La energía térmica consiste en el aprovechamiento de la energía del sol para producir calor que puede aprovecharse para el calentamiento del agua sanitaria, energía fotovoltaica, climatización de piscinas y calefacción central.
Son incalculables la cantidad de beneficios que la energía solar térmica puede llegar a ofrecer a corto o largo plazo.
Es por eso que podremos sacar provecho de ella tanto en aspectos económicos, medioambientales, infraestructurales, sociales o inclusive educativos.
Energía solar es la energía obtenida mediante lacaptación de la luz y el calor emitidos por el Sol. Desde que surgió se la catalogó como la solución perfecta para las necesidades energéticas de todos los países debido a su universalidad y acceso gratuito ya que, como se ha mencionado anteriormente, proviene del Sol. Para los usuarios el gasto está en el proceso de instalación del equipo solar (placa, termostato, depositos inercia). Este gasto, con el paso del tiempo, es cada vez menor por lo que no nos resulta raro ver en la mayoría de las casas las placas instaladas, normalmente con fines térmicos. Podemos decir queno contamina, que su captación es directa y de fácil mantenimiento y por último es la tecnologia con la que obtener un kWh resulta más barato, aunque su rendimiento es muy irregular.
La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce a través de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una de las llamadas energías renovables, particularmente del grupo no contaminante, conocida como energía limpia o energía verde.
Agua Caliente Sanitaria
Los Colectores o panel solar.
Están dotados de diferentes sistemas de fijación para responder a cualquier necesidad ( techo plano, inclinado y suelo ). Deben estar dotados de unas características especiales de resistencia a la interperie, para poder garantizar su correcto funcionamiento y fiabilidad en el tiempo, en función de las adversidades climatológicas existentes en las diversas zonas geográficas.
Fuido.
Un fluido caloportador transporta el calor absorbido por los colectores. Atraviesa un serpetín situado en el interior del interacumulador de ACS. Una vez que el fluido ha cedido todo su calor a través del serpetín, retorna de nuevo a los paneles solares para su calentamiento de nuevo.
Así una y otra vez. Si la radiación es débil, por ejemplo en invierno, una resistencia precalentará el agua hasta la temperatura de consumo.
Climatización de Piscinas
La energía solar térmica tiene un gran campo de aplicación en el calentamiento de piscinas ya sean interiores o exteriores. Este atractivo proviene de que lograr un kWh de energía térmica aprovechable mediante paneles solares resulta ser el modo más económico. La normativa exige para Asturias que al menos el 30% de la energia requerida por la piscina para mantenerse caliente provenga de energía solar (renovable), lo que no implica que no se pueda cubrir más cobertura para optimizar la inversión inicial.
Al final la instalación solar captará toda la energia posible y la transportará al vaso de la piscina para su calentamiento, si es una pisicina exterior con esta aportación será suficiente ya que solo se aspira al alargamiento de periodo de utilización. Si estamos con una piscina interior en la que tenemos unos objetivos de temperatura y humedad fijados ya no resultará tan fácil debido a que la mayor parte del tiempo la energía solar no tendrá suficiente potencia para poder mantener la temperatura objetivo fijada y necesitará la aportacion de la instalación auxiliar, ya sea gas , gasoil o propano. Si se realizan instalaciones con energias renovables como geotemia, aerotermia o biomasa no resulta obligatorio la instalación solar, aunque en todos los casos de combinacion (hibridación) de ellas aumenta la eficiencia de la instalación y por consiguiente el ahorro generado.
La importante inversión de construir una piscina no es plenamente aprovechada si solo se puede utilizar en los periodos más calurosos del año.Calefaccionar una piscina con energía solar consigue alargar sustancialmente la temporada de baño, pudiendo utilizarse en los meses precedentes al verano, en los posteriores y gozar de un baño a una agradable temperatura.
Instalar colectores solares para calentar el agua de la piscina es una forma sencilla, económica y ecológica de hacerlo.El beneficio que aporta y el mejor confort no van a costa de aumentar el consumo energético ni las emisiones de gases de efecto invernadero.
Los captadores de polipropileno presentan una solución muy económica y de fácil instalación. Pueden colocarse directamente encima del tejado sin necesidad de soportes para su inclinación y la instalación no necesita de elementos adicionales.El agua de la piscina circula directamente por el interior del panel solar y es de la misma bomba de la piscina que la bombea. La piscina actúa como ínter acumulador, cerrando el circuito y ahorrando este elemento de la instalación.
