30 Jun BOMBAS DE CALOR POR AEROTERMIA

Desde hace tiempo, desde que las nuevas tecnologías se han introducido en nuestras vidas, buscamos el confort con el mínimo de gasto. Además, desde hace un tiempo se avecinan subidas de la luz importantes, que ya tenemos reflejadas en nuestras facturas a día de hoy.

La climatización, tanto para el aire acondicionado en verano, como la calefacción para el invierno, se ha convertido en algunos hogares o edificios en verdaderos lujos, sobre todo por la cantidad de electricidad que se genera a la hora de poner en marcha estos equipos. También para el agua caliente, denominada ACS (Agua Caliente Sanitaria), producida por las placas solares, con acompañamiento de calderas, cada vez más eficientes que pueden hacer que nuestra factura de la luz poco a poco vaya descendiendo, para poder ahorrar.

Dentro del desarrollo de las instalaciones para buscar un confort eficiente, conjuntamente con un descenso de la electricidad, nos encontramos con una tecnología cada vez más en ascenso que, aunque al principio nos implique desembolso económico importante, con el tiempo hace que este mismo desembolso se traduzca en ahorro.

En este caso vamos a hablar de la tecnología de la aerotermia, para producir agua caliente sanitaria, en forma de bomba de calor, con CO2 como refrigerante.

La aerotermia

Para quien no conozca la aerotermia, es uno de los sistemas más eficientes para calentar todas las estancias de un hogar que, además, sirve para que los grandes edificios puedan producir agua caliente, con el ahorro que esto conlleva.

La energía aerotérmica es un tipo de energía térmica generada con una bomba de calor. Es considerada como renovable ya que su rendimiento es muy elevado, puesto que algunas bobas de calor alcanzan un COP de 4,5.

El funcionamiento de esta tecnología se basa en extraer la energía del aire que se encuentra en el ambiente que nos rodea para climatizar el interior de una vivienda.  Para ello, utilizamos una bomba de calor.

Una bomba de calor es un dispositivo que toma energía térmica del exterior, para modificar la temperatura del interior de una casa. Mediante un gas refrigerante que provoca el ciclo termodinámico cerrado, el denominado ciclo frigorífico, se toma el aire que hay en el exterior para introducirlo en la bomba de calor con el objetivo de extraer toda la energía calorífica que contiene, incluso aunque el aire esté muy frío.

Esto quiere decir que la bomba de calor aerotérmica puede generar calor para proporcionar calefacción y agua caliente al hogar, pero también puede producir frío en el momento en el que lo necesitemos, si lo que queremos es tener aire acondicionado en verano.

Elementos de una bomba de calor aerotérmica

Los elementos de una bomba de calor aerotérmica son:

La unidad termodinámica

Se coloca en la parte de fuera de la vivienda, como ocurre con los aparatos de aire acondicionado de toda la vida. Su misión es recuperar la energía que hay en el aire exterior para calentar o enfriar el agua del módulo hidráulico.

El módulo hidráulico

Se instala casi siempre en el interior de la casa. Recibe el calor generado por la unidad termodinámica y lo distribuye mediante conductos por el suelo radiante o por los radiadores. Además, esta energía calorífica también se puede usar para calentar el agua sanitaria, que se almacenará en un depósito de agua caliente.

Existen distintos tipos de bomba de calor como también distintas aplicaciones para la aerotermia. Está especialmente indicada para la climatización en todo tipo de instalaciones puesto que tiene una triple funcionalidad: enfría, calienta y proporciona agua caliente sanitaria (ACS).

Al ser renovable, puesto que aprovecha una fuente inagotable como el aire del medio ambiente para extraer de él toda la energía térmica, consiguen un gran rendimiento térmico, que puede llegar a cifras del 300% o 400% por cada 4 kW de electricidad necesaria para que la bomba de calor funcione, llega a producir 4 kW de energía térmica.

El CO2 como refrigerante

Como hemos hablado anteriormente, el refrigerante que contienen estas bombas de calor es el denominado CO2.

Este refrigerante, se puede denominar “refrigerante natural” aunque se obtienen por procesos químicos. Pero es cierto que se encuentra presente en abundancia en la biosfera, por lo que no es probable que ninguna legislación se atreva a prohibirlos en el sector de la refrigeración.

El uso del dióxido de carbono está creciendo rápidamente en todos los sectores. Ello es debido a que los desafíos que presentan sus altas presiones de trabajo y su muy baja temperatura crítica se están superando.

Algunas de las propiedades de este refrigerante, a presión atmosférica es un gas incoloro, que presenta alrededor del 0.04% de la atmósfera. Es inodoro, aunque a altas concentraciones se puede detectar un débil sabor ácido. El dióxido de carbono resulta de la combustión completa del carbono. No confundir con el monóxido de carbono (CO) que es resultado de una combinación parcial, y es muy tóxico. El dióxido de carbono de calidad industrial no contiene nada de monóxido de carbono.

Se obtiene por combustión de hidrocarburos, pero también se recupera de procesos fermentativos industriales. Para tener un dióxido de carbono apropiado para su uso en la industria, debe ser lavado, secado, presurizado, licuefactado, purificado y envasado. Se estima que la electricidad gastada en este proceso emite 1 kg de C02 por kg capturado. Sin embargo, si se compara esto con los 2 kg por kg de amoníaco procesado o los 9 kg por kg de R-134ª procesado, no está nada mal. Los compuestos insaturados de HFC necesitan todavía más energía en su proceso de producción.

Aerotermia con CO2: más rendimiento, menos consumo

Tradicionalmente, las calderas de gas o calderas de gasóleo han sido los principales sistemas para el calentamiento del agua caliente sanitaria, sobre todo para procesos donde la temperatura del agua oscila entre 60 y 90 °C. Con esta nueva generación de bombas de calor eléctricas aire/agua, que utilizan como refrigerante el CO2, es posible alcanzar estas temperaturas de agua con un rendimiento excelente.

Esta tecnología permite que la bomba de calor extraiga el calor contenido en el aire, y gracias al ciclo termodinámico del refrigerante CO2, es capaz de calentar el agua caliente sanitaria incluso hasta 90 ºC.

El equipo que estará disponible a través de este piloto, el Q-TON ESA30E de Mitsubishi Heavy Industries, tiene una potencia de calentamiento de 30 kW, y se pueden combinar hasta 16 unidades en un solo control, para adaptarlas según la demanda de agua caliente. Puede instalarse en el exterior o bien en una zona cubierta donde sea posible la salida y entrada del aire del exterior, y no requiere chimeneas de evacuación de humos ni tampoco almacenar combustibles inflamables.

En conclusión, las bombas de calor aerotérmicas, conjuntamente con el CO2 como refrigerante, son una apuesta de futuro, sobre todo para grandes instalaciones, para mejorar el confort y ahorrar energía.