Normalmente un aparato de aerotermia se compone de una unidad exterior (compresor) y otra interior, comunicadas por cables eléctricos y tubos de fluidos.[5]​ Además cuenta con una unidad de almacenamiento ACS, la cual también puede estar incluida en la unidad interior, y con un sistema de calefacción y/o refrigeración.[14]​.

La diferencia entre un intercambiador de calor y una bomba de calor es que el primero transfiere calor de un fluido más caliente a otro más frío (en el sentido normal del flujo del calor), mientras que la segunda transfiere calor de un fluido más frío a otro más caliente, valiéndose de la propiedad que tienen los gases de liberar calor cuando se expanden y consumirlo cuando se comprimen. Pero para realizar esa transferencia contraria al flujo normal necesita inyectar energía.

Calefacción por aerotermia

La calefacción por aerotermia, también conocida como bomba de calor por aerotermia, es un sistema de calefacción que utiliza el aire exterior como fuente de energía térmica. El fluido (en estado gaseoso) del circuito cerrado es absorbido por un compresor, que aumenta su temperatura mediante un proceso de compresión. El gas (caliente y a alta presión) se transfiere a un intercambiador de calor, donde calienta el agua del sistema de calefacción central[15]​(circuito secundario). Al bajar la temperatura del gas (circuito primario) este se licua. El agua caliente (del circuito secundario) se distribuye por el hogar mediante los radiadores o los suelos radiantes. El líquido tibio y a alta presión del circuito primario pasa al exterior, donde se expansiona (dentro del circuito primario) y pasa a estado gaseoso. En este proceso absorbe mucha energía del medio exterior.

Suelo radiante por aerotermia

El suelo radiante por aerotermia tiene una serie de ventajas sobre otros sistemas de calefacción, como los radiadores de agua caliente o los sistemas de aire caliente. En primer lugar, es mucho más eficiente energéticamente, ya que el calor se transmite de forma más uniforme y directa al ambiente. Esto significa que se requiere menos energía para calentar la habitación, lo que a su vez reduce la factura de la calefacción.

En segundo lugar, el suelo radiante no produce corrientes de aire, lo que lo hace ideal para aquellas personas que sufren de alergias o asma. El aire caliente puede secar la garganta y el pecho, lo que agrava los síntomas de estas afecciones. Los suelos radiantes, por otro lado, emiten un calor suave y constante que no agrava estos problemas.

Otra ventaja de los suelos radiantes es que pueden ser instalados bajo cualquier tipo de suelo, incluidos los suelos de madera, linóleo o baldosas. Esto los hace ideales para aquellas personas que quieren mantener el estilo y la estética de su hogar. También son una opción muy segura, ya que no hay ningún tipo de llama o fuego involucrado en su funcionamiento.

La aerotermia puede presentar algunos problemas como el coste de adquisición o el mantenimiento, que debe ser realizado por alguien especializado.

Sistemas tipo split y soluciones aire-aire/aire-agua [16]​

Las bombas de calor aerotérmicas permiten configuraciones aire-agua y aire-aire, operando tanto con emisores tipo split como con fan coils y unidades interiores distribuidas. Además, muchas marcas ofertan sistemas que permiten tanto calefacción como refrigeración y ACS, adaptándose así a diversas tipologías constructivas y necesidades.

Sistemas híbridos

Combinan una bomba de calor aerotérmica con una caldera de gas o gasóleo. Este enfoque facilita mantener una alta eficiencia incluso en condiciones de frío extremo, alternando entre fuentes de manera automática según la demanda térmica y la temperatura exterior. [16]​.

Integración con radiadores de baja temperatura.

Permite utilizar circuitos de agua con impulsiones entre 30 °C y 45 °C, compatibles con radiadores diseñados para baja temperatura.[17]​ Representa una solución práctica en rehabilitación de edificios donde no es viable instalar suelo radiante.

Estas aplicaciones ofrecen una climatización integral (calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria) adaptada a distintos tipos de edificios y contextos climáticos, demostrando la flexibilidad y eficiencia energética de la aerotermia.

Ventajas

Las ventajas más relevantes de la energía aerotérmica son:[18]​[19]​.

Desventajas

Los principales desventajas o desafíos a considerar son:[20]​[21]​.

Contenido

La eficiencia energética de las bombas de calor aerotérmicas se evalúa mediante dos indicadores fundamentales: el Coeficiente de Rendimiento (COP) y el Coeficiente Estacional de Rendimiento (SCOP). Ambos permiten comparar el rendimiento de distintos equipos y tecnologías en función del consumo eléctrico requerido para generar energía térmica.[22]​.