Calefacción central
Depósito Solar
La energia solar captada no puede ir directamente a un depósito de ACS o consumo sino que se tiene que queacumular en un depósito previo, llamado depósito solar. El principal motivo por el que se realiza esta diferenciacion es porque la normativa prohibe los depositos con doble serpentín, es decir que al mismo depósito le llegase el aporte energético solar y el aporte de la energía convencional, ya que de esta manera no quedaría tan claro el beneficio ambiental. Es por eso que el agua calentada con la energía solar debe de entrar como entrada de agua fria al depósito de ACS o consumo. En ese momento dependiendo de la temperatura de entrada al deposito de ACS, se puede decidir (mediante centralita y sondas de temperatura) si ese ACS se puede servir directamente a consumo o si necesita unaporte energético desde instalación auxiliar (gas, gasoleo C, propano o electricidad) para que llegue a la temperatura objetivo.
El volumen de acumulación estará entre el ratio 50 a 180, generado al dividir el volumen de acumulación entre la superficie de captación. El tipo de depósito puede ser de dos tipos: deposito Inercia que requerirá la instalación de un intercambiador de placas o un interacumulador que viene con un intercambiador integrado en el, llamado serpentín.
Los distinto materiales de los que puede ser este depósito son: acumuladores de acero vitrificado con protección catódica; acumuladores de acero con un tratamiento que asegure la resistencia a temperatura y corrosión con un sistema de protección catódica; acumuladores de acero inoxidable adecuado al tipo de agua y temperatura de trabajo; acumuladores de cobre; acumuladores no metálicos que soporten la temperatura máxima del circuito y esté autorizada su utilización por las compañías de suministro de agua potable; acumuladores de acero negro (sólo en circuitos cerrados, cuando el agua de consumo pertenezca a un circuito terciario.
La climatización geotérmica es un sistema de climatización (calefacción y/o refrigeración) que utiliza la gran inercia térmica (temperatura constante, dependiendo de los diferentes lugares, desde 10 a 16 ºC) del subsuelo poco profundo. Se utiliza una bomba de calor que es una máquina térmica que permite transferir energía en forma de calor de un ambiente a otro según se requiera. Su funcionamiento es muy similar a un aire acondicionado tradicional que funciona para frío o como calefacción. El subsuelo suele estar a un temperatura neutra durante todo el año (más fresco en verano que el aire y más templado en invierno), con lo que el rendimiento de la bomba de calor es muy alto al necesitar menos trabajo para realizar la transferencia de energía.
Por tanto, ya disponemos de una fuente de energía renovable y al alcance de todos y durante todo el año, pero ¿como podemos aprovecharla?. Gracias a la colocación en el terreno de unos captadores de energía por los cuales circulará un fluido, normalmente agua glicolada, que al ponerse en contacto con el subsuelo, captarán o cederán energía como consecuencia de un salto térmico entre el fluido y el terreno. También es posible extraer las aguas subterráneas y aprovechar su temperatura.
Los sistemas que se pueden emplear para la captación de la energía geotérmica son los siguientes:
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Captación vertical ( sistema cerrado )
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Captación horizontal ( sistema cerrado )
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Lagos y ríos ( sistema cerrado )
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Aguas subterráneas ( sistema abierto )
Climatización de piscinas
El calentamiento de piscinas es una demanda cada día más común, y su instalación cada vez está más integrada en las salas de calederas. Cabe distinguir dos tipos de piscina: la interior y la exterior. Las piscinas interiores se pueden climatizar normalmente en este rango de temperaturas 24ºC-27ºC de forma economica eligiendo energias que sean muy eficientes, como geotermia o aerotermia. Las piscinas exteriores tambien se podrían climatizar todo el año pero el coste de la energia requerida sería tan importante que hace que sea una opción muy poco atractiva economicamente. Por norma general en las piscinas exteriores se opta por un alargamiento de periodo de uso, es decir, ganar un mes antes y despues del verano. Haciendo un uso de ella de Mayo a casi Octubre.
Todas las energias pueden aportar energia a la piscina pero con detalles a tener en cuenta. Por ejemplo la geotermia puede requerir más captacion cuando hablamos de climatizacion de piscinas interiores, tendrá a igual bomba de calor más horas de funcionamiento con lo que se extraerá mas energia del suelo y habrá una cierta sobreexplotacion del volumen de tierra, por otro lado nos aportará la forma más barata de tener la piscina caliente todo el año si es interior o alargamiento de estación si es exterior.
Piso Radiante
La calefacción por suelo radiante consiste básicamente en la emisión de calor por parte del agua que circula por tubos embebidos en la placa de hormigón que conforma el suelo, con lo que conseguimos una superficie realmente amplia como elemento emisor de calor. En invierno el agua recorre la tubería integrada en el suelo a una temperatura en torno a los 35-40 ºC y aporta el calor necesario para lograr una temperatura de confort en la vivienda. Pero existe asimismo la interesante posibilidad de emplear una instalación de este tipo para una conseguir una climatización integral que nos aporte calefacción durante el invierno y refresque el ambiente en los meses cálidos, esta instalación es la geotérmica. Así, en verano el agua recorrerá la instalación a unos 14-18 ºC, absorbiendo el exceso de calor del local y proporcionando una agradable sensación de frescor.
