Geotermia

La energía de la Tierra
Geotermia
CONCEPTO

La energía geotérmica es la energía calorífica que la Tierra transmite desde sus capas internas hacia la parte más externa de la corteza terrestre.

Considerando toda la superficie de la Tierra, la potencia geotérmica total que nos llega desde el interior es una cantidad inmensa de energía, de la que sólo una pequeña fracción es aprovechada por el hombre.

Geotermia
APROVECHAMIENTO

La característica fundamental que nos permite aprovechar la energía geotérmica para la producción de calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria, es la estabilidad térmica del subsuelo.

La temperatura del terreno a partir de los 14 metros de profundidad permanece prácticamente constante a lo largo del año. Por otra parte, el calor que extraemos de la tierra se va regenerando por la acción del sol, la lluvia y el calor continuo procedente del interior del núcleo terrestre.

Por otra parte, el calor que extraemos de la tierra se va regenerando por la acción del sol, la lluvia y el calor continuo procedente del interior del núcleo terrestre.

SISTEMA GEOTÉRMICO

Denominamos sistema geotérmico, al conjunto de elementos de una instalación que hacen factible el aprovechamiento eficiente de la energía geotérmica para la producción de calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria, y que básicamente son:

DISEÑO DEL SISTEMA

El diseño del sistema es fundamental para obtener una instalación eficiente, capaz de alcanzar los rendimientos esperados.

Renovgal, diseña sus propias instalaciones, teniendo en cuenta todos los aspectos de cálculo de la demanda energética en función de las características de la envolvente, orientación, ubicación y demás elementos necesarios para realizar un cálculo optimizado. La realización de cálculos precisos nos permite ofrecer al Cliente la solución más adecuada a sus necesidades.

Renovgal, cuenta además con el Sello de Calidad ACLUXEGA, el cual identifica a aquellas empresas que realizan sus instalaciones geotérmicas con unos estándares de alta calidad. Este sello otorgado por ACLUXEGA en función de los informes de auditoría de instalaciones efectuados por AENOR y el ENERGYLAB, garantiza asimismo la fiabilidad, eficiencia y cumplimiento de todos los requerimientos técnicos de diseño y ejecución de las instalaciones de Renovgal.

Acluxega
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA

Una bomba de Calor Geotérmica esencialmente es una máquina termodinámica formada por un circuito frigorífico clásico ( compresor, condensador, sistema de expansión y evaporador ), capaz de transferir el calor de un lugar a otro con la mayor eficiencia.

Por lo tanto, necesitamos como mínimo un foco de calor de donde extraer la energía necesaria. Ese foco es el terreno en el caso de la geotermia, dado que su principal característica es la estabilidad térmica y su capacidad de regeneración.

La Bomba de Calor Geotérmica, extraerá el calor del terreno a través de un fluido y mediante el proceso de compresión que se lleva a cabo en el circuito frigorífico, alcanzará la temperatura necesaria para cubrir las necesidades de calefacción o de agua caliente sanitaria. En el caso de que lo que se precise sea refrigerar, el ciclo frigorífico se invertirá para producir frío.

RENDIMIENTO

El rendimiento de una bomba de calor geotérmica, se determina por su COP ( Coefficient of Perfomance ). El COP, mide la relación entre la energía entregada a la vivienda y la energía consumida por la bomba de calor geotérmica. Así pues, un COP de 4 significa que por cada 1 kW que consume la bomba, es capaz de entregar 4 kW, lo que significa en términos porcentuales en un rendimiento del 400%.

Las mejores marcas del mercado sitúan sus niveles de COP entre el 4 y el 6, lo que significa que podemos estar hablando de ahorros del 75% frente a las energías convencionales. La Bomba de Calor Geotérmica es el sistema de calefacción más eficiente a baja temperatura.

Ahora bien, el que una bomba de calor geotérmica tenga un COP elevado, no nos garantiza que nuestro sistema vaya a obtener el rendimiento esperado a no ser que todo el sistema haya sido bien calculado, dimensionado y ejecutado.

Renovgal monitoriza sus instalaciones, de esta forma el Cliente podrá comprobar que los rendimientos previstos coinciden con los rendimientos que finalmente va a tener en su vivienda.