COP (Coefficient of Performance)

El COP es una medida instantánea de eficiencia que expresa la relación entre la energía térmica útil producida y la energía eléctrica consumida en condiciones estándar de funcionamiento. Por ejemplo, un sistema con un COP de 4 proporciona 4 kWh de calor por cada kWh de electricidad utilizado. Este valor se determina en laboratorios acreditados bajo condiciones normalizadas (temperatura exterior e interior constantes), por lo que representa un dato de referencia, no necesariamente reflejo del rendimiento real durante todo el año.[23]​.

SCOP (Seasonal Coefficient of Performance)

El SCOP refleja la eficiencia estacional de la bomba de calor durante un periodo anual completo, teniendo en cuenta las variaciones de temperatura y las condiciones climáticas típicas de una determinada zona geográfica.[24]​ Se trata de un parámetro más representativo del comportamiento real del equipo en situaciones cotidianas. Los sistemas con un SCOP superior a 3,4 están clasificados dentro de las categorías energéticas más altas según la normativa europea de etiquetado energético (Reglamento Delegado (UE) 811/2013).

La directiva 2018/2001 del Parlamento Europeo y del Consejo reconoce como renovables aquellos sistemas de bomba de calor cuyo rendimiento supere un umbral mínimo de eficiencia energética. De este modo, el cumplimiento de ciertos valores de COP y SCOP es clave para considerar la aerotermia como una fuente de energía renovable y para su elegibilidad en programas de subvenciones públicas o de rehabilitación energética de edificios. [25]​.

La energía aerotérmica tiene sus raíces teóricas en los principios de la termodinámica desarrollados en el siglo por Nicolás Léonard Sadi Carnot y Lord Kelvin.[7]​ El primer sistema funcional de bomba de calor fue construido en 1856 por el ingeniero austríaco Peter von Rittinger, quien lo utilizó para el secado de salmuera, marcando una de las primeras aplicaciones prácticas de estos conceptos.[8]​.

Durante las décadas siguientes, se perfeccionaron los sistemas basados en ciclos de compresión de vapor. En Suiza, entre los años 1940 y 1950, se instalaron las primeras bombas de calor a escala industrial. El interés por estas tecnologías se intensificó tras la crisis energética de los años 70, debido a la necesidad de fuentes energéticas más eficientes y eléctricamente impulsadas.[9]​.

El desarrollo específico de la tecnología aire-agua, sobre la que se basa la aerotermia moderna, comenzó a consolidarse en la segunda mitad del siglo como una solución eficaz para la climatización de espacios y la producción de agua caliente sanitaria (ACS). Este tipo de bomba de calor permite extraer energía térmica del aire exterior incluso a bajas temperaturas, lo que ha facilitado su integración en climas diversos. [10]​.

A partir de las décadas de 1950 y 1960, varias compañías especializadas en climatización comenzaron a incorporar esta tecnología a sus catálogos de productos. Por ejemplo, Daikin desarrolló en 1958[11]​ uno de los primeros sistemas de bomba de calor reversible para uso residencial. Posteriormente, otras marcas como Mitsubishi Electric, Panasonic, Bosch, Vaillant o Saunier Duval impulsaron la expansión de la aerotermia con gamas diseñadas para mejorar la eficiencia energética, adaptarse a diferentes zonas climáticas e integrarse con otras fuentes renovables.

Estas empresas han desempeñado un papel relevante en la expansión de la aerotermia en mercados como Europa, donde su implementación se ha visto favorecida por directivas comunitarias que impulsan el uso de energías limpias en edificios, como la Directiva 2009/28/CE y sus actualizaciones en el marco del Pacto Verde Europeo. [12]​.

Actualmente, la aerotermia es una tecnología en auge en el sector de la climatización,[13]​ tanto en obra nueva como en rehabilitación, debido a su capacidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y su compatibilidad con objetivos de neutralidad climática a medio plazo.

Normalmente un aparato de aerotermia se compone de una unidad exterior (compresor) y otra interior, comunicadas por cables eléctricos y tubos de fluidos.[5]​ Además cuenta con una unidad de almacenamiento ACS, la cual también puede estar incluida en la unidad interior, y con un sistema de calefacción y/o refrigeración.[14]​.

La diferencia entre un intercambiador de calor y una bomba de calor es que el primero transfiere calor de un fluido más caliente a otro más frío (en el sentido normal del flujo del calor), mientras que la segunda transfiere calor de un fluido más frío a otro más caliente, valiéndose de la propiedad que tienen los gases de liberar calor cuando se expanden y consumirlo cuando se comprimen. Pero para realizar esa transferencia contraria al flujo normal necesita inyectar energía.

Calefacción por aerotermia

La calefacción por aerotermia, también conocida como bomba de calor por aerotermia, es un sistema de calefacción que utiliza el aire exterior como fuente de energía térmica. El fluido (en estado gaseoso) del circuito cerrado es absorbido por un compresor, que aumenta su temperatura mediante un proceso de compresión. El gas (caliente y a alta presión) se transfiere a un intercambiador de calor, donde calienta el agua del sistema de calefacción central[15]​(circuito secundario). Al bajar la temperatura del gas (circuito primario) este se licua. El agua caliente (del circuito secundario) se distribuye por el hogar mediante los radiadores o los suelos radiantes. El líquido tibio y a alta presión del circuito primario pasa al exterior, donde se expansiona (dentro del circuito primario) y pasa a estado gaseoso. En este proceso absorbe mucha energía del medio exterior.

