Aerotermia: qué es, coste, funcionamiento, tipos, ahorro
La aerotermia es una tecnología de climatización que aprovecha la energía térmica del aire exterior para proporcionar calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria (ACS).
La aerotermia funciona mediante un ciclo termodinámico con bomba de calor y genera entre 3 y 4,5 veces más energía de la que consume. Hay tres tipos de aerotermia: aire-agua, aire-aire, e híbrida, que combina la bomba de calor con una caldera. El coste de instalación de un sistema de aerotermia oscila entre 5.000 y 36.000 euros según el tamaño y el equipamiento de la vivienda, pero se amortiza rápidamente y es muy rentable a largo plazo.
En comparación con sistemas tradicionales como el gas natural, la aerotermia permite un ahorro energético del 75-80% (unos 608-742 euros al año para una familia media) al extraer del aire la mayor parte de la energía útil. Además, invertir en aerotermia puede aumentar el valor de la propiedad entre un 2% y un 8%, con amortización de 4 a 8 años.
Contenido
- ¿Qué es la aerotermia?
- ¿Qué precio tiene un sistema de aerotermia?
- ¿Cómo funciona la aerotermia?
- ¿Qué componentes tiene un sistema de aerotermia?
- ¿Qué tipos de aerotermia hay?
- ¿Qué emisores térmicos se utilizan en aerotermia?
- ¿Cuáles son los tipos de sistema de aerotermia?
- ¿Por qué combinar aerotermia con placas solares?
- ¿Qué ahorro supone la aerotermia?
¿Qué es la aerotermia?
La aerotermia es un sistema de climatización que utiliza el aire como fuente de energía para la calefacción, la refrigeración y el agua caliente sanitaria (ACS). Este sistema aprovecha la energía térmica del aire exterior, incluso a bajas temperaturas, para generar calor en invierno y frío en verano aprovechando el ciclo termodinámico a coste mínimo.
La termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye solo se mueve o transforma, y la aerotermia hace el ciclo de transformación con un aporte mínimo de energía exterior.
¿Qué precio tiene un sistema de aerotermia?
El precio de un equipo de aerotermia se sitúa entre los 5.000 y 36.000 €. Al ser un sistema de climatización que proporciona calefacción, refrigeración y agua caliente es más caro que otros sistemas menos complejos, pero a largo plazo es el sistema más económico.
| Superficie de la vivienda | Precio | Potencia necesaria |
| Casas de hasta 90 m2 | 5.000 - 12.000 euros | 4 - 5 kW |
| Casas de hasta 100 m2 | 6.000 - 14.000 euros | 4 - 6 kW |
| Casas de hasta 150 m2 | 12.000 - 24.000 euros | 7 kW |
| Casas de hasta 200 m2 | 17.000 - 28.000 euros | 10 kW |
| Casas de hasta 250 m2 | 20.000 - 32.000 euros | 12 kW |
| Casas de hasta 300 m2 | 23.000 - 36.000 euros | 16 kW |
¿Cómo funciona la aerotermia?
La aerotermia utiliza el ciclo termodinámico para recoger la energía del aire, que comprime y transforma energía calorífica que puede utilizarse para calefacción, para calentar agua, o en modo frío.
El funcionamiento de aerotermia se lleva a cabo en 4 etapas: Captación, compresión, condensación y expansión.
- Captación: El sistema extrae energía térmica del aire exterior mediante un compresor.
- Compresión: La energía captada se comprime para aumentar su temperatura.
- Condensación: El calor se transfiere al sistema de calefacción o agua caliente del edificio.
- Expansión: El ciclo se reinicia, y el refrigerante se expande y enfría para comenzar de nuevo.
Las bombas de calor aerotérmicas pueden invertir el funcionamiento de este ciclo.
En modo calefacción calienta un circuito con agua caliente para ser emitido al interior de la vivienda, saliendo por su consola exterior un flujo de aire más frío que el de la calle. En modo frío, hace lo contrario, saca el calor fuera, y a mayor temperatura que la del exterior.
En ambos modos una vez alcanzada la temperatura de consigna, el sistema se pone en modo ACS para calentar el depósito de agua caliente para diferentes usos.
