Energia
Què és l’aerotèrmia en una casa
Avui us expliquem en detall què és i com funciona una casa amb aerotèrmia i quan val la pena instal·lar aquest sistema.
I és que molts clients arriben a l’estudi després d’haver comparat diverses empreses de construcció que ofereixen paquets de preus tancats venent cases a mode catàleg. La constructora de torn sol definir (sense haver ni tan sols vist el terreny) el sistema d’aïllament, els materials d’acabats i fins i tot el sistema de climatització amb aerotèrmia que sona molt modern i ecològic.
Al despatx, aquesta manera de treballar ens sembla una falta de rigor absolut. Sí que és veritat que l’aerotèrmia és un sistema innovador que funciona molt bé i, a més, pot ser molt ecològic o eficient, ja que en funcionar amb energia elèctrica podem connectar-lo a una placa solar fotovoltaica.
Però, és vàlid per a tots els climes? És vàlid per a tots els pressupostos? És vàlid per a tots els estils de vida?
Ni de bon tros!
El funcionament d’una casa passiva és molt complex; no es tracta d’anar sumant aparells tecnològics per escalfar-la o refredar-la, ja que cada ubicació, cada clima, cada terreny, cada família i estil de vida té uns requeriments molt diferents.
No és el mateix construir una casa a Mallorca que als Pirineus i, de fet, una casa passiva, si està ben pensada i aprofita al màxim les estratègies bioclimàtiques, no necessita cap sistema de calefacció.
Així, en l’article d’avui us expliquem en detall què és i com funciona una casa amb aerotèrmia i quan serà rendible i coherent instal·lar aerotèrmia i quan no.
De fet, a l’estudi tenim més de 30 projectes de cases passives en marxa o acabades i en molts casos són els càlculs d’eficiència els que ens porten a instal·lar o no aerotèrmia. Anem a veure per què.
Què és l’aerotèrmia
En primer lloc, anem a clarificar 3 conceptes importants de cara a entendre com funciona una casa amb aerotèrmia.
Es tracta de la diferència entre sistema de captació, sistema de generació d’energia i sistema de distribució.
– El sistema de captació consisteix en la placa solar que vulguem instal·lar o l’energia elèctrica que ve de la xarxa a la qual estiguem connectats.
– El sistema de generació d’energia, connectat al sistema de captació, és el tema que ens ocupa en aquest article: l’aerotèrmia, que pot servir tant per generar aigua calenta, com aire calent / fred. Un altre sistema de generació d’energia podria ser, per exemple, una caldera de gas.
– Finalment, el sistema de distribució consisteix en els aparells/paraments que s’implementen per escalfar tant l’aigua com la pròpia vivenda. És a dir, com distribueixo aquesta aigua calenta que he escalfat mitjançant aerotèrmia? Doncs els mecanismes són diversos, podent anar des del radiador que tots coneixem, fins a un terra o paret radiant o fins i tot la distribució per aire —mecanismes que explicarem més endavant—.
Una vegada aclarit això, podem afirmar que l’aerotèrmia és un sistema de generació d’energia i que funciona a través de l’extracció de l’energia continguda en l’aire, com bé indica el seu nom. Pot aportar tant calefacció a l’hivern com refrigeració a l’estiu.
És cert que quan parlem d’aerotèrmia, la gran majoria dels fabricants el venen com un sistema ecològic, ja que es tracta d’una instal·lació de funcionament elèctric, és a dir, que pots connectar a plaques fotovoltaiques i funciona —per la qual cosa parlem d’energia solar, ergo renovable.
No obstant això, això no el fa indicat per a qualsevol vivenda de forma generalitzada, ni implica que surti a compte instal·lar-lo en molts casos. A continuació, avaluarem els pros i els contres d’aquest model.
Elements d’una instal·lació d’aerotèrmia
El funcionament d’una instal·lació d’aerotèrmia consisteix en una unitat que se situa a l’exterior de la vivenda on trobem una bomba de calor indispensable i, en alguns casos, aquesta bomba es complementa amb un dipòsit d’inèrcia.
