Bomba de Calor Geotérmica
El equipo de producción del funcionamiento de la geotermia se denomina bomba de calor geotérmica (BCG)
El equipo de producción del funcionamiento de la geotermia se denomina bomba de calor geotérmica (BCG)
Para el diseño de la sala técnica e instalación de los equipos, tales como bomba de calor, depósitos de agua caliente sanitaria, etc la empresa dispone de un amplio equipo humano para realizar los proyectos.
Las bombas de calor, que son los equipos más importantes en las instalaciones geotérmicas, han experimentando una evolución muy importante, que continua en marcha, durante los últimos 5 años (en control, componentes y posibilidades de hibridación), siendo un sector tecnológico puntero en la actualidad.
Dicha evolución permite realizar instalaciones aún más eficientes, con menor coste de equipos e instalación (aumento volumen de ventas -> optimización costes productivos, equipos más compactos -> disminución costes de instalación, implementación en viviendas a partir 75 m2, menor espacio disponible necesario – instalación en cocinas, baños, etc)
Para explicar el funcionamiento de un sistema de intercambio geotérmico de muy baja entalpía, se suele afirmar que se aprovecha el calor del terreno trasladando su alta temperatura a los edificios, viviendas, etc objeto de climatización. Esta información habría que matizarla, porque siendo así ¿cómo podríamos explicar que la geotermia se pueda utilizar para refrigerar?
El elemento clave para entender el funcionamiento de la geotermia está en el equipo de producción, denominado bomba de calor geotérmica (BCG), que genera calor o frío según demandas interiores de las edificaciones. Esta unidad requiere en su funcionamiento de un intercambio de temperatura con el medio externo y en el caso de la geotermia, este medio es el terreno.
En España la temperatura del terreno puede variar entre los 16º y 22º C, independientemente de la época del año. Con estas condiciones, el terreno constituye el medio más idóneo para el intercambio de temperatura requerido por la bomba de calor.
Los intercambiadores de temperatura de una bomba de calor se denominan evaporador y condensador, e interaccionan con un foco frío y un foco caliente:
El evaporador capta calor del foco frío, que en este caso es el campo de captación geotérmico. El condensador cede calor al foco caliente, que es el espacio a climatizar para lo que se dispone otro circuito cerrado -suelo radiante/fan coils/etc-, por el que circula agua.
Cuando la BCG esta produciendo frío se invierte su funcionamiento, de modo que el evaporador realiza el intercambio con el foco frio que en este caso son los circuitos de distribución interior –suelo radiante/refrescante, fan coils, etc-, y el condensador realiza el intercambio con el foco caliente, que en este caso es el terreno.
Podemos concluir, por tanto, que la bomba de calor geotérmica es una máquina que funciona con electricidad (con un consumo mínimo) que transmite el calor de un foco frío a un foco caliente, incrementando su nivel de temperatura mediante el funcionamiento de un compresor en un ciclo de compresión de vapor.
La hibridación de sistemas de geotermia con aerotermia es el presente y el futuro de la climatización para edificios con grandes consumos. Fijados ya los objetivos europeos para el año 2.030, donde el 35% de la energía debe ser de fuentes renovables, y con el objetivo más próximo de construcciones de consumo casi nulo (cero emisiones), las bombas de calor, geotérmicas y aerotérmicas, son la solución más eficiente y limpia para la producción de calefacción, refrigeración y ACS.
Si bien los sistemas de intercambio geotérmicos son los que tienen mayor rendimiento, no siempre es posible la realización de los sondeos para captación: espacios reducidos, inversión inicial para cubrir el 100% de la potencia en climatización elevada, etc
Para estos casos, la hibridación es la solución ideal. La energía base es la geotermia, y las puntas de las demandas de climatización se cubren con la aerotermia. Por tanto, se utilizará el terreno y el aire para realizar los intercambios para obtener la climatización más limpia y eficiente que existe actualmente.
Las bombas de calor actuales incorporan software de control muy avanzados, que permiten discriminar en cada momento el funcionamiento óptimo y decidir si trabaja el sistema geotérmico, el sistema aerotérmico o ambos de manera simultánea. Se muestra a continuación un esquema de funcionamiento.
Las instalaciones solares fotovoltaicas proporcionan electricidad para cualquier tipo de consumo. Es importante diferenciar de las instalaciones solares térmicas, que aportan agua caliente para calefacción y agua caliente sanitaria.
La combinación de la energía fotovoltaica con los sistemas geotérmicos permite climatizar cualquier edificación de manera gratuita, ya que el consumo eléctrico de la bomba de calor lo cubre la producción solar fotovoltaica.
La instalación fotovoltaica se puede dimensionar para cubrir los consumos de la bomba de calor y/o ampliar al resto de consumos eléctricos de las construcciones (iluminación, etc), es decir, se pueden realizar instalaciones de pequeñas potencias para autoconsumo con conexión a red, o bien instalaciones aisladas con acumulación eléctrica en baterías, que permiten la utilización de la energía en periodos sin radiación solar.