Aerotermia para empresas

El principio de funcionamiento de la bomba de calor aerotérmica es el mismo que el de otros tipos de bombas de calor y, básicamente, consiste en extraer la que está presente de manera natural y gratuita en el aire y bombearlo (moverlo) hacia el interior de la vivienda.

En el caso de las bombas de calor aerotérmicas, el calor lo moveremos en invierno del exterior de la vivienda al interior para producir calefacción. Si queremos, en verano podemos hacer que el calor que hay en el interior de la vivienda lo movamos hacia el exterior y de esa manera enfriarla. Para entendernos, la bomba de calor, lo que hace es simplemente mover el calor de un punto a otro.

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¿Cómo funciona la aerotermia para empresas?

La pregunta que uno se hace llegado a este punto es: ¿cómo voy a “mover calor” del exterior de la vivienda al interior en invierno? A pesar de que en invierno podamos encontrar en el aire temperaturas medias muy bajas, hay que tener en cuenta que, a pesar de estar, por ejemplo, a 0ºC, todavía queda calor mucho calor en el aire. Cabe recordar que en física se habla de la ausencia total de calor cuando se llega a -273ºC.

La manera que tenemos de aprovechar esa temperatura es que el líquido refrigerante que se pone en contacto con el aire esté todavía más frío que la temperatura del aire.

¿Cómo funciona la aerotermia para empresas?

Si la temperatura del aire es de 0ºC y el refrigerante que se pone en contacto con el aire está a -10ªC, es lógico pensar que el aire pese a estar a 0ºC calentará el refrigerante hasta por ejemplo los -5ºC. Significa que hemos ganado 5ºC y es precisamente esa diferencia de temperatura lo que necesita la bomba de calor para funcionar

Los nuevos modelos de bombas de calor aerotérmicas pueden funcionar hasta con temperaturas exteriores de hasta -25ºC. Lógicamente, al ser una bomba de calor aerotérmica, cuanto mayor sea la temperatura media del aire mayor será su rendimiento anual.

La ventaja del clima en España es que la temperatura media anual es bastante alta (sobre todo en lugares cercanos a la costa). Por lo tanto, este tipo de instalación es altamente recomendable ya que se obtienen rendimientos extraordinarios.

Partes y funcionamiento de una bomba de calor

Una bomba de calor se compone de 5 elementos fundamentales:

  • Compresor.
  • Evaporador.
  • Condensador.
  • Válvula de expansión.
  • Tipo R407 o R410A. El refrigerante es el medio caloportador que circula en un ciclo cerrado por el interior de los 4 primeros componentes y tiene la propiedad de estar en forma de gas o líquido y puede estar también frío o muy caliente.

Identificados las partes de una bomba de calor, su funcionamiento se puede explicar en los siguientes 6 puntos:

  1. Mediante un ventilador se hace pasar un gran volumen de aire a través de la unidad que colocamos en el exterior. De esa manera, los gases frigoríficos que están muy fríos dentro del evaporador roban calor al aire y aumenta su temperatura. Esa diferencia de temperatura es la energía aerotérmica que le robamos al aire.
  2. En el evaporador de la bomba de calor es donde se produce ese calentamiento gratuito del refrigerante que circula por el circuito frigorífico. Al calentarse, se evapora y se transforma en gas todavía frío.
  3. El refrigerante (en fase gas frío) es aspirado por el compresor y lo comprime haciendo que aumente su presión y temperatura, convirtiéndose en un gas caliente.
  4. El gas caliente pasa al condensador, que es la pieza encargada de transferir el calor producido por la bomba de calor al sistema de calefacción o de generación de agua caliente. Al utilizar ese calor para los diversos usos que queramos, lógicamente ese gas pierde algo de temperatura y se queda como un líquido templado.
  5. Este punto representa los diversos usos a los que se destina el calor que había en el gas una vez comprimido. Los usos típicos son la producción de ACS y Calefacción.
  6. El refrigerante templado se hace pasar por la válvula de expansión que al expansionarlo hace que disminuya su presión y su temperatura de tal manera que vuelve a enfriarse bruscamente, volviendo de nuevo al punto de partida, iniciándose de esta manera un nuevo ciclo.

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¿Qué es el COP? ¿Qué rendimiento tiene una bomba de calor aerotérmica?

El coeficiente C.O.P (acrónimo del inglés de “Coefficient of performance”) se utiliza para poder comparar de manera rápida y sencilla el rendimiento de las bombas de calor. Se obtiene al dividir la potencia calorífica (el calor que genera) entre la potencia eléctrica (lo que consume).

Por ejemplo, una bomba de calor que produce 8.000Wh de calor y consume 2000Wh eléctricos tendría un rendimiento o COP de: 8.000/2000 = 4

Es decir que 2 KWh los consume de la red eléctrica y 6KWh los obtiene gratis del aire ambiente. O, lo que es lo mismo, cada 1 KWh que consume de la red eléctrica es capaz de producir 4 KWh de calor. Esto significa que es una máquina con un 400% de rendimiento y, por lo tanto, se puede afirmar que las bombas de calor aerotérmicas tienen 4 veces más rendimiento que cualquier caldera o sistema tradicional.

El COP es un valor de laboratorio y es el rendimiento que tiene cada modelo de cada marca de bombas de calor. Por lo tanto, al ser un ensayo de laboratorio, debe siempre compararse en las mismas condiciones de ensayo y bajo la misma norma europea.

La norma europea básicamente dice que las condiciones de ensayo por la que se tienen que ofrecer el dato de C.O.P es con temperaturas de 35ºC de impulsión de calefacción y 7ºC de temperatura del aire.

Optimización en el diseño de una instalación de aerotermia

Por lo explicado anteriormente, se deduce que cuanto menor sea la temperatura de impulsión de calefacción y mayor la temperatura que extraemos del aire, el C.O.P será cada vez mayor y, por lo tanto, gastaremos menos dinero en calentar nuestra casa. Para lograr eso, existen dos objetivos claros.

Objetivo 1: Aumentar la temperatura de aire

La única manera de conseguir que el aire que llega al equipo aerotérmico esté lo más caliente posible es diseñar de la manera profesional y adecuada la instalación.

Es muy importante procurar que la unidad exterior esté perfectamente ventilada y que no tenga elementos que tapen la salida del aire.

Objetivo 2: Disminuir la necesidad de temperatura de impulsión de calefacción

Con respecto a la temperatura de impulsión de calefacción, lo más adecuado es utilizar (por este orden) sistemas como el suelo radiante, pared/techo radiante o fancoils. El motivo es que estos sistemas son los que menos temperatura necesitan para su correcto funcionamiento.

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