un diámetro de tubo determinado.

Bomba de calor tierra-agua con tuberías horizontales rectas
Bomba de calor tierra-agua con tuberías horizontales en bucle

Kit de aerotermia para producción de ACS

Teniendo en cuenta que la producción de agua caliente sanitaria que necesitamos representa el 25% de la energía que consumimos en nuestras viviendas, cualquier ahorro significa mucho. Gracias a los sistemas de aerotermia se consigue calentar o enfriar agua con menos esfuerzo que con otros sistemas o con los combustibles fósiles.

De ahí que todos los fabricantes de equipos para calefacción y ACS (agua caliente sanitaria) hayan desarrollado una herramienta que funciona en base a la aerotermia, que sirve para calentar y almacenar agua caliente para el uso en casa. Estos equipos son sustitutos de los tradicionales termos eléctricos, o calentadores de gas.

¿Qué es la aerotermia?

Llamamos aerotermia al sistema de climatización que obtiene energía calorífica del aire exterior de la vivienda para trasladarla al agua sanitaria o para la calefacción. Este proceso se realiza mediante una bomba de calor. No obstante, el equipo específico para generación de agua caliente sanitaria se ha diseñado para acumular cierta cantidad de agua, que luego usaremos en la ducha, para la limpieza, etc.

Estos conjuntos de aerotermia para ACS es el más eficiente que existe actualmente, ya que permite extraer hasta el 75% de la energía del aire. Es decir, las bombas de calor son capaces de generar hasta 4 kW de calor, con solo 1 kW de electricidad, de forma que ahorramos en nuestra tarifa de la luz. Los otros 3 kW son robados al aire que hay en el exterior de la vivienda. Es por ello que se considera un sistema de energía renovable.

Tipos de sistemas de aerotermia para ACS

Los fabricantes han desarrollado diferentes tipos de equipos de aerotermia. Así se han diseñado equipos compactos y otros que están divididos en una parte exterior y otra interior.

Equipo de aerotermia partido

En este caso, existen dos partes que funcionan conjuntamente para la generación de agua caliente. La unidad exterior, también denominada unidad condensadora, es la encargada de capturar la energía calorífica contenida en el aire y transferirla a un gas frigorífico. Este gas es desplazado a la unidad interior, donde se transfiere ese calor al agua que hay almacenada en un depósito.

Cuando usemos el agua precalentada que hay en dicho acumulador, entrará agua fría proveniente de la red pública de suministro. En ese momento, el equipo detectará que la temperatura ha bajado del valor que le hemos marcado y pondrá en marcha el sistema para realizar el proceso y volver a calentarla.

Los conjuntos de aerotermia partidos suelen ser para un consumo de agua muy grande, y por ello suelen destinarse para suministro de la calefacción y del agua caliente sanitaria, o para agua de consumo en hoteles, residencias o centros deportivos.

Equipo de aerotermia compacto

Estos equipos se han diseñado básicamente para el suministro de agua caliente sanitaria. Por ello son más pequeños y de menor potencia. Esta característica ha favorecido que el tamaño de la unidad condensadora sea lo suficientemente pequeño como para integrarlo junto al acumulador de agua.

Así, no son necesarias las tuberías para trasladar el gas frigorífico desde una unidad a la otra, facilitando la instalación. El único inconveniente es que estos kits de aerotermia para ACS disponen de una entrada y una salida de aire. Ambas deben ser conducidas al exterior de la vivienda para aprovechar mejor la energía del aire.

¿Por qué aerotermia para generar agua caliente sanitaria?

La normativa actual obliga a los edificios de obra nueva a poseer sistemas de energía renovable para producir Agua Caliente Sanitaria. Concretamente, es el Código Técnico de la Edificación en su parte sobre la contribución solar mínima para la producción de ACS, indica que la energía usada para la producción de este tipo de agua puede no ser solar, sino de otra fuente de energía. No obstante, las emisiones de dióxido de carbono y el consumo de energía no renovable sea sean iguales o menor a las que se darían mediante energía solar térmica. Este criterio lo cumplen los sistemas de aerotermia.

