La aerotermia es una tecnología que aprovecha la energía térm
ica presente en el aire exterior para proporcionar calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria (ACS). Para ello utiliza una bomba de calor que permite extraer y transferir energía térmica mediante un ciclo termodinámico.
Pero, ¿cómo funciona la aerotermia exactamente? En este artículo explicamos de forma sencilla qué ocurre dentro de una bomba de calor aerotérmica, cuáles son sus principales componentes y cómo puede utilizarse para climatizar una vivienda y producir agua caliente.
Si quieres conocer primero el concepto de aerotermia y sus características principales, puedes consultar nuestra guía sobre qué es la aerotermia.
¿Cómo funciona la aerotermia?
El funcionamiento de la aerotermia se basa en una bomba de calor que extrae energía térmica del aire exterior y la transfiere al sistema de climatización o al agua caliente sanitaria de la vivienda.
El proceso se realiza mediante un circuito frigorífico en el que circula un refrigerante y en el que intervienen principalmente cuatro elementos: el evaporador, el compresor, el condensador y la válvula de expansión.
De forma simplificada, el proceso puede resumirse así:
Aire exterior → evaporador → compresor → condensador → válvula de expansión → evaporador
Este ciclo se repite continuamente para transferir energía térmica de un lugar a otro.
- El evaporador capta la energía del aire exterior
El evaporador es el primer componente que se encuentra en el ciclo de la bomba de calor. Su función principal es absorber el calor del aire exterior. En este dispositivo, un refrigerante a baja temperatura circula y se evapora al captar el calor ambiental. Este proceso es crucial para iniciar el ciclo termodinámico, permitiendo que el refrigerante se convierta de líquido a gas, lo que facilita la transferencia de calor.
2. El compresor aumenta la presión y la temperatura
Tras el evaporador, el gas refrigerante entra en el compresor. Este elemento se encarga de incrementar la presión y la temperatura del refrigerante. Al comprimir el gas, se convierte en una sustancia caliente que es necesaria para el siguiente paso del proceso. Este componente es esencial, ya que permite que el calor se transfiera adecuadamente al sistema de calefacción o agua caliente sanitaria del edificio.
3. El condensador transfiere el calor
Una vez que el refrigerante ha sido comprimido, se dirige hacia el condensador situado en el interior de la vivienda. En este dispositivo, el gas caliente se enfría, lo que provoca que el refrigerante se condense y liberé su calor al medio deseado, ya sea agua calorífica o aire. Este paso es fundamental para proporcionar la calefacción necesaria a los espacios habitables. El proceso de condensación no solo calienta los espacios, sino que también genera agua caliente sanitaria.
4. La válvula de expansión reduce la presión
La válvula de expansión juega un papel clave en el control del flujo del refrigerante. Se encarga de reducir la presión del refrigerante, permitiendo que vuelva al estado inicial en el evaporador. Este componente completa el ciclo termodinámico, haciendo posible que el refrigerante regrese al evaporador donde absorberá nuevamente calor del aire exterior. Este ciclo se repite de forma continua, garantizando un suministro eficiente de calefacción y agua caliente.
El ciclo de funcionamiento de la aerotermia, paso a paso
En resumen:
- El evaporador capta energía térmica del aire exterior.
- El refrigerante absorbe esa energía y se evapora.
- El compresor aumenta su presión y temperatura.
- El condensador transfiere el calor al sistema de la vivienda.
- La válvula de expansión reduce la presión y temperatura del refrigerante.
- El refrigerante vuelve al evaporador y el ciclo comienza de nuevo.
Este proceso permite aprovechar una fuente de energía presente en el ambiente para producir energía térmica útil en la vivienda.
¿Cómo funciona la aerotermia para calefacción?
Cuando la aerotermia se utiliza para calefacción, la bomba de calor extrae energía del aire exterior y la utiliza para calentar el agua del circuito de climatización.
El recorrido puede entenderse de forma sencilla:
Aire exterior → bomba de calor → agua caliente → sistema de emisión → vivienda
El agua caliente puede alimentar diferentes sistemas de emisión, dependiendo de las características de la vivienda y del diseño de la instalación.
Entre las opciones más habituales encontramos:
- Suelo radiante, que distribuye el calor por toda la superficie del suelo.
- Radiadores, especialmente cuando la instalación está diseñada para trabajar con ellos.
- Fancoils, que utilizan aire para transmitir el calor a las estancias.
La temperatura necesaria del agua dependerá del sistema de emisión utilizado y de las características de la vivienda.
Si quieres saber más sobre la combinación de ambas tecnologías, puedes consultar nuestro artículo sobre aerotermia con radiadores.
¿Cómo funciona la aerotermia para refrigeración?
La aerotermia también puede utilizarse para refrigerar una vivienda durante los meses de verano.
En este caso, el funcionamiento se invierte: la bomba de calor extrae el calor del interior de la vivienda y lo transfiere al exterior.
De forma simplificada:
Calor de la vivienda → bomba de calor → exterior
La refrigeración puede realizarse mediante diferentes sistemas, como los fancoils o determinadas instalaciones de suelo radiante refrescante.
