La aerotermia es, básicamente, la extracción de la energía térmica que contiene el aire mediante una bomba de calor aire-agua. Se la puede considerar una fuente de energía renovable, ya que, mientras la corteza terrestre reciba radiación solar, el aire siempre contendrá calorías.
Esto sucede incluso en pleno invierno; aunque las temperaturas bajen muy por debajo de los 0 °C, el aire aun contiene calorías. Para ser exactos, el límite en el que el aire no contiene nada de calor está en -273,15 °C, es decir, en cero absoluto. Esto significa que, en teoría, podríamos extraer calor del aire hasta este límite, pero la verdad es que la eficiencia de las bombas de calor se reduce considerablemente cuanto más baje la temperatura. No obstante, en nuestro entorno, el termómetro rara vez baja de los -10 °C y, normalmente, suele situarse muy por encima. Por tanto, podemos aprovechar las ventajas que nos ofrece la aerotermia incluso en los inviernos más duros.
Como ya se ha apuntado, se utilizan bombas de calor aerotérmicas aire-agua para el aprovechamiento de la energía del aire y sus principales aplicaciones son los sistemas de calefacción, refrigeración y la producción de ACS (agua caliente sanitaria).
- Es una fuente de energía natural, renovable e inagotable.
- La bomba de calor no contamina.
Alta rentabilidad: hasta un 75% de ahorro energético. - Se compone de un sistema exterior compacto que necesita poco espacio.
- Es un sistema adaptable a casi cualquier clima.
- Un único sistema vale para calefacción, refrigeración y para la producción de agua caliente sanitaria (ACS).
El mecanismo utilizado es el inverso del que se utiliza en los frigoríficos: un fluido refrigerante, mediante cambios de estado, extrae el calor contenido en el aire a temperatura inferior y lo cede al agua a temperatura superior, convirtiendo así el flujo natural del calor.
Concretamente, el principio de funcionamiento de la aerotermia es la combinación de una bomba de calor y un acumulador que utiliza el calor del aire para producir agua caliente:
- El aire exterior es aspirado hacia el interior de la bomba de calor por un ventilador. Al pasar por la batería aleteada del evaporador el aire cede su calor, pierde alrededor de 10ºC y es expulsado.
- El fluido refrigerante pasa por el evaporador y absorbe el calor cedido por el aire. Este proceso hace que el refrigerante cambie de estado evaporizando a presión y temperatura estables (0ºC; 5 bar).
- El gas refrigerante pasa por el compresor donde el aumento de presión implica un aumento de temperatura, elevándose a estado de vapor sobrecalentado (70ºC; 20 bar).
- En el condensador el refrigerante cede su calor al agua contenida en el acumulador. Este proceso hace que el refrigerante pase de vapor sobrecalentado al estado líquido, condensando a presión constante pero con una gran pérdida de temperatura (70-40ºC; 20 bar)
- El líquido refrigerante pasa por la válvula de expansión, pierde temperatura y presión y vuelve a las condiciones de presión y temperatura iniciales (40ºC ->0ºC; 5bar). El ciclo termodinámico puede volver a empezar para el funcionamiento de la aerotermia.
El calor se capta a través de un colector o sonda geotérmica enterrada por el que circula el fluido caloportador. Las instalaciones de circuito cerrado son las más comunes.
– Captación vertical
La sonda geotérmica vertical se instala mediante perforaciones a profundidades de unos 100 m (podría variar entre 60 y 200 metros). Esta configuración requiere poca superficie e incluso se perfora debajo de las viviendas si se trata de nuevas construcciones. Mediante este sistema se obtiene un gran rendimiento, pero realizar perforaciones tan profundas aumenta el coste económico de la instalación.
– Captación horizontal
En este caso los captadores se entierran alrededor de la vivienda a 1-2m aproximadamente. Para ello es necesario disponer de terreno adyacente a la vivienda (una superficie entre 1,5 y 3 veces la superficie a calefactar). La captación horizontal es la que más se utiliza, ya que la instalación es más simple y, por tanto, más económica.
Un circuito geotérmico abierto no es siempre realizable, ya que es necesaria la existencia de pozos de agua, mares, ríos o lagos en el sitio donde haya que instalarlo.
En este tipo de instalaciones el agua que circula por la bomba de calor se renueva constantemente. La ejecución es más económica que en los anteriores ejemplos, pero es necesario realizar un estudio más riguroso.