La geotermia por sus características de funcionamiento: inercial, baja temperatura, características de condensador… maximiza su rendimiento cuando se utiliza el suelo radiante como emisor. La instalación geotérmica combinada con radiadores aunque puede funcionar, dista mucho de una instalación eficiente (COP muy disminuido).
Bomba de Calor
Las bombas de calor geotérmicas son máquinas altamente eficientes. No utilizan la energía que consumen para producir calor, como las calderas, sino paratransportar el calor de un lugar a otro, según nos convenga, por lo que resultan mucho más eficientes que los sistemas convencionales basados en combustión.
El aprovechamiento de energía geotérmica de muy baja entalpia o temperatura se centra en que el 58% de la energía consumida en una vivienda es para calefactar y preparar el agua caliente sanitaria. Este porcentaje se puede pasar a pesos ( $ ) de forma fácil y se aprecia que estamos en valores importantes, con lo que si se fuera capaz de conseguir esta energía de una fuente que fuera igual de confortable o más que las tradiciones y además más barata sería muy atractiva la posible inversión. Si a esto añadimos que emitiríamos 5 veces menos CO2 y que consumiremos entre 2 y 3 veces menos energía primaria, parece perfilarse como una opción muy interesante.
La geotermia nos permitirá desarrollar instalaciones que aporten a nuestra vivienda calefacción con un ahorro del 75%, refrigeración activa con un ahorro 80%, una refrigeración pasiva que prácticamente resultará gratis para viviendas unifamiliares y un ahorro del 50 % en la producción de agua caliente sanitaria.
Captación de suelo
El calor es una forma de energía y la energía geotérmica es el calor contenido en el interior de la Tierra. La Tierra genera fenómenos geológicos a escala planetaria en su núcleo que emiten calor hacia las capas más superficiales; el termino energía geotérmica es a menudo utilizado para indicar aquella porción del calor de la Tierra que puede o podría ser recuperado, explotado y aprovechado por el hombre.
Según la norma alemana VDI 4640 la energía geotérmica es la energía que se almacenada en forma de calor por debajo de la superficie solida de la Tierra, engloba al calor almacenado en rocas, suelos y aguas subterráneas.
La energía térmica de la Tierra es inmensa, pero solo una pequeña parte de ella podría ser utilizada por la humanidad. Hasta ahora la utilización de esta energía ha estado limitada a áreas en las cuales las condiciones geológicas permiten un transporte (agua en la fase líquida o vapor), para “transferir” el calor desde zonas calientes profundas hasta o cerca de la superficie, dando así origen a los recursos geotérmicos; sin embargo, en el futuro cercano técnicas innovadoras ya brindan nuevas perspectivas a este sector, aprovechando más energia y de forma muy económica.
Las principales fuentes de carga energética del suelo son dos: la primera es el calor de la Tierra que se puede valorar mediante el gradiente térmico (variación de la temperatura en función de la profundidad), normalmente aumento de 3,3ºC cada 100 m de profundidad. Este calor se debe a procesos internos como la desintegración de isótopos radiactivos, movimientos de las capas que constituyen la tierra o la cristalización del núcleo. Si como es el caso nos centramos más en la energía geotérmica de muy baja temperatura existe otra fuente que carga el suelo y es el Sol pero de forma indirecta, siendo mucho más influyente en captaciones horizontales que en las verticales. Ya que es a través de las infiltraciones de agua principalmente como el suelo gana energía.
La energía geotérmica tiene una serie de características que hacen de ella una atractiva alternativa, estas son:
• Renovable: es el recurso más grande que existe ya que el calor que cede la Tierra es a escala de nuestra sociedad ilimitado, aunque hay que tener un control sobre las instalaciones geotérmicas para protegerlas de sobreexplotación y que pierdan rendimiento.
• Limpia: la energía geotérmica no necesita ninguna combustión con lo cual no emite directamente CO2, las emisiones producidas vienen del consumo eléctrico necesario para su funcionamiento siendo del orden de 5 veces menos que en una instalación convencional.
• Económica: aunque la inversión inicial es elevada, mediante estudios de viabilidad económica se observa claramente su amortización frente a convencionales, estando esta periodo entre los 4 y 7 años, sobre un vida útil de la instalación de 25 años.
