El sistema geotérmico de calefacción/refrigeración es nuevo en España, pero es sobradamente conocido en Estados Unidos, Canadá y Europa, en particular en Suecia, Alemania y Suiza. Según cifras de la UE , existen más de ¾ millón de instalaciones en Europa. El sistema es de una sólida y probada tecnología.
La GeoEnergía aprovecha la diferencia de temperatura entre el subsuelo y el ambiente. Como es conocido, la tierra tiene una gran inercia térmica, manteniendo una temperatura virtualmente constante durante todo el año a partir de unos dos metros de profundidad - aproximadamente unos 15º C en España.
La climatización mediante GeoEnergía se realiza a través de un colector instalado bajo tierra, que aprovecha en invierno la temperatura más alta del subsuelo para la calefacción. En verano, el sistema funciona de forma inversa, aprovechando la temperatura más baja del suelo para la refrigeración.
El sistema está compuesto por tres circuitos: el circuito interno del edificio y el del colector bajo tierra, situados en los dos extremos, y entre ellos, dispone de un circuito de refrigeración de la bomba geotérmica que transmite la diferencia de temperatura entre los dos primeros.
Para generar calefacción, el calor procedente del colector bajo tierra actúa sobre el refrigerante en el circuito intermedio, y lo convierte en gas. Al comprimirse, el gas aumenta de temperatura, que se transmite al circuito de distribución de calor del edificio. Para generar aire acondicionado se invierte el proceso, haciendo uso directo del lado frío del ciclo de refrigeración.
En todo caso, no sería correcto entender el sistema simplemente como calefacción/enfriamiento por una bomba de calor, o compresora. La esencia del sistema es el diseño de la conjunción de una bomba de calor, o compresora, (con instrumentación diseñada especialmente para su uso en sistemas geotérmicos) y un sistema de colector exterior diseñado y dimensionado de forma especial para cada instalación.
EL SISTEMA DEL COLECTOR EXTERIOR
Existen varios tipos de colectores, pero básicamente se dividen en colectores de circuito cerrado y los de circuito abierto.
Circuito cerrado
El más utilizado es el de circuito cerrado: se trata de una tubería de plástico resistente, tipo PVC, enterrado bajo tierra, que contiene una mezcla líquida de agua y anticongelante, que absorbe la temperatura del subsuelo y la transfiere al interior del edificio.
Los circuitos cerrados se pueden instalar en forma horizontal o vertical. El sistema horizontal es preferible toda vez que su instalación es más económica, pero requiere una determinada extensión de terreno disponible. Si el edificio no dispone del terreno suficiente, es necesario realizar la instalación de forma vertical, mediante un número de perforaciones de pequeño diámetro para recibir la tubería en forma de U. Una máquina perforadora especial sirve para suministrar el relleno compactado al mismo tiempo que introduce la tubería en la perforación realizada.
La longitud del circuito, sea horizontal o vertical, depende de factores tales como los kW de calor/frío que requiere el edificio y la conductividad del suelo, para disipar el calor/frío.
La conductividad también afecta a la profundidad necesaria para el circuito de tubería – unos dos metros en España.
Circuito abierto
Esta alternativa es preferible en los casos en que exista agua disponible, con suficiente caudal y potencial velocidad de flujo, en las inmediaciones del edificio, ya que resulta más económico. El colector extrae agua desde un río, embalse, lago, pozo, acequia u otra fuente de agua, y tras canalizarla, sin salir de su propio circuito, por el intercambiador de calor con el circuito de la bomba de calor, la devuelve a su origen (guardando una cierta distancia del punto de origen) o la dirige a cualquier otro destino, sin contaminarla durante el proceso.
A veces es posible operar en circuito abierto mediante la utilización de dos pozos, o incluso dos depósitos de agua si son de suficiente tamaño.
El apalancamiento energético
La eficiencia energética de un sistema suele medirse en términos de COP. El COP (Coefficient of Performance = Coeficiente de Rendimiento) expresa el grado de eficiencia de un sistema de calefacción o refrigeración, en este caso, una bomba de calor geotérmica. Es el coeficiente de cuánta energía se produce (en calor o frío) por la cantidad de energía (fuel, gas o electricidad) utilizada para producirla.
El COP de una bomba de calor geotérmica varía según las varibales de cada momento de operación entre valores de 4 a 6 o incluso más, por lo que es muy superior al de los sistemas de calefacción o refrigeración convencionales. Esto quiere decir que por cada unidad de energía que usa el sistema, en este caso eléctrica, se obtienen de 4 a 6 unidades de energía en forma de calor o frío.
En concreto, cuando el sistema está calentando se debe aportar desde una cuarta parte hasta una sexta parte de la energía calorífica que se obtiene (rendimiento del 400 % a 600 %). Por los motivos expuestos anteriormente, hay que destacar que la eficiencia de una bomba de calor geotérmica no varía con las condiciones meteorológicas o estacionales, mientras que en un sistema convencional el rendimiento disminuye en los momentos más calurosos en verano y en los más fríos en invierno, justo cuando más necesario es su uso.
Ventajas del sistema
- Un coeficiente de rendimiento (COP) muy superior a sistemas convencionales.
- Un ahorro muy importante en los costes de consumo del sistema – una cantidad limitada de electricidad - por lo que calienta y enfría sin fuel, gasóleo, gas u otra fuente que no sea la electricidad.
- No se necesitan grandes superficies para su instalación.
- Reducida necesidad de mantenimiento.
- La instalación de climatización, frente a las tradicionales, no produce “legionela” u otras bacterias.
- Los controladores electrónicos del sistema pueden integrar o complementar con sistemas solares y otros convencionales.
- El balance energético de este sistema a través del año es equilibrado ya que le enfría en verano y calienta en invierno.
- Es segura, en tanto en cuanto no produce llama, o posee un depósito de combustible, tampoco existe riesgo de superficies calientes.
- No utiliza torres de refrigeración, fan coils externos u otros aparatos antiestéticos de disipación de calor.
- Energía verde: dado que el "combustible" de este sistema es el gradiente del suelo que se encuentra libre de carbono; no produce CO2 en situ. (Lógicamente, la energía eléctrica necesaria para la bomba de calor puede producir CO2 en su lugar de generación, dependiendo de cómo haya sido generado.)
Sin embargo la mayor ventaja de este sistema sea la reducción del coste del consumo anual de energía – típicamente un ahorro de hasta un 75%.
Estos sistemas de calefacción optan a subvenciones al ahorro y la eficiencia energética ya que consituyen el mejor sistema de ahorro de energía para la vivienda.
En relación con el nuevo Código Técnico de la Edificación (CTE), la instalación de un sistema goetérmico evita la necesidad de instalar paneles solares térmicos.. |