¿Qué componentes tiene un sistema de aerotermia?
Un sistema de aerotermia consta de 11 componentes, listados a continuación
- Unidad exterior: La unidad exterior es uno de los componentes principales de los sistemas de aerotermia, y se encarga de captar la energía térmica del aire exterior y transferirla al fluido refrigerante que circula por el sistema. La unidad exterior suele instalarse en el exterior de los edificios, por lo que es importante tener en cuenta ciertos factores a la hora de comprar una, como la potencia necesaria, la eficiencia energética, el nivel sonoro, o las distancias mínimas a su alrededor para asegurar un flujo óptimo de aire.
- Evaporador: Es el circuito que contiene el líquido refrigerante a baja temperatura. La primera parte del circuito, permite que el refrigerante absorba el calor del aire en un intercambio térmico y, después, se evapore.
- Compresor: El compresor tiene la función de incrementar tanto la presión como la temperatura del refrigerante, cuando este se encuentra en su estado gaseoso. Al aumentar la presión de un gas, sus partículas se mueven más rápido, colisionando más veces y esto hace que se produzca un aumento de la temperatura.
- Intercambiador de calor: El intercambiador de calor asegura la transferencia de calor entre dos fluidos, sin que se realice su mezcla. Esta transferencia se realiza a través de una pared, con altas capacidades conductoras que separa el circuito primario del secundario.
- Acumulador: Los acumuladores ACS son unos depósitos conectados a los equipos de aerotermia. Su función es acumular agua caliente y que esta esté disponible en los edificios. Los sistemas de aerotermia funcionan mejor con un depósito que almacene agua caliente. El agua caliente que almacenan estos depósitos se mezcla con agua fría para mantener la temperatura de uso confortable y segura.
- Bomba de recirculación: Garantiza que el agua caliente esté siempre lo más cerca posible del punto de consumo, con el fin de reducir el derroche de agua y aumentar el confort de manera constante y uniforme.
- Filtros: Se encarga de eliminar impurezas del circuito de agua, metálicas y no metálicas. Los filtros son la parte más importante a mantener. Debes sustituir o limpiar los filtros de forma rutinaria porque pueden bloquear el flujo de aire en el sistema, reduciendo su eficiencia o haciendo que el sistema se congele y deje de funcionar.
- Válvula de expansión: Provoca una caída de presión que disminuye la temperatura, y hace que el refrigerante se expanda.
- Unidad interior: La unidad interior permite el intercambio de calor entre el aire exterior y el sistema de climatización. Esta unidad consiste en un evaporador, un compresor y un condensador, que trabajan juntos para transferir la energía del aire exterior al sistema de climatización.
- Emisores: Son elementos que ceden calor a una habitación o local. Los emisores más habituales en los proyectos de aerotermia son suelo radiante, radiadores de baja temperatura y fancoils.
- Vaso de expansión: Un vaso de expansión es un recipiente metálico que se instala en un sistema de aerotermia para absorber las dilataciones sufridas por el agua al aumentar su temperatura. Cuenta con una válvula de sobrepresión en su parte superior.
- Controles, termostatos y sensores de temperatura: Son termómetros, sondas, pantallas, aplicaciones, relés, que ayudan a regular y monitorizar el sistema.
¿Qué tipos de aerotermia hay?
Hay 3 tipos de aerotermia, en función de donde se toma la energía y a donde se envía. Aire-agua, aire-aire e híbrida.
- Aire-agua
- Aire-aire
- Híbrida
Aerotermia aire-agua
Este tipo de aerotermia aprovecha el aire del exterior, lo calienta y lo transfiere a un circuito de agua.
Es sumamente eficaz y su potencia varía entre +35°C y -25°C. Hay que tener en cuenta que como el aire se encuentra disponible de forma ilimitada en cualquier sitio, la instalación resulta sencilla y los gastos ligados a la misma reducidos.
En modo calefacción, las bombas de calor aire-agua toman el calor del aire exterior y lo transfieren a un circuito de agua, que puede ser distribuido a otros sistemas como radiadores, suelo radiante o fancoils, que a su vez ceden el calor de ese agua al ambiente. También sirve para calentar el agua de la red sustituyendo a los termos eléctricos.