CAPTACIÓN

Como veíamos en el apartado de rendimiento, la Bomba de Calor Geotérmica, es capaz de aportarnos 4 kW térmicos, siendo su consumo eléctrico de 1 kW. De la misma forma y si siguiéramos con el ejemplo, una máquina con un COP de 4, nos aportaría 8 kw térmicos con un consumo eléctrico de 2 kW.

Pero como sabemos, la energía no se crea ni se destruye, solamente se transforma y por lo tanto, si el sistema consume 2 kW y aporta 8 kW, faltan 6 kW que debemos suministrar al sistema de alguna forma y esto se efectúa a través de la captación de energía en forma de calor que extraemos del terreno.

Como decíamos anteriormente, a partir de los 14 metros de profundidad, la temperatura del subsuelo permanece constante por niveles, de tal forma que a medida que vamos profundizando, la temperatura se va incrementado (gradiente térmico), siendo la relación aproximada de incremento de 3,3ºC por cada 100 metros.

Esta estabilidad térmica en la captación y su regeneración, es lo que confiere a la bomba de calor geotérmica su alto rendimiento, ya que a diferencia de otras formas de energías, la fuente de calor permanece constante y prácticamente invariable con lo que los rendimientos a lo largo del año van a permanecer prácticamente iguales.

A continuación os indicamos los principales sistemas de captación, sus ventajas y sus inconvenientes.

CAPTACIÓN HORIZONTAL

Sistema de circuito cerrado, que por medio de un entramado de tubos de polietileno enterrados entre 1 y 2 metros por los que circula un fluido caloportador, capta la energía en forma de calor del terreno.

De la misma forma que la captación vertical, se requiere un correcto dimensionado y ejecución del campo de captación para garantizar la eficiencia y eficacia del sistema.

Señalar como desventaja frente a la captación vertical, que el terreno donde se ubica el campo de captación horizontal, condiciona usos posteriores del mismo. Por ejemplo construcción piscina, plantación de árboles de raíces profundas, canalizaciones, etc.

geotermia captacion horizontal
CAPTACIÓN VERTICAL CERRADA

Sistema de circuito cerrado que por medio de sondas introducidas verticalmente en el terreno y por las que circula un fluido caloportador, extraemos la energía en forma del calor que el terreno nos transfiere.

La profundidad del pozo, viene determinada por las cantidad de energía que debemos captar, es decir, cuanta mas energía necesitemos, mas profundo deberá ser el pozo o más pozos deberemos hacer. El cálculo y la ejecución correcta del pozo es fundamental a la hora de realizar una instalación geotérmica. En las instalaciones que superen los 30 kW de potencia, se deberá realizar según normativa un Test de Respuesta Térmica del campo de captación. Para instalaciones inferiores a 30 kW es recomendable realizar una simulación numérica del comportamiento del campo de captación.

Las profundidades habituales oscilan entre los 50 y los 150 metros, para los aprovechamientos geotérmicos de baja entalpía, con un diámetro aproximado de pozo de 160 mm.

    Las ventajas del sistema de captación vertical básicamente son 2:
  • Prácticamente no ocupa superficie en el terreno.
  • Estabilidad térmica elevada.
geotermia vertical cerrada
CAPTACIÓN ABIERTA

Es la menos frecuente aunque no por ello sea de menor eficiencia. Básicamente consiste en captar energía del agua que circula a través de las capas freáticas. Se hace pasar el agua a través de la bomba de calor para captar su energía calorífica.

Se suele realizar a través de dos perforaciones, una para la captación y otra para la devolución o directamente se capta de una corriente de agua y se devuelve a otra en función de la cota a los que se encuentren. En ambos casos, se deberá cumplir la legislación específica sobre el uso de aguas subterráneas.

geotermia captacion abierta
EMISIÓN TÉRMICA

El sistema de emisión es el encargado de transmitir el calor o frío generado por la bomba de calor geotérmica a la vivienda. Los sistemas de emisión que mejor se adaptan al sistema geotérmico son:

  • Suelo Radiante: Para emisión de calor o Free cooling ( refrescamiento natural en verano ).
  • Radiadores de Baja Temperatura: Emisión de Calor, Free Cooling y Frío.
  • Fancoils: Emisión de Calor, Free Cooling y Frío.

Aunque existen otros sistemas como pared radiante, zócalo radiante, techo radiante, etc., los comentados anteriormente son los más utilizados habitualmente.

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