Los sistemas geotérmicos ofrecen una solución alternativa, sostenible y de muy bajo consumo energético para las casas del futuro más inmediato. ¿Diremos adiós a la calefacción y al aire acondicionado tradicionales con sistemas como estos?
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Recientemente hemos hablado de los sistemas de ventilación con recuperador de calor. Estos sistemas basan su objetivo en reducir al máximo el esfuerzo energético manteniendo una climatización constante y convirtiéndolos en sistemas más sostenibles.
En este artículo queremos hablar de la aerotermia, que es algo más que un sistema de ventilación, pues combina esos sistemas con elementos constructivos del espacio o vivienda. También es parte de un concepto nuevo de vivienda, más sostenible y respetuoso con el medio ambiente. Y mejor aún: se trata de calefacción, refrigeración y aire acondicionado, todo en uno.
¿En qué consiste la aerotermia?
El eje de un sistema de aerotermia es una máquina conocida como bomba de calor. Será la encargada de aprovechar la energía del aire para convertirla a la temperatura deseada e impulsarla por el sistema que distribuirá este aire por toda la casa.
Existen varios tipos de bombas de calor, siendo las de aire-aire las más habituales en las casas. El caso más frecuente en las instalaciones de aerotermia es la tipología de aire-agua. Además, existen otros tipos como las de agua-agua, que toman el calor del agua, así como las bombas de calor geotérmicas, que aprovechan la energía del agua en lugar de la del aire.
Bomba de calor aire-agua
Pero vamos con el caso señalado, la bomba de calor de aire-agua: La bomba de calor recoge el aire frío o caliente, incrementa o reduce su temperatura y así lo convierte en calefacción (o agua caliente sanitaria) o aire acondicionado. Es lo que se denomina como ciclo termodinámico. Utiliza la entrada y la energía del aire para climatizar los espacios como veremos a continuación:
- Los sistemas de aerotermia cuentan con 2 componentes principales que son el evaporador (ubicado en el interior) y el condensador (ubicado en el exterior).
- Estos dos componentes están unidos por un circuito, que también conectará a otros elementos del sistema, dependiendo de su complejidad (Aire acondicionado, agua caliente sanitaria o suelo radiante).
- A través de este circuito se conduce un refrigerante, que cambiará de estado a medida que circule por ese circuito, produciendo un intercambio de calor con el aire circundante, para conseguir las condiciones deseadas.
Pero antes de llegar al funcionamiento del sistema completo, en detalle, analicemos cada una de las partes.
Fases de un sistema aerotérmico
Como ya hemos mencionado, hay dos piezas principales que son el evaporador y el condensador. En todo circuito de un sistema aerotérmico, también encontraremos un compresor y una válvula de expansión. Estos dos últimos, junto con los anteriores, juegan papeles imprescindibles a la hora de cambiar el estado del fluido refrigerante, y así conseguir las temperaturas deseadas.
El refrigerador circula por tuberías de gas y estará conectado a otros sistemas como suelo radiante, radiadores a baja temperatura y depósitos acumuladores de agua caliente sanitaria.
Las fases del funcionamiento de este sistema podemos concentrarlas en estos 4 procesos:
- En primer lugar, partiendo del evaporador, el fluido refrigerante circula a baja temperatura, en estado gaseoso. Al final de esta etapa, el compresor hace su función subiendo presión y la temperatura de este refrigerante pero sin llegar a la fase líquida.
- En segundo, este fluido pasará al condensador para que enfríe el refrigerante y lo convierta en estado líquido. El calor es expulsado al exterior y el refrigerante se conduce a la siguiente fase.
- En la tercera fase, el refrigerante ya está estado líquido debido a la acción previa del condensador. Es este momento en el que cede su temperatura al aire saliente, completando uno de los cometidos del sistema. Para su paso a la siguiente fase, el refrigerante atraviesa la válvula de expansión.
- Por último, al pasar por esa válvula de expansión, se reduce la presión y el fluido pasa a un estado gaseoso a baja temperatura. Es el turno del evaporador, que captura la energía del interior para subir la temperatura del gas, con la consecuente bajada de temperatura de ese espacio.
Así, cíclicamente, el refrigerante pasa de estado líquido a gaseoso, y de baja a alta temperatura, a medida que circula por los cuatro elementos: evaporador, compresor, condensador y válvula de expansión.
Otros datos de la aerotermia
Un sistema de aerotermia extrae esa energía del exterior, siempre disponible y siempre renovable, sin importar la temperatura (algunos soportan temperaturas bajo cero). Como ya hemos señalado, la refrigeración en verano también es posible.
El rendimiento de un sistema de este tipo es muy alto. Según los fabricantes, pueden alcanzar coeficientes de 4 o 5, lo que significa que por cada kW/h empleado, obtendremos o 4 o 5 térmicos.
Se han popularizado en las últimas décadas las llamadas casas pasivas, y más recientemente, los Edificios de Energía Casi Nula (EECN). La Directiva Europea 2002/91/CE dice de ellos:
“Es aquel edificio […] con un nivel de eficiencia energética muy alto […]. La cantidad casi nula o muy baja de energía requerida debería estar cubierta, en muy amplia medida, por energía procedente de fuentes renovables, incluida energía procedente de fuentes renovables producida ‘in situ’ o en el entorno”
Casas pasivas, estándar Passivhaus, EECNs… en definitiva son muchas fórmulas para definir una corriente constructiva y una conciencia ecológica en crecimiento. Por eso, ahora más que nunca, empezaremos a ver con mayor asiduidad sistemas como el de la aerotermia.
¿Cuándo instalar un sistema aerotérmico?
En primer lugar, y como hemos señalado, cada vez se construirán más casas con sistemas sostenibles como este. Destacamos este hecho porque, concretamente, en caso de querer instalar un sistema de aerotermia en una vivienda con una instalación convencional, la inversión podría llegar a ser muy alta (imaginemos, únicamente, la instalación del suelo radiante).
Otra desventaja, más a nivel estético y de ubicación, es que se necesita una unidad externa. Este es el condensador, que dependiendo del diseño de la zona exterior de la vivienda puede suponer un inconveniente por su ubicación. Además, en determinadas ocasiones, la unidad interior requerirá de un espacio dedicado.
Entre sus ventajas, cuenta con que no utilizan combustibles fósiles, es decir, que no requiere ningún tipo de combustión, por lo que no se generan humos. Además, las emisiones de CO2 son muy bajas. Esto es la consecuencia de que obtienen la mayor parte de la energía del aire y solo en torno a una cuarta parte de la de la energía que suministra la recibe de la línea eléctrica. Por otro lado, el nivel de ruido generado por la unidad interior acostumbra a ser bajo.
Arriba mencionamos también que en un único sistema aunamos todo lo referente a climatización y que, por lo tanto, los sistemas aerotérmicos son válidos para todo el año. Y, finalmente, derivado de su bajo consumo, estos sistemas son fácilmente amortizables.