Segons els fabricants, l’aerotèrmia produeix més energia de la que consumeix, en un percentatge que depèn de la qualitat de l’equip i la seva qualificació energètica, però que pot arribar fins a un 70% d’energia extreta de l’aire enfront del 30% d’aportació elèctrica. Un avantatge d’aquest fet és que tota la casa pot funcionar amb electricitat, és a dir, que no hi ha necessitat de contractar subministraments de gas o combustible, ja que mitjançant el subministrament elèctric generem aigua calenta per a banys i per a calefacció.
Bomba de calor
L’element principal d’aquesta instal·lació consisteix en una bomba de calor que extreu l’energia continguda en l’aire, fins i tot amb temperatures exteriors molt baixes.
L’aire circumdant s’escalfa de forma contínua amb l’energia de la radiació solar i la bomba se serveix del cicle termodinàmic que utilitza un gas refrigerant per extreure-la.
Dipòsit d’inèrcia
El dipòsit d’inèrcia és un element actiu que serveix per acumular aigua calenta sanitària, guardant l’energia produïda per administrar-la de la forma més eficaç possible.
Com ja hem indicat, el dipòsit d’inèrcia no serà necessari en tots els casos, dependrà del sistema de distribució que utilitzem. Si utilitzarem, per exemple, un sistema de calefacció mitjançant terra radiant, podem estalviar-nos aquest dipòsit, ja que el propi terra ja funciona com a tal en tractar-se d’un circuit llarg amb molta aigua.
Sistemes de distribució d’una casa amb aerotèrmia
Un dels avantatges de l’aerotèrmia, a diferència d’altres sistemes de generació d’energia, és que podem connectar-la a un sistema de generació d’aigua calenta o bé a un sistema d’aire calent / fred.
Això significa que una mateixa màquina genera aigua calenta per a banys/cuines i calefacció o aire calent / fred.
Així, podem connectar-la a un sistema de distribució de calefacció per aire o per aigua, vegem en detall les opcions:
Sistemes de calefacció per aigua
Terra radiant o paret radiant
A grans trets, es tracta d’un sistema de calefacció que empra un dels paraments d’un espai com a emissor de calor; ja sigui terra, parets o sostre, sent el terra el més comú. Donada l’extensió superficial de l’emissor, s’empren baixes temperatures, per la qual cosa en aquest aspecte l’aerotèrmia pot implementar-se.
A més, aquest sistema de distribució permet refrescar a l’estiu també, tenint en compte que en segons quin clima pot condensar. Quan condensa, l’aparell s’atura, ja que disposa de detectors d’humitat, la qual cosa suposa un desavantatge.
Cal destacar que, en una casa passiva, normalment ens interessa acumular calor mitjançant materials amb inèrcia tèrmica, que són els materials que acumulen calor com terres o murs densos. En el cas d’instal·lar una calefacció per terra radiant, el terra perd tota la seva densitat, ja que queda foradat per centenars de tubs i, per tant, perd la seva capacitat d’acumulació de calor natural i dependrà únicament de l’aportació d’aigua calenta.
Això és un dubte comú en molts projectes, el fet de sacrificar la inèrcia tèrmica natural del terra que ens permetria acumular calor del sol per instal·lar un sistema de terra radiant que no deixa de ser un sistema actiu de generació d’energia.
Això es pot solucionar mitjançant la utilització de murs radiants.
Radiadors de baixa emissivitat
Com hem comentat, l’aerotèrmia sol treballar a baixes temperatures, que ronden els 50º. Sí que és veritat que ja estan apareixent màquines al mercat, que provenen de fabricants nòrdics i que eleven les temperatures fins a 60º o 70º.