Suelo radiante por aerotermia

El suelo radiante por aerotermia tiene una serie de ventajas sobre otros sistemas de calefacción, como los radiadores de agua caliente o los sistemas de aire caliente. En primer lugar, es mucho más eficiente energéticamente, ya que el calor se transmite de forma más uniforme y directa al ambiente. Esto significa que se requiere menos energía para calentar la habitación, lo que a su vez reduce la factura de la calefacción.

En segundo lugar, el suelo radiante no produce corrientes de aire, lo que lo hace ideal para aquellas personas que sufren de alergias o asma. El aire caliente puede secar la garganta y el pecho, lo que agrava los síntomas de estas afecciones. Los suelos radiantes, por otro lado, emiten un calor suave y constante que no agrava estos problemas.

Otra ventaja de los suelos radiantes es que pueden ser instalados bajo cualquier tipo de suelo, incluidos los suelos de madera, linóleo o baldosas. Esto los hace ideales para aquellas personas que quieren mantener el estilo y la estética de su hogar. También son una opción muy segura, ya que no hay ningún tipo de llama o fuego involucrado en su funcionamiento.

La aerotermia puede presentar algunos problemas como el coste de adquisición o el mantenimiento, que debe ser realizado por alguien especializado.

Sistemas tipo split y soluciones aire-aire/aire-agua [16]​

Las bombas de calor aerotérmicas permiten configuraciones aire-agua y aire-aire, operando tanto con emisores tipo split como con fan coils y unidades interiores distribuidas. Además, muchas marcas ofertan sistemas que permiten tanto calefacción como refrigeración y ACS, adaptándose así a diversas tipologías constructivas y necesidades.

Sistemas híbridos

Combinan una bomba de calor aerotérmica con una caldera de gas o gasóleo. Este enfoque facilita mantener una alta eficiencia incluso en condiciones de frío extremo, alternando entre fuentes de manera automática según la demanda térmica y la temperatura exterior. [16]​.

Integración con radiadores de baja temperatura.

Permite utilizar circuitos de agua con impulsiones entre 30 °C y 45 °C, compatibles con radiadores diseñados para baja temperatura.[17]​ Representa una solución práctica en rehabilitación de edificios donde no es viable instalar suelo radiante.

Estas aplicaciones ofrecen una climatización integral (calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria) adaptada a distintos tipos de edificios y contextos climáticos, demostrando la flexibilidad y eficiencia energética de la aerotermia.

Ventajas

Las ventajas más relevantes de la energía aerotérmica son:[18]​[19]​.

Desventajas

Los principales desventajas o desafíos a considerar son:[20]​[21]​.

Contenido

La eficiencia energética de las bombas de calor aerotérmicas se evalúa mediante dos indicadores fundamentales: el Coeficiente de Rendimiento (COP) y el Coeficiente Estacional de Rendimiento (SCOP). Ambos permiten comparar el rendimiento de distintos equipos y tecnologías en función del consumo eléctrico requerido para generar energía térmica.[22]​.

COP (Coefficient of Performance)

El COP es una medida instantánea de eficiencia que expresa la relación entre la energía térmica útil producida y la energía eléctrica consumida en condiciones estándar de funcionamiento. Por ejemplo, un sistema con un COP de 4 proporciona 4 kWh de calor por cada kWh de electricidad utilizado. Este valor se determina en laboratorios acreditados bajo condiciones normalizadas (temperatura exterior e interior constantes), por lo que representa un dato de referencia, no necesariamente reflejo del rendimiento real durante todo el año.[23]​.

SCOP (Seasonal Coefficient of Performance)

El SCOP refleja la eficiencia estacional de la bomba de calor durante un periodo anual completo, teniendo en cuenta las variaciones de temperatura y las condiciones climáticas típicas de una determinada zona geográfica.[24]​ Se trata de un parámetro más representativo del comportamiento real del equipo en situaciones cotidianas. Los sistemas con un SCOP superior a 3,4 están clasificados dentro de las categorías energéticas más altas según la normativa europea de etiquetado energético (Reglamento Delegado (UE) 811/2013).

La directiva 2018/2001 del Parlamento Europeo y del Consejo reconoce como renovables aquellos sistemas de bomba de calor cuyo rendimiento supere un umbral mínimo de eficiencia energética. De este modo, el cumplimiento de ciertos valores de COP y SCOP es clave para considerar la aerotermia como una fuente de energía renovable y para su elegibilidad en programas de subvenciones públicas o de rehabilitación energética de edificios. [25]​.