Ventajas de utilizar aerotermia para ACS

AspectoVentaja de la aerotermia para ACS
Menos energía✓ El ahorro de energía, solo para Agua Caliente Sanitaria, puede llegar al 40%
Calefacción✓ También se pueden aprovechar en determinadas ocasiones para calefacción
Ahorro✓ Reducción de las facturas de energía utilizadas para obtener ACS
Descarbonización✓ Cumplimiento de las normas sobre energía renovable
Instalación sencilla✓ La instalación es relativamente sencilla, ya que está todo integrado y solo hay que conectar las tomas de agua y enchufarlo a la electricidad. Como en un termo eléctrico
Compatible✓ Compatible con otros sistemas de energía renovable, por ejemplo, con placas fotovoltaicas de autoconsumo
Media ambiente✓ Reducción del consumo de combustibles fósiles
Mantenimiento✓ Son equipos con poco mantenimiento y sencillo
Renovable✓ el 75% de la energía que consume proviene del aire, por lo que es en gran parte renovable.

¿Cómo podemos saber la eficiencia de un kit de aerotermia para ACS?

La eficiencia de las bombas de calor se define por su SCOP, del inglés Seasonal Coefficient Of Performance, o coeficiente de rendimiento estacional. Este dato suele variar entre 3 y 5 según el modelo y la marca de cada equipo de aerotermia.

Algo importante que debemos tener en cuenta es que, la eficiencia estacional de los equipos de aerotermia o su SCOP disminuye cuando la temperatura del aire decrece. Es decir, cuando se reduce la cantidad de “calor” que se puede robar al aire. Es por ello que en las etiquetas energéticas de las Bombas de Calor de Aerotermia se incluye un mapa de Europa con diferente graduación de color por zonas.

En cada zona, en función del clima y las temperaturas medias registradas en los últimos años, se establece unos valores de eficiencia diferentes para calefacción o agua caliente.

Combinar bomba de calor y energía solar

Combinar bomba de calor y energía solar ya se ha convertido en uno de los sistemas más eficientes para climatizar las viviendas. Su funcionamiento permite extraer energía calorífica del aire, agua o subsuelo de manera rentable y sin consumir mucha energía. Pero esto no es todo, ¿te imaginas combinar las funciones de la bomba de calor con energía solar? La energía solar puede agregar calor y electricidad a la bomba de calor de una forma ecológica y renovable. ¿Quieres saber cómo funcionan y que ventajas trae su combinación? A continuación, te lo detallamos.

La combinación de la bomba de calor con energía solar ofrece una independencia energética a las viviendas. De esta manera, aunque sigamos conectados a la red eléctrica notaremos como las facturas bajan considerablemente. Por un lado la energía solar térmica ayuda a que la bomba de calor no necesite trabajar tanto para generar agua caliente. Por otro lado, si combinamos la instalación con fotovoltaica, la bomba de calor podrá surtirse de gran parte de la energía eléctrica generada por los paneles.

Con ambas combinaciones, conseguimos que la bomba de calor no consumo tanta electricidad de la red. Un ahorro que se ve reflejado bien cuando aportamos el agua caliente o cuando aportamos la electricidad. Además, desde el punto de vista del usuario, nos podemos beneficiar del agua caliente ya que podemos darle uso sanitario en la cocina o el baño.

Bomba de calor con paneles fotovoltaicos o térmicos

Al combinar la bomba de calor con energía solar se ahorra de una forma ecológica en las facturas de electricidad. Y obviamente si optamos por estos sistemas, el ahorro es aún más apreciativo si lo comparamos con calderas de gas, gasoil, pellets u otros combustibles fósiles. Ya sea de aerotermia o geotermia, las características de la bomba de calor la hacen ser una de las opciones más eficientes en la lista de “sistemas ecológicos”. A continuación, veremos cómo se combina a la perfección con paneles fotovoltaicos o térmicos:

Bomba de calor y energía solar fotovoltaica

La instalación de energía solar fotovoltaica nos genera gran parte de la electricidad que requiere la bomba de calor en su funcionamiento. Tanto en verano como en invierno, los paneles fotovoltaicos son capaces de proporcionar electricidad a la bomba para no depender tanto de la red eléctrica. Además se puede apreciar una ventaja significativa si comparamos con los paneles térmicos. Mientras que con los paneles térmicos el agua caliente sobrante no podemos emplearla en otros electrodomésticos, la energía excedente de los paneles fotovoltaicos si podemos utilizarla en otros requerimientos eléctricos de la vivienda.