• Eficiente: gracias a que la temperatura del suelo, a partir de 14 metros de profundidad, es igual en cualquier momento del año, lo que dota de gran estabilidad a la instalación, se podrán instalar bombas de calor de menor capacidad que si nos guiáramos en el dimensionado por la temperatura del ambiente exterior, condiciones más penalizadoras.
• Continua: tal vez este sea el factor más atractivo y diferenciador ya que a diferencia de otras renovables como la solar o eólica, en las cuales hay grandes variaciones en el rendimiento y aportación energética dependiendo el momento del día o mes. La energía geotérmica depende de las características del subsuelo y estas no varían con el tiempo.
Inercia
Con las nuevas tecnologias cada vez nos alejamos más de la alta temperatura asi como de grandes potencias para producciones instantaneas y nos acercamos más a grandes acumulaciones inerciales. Estas medidas estan enfocadas hacia la eficiencia energética y económica.
Por este motivo cada dia son elementos más importantes los depósitos de inercia. Los depositos de inercia son almacenes de energía, ya que en ellos se tiene el agua que se utilizará para calefactar o refrigerar a la temperatura de servicio de cada uno de los focos de demanda permitiendo una continuidad de suministro que sólo se lograría con un sobredimensionamiento importante en la unidad generadora.
Existen tres tipos de depositos de inercia segun cual sea su misión: los depósitos de inerciapropiamente dichos, les llega el fluido y lo acumulan, típicos de calefaccion. Para el ACS o Agua Caliente Sanitaria podemos encontrar con interacumuladores, que son depósitos de inercia con un sepertin interior, con lo que en el interacumulador es donde se realiza la transferencia térmica. Mientras los depósitos de inercia pueden necesitar de un intercambiador de placas los interacumuladores lo llevan integrados. El tercer tipo es el llamado multienergia, es decir, inerciales que unen calefaccion y ACS en el mismo elemento, trabajando por estratificación, logrando gran eficiencia energetica y gran ahorro de espacio, ya que con un depósito se hace el mismo trabajo que con dos.
La estratificacion es un fenomeno que se produce por diferencia de densidad, el agua caliente de depósito es más ligera y va a la parte alta de la acumulación mientras que el agua fria al ser más densa se va hacia el fondo.
Inercia térmica es la propiedad que indica la cantidad de calor que puede conservar un cuerpo y la velocidad con que la cede o absorbe del entorno. Depende de la masa, del calor específico de sus materiales y del coeficiente de conductividad térmica de éstos.
Son elementos que van unidos a los sistemas de calefacción, refrigeración y ACS, esta unión todavía es mas íntima cuando se trata de su relación con energías que trabajan a baja temperatura como la geotérmica. El prescindir de este elemento provoca una disminución de la eficiencia de la instalación (disminucion de COP) y acorta en gran medida la vida del compresor en instalaciones geotérmicas. También tiene como ventajas las siguientes:
- Aumenta el volumen de inercia y los generadores funcionan con tiempos más largos de paro/marcha.
- Según diseño, actúa como colector único ida-retorno, con una correcta estratificación de temperaturas.
- Disminuye desequilibrios hidráulicos entre generadores y circuitos.
- Según configuración, asegura un caudal constante de agua hacia generadores.
La estratificacion es un fenomeno que se produce por diferencia de densidad, el agua caliente de depósito es más ligera y va a la parte alta de la acumulación mientras que el agua fria al ser más densa se va hacia el fondo.
Inercia térmica es la propiedad que indica la cantidad de calor que puede conservar un cuerpo y la velocidad con que la cede o absorbe del entorno. Depende de la masa, del calor específico de sus materiales y del coeficiente de conductividad térmica de éstos.
La energía eólica es la energía obtenida a partir del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es convertida en otras formas útiles de energía para las actividades humanas.
La energía eólica es un recurso abundante, renovable y limpio que ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar fuentes de energía a base de combustibles fósiles. El impacto ambiental de este tipo de energía es además, generalmente, menos problemático que el de otras fuentes de energía.
