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Aerotermia con recuperación de calor

Aerotermia con recuperación de calor

Es ya muy conocida la bondad de la aerotermia y de las bombas de calor en general. Sin embargo, otra innovación desarrollada hace algunos años consigue que aprovechamos aún más su funcionamiento en verano. Estos sistemas pueden calentar el agua sanitaria casi de forma gratuita, aprovechando el calor que la bomba de calor necesita disipar en el exterior.

Pero, ¿cómo es posible calentar el agua de forma gratuita? Todos sabemos que la bomba de calor puede realizar diferentes funciones. Un equipo de aerotermia está diseñado para proporcionar refrigeración, calefacción y, además, calentar el agua sanitaria. No obstante, la tecnología de recuperación de calor nos proporciona agua caliente sin consumo adicional de electricidad.

Para entender primero la tecnología de recuperación de calor, debemos recordar cómo funciona la bomba de calor en sí, tanto en invierno como en verano.

Bomba de calor con recuperación

Debemos tener en cuenta que la bomba de calor no genera calor o frío al consumir un combustible. Una caldera tradicional convierte la energía contenida en el gas, gasoil o biomasa, en calor mediante la combustión. Por el contrario, una bomba de calor absorbe el calor de un lugar para llevarlo a otro. No transforma una energía en otra.

Durante invierno, la bomba de calor aprovecha la energía térmica contenida en el aire del exterior. De modo que absorbe calor para trasladarlo al interior de nuestra vivienda o calentar el agua sanitaria, que usaremos en la ducha, por ejemplo.

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Al llegar el verano, hace lo contrario. Es decir, un equipo de aerotermia roba el calor que hay en el interior de nuestra vivienda para expulsarlo en el exterior. De forma que se consigue un descenso de la temperatura en el interior de las habitaciones. Allí donde tenemos instalado un split o un suelo radiante refrescante.

Hasta aquí cómo funciona el tradicional aire acondicionado o la bomba de calor normal. Sin embargo, al observar el funcionamiento en modo verano, comprobamos que hay un calor que es como un residuo. Este calor remanente debemos expulsarlo al exterior.

Como prueba de ello tenemos esa ráfaga de aire caliente que sale de la fachada de alguna tienda y nos sobresalta. Algo que muchos de nosotros sufrimos constantemente al caminar por la calle en verano. Y, ¿por qué no aprovechamos ese calor que nos sobra al climatizar durante la estación estival?

Esta es precisamente la solución que nos ofrece una bomba de calor con recuperación de calor.

¿Cómo funciona la bomba de calor con recuperación?

El aprovechamiento de la recuperación de calor se produce en los modelos de bomba de calor que disponen de los dos servicios. A saber, climatización y agua caliente sanitaria.

Así, una bomba de calor tradicional, o sin el sistema de recuperación, únicamente puede atender un servicio a la vez. Es decir, durante el verano, cuando necesitamos refrigeración dentro de nuestra casa, oficina o negocio, el equipo de aerotermia trabaja en modo verano. En este modo, roba calor del interior para expulsarlo al exterior, es el funcionamiento que vemos con el número ① en el siguiente dibujo.

Sin embargo, en esta situación no puede generar agua caliente sanitaria. Para ello, cuando el agua del depósito está fría, la bomba de calor debe parar el servicio de climatización para calentarla. Por ejemplo, si el agua está a 22 °C y nosotros la queremos a 45 °C.

Así, como muestra la representación con el número ②, dejamos de tener aire acondicionado, mientras se calienta el agua del acumulador. Teniendo en cuenta que la bomba de calor sigue consumiendo electricidad.

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En cambio, viendo el funcionamiento de una bomba de calor con recuperación, en el dibujo “3”, observamos una pequeña diferencia. En estos modelos de aerotermia se ha integrado un pequeño dispositivo que permite aprovechar parte del calor que retiramos del interior de la vivienda, para disiparlo en el acumulador de agua sanitaria, en vez de en el aire del exterior.

De este modo estamos calentando el agua sanitaria al mismo tiempo que enfriamos nuestra vivienda, por lo que estamos consiguiendo un ahorro de electricidad.

Recomendaciones para la aerotermia con recuperación de calor

Lógicamente, solo podemos aprovechar esta tecnología cuando necesitamos refrigeración. Por ello se recomienda la instalación de estos equipos de aerotermia en lugares donde la temporada estival es más larga. Es decir, en zonas geográficas con climas cálidos. En estas regiones, utilizaremos durante gran parte del año los sistemas de refrigeración y, apenas o nada, la calefacción. En estos casos el aprovechamiento de la recuperación de calor será mayor. Y por tanto el ahorro en la factura de la luz también.

No obstante, este sistema se ha implantado en otro tipo de equipos. Sirven para conjuntos de climatización de oficinas y con la misma intención: reducir el consumo eléctrico. En este caso, el objetivo es climatizar diferentes estancias con temperaturas muy diferentes. Es decir, unas oficinas en modo verano y otras en modo invierno.

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Esta tecnología se ha implantado en los sistemas VRF o de Volumen Variable de Refrigerante. Hasta la aparición de este sistema, todos los despachos tenían que usar el mimo modo de funcionamiento. Es decir, cuando una persona demandaba a través de su termostato una temperatura, obligaba a todos los usuarios a utilizar el mismo modo de funcionamiento. Y, por lo tanto, a un rango de temperaturas.

Sin embargo, con el sistema de recuperación de calor, cada estancia que dispone de termostato puede demandar la temperatura que desee. El kit de recuperación de calor se encarga de aprovechar el calor absorbido en una estancia. Este calor es inyectado en otra, ayudando en el ahorro del consumo eléctrico. Y lo que es más importante, ofreciendo un gran confort a todos los usuarios.

Estos sistemas de aerotermia con recuperación de calor son ideales para edificios con varias orientaciones. Unas oficinas expuestas directamente al sol necesitan refrigeración. En cambio, otras oficinas dan al norte, por lo que en ocasiones necesitan aumentar la temperatura para que los trabajadores no tengan frío.

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.