De nou, és important valorar-ho tot en un conjunt. Com sé si a casa meva necessitaré l’aigua a 50, 60 o 70º? Doncs la resposta no la sabem ni nosaltres, és impossible conèixer la demanda energètica d’una vivenda fins que no està dissenyada i ubicada en una localitat concreta amb un històric de temperatures d’almenys 10 o 20 anys on poder basar els càlculs i dimensionar les instal·lacions de confort tèrmic, si aquestes són necessàries.
En qualsevol cas, cal destacar que els radiadors de baixa emissivitat, tot i ser molt més cars que els convencionals, són aparells que treballen de forma molt eficient amb aigua a baixes temperatures, la qual cosa ens permet utilitzar màquines d’aerotèrmia convencionals que escalfen l’aigua a baixes temperatures al voltant dels 50º.
Es tracta de radiadors petits que funcionen per convecció i forçats amb un petit ventilador. El resultat és que distribueixen la calor a la vivenda d’una manera molt més homogènia, eliminant les zones fredes.
No oblidem que, a nivell d’ambient interior saludable, la calefacció per convecció mou aire i, per tant, pot aixecar i desplaçar la pols, cosa poc salubre per a les nostres vies respiratòries, encara que sigui imperceptible.
Sistemes de calefacció / aire condicionat per aire
Distribució per aire
Es tracta d’un aparell de calefacció que bàsicament consisteix en un aire condicionat amb una bomba de calor, un sistema de distribució que pocs sistemes de generació d’energia permeten instal·lar.
En termes de salut, comentar que a nivell d’ambient interior no és el més recomanable, ja que, de la mateixa manera que l’aire condicionat que coneixem, aquest tipus de calefacció també resseca massa l’ambient, reduint en excés la humitat relativa. Aquesta, per sota del 30%, resulta poc salubre per a l’usuari, arribant a ressecar les mucoses amb la conseqüent reducció de les defenses.
Construir una casa amb aerotèrmia
Una vegada desenvolupada aquesta definició majoritàriament tècnica, anem a centrar-nos en quines són les implicacions reals per a l’usuari a l’hora de construir la seva casa amb aerotèrmia.
A nivell de llicències, és cert que alguns Ajuntaments faciliten muntar aerotèrmia en comptes d’un dipòsit acumulador amb una placa termodinàmica, ja que l’aerotèrmia és tractada com un sistema altament ecològic, qualificació que no sempre li fa justícia.
Una casa amb aerotèrmia pot resultar convenient o no en funció de la capacitat d’aquest sistema de fer front a la demanda energètica de la futura llar —que calculem en kW, per hora, per m2 i per any. El factor per any respon al fet que a l’estiu la refrigeració té una demanda i a l’hivern la calefacció en té una altra. D’aquest número surten tots els càlculs de dimensionament de radiadors, caldera de gas / biomassa / aerotèrmia, per veure quina d’elles resulta més adequada.
També és cert que una casa ben orientada i ben aïllada té una demanda energètica molt més baixa, ja que la bona arquitectura és la que aporta millores en demanda energètica. Per fer-nos una idea, aquesta demanda de la qual parlem és el document del qual després s’obté la certificació energètica de la nostra casa (A, B, C, D…).
Una característica positiva de l’aerotèrmia és que es tracta de l’únic element que funciona bé a l’estiu, perquè ens dona fred. Quan més calor fa i més sol hi ha —recordem que pot funcionar amb placa fotovoltaica— és quan genera més fred. Contràriament, a l’hivern, moment en què tenim més demanda, és quan menys energia ens dona.
A més, la demanda a l’hivern és més alta perquè és demanda en calefacció, considerada alta demanda. Així doncs, la gràfica de demanda hivern/estiu no funciona molt bé, ja que en general hi ha més demanda a l’hivern.
Existeix la possibilitat de construir un edifici en el qual surti més a compte instal·lar aerotèrmia, si comptem amb una demanda energètica constant al llarg de l’any, però no és el comú en el nostre clima.