La energía del viento es bastante estable y predecible a escala anual, aunque presenta variaciones significativas a escalas de tiempo menores. Al incrementarse la proporción de energía eólica producida en una determinada región o país, se hace imprescindible establecer una serie de mejoras en la red eléctrica local. Diversas técnicas de control energético, como una mayor capacidad de almacenamiento de energía, una distribución geográfica amplia de los aerogeneradores, la disponibilidad de fuentes de energía de respaldo, la posibilidad de exportar o importar energía a regiones vecinas o la reducción de la demanda cuando la producción eólica es menor, pueden ayudar a mitigar en gran medida estos problemas. Adicionalmente, la predicción meteorológica permite a los gestores de la red eléctrica estar preparados frente a las previsibles variaciones en la producción eólica que puedan tener lugar a corto plazo
La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semi conductor denominado célula fotovoltaica, o bien mediante una deposición de metales sobre un sustrato denominada célula solar de película fina
Este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aplicaciones y aparatos autónomos, para abastecer refugios o viviendas aisladas de la red eléctrica y para producir electricidad a gran escala a través de redes de distribución. Debido a la creciente demanda de energías renovables, la fabricación de células solares e instalaciones fotovoltaica ha avanzado considerablemente en los últimos años. Entre los años 2001 y 2015 se ha producido un crecimiento exponencial de la producción de energía fotovoltaica, doblándose aproximadamente cada dos años. La potencia total fotovoltaica instalada en el mundo (conectada a red) ascendía a 16 gigabitios ( GW ) en 2008, 40 GW en 2010, 100 GW en 2012 y 180 GW en 2014. A finales de 2015, se estimaba que hay instalados en todo el mundo cerca de 230 GW de potencia fotovoltaica.
La energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas: mediante su empalme a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más segura y aprovechable.
Es un tipo de energía renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el costo económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una penetración notable de este tipo de energía.
Algunos resultados del estudio señalan que a partir de Valparaíso hacia el sur, se muestra un mejor índice de aprovechamiento del recurso, excluyendo eso sí las regiones de Aysén (XI) y Magallanes (XII) que dada su lejanía con centros de alta demanda energética, no hacen viable su instalación pese a lo beneficiosa de algunas localidades, como el Estrecho de Magallanes.
Del mismo modo hace recomendaciones sobre el rol que debe jugar Chile en este ámbito a nivel mundial, recogiendo exitosas experiencias internacionales en España y Alemania y señalando que Chile puede jugar un papel decisivo en su desarrollo e investigación, convirtiéndose en un actor relevante a nivel mundial.
Pelamos Wave Power
El convertidor de energía de las olas Pelamis es un ejemplo de tecnología emergente que usa el movimiento del oleaje oceánico, para crear electricidad.
Principio básico
El sistema Pelamis de obtención de energía está diseñado más desde el punto de vista de resistencia a las condiciones marinas que para obtener la más eficiente conversión de energía posible. Por tanto, en vez de intentar absorber toda la energía disponible en cada ola, convierte solo una porción. El objetivo es que el sistema pueda sobrevivir casi sin mantenimiento en condiciones meteorológicas marinas muy adversas (tormentas, ciclones) que podrían dañar un sistema optimizado solamente para la eficiencia de conversión.
Funcionamiento
El sistema Pelamis consiste en una serie de secciones cilíndricas parcialmente sumergidas, unidas por juntas bisagra. La ola induce un movimiento relativo entre dichas secciones, activando un sistema hidráulico interior que bombea aceite a alta presión a través de un sistema de motores hidráulicos, equilibrándose con el contenido unos acumuladores.
Los motores hidráulicos están acoplados a un generador eléctrico para producir electricidad. Se estima que la cantidad de energía obtenida por 30 de estos sistemas, podría abastecer aproximadamente 20.000 hogares.
La potencia de todos los sistemas hidráulicos de un elemento se transporta mediante un solo cable a una base situada en el lecho oceánico. Varios elementos se pueden interconectar a una misma base para unir su potencia de generación y trasladar la energía producida mediante un solo cable submarino hacia la costa.
Undimotriz
Este tipo de tecnología fue inicialmente trabajada e implementada en la década de 1980, y ha ido teniendo gran acogida, debido a sus características renovables, y su enorme viabilidad de implementación en un futuro próximo. Su implementación se hace aún más viable entre las latitudes40° y 60° por las características del oleaje.
La energía undimotriz, u olamotriz, es la energía que permite la obtención de electricidad a partir de energía mecánica generada por el movimiento de las olas. Es uno de los tipos de energías renovables más estudiada actualmente, y presenta enormes ventajas frente a otras energías renovables debido a que en ella se presenta una mayor facilidad para predecir condiciones óptimas que permitan la mayor eficiencia en sus procesos. Es más fácil llegar a predecir condiciones óptimas de oleaje, que condiciones óptimas en vientos para obtener energía eólica, ya que su variabilidad es menor.
Actualmente esta energía ha sido implementada en muchos de los países desarrollados, logrando grandes beneficios para las economías de estos países, debido al alto porcentaje de energía que suple con relación al total de energía que demandan al año.
- En Estados Unidos. Se estima que en Estados Unidos alrededor de 55TWh por año son suplidos por energías provenientes del movimiento de las olas. Dicho valor es un 14% del valor total energético que demanda el país al año.
