Energía geotérmica y su uso en climatización

PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA GEOTÉRMICA

La energía que utilizan las bombas de calor geotérmicas permiten aprovechar una fuente de calor inagotable para su uso con fines orientados, entre otros, al confort en los edificios. Este aprovechamiento de energia geotermica depende de la zona de la corteza terrestre donde se realice la captación de calor. Existe un incremento uniforme en temperatura entre el núcleo y la capa exterior de la corteza terrestre. Entre ambos puntos se produce una estratificación respecto a  las temperaturas de acumulación de esta energía.

Con un valor superior a 180ºC, la consideramos energia geotermica de alta temperatura. En las zonas donde la temperatura oscila entre 90ºC y 180ºC se acumula energia geotermica con temperatura media. Entre 30ºC y 90º C se considera baja temperatura, e inferior a 30ºC se considera energía con muy baja entalpía.

En este último estrato, el efecto de radiación solar sobre su temperatura es muy importante, por lo que también podemos considerar un aprovechamiento energético para su uso en climatización de edificios. Con una ventaja adicional de su disponibilidad a largo plazo, ya que el terreno puede acumular energía captada del sol.

Los sistemas para captación geotérmica más utilizados son los captadores que extraen energía almacenada en la tierra denominados sistemas tierra/ agua. Existen dos variantes, captación horizontal y captación vertical.

La captación horizontal consiste en el tendido de tubería de polietileno de alta densidad a una profundidad que puede variar entre los 80 a 150 cm y con una superficie ocupada bastante grande, sobre la cual no se puede colocar árboles ni superficies soladas. En la captación vertical el calor se extrae mediante perforaciones realizadas por empresas especializadas alcanzando profundidades que llegan hasta 150 m. En el sondeo realizado se inserta la sonda y se rellena con cemento de alta conductividad.

Comparando estos dos sistemas, la captación vertical ofrece un rendimiento mayor, debido a que a unos 15 m la tierra no se ve afectada por las condiciones atmosféricas.

En determinadas ocasiones, se puede aprovechar un recurso hídrico como agua subterránea, un manantial, el caudal de un río, un lago, agua en una mina, etc. obteniéndose rendimientos bastante superiores a los anteriores (hidrotermia).

APLICACIÓN DE LA ENERGÍA GEOTÉRMICA

Las bombas geotérmicas tierra/agua contribuyen a lograr un futuro energético sostenible, dado que proporcionan calefacción y agua caliente sanitaria eficientemente, y facilitan la refrigeración de esos mismos espacios cuando las condiciones lo requieren.

El mismo principio físico que permite la producción de frío para climatización o conservación de alimentos, facilita en este caso la obtención de confort en calefacción y refrigeración, utilizando el ciclo de compresión del refrigerante en sentido inverso para climatización.

Las emisiones de gases a la atmósfera son nulas en la propia instalación, y el único consumo energético no renovable es el que produce el compresor al aumentar la temperatura del circuito refrigerante interno de la máquina. El balance global ofrece un resultado netamente favorable, equivalente a un aporte superior a 4 unidades de energía para climatización por cada unidad energética eléctrica consumida.

Las bombas de energia geotermica permiten el calentamiento del agua caliente hasta temperaturas de 65 ºC, por lo que están especialmente indicadas para producir agua caliente sanitaria y calefacción/refrigeración en viviendas unifamiliares y pequeños edificios residenciales, hoteles, balnearios, piscinas cubiertas o almacenes comerciales, con sistemas emisivos de calor a baja temperatura.

Cualquiera opción anteriormente descritas conducirá a:

• Coste económico reducido. Un nivel superior a una cuarta parte de la energía consumida para producir confort en la vivienda se obtiene del terreno.

• Altísimos niveles en confort. Los sistemas emisivos de calor a baja temperatura contribuyen al bienestar y favorecen el funcionamiento eficiente de los equipos productores de energía.

• Mínimo impacto medioambiental. Los gases “efecto invernadero” son inferiores a los que producen las energías convencionales.

Según la experiencia en Vaillant Group en los mercados europeos, las bombas tierra/agua geoTHERM Vaillant tienen un diseño basado en tecnología punta, optimizando su eficiencia para calefacción y climatización. Utilizar un kit para la producción de frío facilita este hecho, ya que permite mantener los niveles de rendimiento en valores óptimos. Ello es debido a que tanto el circuito refrigerante como los flujos hidráulicos de los captadores y la instalación interior funcionan en un único sentido circulatorio, para el cual se han diseñado todos los componentes del equipo.

Adicionalmente, durante la producción de agua fría para refrigeración, la producción del agua caliente sanitaria se realiza gratuitamente, ya que ejerce las funciones del evaporador.

AMPLITUD Y VERSATILIDAD DE LA ENERGÍA GEOTÉRMICA

La gama geoTHERM Vaillant abarca potencias entre 6,9 kW y 50,5 kW y cuenta con modelos con depósito de acero inoxidable (175 litros incorporado, en modelos exclusiv), si bien puede gestionar la producción de agua caliente sanitaria aún cuando se utilizan depósitos exteriores al equipo.

La versatilidad se manifiesta en diversos aspectos:

• Todos los modelos incorporan las bombas de circulación de los circuitos primario y secundario (en los modelos pro únicamente secundario).

• Los equipos se suministran partidos en distintos módulos, lo que facilita el transporte y aumenta la seguridad frente a su deterioro.

• La regulación integrada permite la configuración en diferentes sistemas, asumiendo el control de todos los parámetros y sistemas de seguridad, además permite la interactividad con el usuario.

• Puede funcionar en calefacción y refrigeración, al mismo tiempo que suministra agua caliente sanitaria. Los modelos exclusiv incluyen además la producción de refrigeración pasiva.

La calidad en los equipos se ve reflejada en aspectos tan importantes como:

• El rendimiento. COP superior a 4,5 (s/norma EN 14511).

• Bajas emisiones sonoras.

• Altas temperaturas de impulsión, hasta 62ºC.

• Robustez y calidad de los materiales.

• Regulación, diagnóstico y visualización de parámetros.

• Sistemas de seguridad avanzados.

Como consecuencia de los factores analizados anteriormente, las bombas de calor geoTHERM Vaillant se sitúan como referencia tecnológica en el aprovechamiento de los recursos energéticos renovables. Así, se están introduciendo con gran éxito en España en instalaciones que responden a soluciones diseñadas para climatizar y producir agua caliente sanitaria en diferentes tipologías de edificios, como viviendas unifamiliares, chalés con piscina climatizada, invernaderos, naves industriales y hasta en VPO.

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