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Jueves, 15 de Octubre, 2020

¿Qué es un sistema de aerotermia?

Escrito por  Fernando Guil, profesor del Centro de Formación de APIEM
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La Aerotermia, es un sistema capaz de aprovechar la energía térmica del aire atmosférico, con el fin de producir agua caliente o fría para atender a las instalaciones de climatización, calefacción y agua caliente sanitaria y su funcionamiento está basado en las bombas de calor (BdC) usadas en las instalaciones de climatización.
Las bombas de calor (BdC), cuando trabajan en modo frío absorben calor a baja temperatura del ambiente interior (a través del evaporador) cediéndolo al ambiente exterior (mediante el condensador) y en modo invierno recogen calor a baja temperatura del exterior (en el evaporador) para climatizar el ambiente interior. Las BdCs convencionales cuando trabajan en modo frío, no obtienen aprovechamiento de la energía disipada.
 
Los circuitos frigoríficos del sistema aerotermia, están diseñado para aprovechar el calor disipado en el condensador calentando el agua destinada a la instalación de climatización, calefacción y agua caliente sanitaria, en la imagen se ve la diferencia entre una BdC convencional y un sistema aerotermia: 

Diferencia entre_una_BdC_convencional_y_un_sistema_aerotermia

Analizando el comportamiento energético del sistema aerotermia y relacionando el calor producido con la energía eléctrica gastada, se llega a la conclusión de que aporta más energía de la que consume lo que significa que su nivel de eficiencia (relación entre la potencia térmica producida y la potencia eléctrica gastada), es elevado.  

Por ejemplo, un equipo que aporte 3,5 kW térmicos por cada kW eléctrico gastado, tendrá un coeficiente de eficiencia de 3,5 (EER= Pter/Pelec), lo que significa que el 72% de la energía aportada es gratuita, y aunque en la práctica este porcentaje puede variar en función de las condiciones externas del aire, (ºT y HR), siempre que el equipo trabaje dentro de sus parámetros nominales habrá una parte de la energía que será gratuita. Por otro lado, los sistemas aerotermia actuales permiten apoyo de otros tipos de energía cuando las condiciones sean adversas o cuando se pueden apoyar con otros sistemas renovables (solar térmica para ACS o solar fotovoltaica para el funcionamiento de sus elementos eléctricos (ventiladores, compresores, etc.).

El funcionamiento del ciclo frigorífico de un equipo de aerotermia, es similar al de una BdC convencional, pero el intercambiador interior (evaporador en modo frío y condensador en modo calor) es del tipo agua/refrigerante, de forma que cuando el sistema está generando calor en el interior, el refrigerante caliente (a alta presión y a alta temperatura) cede energía térmica al agua del circuito hidráulico para producir calor (en los circuitos de los fancoil, los radiadores o suelo radiante, o para calentar el intercambiador encargado de la producción de ACS (ver esquema):

Producción de_ACS

Cuando el sistema trabaja en modo invierno, el compresor envía gas caliente al módulo hidráulico y en su intercambiador el refrigerante cede calor al agua del circuito hidráulico que es impulsada por la bomba a la válvula de 3 vías, que en función de su posición calentará el circuito de calefacción (fancoil, radiadores o suelo radiante) o al circuito de acumulación de ACS, dando siempre prioridad a este último circuito. 

Cuando trabaja en modo verano, el sistema aprovechará los momentos de baja demanda de climatización para acumular agua caliente (en periodo nocturno, por ejemplo) y cuando se apoya con energía solar térmica en regiones calientes, el sistema funciona con un nivel de eficiencia elevado. La tendencia actual en la mayor parte de los fabricantes de aerotermia es permitir la interconexión con instalaciones fotovoltaicas, con el fin de mejorar la eficiencia eléctrica.


Ventajas e inconvenientes del sistema


Ventajas:
  • Mayor efciencia
  • Según el CTE es una energía renovable
  • Está clasificada como energía sostenible
  • Requiere menos mantenimiento
  • No necesita instalación de combustible
Innconvenientes:
  • Mayor coste de la instalación
  • Necesita modulo hidráulico
  • Necesita depósitos de acumulación y de inercia
  • Su instalación hidráulica tiene que estar bien diseñada y bien ejecutada
  • Su puesta en marcha requiere conocimientos eléctricos e hidráulicos eficiencia (relación entre la potencia térmica producida y la potencia eléctrica gastada), es elevado. 
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