- En Europa. Se sabe que en Europa alrededor de 280TWh son provenientes de energías generadas por movimiento de las olas en el año.
La energía del aire, la bomba de calor es eficiente y rentable para las instalaciones de aerotermia. Ahorra un 70% en su cuenta. Se utiliza en sistemas de calefacción, agua caliente sanitaria, para calentamiento de piscinas o refrigeracion, así como en sistemas domésticos de aire acondicionado, dado que el ciclo reversible que tiene este sistema otorga la posibilidad tanto de extraer como de ingresar energía al medio. Al ser una tecnología de baja temperatura se recomienda la instalación de suelo radiante.
Pongase en contacto con nosotros, le aconsejaremos la mejor instalación y le propondremos mejor relación calidad precio en nuestro presupuesto.
Inercia
La aerotermia o bomba de calor aire agua, es un sistema inercial, ya sea para la producción de ACS, para calefacción, calentamiento de piscina e incluso para refrigeración. Es inercialpor varios motivos, unos técnicos, otros económicos y otros de caracter funcional.
Por destacar algunos de estos motivos son: el compresor como elemento mecánico que es sufre con continuas arrancadas y paradas, produciendo una disminucion de su vida útil, de modo que se dimensionará con una inercia suficiente como para funcionar al menos 30 minutos seguidos. Otro motivo que hace atractiva la instalación de inercia es que el indice COP (el medidor de la eficiencia y el ahorro de la instalación) alcanza sus valores maximos cuando entra en regimen estacionario, y para ello se necesita un tiempo de funcionamiento. Otro aspecto que hace atractiva la inercia es estas instalaciones con bomba de calor aire agua, es intentar consumir la energia cuando esta sea más barata, luego acumularla y esperar a que llegue la demanda (la pérdida de calor en los depósitos de inercia es a dia de hoy despreciable a tan bajas temperaturas de acumulación). La inercia tiene otro gran aspecto positivo ya que disminuye la potencia de las maquinas al no tener que hacer frente a toda la demanda de forma instantánea, incluso puede ni arrancar la bomba de calor para cubrir alguna pequeña demanda ya que tiene la energia necesaria acumulada, menor potencia de maquina implica bomba de calor más barata.
La instalacion de inercia es por estas razones y por muchas más completamente necesaria, pero tambien tiene alguna desventaja, principalmente dos: la primera es el precio, los depositos de inercia aumentan la inversión inicial alargando en un primer momento el tiempo de retorno. La segunda desventaja es que las instalaciones con inercia, siempre ocupan algo más espacio, ya que pueden hasta estar instalados depósitos de inercia, si bien es cierto, que actualmente se tiende a depositos de inercia multienergia o multifunción, que tienen la ventaja de concentrar en un inercial, los dos que antes se podrian necesitar.
Aun teniendo en cuenta estas desventajas (se han de conocer) se puede decir, que las ventajas son inmensamente superiores ya que con la inercia adecuada es como se conseguirá alcanzar el máximo ahorro y el menor tiempo de amortización, aunque en un principio se pueda pensar que alarga este periodo.
Aerotermo
En los últimos años, 2 o 3, aparece una alternativa a la instalación solar térmica para la producción renovable del 30 % del agua caliente sanitaria exigida por la normativa CTE HE 4. Esta alternativa es una bomba de calor aire – agua de ACS, tambien llamada aerotermo.
Estos aerotermos permiten la sustitución de la instalación de paneles solares térmicos. A diferencia de los paneles solares que normalmente aportan sobre un 40% de la demanda de ACS, los aerotermos tienen capacidad para aportar el 100% de la demanda, lo que representa para viviendas unifamiliares una opción muy atractiva, cuando hay grandes consumos la alternativa para la sustitucion solar es la microcogeneración. Ademas un aspecto determinante es el precio de la inversión.
El aerotermo es una bomba de calor aerotermica para ACS de baja potencia, que extrae energía del aire circundante y lo transforma en energia térmica, para ello necesita cumplir una serie de condiciones técnicas, que en el 95% de los casos se cumplen. Su rendimiento permite un ahorro energético del 75%
El sistema garantiza el ACS de la vivienda ya que la energía transformada del aire en calor, es almacenada en un depósito de 200 0 250 litros, con lo que puede hacer frente a fuertes demandas de agua caliente sanitaria puntuales. Es válido para vivienda nueva y para rehabilitaciones.
No quiere decir todo lo expuesto que la tecnologia solar sea mejor o peor que el aerotermo, solo que podemos encontrar diferentes opciones para que el cliente pueda elegir la que mejor le parezca o más le convenga.