Por eso, una misma instalación de aerotermia puede proporcionar calefacción en invierno y refrigeración en verano, siempre que el sistema esté diseñado para ambas funciones.
¿Cómo funciona la aerotermia para producir agua caliente sanitaria?
Otra de las aplicaciones habituales de la aerotermia es la producción de agua caliente sanitaria (ACS).
En este caso, la energía captada del aire exterior se utiliza para calentar el agua que posteriormente se empleará en duchas, lavabos y otros usos domésticos.
Una de las principales ventajas de este funcionamiento es que una misma tecnología puede cubrir diferentes necesidades energéticas de la vivienda:
- Calefacción.
- Refrigeración.
- Agua caliente sanitaria.
La configuración concreta dependerá de las necesidades del inmueble y del sistema elegido.
Aplicaciones de la aerotermia en viviendas y pisos
Gracias a la extensa gama de modelos, marcas, tamaños y pesos, es posible instalar aerotermia en entornos residenciales y en edificios urbanos. Los sistemas de aerotermia permiten optimizar el uso de espacios reducidos y aumentar la eficiencia energética. Estos sistemas se diseñan teniendo en cuenta las necesidades específicas de cada inmueble.
Por otro lado, la instalación de un sistema aerotérmico en un piso requiere una planificación cuidadosa. Generalmente, se opta por un sistema aire-agua, que es ideal para aprovechar la energía del aire exterior. Este tipo de instalación se conecta a un circuito de agua caliente que puede alimentar radiadores o suelo radiante. La unidad exterior debe situarse en una ubicación que garantice una buena captación de aire, y la distribución del calor se debe implementar de forma que se logre una temperatura uniforme en toda la vivienda. Si te interesa saber cómo se instala y qué tipo de aerotermia se recomienda en cada caso, puedes continuar leyendo este artículo sobre aerotermia en un piso y demás aplicaciones.
¿Qué es el COP de una bomba de calor?
Cuando hablamos de la eficiencia energética de los sistemas aerotérmicos, nos referimos a que producen mucha más energía de la que necesitan para funcionar. En este sentido el Coeficiente de Rendimiento (COP) es una métrica clave que evalúa la eficiencia de las bombas de calor. Este coeficiente indica la cantidad de energía térmica producida en relación con la energía eléctrica consumida. Por ejemplo, un COP de 4 significa que por cada kW de electricidad utilizada, se generan 4 kW de energía térmica. Este parámetro es esencial para calcular la rentabilidad del sistema a lo largo del tiempo.
¿Qué es el SCOP?
El rendimiento estacional (SCOP) proporciona una visión más amplia sobre la eficiencia en diferentes condiciones de operación a lo largo del año. Tiene en cuenta variables como la temperatura exterior, permitiendo una comparación más realista de la eficiencia de los sistemas de aerotermia en usos prácticos.
Los sistemas de aerotermia son capaces de generar aproximadamente un 75% de la energía térmica a partir del aire exterior, lo que reduce significativamente la dependencia de la electricidad para su funcionamiento. Esto implica que solo un 25% de la energía proviene de la electricidad, lo que supone un ahorro considerable en las facturas energéticas a lo largo del tiempo.
El uso de esta tecnología no solo minimiza el consumo eléctrico, sino que también representa un uso eficiente de la energía ambiental, contribuyendo así a una reducción significativa de los costes operativos y a la sostenibilidad energética.
¿La aerotermia funciona cuando hace frío?
Sí. La bomba de calor aerotérmica está diseñada para aprovechar la energía térmica presente en el aire exterior incluso cuando las temperaturas son bajas.
No obstante, el rendimiento del sistema depende de las condiciones exteriores y de las temperaturas a las que tenga que trabajar.
Por eso es importante realizar un dimensionado adecuado de la instalación y seleccionar un equipo adaptado a las características de la vivienda.
¿Qué sistemas de climatización se pueden combinar con aerotermia?
La aerotermia puede trabajar con diferentes sistemas de emisión.
Entre los más habituales encontramos:
Suelo radiante: permite trabajar con temperaturas de agua relativamente bajas y proporciona una distribución uniforme de la climatización.
Radiadores: pueden utilizarse con aerotermia siempre que la instalación y el equipo estén correctamente dimensionados. Puedes ampliar información en nuestro artículo sobre aerotermia con radiadores.
Fancoils: permiten proporcionar tanto calefacción como refrigeración mediante el intercambio de energía con el aire de las estancias.
La elección dependerá de las características del inmueble y de las necesidades de climatización.
Conclusión: ¿cómo funciona la aerotermia?
El funcionamiento de la aerotermia se basa en una bomba de calor capaz de extraer energía térmica del aire exterior y transferirla al interior de una vivienda.
Mediante un ciclo termodinámico formado por el evaporador, el compresor, el condensador y la válvula de expansión, el sistema puede proporcionar energía para calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria.
La eficiencia final de la instalación dependerá de la elección y dimensionado del equipo, de las características de la vivienda y del sistema de emisión utilizado.
Si estás valorando instalar un sistema de aerotermia, en EvoConfort podemos estudiar las características de tu vivienda y ayudarte a determinar qué solución de climatización se adapta mejor a tus necesidades.