En modo refrigeración, en el intercambiador exterior se cede el calor del agua al aire y en el intercambiador interior se absorbe el calor del ambiente calentando el agua. Es decir, estos equipos montan un intercambiador aleteado o batería, refrigerante-aire y un intercambiador refrigerante-agua.
Por estos motivos, la aerotermia aire-agua es la mejor opción para tener climatización y agua caliente.
Aerotermia aire-aire
A diferencia de la bombas de aerotermia aire-agua, la maquinaria de una bomba de calor aire-aire actúa transfiriendo el calor que se toma del exterior directamente al aire del local que debe calentarse. De esta manera, no calienta ningún circuito de agua, sino directamente el aire.
Los usos de la bomba de calor aire-aire son algo limitados, puesto que únicamente sirven para calentar aire, por lo que no sirven para calentar agua caliente sanitaria, sino solo como calefacción. Actúa como un aire acondicionado que expulsa aire caliente y también frío si así se quisiera.
Es la idónea para grandes espacios, donde interesa climatizar amplio volumen y de manera rápida.
Aerotermia híbrida
La aerotermia híbrida es una instalación que combina una bomba de calor con una caldera de gas, gasoil o resistencia de apoyo. Se usa cuando la aerotermia por sí sola no es capaz de proporcionar el confort necesario o cuando supondría una instalación exagerada.
El núcleo de un sistema de aerotermia híbrida es la bomba de calor, que extrae calor del aire exterior incluso en condiciones frías. Cuando la temperatura cae por debajo de un punto en que la bomba de calor ya no es eficiente por sí sola (cerca o por debajo de 0°C), el sistema automáticamente añade el modo de gas (fuente de calor de reserva), asegurando así que las estancias permanezcan cálidas de manera eficaz.
¿Qué emisores térmicos se utilizan en aerotermia?
Los emisores de calor usados en aerotermia son 3: Suelo radiante, radiadores, y fancoils.
Suelo radiante
El suelo radiante por agua, es un circuito de tuberías instalado debajo del pavimento. Cuando distribuimos agua a través de este circuito, la temperatura de la misma (el calor o el frío) se va transmitiendo al suelo y, a través de él, a toda la estancia.. Es muy rentable y eficiente, su precio por m2 varía entre los 100€ y los 210€, y al trabajar a baja temperatura evita que el calor fugue al techo. En su combinación con la aerotermia, lo que se hace es impulsar el agua por este circuito con una bomba de calor a una temperatura en torno a los 40 grados en verano y 15 grados en invierno.
El calor se reparte por igual por todo el espacio, y al mismo tiempo, no reseca tanto el ambiente como otros sistemas de calefacción. Su inversión inicial es alta, pero el retorno es muy rápido al tratarse de uno de los sistemas más eficientes en la actualidad.
Radiadores
En viviendas con radiadores convencionales, la aerotermia puede funcionar con temperaturas de impulsión de hasta 60°C, suficiente para proporcionar un óptimo confort térmico. El rendimiento es muy alto y el consumo eléctrico bajo.
La aerotermia puede calentar el agua hasta los 55ºC o 60ºC y usar con radiadores convencionales, aunque normalmente necesitan mayor temperatura de impulsión. Debemos tener en cuenta que el rendimiento de un sistema de aerotermia disminuye cuando se requiere una temperatura de impulsión más elevada o con temperaturas exteriores muy frías.
Los radiadores de alta temperatura son los menos recomendados para su uso con aerotermia porque trabajan a mayor temperatura, tienen tubería de poco diámetro y bajan la eficiencia o SCOP. Se pueden cambiar por modelos de baja temperatura, más eficientes y de mayor tamaño.
Fancoils
Los fancoils que se utilizan en aerotermia están compuestos por un ventilador y un intercambiador, encargado de enfriar o calentar el aire que absorbe antes de devolverlo a la habitación. Por su interior, circulan tuberías con agua.
Hay 2 tipos de fancoils, listados debajo.