Agua Caliente Sanitaria ( ACS )
El agua caliente sanitaria (ACS) se puede obtener mediante bomba de calor aire agua o aerotermia. Es resañable que cuando se quiere preparar agua caliente se tienen dos opciones.
La primera y más económica es la instalacion de un aerotermo, cuya misión solo sea la de calentar el agua aprovechando el calor que podemos tener en el garaje de una vivienda unifamiliar o en los garajes comunitarios. Esta opción resulta muy atractiva desde el aspecto económico ya que puede costar la mitad que una instalación solar, y en Asturias por ejemplo la Consejeria de Industria permite la sustitución de paneles solares por aerotermo. El aerotermo es de baja potencia y necesita inercia pero garantiza tener una cobertura del 100% en ACS, con un ahorro del 60%. Es muy habitual la hibriación (combinación) de la tecnologia de gas o gasoil de baja temperatura o condensación para calefaccion con el aerotermo para ACS, aunque se puede tambien combinar con biomasa, geotermia, …..
La segunda opción es la mejor a nivel técnico, se trata de una bomba de calor aire agua con capacidad para producir la energia demandada para calefacción y ACS. Estas bombas de calor tienen un rendimiento muy superior al de los aerotermos logrando ahorros del 75%, aunque su precio tambien es sensiblemente superior. Esta bomba de calor a diferencia del aerotermo se colocará en el exterior de la vivienda, y por si sola puede sustituir la instalación solar térmicarequerida por la HE 4. La bomba de calor aire agua ya sea para calefacción o para ACS siempre tendrá que trabajar con la mayor inercia posible para asi aumentar el rendimiento y alargar la vida de la bomba de calor.
Suelo Radiante
El suelo radiante es al día de hoy, el emisor final de calefacción que más confort aporta a la vivienda. Su forma de trabajo permite el reparto homogéneo de temperatura en todo el recinto a calefactar. Esta instalación ya era muy conocida aunque alcanza el máximo desarrollo con la llegada de los generadores a baja temperatura.
Es por este principal motivo que la bomba de calor aire – agua o aerotermia combina perfectamente con el suelo radiante. La bomba de calor aerotermia o aire- agua como todas las bombas de calor logra grandes rendimientos cuanto menor es la temperatura de acumulación. Debido a esto cuando se realiza una instalación con bomba de calor aire agua combinada con instalación de radiadores el rendimiento disminuye mucho siendo impensable e inviable si ademas los radiadores no son de baja temperatura. Aunque con los radiadores de baja temperatura tampoco se logran grandes resultados y estos resultados están intimamente ligados con el ahorro conseguido.
La comparación a nivel de COP, es decir, de ahorro es que mientras que con radiadores puede ser de un 30% con la instalacion de suelo radiante ese ahorro puede aumentar hasta el 65%, la diferencia de temperaturas es la varible definitoria. Cuando hablamos de radiadores la temperatura de calefaccion puede ir desde como minimo los 55ºC hasta sistemas más tradicionales a 80ªc, mientras que con suelo radiante la temperatura media será de 35ºC.
La garantía y confort están completamente garantizados con las bombas de calor aerotérmicas o aire agua, y aunque la temperatura del aire exterior sufre variaciones a lo largo del día y de la estación del mes, el correcto diseño permite mantener el confort y el ahorro a lo largo de todo el año. Esto se logra mediante la instalación de inercia, que como con el suelo radiante, resulta imprescindible y permite alcanzar los grandes ahorros economicos y de energia, que se esperan de una instalación con altísimo valor añadido (calificación energética A o B) y con inversion inicial superior a tecnologías convencionales mucho menos eficientes.
Unidad Exterior
La bomba de calor aire-agua o aerotermia se basa en el principio de la bomba de calor, el mismo que sigue la geotermia con la diferencia de que en esta instalación la fuente energética no se encuentra en la tierra sino que esta en la energía que contiene el aire. La instalacion aerotermia al tener su fuente de energia con mas variaciones que la geotermia siempre tiene un menor rendimiento.
Una bomba de calor es una máquina térmica que permite transferir energía en forma de calor de un ambiente a otro, según se requiera. Para lograr esta acción es necesario un aporte de trabajo acorde a la segunda ley de la termodinámica, según la cual el calor se dirige de manera espontánea de un foco caliente a otro frío, y no al revés, hasta que sus temperaturas se igualan.
El principio de la bomba de calor se utiliza en sistemas de climatización o HVAC, así como en sistemas domésticos de aire acondicionado, dado que el ciclo reversible que tiene este sistema otorga la posibilidad tanto de extraer como de ingresar energía al medio -”enfriar” o “calentar”-con un mismo equipo, controlando arranques, paradas y el ciclo reversible en forma automática. Gracias a su versatilidad, es posible encontrar bombas de calor tanto para calentar una piscina como para controlar el ambiente de un invernadero.