Un altre aspecte a considerar és l’existència d’alternatives a l’aerotèrmia que poden resultar més adequades segons les característiques del projecte. La geotèrmia, per exemple, ofereix un rendiment més estable durant tot l’any, ja que aprofita la temperatura constant del subsòl, tot i que la seva instal·lació inicial és més costosa. Així mateix, els sistemes de biomassa poden ser una opció interessant en zones amb fàcil accés a aquest recurs, proporcionant una calefacció eficient i sostenible. D’altra banda, l’energia solar tèrmica o eòlica és una alternativa complementària que pot reduir la demanda de calefacció i aigua calenta sanitària.
Quant costa una casa amb aerotèrmia
Al llarg d’aquest article, hem destacat un aspecte negatiu important en la construcció d’una casa amb aerotèrmia: el cost, ja que requereix una sèrie d’instal·lacions que poden resultar bastant oneroses. Un exemple clar d’això són els dipòsits d’inèrcia, els quals són necessaris a causa que l’aerotèrmia no proporciona aigua calenta instantània com una caldera de gas, la qual cosa comporta un sobrecost en comparació amb altres sistemes tradicionals.
A més, els emissors de calor associats amb aquest sistema de generació energètica també presenten un preu elevat. Tant el terra radiant com els radiadors de baixa emissivitat són components costosos. Com es va esmentar prèviament, el terra radiant podria permetre prescindir de la instal·lació d’un acumulador; no obstant això, l’opció d’utilitzar radiadors de baixa emissivitat implica sumar aquests alts costos.
La possibilitat de connectar l’aerotèrmia únicament a un sistema de distribució per aire tampoc és una opció recomanable. L’escalfament d’espais mitjançant aire és una de les solucions menys eficients, ja que l’aire manca d’inèrcia tèrmica, la qual cosa el fa menys efectiu. A més, presenta desavantatges en termes de salut, a causa de la humitat ambiental, i resulta menys confortable, ja que el cos humà respon millor a la calor per radiació que a la calor per convecció.
En conseqüència, podem concloure que la instal·lació d’aerotèrmia ha de ser justificada per una alta eficiència en la demanda energètica perquè l’augment en el pressupost sigui realment rendible.
Una casa ha de prioritzar l’aprofitament natural de la calor solar, acumulant aquesta calor mitjançant elements constructius com murs o terres amb alta inèrcia tèrmica. A més, els tancaments han de ser hermètics i ben aïllats, amb finestres de doble o triple vidre, per evitar la pèrdua de calor.
A partir d’aquí, si l’anàlisi de la demanda energètica revela que l’aportació de calor solar no és suficient, hem d’avaluar quina és la millor opció per proporcionar calor de forma activa. És l’aerotèrmia l’opció més adequada? Si la demanda de calor és baixa, potser un petit radiador elèctric connectat a la xarxa sigui suficient per garantir el confort.
En moltes ocasions, la inversió en una casa passiva amb aerotèrmia, juntament amb els seus sistemes d’acumulació i distribució de calor, no resulta amortitzable si comparem el consum energètic al llarg de la vida útil de la vivenda.
L’aerotèrmia és un sistema excel·lent i pot ser altament eficient quan es complementa amb un sistema de generació d’energia solar. No obstant això, és fonamental avaluar cada cas de manera individual, ja que no existeix una solució única aplicable a totes les vivendes ni a totes les ubicacions.
És per això que, quan un client arriba amb un full d’especificacions proporcionat per una constructora, on s’indica el model de màquina d’aerotèrmia a instal·lar sense considerar la ubicació específica de la vivenda, ens preocupa la falta de professionalisme en el sector.
En definitiva, l’elecció d’un sistema de climatització adequat, com l’aerotèrmia, dependrà de múltiples factors, entre ells les característiques específiques del projecte, la ubicació de la vivenda i les necessitats energètiques concretes. És fonamental realitzar una anàlisi detallada per valorar la viabilitat i rendibilitat de cada opció, garantint així la millor solució a llarg termini, amb l’objectiu de minimitzar l’impacte ambiental de la vivenda i optimitzar la seva eficiència energètica en el temps.