Alternativas limpias: ventajas, beneficios y aplicaciones de la aerotermia

Los sistemas de aerotermia están diseñados para aportar calefacción en invierno, refrigeración en verano y agua caliente todo el año extrayendo la energía ambiental contenida en el aire mediante un ciclo termodinámico. Sus ventajas, tanto para el usuario como para el medio ambiente, al ser considerada una energía limpia, son variadas. Iberdrola nos las describe en las siguientes líneas.

¡Es posible!

La transición hacia una economía baja en emisiones es posible, pero para ello es fundamental evolucionar hacia vectores energéticos y usos finales más eficientes. La descarbonización y la electrificación son una oportunidad para crear riqueza, generar empleos verdes y mejorar la calidad del aire (el objetivo en la UE, por ejemplo, es alcanzar unas emisiones netas nulas en carbono en 2050). El reto, por tanto, atañe al sector energético en particular, pero también a la sociedad, porque este proceso será vital en la lucha contra el cambio climático.

En Europa el uso de calor representa el 50% de la demanda final de energía

La electrificación del transporte, del calor residencial y la obtención de electricidad (autoconsumo eléctrico) a través de energías renovables serán claves en la hoja de ruta a seguir por el sector energético para descarbonizar la economía. Aquí entran en juego alternativas limpias como la energía eólica, la energía fotovoltaica, la energía hidroeléctrica, el hidrógeno verde, la energía híbrida o la aerotermia. A continuación, nos adentramos un poco más en esta última.

Aplicaciones

Los sistemas de aerotermia son bombas de calor que extraen la energía ambiental contenida en el aire mediante un ciclo termodinámico para aportar calefacción en invierno, refrigeración en verano y agua caliente todo el año. 

El potencial de las bombas de calor eléctricas es muy alto (son mucho más eficientes que las calderas convencionales). Por ello, serán fundamentales como elemento de cambio a la hora de electrificar y descarbonizar la demanda de calor.

Los refrigerantes, en constante evolución, son una de las claves para las prestaciones de las bombas de calor

En Europa, por ejemplo, el uso de calor representa el 50% de la demanda final de energía. Dentro de ese uso, la calefacción y el ACS en edificios suponen más del 60 % de las necesidades de calor, los procesos térmicos en la industria añaden alrededor de un 30% y el frío, más importante en el sur que en el norte, solo el 2%.

Cómo funciona 

Las bombas de calor eléctricas de última generación son una tecnología muy eficiente, hasta el punto de ser considerada renovable desde el punto de vista regulatorio. La razón fundamental es que está basada en un ciclo termodinámico que consigue extraer el calor del aire exterior gracias al uso de refrigerantes.

Los refrigerantes, que se encuentran en constante evolución, son una de las claves para las prestaciones de las bombas de calor. El último refrigerante más empleado para estas bombas es el R32, que alcanza una temperatura de hasta 70 ºC y es capaz de mejorar la eficiencia. También están evolucionando otros como el R-290 (propano), el R-744 (CO2) o los nanofluidos.

El rendimiento de una bomba de calor depende tanto de la temperatura de entrada (exterior) como de la de salida (interior). Los sistemas de distribución térmica más adoptados son, por tanto, los de baja temperatura, como el suelo radiante. El uso para ACS o para radiadores de alta temperatura ofrece menor rendimiento, aunque igualmente es muy superior al de las calderas convencionales. 

El rendimiento de una bomba de calor depende tanto de la temperatura de entrada (exterior) como de la de salida (interior) 

Ventajas y desventajas de la aerotermia

La aerotermia ofrece numerosas ventajas, tanto para el particular como para la sociedad, por lo que la mayoría de las viviendas de nueva construcción cuenta ya con este tipo de sistemas:

• Ofrece un alto nivel de eficiencia y rendimiento.
• Permite reducir las emisiones y el consumo de energía, contribuyendo así a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).
• Facilita el ahorro en las facturas tras el desembolso inicial y tiene utilidad durante todo el año.
• Es cómodo, seguro y fiable al no depender del suministro de combustibles ni de mantenimientos complejos. Además, su funcionamiento es relativamente sencillo.
• Mejora la calidad del aire a nivel local al eliminar por completo las emisiones de partículas de NOx (óxidos de nitrógeno) y SOx (óxidos de azufre) que provocan los sistemas basados en calderas de combustión.
• Los organismos públicos están impulsando medidas para fomentar el desarrollo de la electrificación, a través, por ejemplo, de incentivos fiscales.

Las bombas de calor serán claves en el proceso de descarbonización

Barreras

Todas estas ventajas se enfrentan con las barreras que, hoy en día, existen a la introducción de las bombas de calor y que repasamos a continuación:

• A nivel doméstico es necesario disponer de un espacio exterior suficiente, cada vez menor gracias a los avances en la tecnología, para los generadores de aerotermia, así como de un espacio interior para el intercambiador y el acumulador de ACS. Además, dichos generadores desprenden calor en verano, por lo que necesitan un espacio circundante de tres metros aproximadamente.

Los sistemas de distribución térmica más adoptados son los de baja temperatura, como el suelo radiante

• El elevado precio de las máquinas, así como el coste de instalación del nuevo equipo, hacen que el coste de sustitución sea mayor que el de una caldera convencional más un sistema de refrigeración para toda la vivienda. En contrapartida, el coste de operación es menor.
• Tradicionalmente, el calor por aire se asocia a: disconfort térmico (en splits puede haber exceso de velocidad en el flujo de aire y ambiente reseco), baja inercia (sistemas que al apagarse dejan de calentar) y molestias sonoras. Sin embargo, el uso de la aerotermia con suelo radiante es un tándem perfecto que permite aprovechar todas las capacidades de esta tecnología (suelo caliente en invierno y refrescante en verano).

Componentes de una bomba de calor

Para su funcionamiento, una bomba de calor necesita los siguientes componentes: 

• Compresor. Su labor es transformar la energía eléctrica y elevar la presión del fluido refrigerante.
• Condensador. Se encarga de condensar el refrigerante, que pasa de estado gaseoso a líquido mediante el intercambiador de calor.
• Válvula de expansión. Este dispositivo genera una elevada pérdida de carga, reduciendo la temperatura, para producir la expansión del fluido refrigerante.
• Evaporador. Gracias a él, se produce la evaporación del fluido frigorífico, se absorbe el calor y se vuelve a iniciar el ciclo.