Al comparar el rendimiento de las bombas de calor, es mejor evitar la palabra “eficiencia”, que tiene una definición termodinámica muy específica. El término coeficiente de rendimiento (COP) se utiliza para describir la relación del movimiento de calor útil con el trabajo de entrada. La mayoría de bombas de calor utilizan motores eléctricos para su entrada de trabajo (compresores).
Cuando se utiliza para la calefacción de un edificio en un día templado por ejemplo 10 ° C, una bomba de calor tiene un COP de 3 a 4, mientras que una resistencia eléctrica típica del calentador tiene un COP de 1,0. Es decir, la resistencia eléctrica utiliza 1 kwh electrico para entregar a la vivienda 1 kwh térmico mientras con una bomba de calor aerotermica el mismo kWh electrico consumido se pueden entregar de 3 a 4 kwh termiocos, con el ahorro que esto produce.
Hay que tener en cuenta que la bomba de calor es más eficiente en promedio en climas más calientes que en los más fríos, por lo que cuando el clima es mucho más caliente se obtienen mejores resultados que el promedio de COP. Por el contrario, en el clima frío emperora el COP. Aunque las bombas de calor actuales estan capacitadas para captar energía en entornos de -20ºC.
Unidad Interior
Si bien la unidad exterior es la encargada de captar energia del medio, es la unidad interior en la que se llevan los procesos térmicos para que la instalacion pueda aportar calefacción, refrigeración o agua caliente sanitaria (ACS).
El funcionamiento se puede describir mediante las distintas fases:
Fase 1: El fluido entra al intercambiador de climatización/calefacción con 67˚ y a 14 bar, en esta fase aporta calor al sistema calefactor de la vivienda.
Fase 2: En esta fase ya se ha producido el intercambio con el sistema de calefacción, con lo cual se ve el descenso de temperatura, pero la presión seguirá constante.
Fase 3: Después de salir del intercambiador, pasara por recalentados / sub enfriador, que en esta fase actuara como subenfriador, lo que tendrá como consecuencia un descenso de temperatura, a 25˚, en esta fase pasará por el deshidratador para eliminar los residuos de humedad.
Fase 4: En esta fase, es en la que el circuito pasa por la válvula de expansión termostática en la cual se disminuye la temperatura y la presión. La función de la válvula es mantener una presión constante en el intercambiador de placas aerotérmico.
Fase 5: En esta fase, llegamos al intercambio aerotérmico en el cual vemos un aumento de temperatura, esto es la energía realmente “robada” del aire.
Fase 6: Después del intercambiador aerotermico (unidad exterior), el circuito continúa en el subenfriador/recalentador, que en esta fase actúa como recalentador, lo que propiciara un aumento de la temperatura. Después de esto solo faltara que se pase por el compresor que elevara la temperatura y la presión. En este momento es cuando finaliza el ciclo.
Aunque de forma explicada, esto es lo que sucede en la bomba de calor: El fluido contenido en la unidad exterior, absorbe el calor del aire aumentando su temperatura, hasta llegar a unos 15 ºC. Este fluido se pone en contacto, a través de un intercambiador de calor con el fluido refrigerante que circula por el evaporador de la bomba de calor (unidad interior). El fluido de la unidad exterior está más caliente que el fluido frigorífico de la bomba de calor (4 – 10 ºC), por lo que el fluido frigorífico se calienta y evapora al pasar por el evaporador. El fluido frigorífico pasa al compresor de la bomba de calor al dejar el evaporador. El compresor, accionado generalmente con energía eléctrica, se encarga de aumentar la presión del fluido frigorífico. Este aumento de presión lleva consigo un aumento en la temperatura del vapor de refrigerante hasta 50 – 60 ºC. El calor contenido en el fluido frigorífico se aprovecha para calefacción, A.C.S., climatización de piscinas, etc. retirando la energía a través del condensador. Esta pérdida de energía del fluido frigorífico, hace que baje su temperatura, condensándose el fluido refrigerante.
El último paso que debe seguir el fluido frigorífico para cerrar el ciclo, es volver a la presión inicial. Este proceso tiene lugar en la válvula de expansión, en la que fluido pierde presión y, en consecuencia temperatura, antes de volver a entrar en el evaporador para extraer el calor del subsuelo.
El último paso que debe seguir el fluido frigorífico para cerrar el ciclo, es volver a la presión inicial. Este proceso tiene lugar en la válvula de expansión, en la que fluido pierde presión y, en consecuencia temperatura, antes de volver a entrar en el evaporador para extraer el calor del subsuelo.
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