- Fancoils de pared: su precio varía entre los 250 y los 350 euros por aparato aproximadamente, sin incluir la instalación. Estos aparatos proporcionan una distribución eficiente del aire en la habitación, siendo especialmente adecuados para espacios reducidos.
- Fancoils de techo: tienen un rango de precio aproximado de entre 220 y 370 euros por aparato, sin instalación incluida. Son apropiados para integrarse discretamente en techos falsos, lo que permite una distribución uniforme del aire en toda la habitación.
¿Cuáles son los tipos de sistema de aerotermia?
Hay 2 tipos de sistemas de aerotermia: monobloc y bibloc.
Aerotermia monobloc
Una instalación de aerotermia con sistema monobloc se compone de una única unidad para su instalación en el exterior, por lo que son perfectas para viviendas unifamiliares, donde las tuberías de calefacción existentes son de poco diámetro o se usan radiadores de alta temperatura. El espacio que necesitan no es un problema crítico, porque solo hay una unidad que se encarga de todo.
En esta unidad exterior está el kit hidráulico y en ella se realizan todos los pasos de captación, compresión, condensación y expansión. Por ello, no es necesaria ninguna conexión frigorífica: en la vivienda solo entra agua fría o caliente. No es necesaria una especialización como frigorista para su instalación, por lo que empresas de fontanería pueden optar por ellas.
Es una solución más compacta y fácil de instalar, mantener y rectificar.
La gama AERO ALM de iDM energie es un ejemplo de aerotermia monobloc con refrigerante natural R290 (propano) llega a una temperatura de impulsión de hasta los 70ºC sin apoyo de resistencia.
Aerotermia bibloc
La aerotermia bibloc o split, tiene una unidad exterior que es la encargada de captar la energía aerotérmica y una unidad interior con un intercambiador hidrokit (gas/agua) que la convierte en frío, calor y/o en agua caliente. Las tuberías aisladas que las unen llevan gas en diferente estado y siempre deben ser instaladas por personal frigorista autorizado.
La unidad interior necesita un volumen mínimo y rejillas de ventilación y evacuación ante una posible fuga. La unidad exterior es de tamaño reducido y la interior suele estar diseñada en un formato mural compacto que se integra como un electrodoméstico más. Actualmente la mayoría de las marcas comercializan modelos que incorporan en la unidad interior un acumulador de ACS.
Por su precio inferior y de mejor amortización, son el modelo preferente en su instalación. Además permiten atravesar las paredes con un menor impacto al necesitar una abertura más pequeña.
¿Por qué combinar aerotermia con placas solares?
Combinar aerotermia con placas solares reduce significativamente los costes de energía y emisiones de CO2. El uso de placas solares en combinación con la aerotermia permite disponer de un sistema de calefacción y de climatización con un gasto en electricidad bajo o casi nulo.
Por si sola, la aerotermia no se considera una energía renovable, pero lo es cuando se combina con la fotovoltaica. Durante las horas de sol, el consumo eléctrico del sistema de climatización puede ser 0, porque la electricidad producida por los paneles solares opera la bomba de calor sin recurrir a la red eléctrica.
La combinación aerotermia con placas solares no persigue un mejor COP, si no un mayor ahorro en la factura de la luz. Es preferible un COP de 3 a un 4,5 si el 3 lo conseguimos a 0 euros pero con el 4,5 pagamos a 18 céntimos el kilovatio hora.
Algunas de las principales ventajas de una combinación de un sistema de aerotermia con una instalación fotovoltaica son:
- Aprovechamiento de fuentes de energía renovable y gratuita.
- Mayor eficiencia energética al utilizar la energía solar para generar electricidad y la aerotermia para climatizar el hogar.
- Ahorro económico a largo plazo al reducir el consumo de energía convencional.
- Contribución a la protección del medio ambiente al disminuir la huella de carbono.
- Mayor independencia energética al depender menos de fuentes de energía no renovables.
¿Qué ahorro supone la aerotermia?