No obstante, la combinación de bomba de calor y energía fotovoltaica es una de las soluciones más rentables y ecológicas del mercado. Los paneles fotovoltaicos pueden trabajar a pleno rendimiento aunque no se esté utilizando la bomba de calor. La electricidad que no consuma la bomba de calor la podemos verter a la red con compensación.

Bomba de calor y energía solar térmica

La combinación de placas solares y bomba de calor también es una forma muy rentable de proporcionar ACS y calefacción a tu vivienda. Eso si debemos ser conscientes que este tipo de sistema le vamos a sacar más rendimiento en días fríos de invierno que en verano. Por eso el cálculo de placas solares debe ser el justo para las necesidades de nuestra vivienda. También la bomba de calor puede suministrar refrigeración si se combina con un suelo radiante refrescante por ejemplo. Esta es una de las grandes diferencias respectos a las calderas que solo suministran agua caliente.

Combinar la bomba de calor y las placas solares térmicas compensa el trabajo de generar agua caliente. Esto hace que la bomba de calor trabaje menos y se reparta el trabajo de calentar el agua. Solo se pondrá en marcha cuando las placas solares térmicas no sean capaces de cubrir la demanda que requiere la vivienda.

Ventajas de combinar bomba de calor con energía solar

Reduce huella de carbono. Utilizar la energía solar para calentar agua reduce la dependencia de otros sistemas que emplean combustibles fósiles. Esto ayuda a reducir el vertido de gases de combustible a la atmósfera.

Energía gratis e inagotable. La energía solar es 100% gratis e inagotable por lo que podemos abastecernos de por vida. Ha iluminado nuestro planeta durante años y seguirá haciéndolo mucho tiempo por lo cual podemos amortizar y sacar rendimiento a largo plazo.

Mantenimiento simple. El mantenimiento que requiere tanto la bomba de calor como el sistema de energía solar es económico y sencillo. Manteniendo ambos sistemas nos aseguraremos de alargar la vida de los equipos por encima de los 25-30 años.

Subvenciones y ayudas. Todos los años se destinan fondos por parte de las diferentes administraciones públicas para que la instalación de estos sistemas renovables sea más asequible.

Amortización. Normalmente la amortización de estos sistemas se consigue a los 5-8 años de uso. Aunque desde el comienzo de utilización, se consigue rebajar las facturas lo que hace de esta combinación más atractiva.

Revalorización. La instalación de este sistema combinado hace que la vivienda alcance un valor más alto en autosuficiencia.

Reduce el consumo energético. Se reduce considerablemente la dependencia de la red eléctrica para generar calor, reduciendo hasta un 70% la factura de calefacción.

Sistemas híbridos: tecnología y opciones

¿Qué es un sistema híbrido?

 Los sistemas híbridos son aquellos que nos permiten combinar dispositivos de calefacción tradicionales, que usan combustibles fósiles, con dispositivos de energía renovable. ¿Qué significa esto? Pues que es posible aprovechar una instalación de un sistema tradicional como una caldera y añadirle un sistema de energía renovable. Toda una ventaja que nos permite ahorrar en energía y reducir el gasto medio de calefacción y agua caliente sanitaria. Además, es un tipo de sistema que no sólo aporta beneficios en el ahorro económico y energético, sino también que ofrecen un alto rendimiento.

    Calefacción con caldera mixta para radiadores (fuente:@fotolia)

 

Beneficios de un sistema de calefacción híbrido

1.     Ahorro considerable de energía, ya que sólo consume 1 kW por 4 kW de energía calorífica producida.
2.     Regulación inteligente integrada que permite un mejor control de diferentes aspectos: precio, electricidad, consume.
3.     Mayor confort en comparación a otros sistemas de calefacción tradicional.
4.     Instalación rápida y reducido impacto en la vivienda.
5.     Rápida amortización de la inversión inicial (50% en un año) y ahorro de hasta un 65% en la factura anual.
6.     Disminuye la emisión de gases contaminantes y emisiones de CO2.
7.     Permite cubrir alrededor del 90% de las necesidades de calefacción y ACS en casa.

