Principios Básicos de la Aerotermia
Captación de Energía Térmica del Aire
El primer principio fundamental de la aerotermia es la captación de energía térmica del aire exterior. Este proceso comienza con la unidad exterior del sistema de aerotermia, que contiene un evaporador y un ventilador. El ventilador toma aire del entorno y lo dirige hacia el evaporador, donde se encuentra un refrigerante a baja temperatura.
El aire exterior, incluso en invierno, contiene calor en forma de energía térmica. A través de un proceso de intercambio de calor, el refrigerante absorbe esta energía térmica del aire y se evapora. A medida que el refrigerante se calienta y se convierte en gas, el aire exterior se enfría y se dispersa de nuevo al ambiente.
Transferencia de Calor Mediante un Refrigerante
El segundo principio clave es la transferencia de calor mediante un refrigerante. El refrigerante, ahora en estado gaseoso y cargado de energía térmica, es comprimido por un compresor en la unidad exterior. Este proceso aumenta la temperatura y la presión del refrigerante, lo que lo convierte en un gas muy caliente.
Luego, el gas caliente se envía a la unidad interior del sistema de aerotermia, donde se produce la transferencia de calor. En la unidad interior, el refrigerante caliente pasa a través de un serpentín o intercambiador de calor que está conectado al sistema de calefacción o al sistema de agua caliente de la vivienda. A medida que el refrigerante cede su calor al serpentín, se condensa y se convierte nuevamente en líquido.
Generación de Calefacción y Agua Caliente
El tercer principio se refiere a la generación de calefacción y agua caliente. La energía térmica transferida al serpentín de la unidad interior se utiliza para calentar el aire que circula por la vivienda o para calentar el agua que se almacena en un depósito. En el caso de la calefacción, este aire caliente se distribuye a través de conductos o radiadores para elevar la temperatura interior de la vivienda. En cuanto al agua caliente sanitaria, se almacena en un tanque para su uso en grifos, duchas y otros dispositivos.
Este proceso de generación de calor y agua caliente se repite continuamente según las necesidades de la vivienda, y es lo que permite mantener una temperatura confortable en el interior, incluso en condiciones climáticas frías.
Componentes del Sistema de Aerotermia
Para comprender cómo funciona un sistema de aerotermia en una vivienda unifamiliar, es esencial conocer sus componentes clave. Estos elementos trabajan en conjunto para aprovechar la energía térmica del aire y proporcionar calefacción y agua caliente de manera eficiente. A continuación, se describen los componentes fundamentales de un sistema de aerotermia:
Unidad Exterior
La unidad exterior es el punto de partida del proceso de aerotermia. Contiene componentes esenciales, como el evaporador y el compresor. El evaporador está diseñado para absorber la energía térmica del aire exterior, incluso en condiciones frías, y convertirla en calor utilizable. El compresor, por otro lado, comprime el refrigerante gaseoso, aumentando su temperatura y presión para prepararlo para el siguiente paso del proceso.
Unidad Interior
La unidad interior del sistema de aerotermia es la encargada de distribuir el calor generado en la vivienda. Esta unidad puede estar conectada al sistema de calefacción o al sistema de agua caliente de la casa. En el caso de la calefacción, el calor se transfiere al aire que se distribuye a través de conductos o radiadores para elevar la temperatura interior. Para la generación de agua caliente sanitaria, el calor se transfiere al agua almacenada en un depósito.
Circuito de Refrigerante
El circuito de refrigerante es un sistema cerrado de tuberías que conecta la unidad exterior y la unidad interior. Este circuito permite que el refrigerante fluya entre las dos unidades y realice la transferencia de calor. El refrigerante se encuentra en un estado líquido o gaseoso, dependiendo de la fase del proceso, y juega un papel crucial en la eficiencia del sistema.
Sistema de Distribución de Calor
Para la calefacción de la vivienda, el sistema de distribución de calor es esencial. Puede consistir en conductos de aire caliente, radiadores de agua caliente o incluso suelo radiante, según la configuración de la casa. Este sistema distribuye el calor generado por la unidad interior de manera uniforme en todas las habitaciones, garantizando un ambiente cálido y confortable.
Controlador y Termostato
El controlador y el termostato son componentes que permiten a los usuarios controlar y ajustar la temperatura del sistema de aerotermia según sus necesidades. El termostato, por ejemplo, mide la temperatura interior y activa o desactiva el sistema para mantener la temperatura deseada. El controlador también puede proporcionar información sobre el estado del sistema y permitir la programación de horarios de funcionamiento.
Ciclo de Funcionamiento del Sistema de Aerotermia
Compresión y Expansión del Refrigerante
El ciclo comienza en la unidad exterior del sistema, donde se encuentra el compresor y el evaporador. En esta etapa, el refrigerante, que es una sustancia química especializada, está en estado gaseoso y a baja temperatura. El ventilador de la unidad exterior toma aire del entorno, que puede estar frío incluso en invierno, y lo dirige hacia el evaporador.
Cuando el aire fluye sobre el evaporador, se produce un intercambio de calor. El refrigerante absorbe la energía térmica del aire y se evapora, convirtiéndose en un gas caliente. Esto enfría el aire exterior que se dispersa nuevamente en el entorno. El refrigerante gaseoso caliente luego se dirige al compresor.
El compresor es una parte crucial del ciclo. Comprime el gas caliente, aumentando su temperatura y presión significativamente. Esta etapa es fundamental para elevar la temperatura del refrigerante a un nivel que sea útil para calentar la vivienda.
Intercambio de Calor en la Unidad Interior
El refrigerante comprimido y caliente sale de la unidad exterior y se dirige hacia la unidad interior del sistema de aerotermia. En la unidad interior, el refrigerante fluye a través de un serpentín o intercambiador de calor. Este componente está conectado al sistema de calefacción de la vivienda.
Cuando el refrigerante caliente pasa a través del serpentín, cede su calor al aire o al agua circulante en la vivienda. Esto provoca que el refrigerante se condense y vuelva a ser líquido. Durante este proceso, el calor liberado se utiliza para elevar la temperatura del aire que se distribuye en las habitaciones o para calentar el agua que se almacena en un depósito.
En la actualidad hay equipos de aerotermia que cuentan con todos los elementos del proceso de intercambio en la unidad exterior y que únicamente utilizan la unidad interior como depósito de almacenamiento térmico (depósito de ACS y de inercia para la calefacción). Es decir, se facilita la instalación y el mantenimiento de tal forma que no exista la posibilidad de averías costosas a largo plazo. También son equipos que funcionan con R29 (propano) y que alcanzan temperaturas de impulsión de +70ºC. Esto permite utilizar los radiadores de hierro y aluminio y no tener que modificar la instalación interna de la vivienda.
En i1Solar nos hemos especializado en estos equipos ya que suponen la mayor parte de las instalaciones de aerotermia que realizamos. En combinación con el suelo radiante y con paneles solares son el combo ideal de disponer de una vivienda eficiente y confortable.
Distribución de Calor y Generación de Agua Caliente
La energía térmica transferida al aire o al agua se utiliza para proporcionar calefacción y agua caliente en la vivienda. El aire caliente se distribuye a través de conductos o radiadores para mantener una temperatura confortable en el interior. En el caso del agua caliente, se almacena en un depósito para su uso en grifos, duchas y otros dispositivos.
Este ciclo de funcionamiento se repite continuamente según las necesidades de la vivienda. La unidad interior ajusta su funcionamiento para mantener la temperatura deseada y garantizar el confort de los residentes.
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