Con el uso de aerotermia se logra un ahorro de hasta el 75% al 80% en comparación con otros sistemas de calefacción. Según Eurostat, la Oficina Europea de Estadística, el 62,8% del consumo energético en un hogar está destinado a la calefacción. El gasto medio de una familia española oscila entre 760 y 928 euros al año con gas natural, y el ahorro con aerotermia sería de 608 a 742 euros anualmente.
¿Cuánto incrementa la aerotermia el valor de una propiedad?
La aerotermia incrementa el valor de la propiedad de entre un 2% y un 8%.
¿Qué aerotermia instalar en viviendas de nueva construcción?
La aerotermia monobloc, por requerir menor espacio, y el suelo radiante son la mejor opción en obra nueva ya que no roba espacio y al trabajar a baja temperatura tienen el mejor SCOP posible.
¿Qué aerotermia instalar al reformar una vivienda?
El instalador especialista recomendará un sistema monobloc o bibloc dependiendo de las necesidades y el espacio de la vivienda. Puede ser necesario solo calefacción, habiendo radiadores ya instalados, es obra nueva y se puede poner suelo radiante, o es necesario también enfriar.
El sistema emisor de calor más eficiente es por suelo radiante, durante la reforma se puede instalar encima del solado y dejarlo preinstalado. El segundo mejor sería por fancoils y por último por radiadores.
Si solo se requiere ACS se optará por un aerotermo, que difieren de un termo eléctrico clásico al no usar un resistencia eléctrica si no un ciclo de gas.
¿Qué tener en cuenta antes de instalar aerotermia?
Antes de instalar aerotermia es imprescindible realizar un estudio previo por un especialista, para el correcto dimensionamiento de la instalación, analizando el tamaño, distribución y orientación de la vivienda para determinar la producción de calor y frío requerida.
Otro punto importante es calcular el espacio necesario para tanto la unidad exterior como la interior y el depósito de agua caliente.
¿Vale la pena instalar aerotermia en un piso de 100 m2 o menos?
Sí, vale la pena instalar aerotermia en un piso de 100m2 o menos. En viviendas de menos de 100 m2 equipos con potencia entre 2,5 y 6,5 kW son suficientes para cubrir las necesidades energéticas.
Instalar aerotermia en un piso es posible, y con los nuevos sistemas, es más económico. Al ser modular, se necesita muy poco espacio dentro de la vivienda para estos equipos. La gama Aerotherm Plus de Vaillant o la AERO ALM de iDM energie no necesitan la adecuación del piso con rejillas de ventilación al quedar toda la instalación de gas refrigerante en el exterior.
¿Cuánto se tarda en recuperar la inversión en aerotermia?
La amortización de una instalación de aerotermia oscila entre los 4 y los 8 años.
Un termo eléctrico tiene una eficiencia del 100% (COP = 1), toda la energía eléctrica se transforma en calor. La eficiencia del gas es del 90% (COP = 0,9) y un 85% (COP = 0,85) en caso del gasoil.
La aerotermia se sitúa en una eficiencia de entre el 300% y el 450% (COP = 4,5) de media.
Si en una vivienda se gasta 200 euros al mes entre radiadores eléctricos y termo de agua caliente (COP 1), con aerotermia puede reducirse hasta los 44 euros (COP 4,5).
¿Cuánto se tarda en recuperar la inversión respecto a una instalación de gas?
Aproximadamente el doble, debido al coste de los equipos. Según la directiva de la UE, el abandono de las calderas de gas tendrá que ser paulatino ya a partir de 2025, para acabar con el abandono total entre 2035 y 2040, por lo que el gas no es una alternativa.
¿Se puede usar aerotermia con cualquier radiador?
Sí, se puede usar un sistema de aerotermia con radiadores de alta temperatura aceptando una merma en su SCOP. La aerotermia tiene mejor eficiencia cuando la temperatura exterior y la de impulsión interna son muy similares, pero sistemas específicos de calidad pueden trabajar con una alta temperatura de impulsión (frío en la calle y alta temperatura de radiador).
¿Se puede usar aerotermia sin suelo radiante?
Sí, se puede usar aerotermia sin suelo radiante. Hay alternativas como el uso de radiadores, tanto de alta como de baja temperatura, y fan coils (consola interior de similar aspecto a un aire acondicionado).