 

¿Cómo es el funcionamiento de un sistema híbrido de calefacción?

Es mucho más sencillo de lo que parece, ya que ambos sistemas están preparados para que puedan impulsar el calor hacía el emisor térmico del cual están compuesto cada uno. Está función la llevan a cabo de manera alternativa y siempre dependiendo d e la temperatura exterior que hayamos seleccionado anteriormente. El punto de unión de ambos sistemas de calefacción se da en el llamado punto de temperatura bivalente. Un punto que según la tecnología del propio dispositivo puede quedar también preestablecida. Liberándonos de tener que realizar un control más exhaustivo de su funcionamiento.

 

Energía solar como sistema híbrido: ¿lo conoces?

 Dentro de los sistemas híbridos podemos encontrar en el sector de la energía solar la tecnología híbrida con los paneles solares híbridos. La idea de unir ambas tecnologías y de dar forma a un único sistema que permita aprovechar la energía fotovoltaica y la térmica y con el objetivo de intentar solucionar el problema que presentaban las placas solares fotovoltaicas con el aumento de la temperatura. ¿Qué quiere decir esto? El rendimiento de las células fotovoltaicas que se comercializan en la actualidad está comprendido entre un 15% y un 25%, es decir, que sólo una pequeña parte de la energía lumínica se aprovecha realmente en forma de energía eléctrica. Este rendimiento es menor cuanto más alta es la temperatura.  El aumento de temperatura en las células supone un incremento en la corriente, pero al mismo tiempo una disminución mucho mayor, en proporción, de la tensión

Con el diseño, de las placas solares híbridas se pretendía conseguir un incremento notable en la eficiencia de los paneles solares. Previniendo que sería superior al 15% sobre la potencia de pico suministrada por el panel FV (fotovoltaico) normal. Este incremento de potencia es muy significativo, ya que la eficiencia conseguida en los paneles, como ya indicamos anteriormente, está situada entre el 15% y el 25%.

Por otra parte, actualmente para instalar energía solar fotovoltaica y térmica antes de la producción y comercialización de los paneles solares híbridos, requería de dos instalaciones completamente independientes en el lugar de captación que habitualmente es la cubierta de los edificios. Esto implica tener que disponer de una mayor superficie para realizar ambas instalaciones. El Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía (IDEA) calcula que para una vivienda de cuatro personas, 100 m2, hacen falta uno o dos metros cuadrados de paneles, dependiendo de la zona en la que este ubicada la vivienda.

¿Y cómo es su funcionamiento?

Existen dos tipos de tecnologías:

Función fotovoltaica-agua caliente

El funcionamiento por separado de los dos tipos es ya conocido. En los paneles térmicos, el sol incide en la superficie del panel, y el agua que circula por el interior es calentada por transferencia de calor. En los paneles fotovoltaicos, el sol incide sobre unas células que transforman la energía solar en electricidad, estas células son normalmente de silicio y hay de dos tipos: Monocristalinas y policristalinas. Los paneles fotovoltaicos convencionales, tan sólo aprovechan el 15% de toda la irradiación solar que reciben, un 5% es reflejado y el 80% restante se pierde en la cara frontal y posterior del panel. La peculiaridad de un panel híbrido es que aprovecha parte de la pérdida de calor de la cara posterior, alrededor de un 40%.

     Fuente de la imagen: ©EndeF.com

Estas placas están compuestas desde la parte superior a la posterior por:

  • Un vidrio solar que hace la función de protección. Un conjunto de celdas fotovoltaicas de silicio, que son las encargadas de transformar la luz del sol en electricidad.
  • Una pasta térmica, que hace las veces de unión entre la parte fotovoltaica y la térmica.
  • Una pletina de cobre como base recolectora del calor, y detrás de esta un serpentín de cobre, por el que circulara el fluido caloportador (glicol), como soporte para el serpentín suele ir otra pletina de cobre, y debajo un aislante, que ayudará a mantener el calor dentro de la estructura y de esta forma que se aproveche al máximo para calentar el fluido.
  • Todo ello está contenido en una carcasa que generalmente es de aluminio, a que hace la función de protección de todo el conjunto y de consolidación para que cada componente este fijo y se eviten roturas.

 

Función aero-fotovoltaica

Este tipo de placas solares híbridas buscan otro objetivo, aunque similar en su meta, es decir por una parte generar electricidad, igual que los anteriores, pero en su segunda función busca el objetivo de climatizar la vivienda a través de una corriente de aire. Es decir, ayuda a refrescar el panel en su parte interior y al mismo tiempo esta corriente de aire captura el calor que hay en el interior de la placa y es impulsado al interior de la vivienda, pasando a través de unos filtros de partículas. Todo ello, para así, asegurar que el aire entra en la vivienda limpio, sin polvo ni polen, y además calentado. Para regular la temperatura de este aire, y que el confort sea máximo, un dispositivo en el interior de la vivienda, combina parte de este aire, calentado dentro de las placas solares, con parte de aire interior de la vivienda o incluso del exterior directamente. La idea es conseguir que el aire que se distribuye en las diferentes estancias este a la temperatura deseada.

 

                  Función aero-fotovoltaica Rvolt de SISTOVI 

¿Qué otras opciones existen como sistemas híbridos?

1. Bomba de calor – suelo radiante

Se presenta como una combinación que es muy respetuosa con el medio ambiente y con la que es posible alcanzar una eficiencia energética realmente grande. Los expertos en calefacción aseguran que, al tener instalada una bomba de calor con un suelo radiante, se logra una distribución muy uniforme del calor o climatización en las habitaciones o estancias por las cuales esta compuesta la vivienda o establecimiento.

Es posible la reducción de zonas frías o calientes, ya que no sólo elimina las corrientes de aire que originan otros sistemas, sino que, además no remueve polvo. Una ventaja que beneficia a personas que sufran problemas de salud, como asma o alergias. Además, este tipo de sistema híbrido evita cualquier problema de espacio y favorece la decoración en casa. En lo referente a la eficiencia, es un sistema que nos abastece de temperaturas inferiores en calefacción y superiores en refrescamiento. Reduciendo de manera considerable el coste energético y proporcionando altos niveles de confort en la vivienda.

2. Caldera híbrida

Una combinación bastante particular ya que funciona con combustible y energía solar. La caldera híbrida logra calentar el agua sanitaria (ACS) con la fuerza de la energía solar. Si se diera el caso de que no hubiera más energía solar disponible o se necesitase, a su vez, abastecer a la vivienda de calefacción, la demanda se lleva a acabo a través del combustible de la caldera. Una buena solución que no sólo nos permite ahorrar espacio en la vivienda, sino que nos evita contar con dos aparatos (solar y caldera) con sus respectivas instalaciones y conexiones.

Calentador de agua solar con caldera y radiador (fuente:@fotolia)

Caldera de condensación y radiadores

Decidirse por una combinación de caldera de condensación con radiadores es una opción muy positiva. La caldera de condensación al ser un generador de calor muy versátil y eficaz, en comparación con el resto de calderas consigue generar calor de manera rápida y eficiente. Es un tipo de dispositivo que además se puede combinar muy bien con un sistema híbrido. Una combinación que junto con los emisores térmicos ofrece a la vivienda un gran rendimiento energético y ahorro. Por regla general, la caldera de condensación se puede también combinar con suelo o techo radiante. Un mix que nos aporta en la vivienda de un elevado confort.

Cómo podemos ver los beneficios de contar con un sistema híbrido en casa son bastantes. Un mercado que todavía se encuentra en España en el punto de partida pero en el que se puede augurar un buen futuro. El clima altamente favorable en nuestro país para el abastecimiento de energía a través de las renovables y los objetivos europeos de eficiencia energética, así lo acreditan.