Geotermia para Sistemas de Climatización

Geotermia para sistemas de climatización

• La geotermia de muy baja temperatura se puede usar para calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria y otros procesos energéticos.
• Antes de diseñar un sistema geotérmico, se necesitan datos sobre:
  • Tipo de construcción
  • Planos de arquitectura
  • Materiales constructivos
  • Análisis de las cargas térmicas
  • Necesidades especiales de agua caliente sanitaria
  • Normativa aplicable
• Se necesita conocer las características del subsuelo, incluyendo la presencia de agua subterránea, ya que esto afectará el dimensionamiento de las perforaciones geotérmicas.

Cargas Térmicas y Almacenamiento Geotérmico

• El almacenamiento geotérmico es sensible a la distribución de las cargas térmicas a lo largo del año.
• Se necesita un conocimiento mensual de las cargas de calefacción y refrigeración para dimensionar el campo de captación.
• Se deben tener en cuenta los picos de energía necesarios para transmitir al campo de captación.

Sistemas de Captación

• Captaciones horizontales o cimentaciones termoactivas: Son limitadas en potencia y demanda, adecuadas para edificios pequeños o como apoyo energético.
• Captaciones verticales o sistemas abiertos: Son capaces de aportar calefacción y refrigeración a edificios de diferentes tamaños.
• Captaciones horizontales: El ratio de intercambio de calor con el subsuelo suele estar entre 10-30 W/m², llegando a 40 W/m² en terrenos muy saturados de agua.
• Captaciones horizontales: Se suele necesitar el doble de superficie de captación que la superficie a climatizar.
• Captaciones verticales abiertas: Se capta directamente el agua subterránea, teniendo en cuenta la potencia y el caudal necesario de extracción.
• Captaciones verticales cerradas: Dependen de la geología e hidrogeología del subsuelo.

Dimensionamiento de Perforaciones Verticales

• Se analizan los materiales del subsuelo para estimar la cantidad y profundidad de las perforaciones.
• Se utilizan tablas con ratios de extracción dependiendo del tipo de geología.
• La profundidad de las perforaciones varía según los materiales y la demanda de enfriamiento.
• Para proyectos con una potencia superior a 30 kW, se recomienda realizar un test de respuesta geotérmico.

Test de Respuesta Geotérmico

• Es un sondeo piloto que permite conocer el intercambio de energía con el subsuelo.
• Se calienta agua con resistencias eléctricas y se hace circular a través de la perforación.
• Se miden:
  • Potencia suministrada
  • Caudal
  • Temperaturas de entrada y salida
• Resultados:
  • Conductividad térmica
  • Resistencia térmica
  • Capacidad térmica volumétrica
• Se realizan simulaciones energéticas de geotermia para determinar el número exacto de perforaciones.

Ejemplos de Proyectos de Geotermia

• Edificios residenciales:
  • Edificio de 56 viviendas en San Sebastián de los Reyes (32 perforaciones de 125 m).
  • Edificio de 63 viviendas en Ibiza (24 perforaciones de 130 m).
  • 220 viviendas en Madrid (70 perforaciones de 125 m).
  • Residencial VRUS de 85 viviendas (55 perforaciones de 125 m).
  • Chalets adosados (una perforación y bomba de calor por vivienda).
• Usos terciarios:
  • Sede del BVA de las Tablas, Madrid (20 perforaciones de 100 m).
  • Sede de Patentes de la Unión Europea en Alicante (120 perforaciones de 80 m).
  • Sede de Metro de Madrid en Plaza de Castilla (56 perforaciones de 150 m).
  • Hospital de Calahorra (25 perforaciones de 100 m).
  • Universidad de Alcalá de Henares (60 perforaciones de 100 m).
• Uso industrial:
  • Sede industrial de Divón en Móstoles (40 perforaciones de 130 m).
  • IKEA de San Sebastián de los Reyes (32 perforaciones de 130 m).
  • Edificios de ISAD para la empresa SAICA (12 perforaciones de 150 m).
  • Wercasa en Valladolid (5 perforaciones de 125 m).

Geotermia para climatización

• La geotermia de muy baja temperatura es una fuente de energía renovable que se puede usar para calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria y otros procesos energéticos.
• Se necesitan datos del edificio, como el tipo de construcción, planos de arquitectura, materiales constructivos, análisis de las cargas térmicas y las necesidades especiales de agua caliente sanitaria antes de diseñar un sistema geotérmico.
• La presencia de agua subterránea es importante ya que afecta el dimensionamiento de las perforaciones geotérmicas.

Cargas Térmicas y Almacenamiento Geotérmico

• El almacenamiento geotérmico es sensible a la distribución de las cargas térmicas a lo largo del año.
• Se necesita un conocimiento mensual de las cargas de calefacción y refrigeración para determinar el tamaño del campo de captación, teniendo en cuenta los picos de energía necesarios.

Sistemas de Captación

• Captaciones horizontales: Son limitadas en potencia y demanda, adecuadas para edificios pequeños o como apoyo energético.
• Captaciones verticales: Capaces de aportar calefacción y refrigeración a edificios de diferentes tamaños.
• Captaciones horizontales: El ratio de intercambio de calor con el subsuelo suele estar entre 10-30 W/m2, llegando a 40 W/m2 en terrenos muy saturados de agua.
• Captaciones horizontales: Se necesita el doble de superficie de captación que la superficie a climatizar.
• Captaciones verticales abiertas: Se capta directamente el agua subterránea, teniendo en cuenta la potencia y el caudal necesario.
• Captaciones verticales cerradas: Dependen de la geología e hidrogeología del subsuelo.

Dimensionamiento de Perforaciones Verticales

• Se analizan los materiales del subsuelo para determinar la cantidad y profundidad de las perforaciones.
• Se utilizan tablas con ratios de extracción dependiendo del tipo de geología.
• La profundidad de las perforaciones varía según los materiales y la demanda de enfriamiento.
• Para proyectos con una potencia superior a 30 kW, se recomienda realizar un test de respuesta geotérmico.

Test de Respuesta Geotérmico

• Es un sondeo piloto para conocer el intercambio de energía con el subsuelo.
• Implica calentar agua con resistencias eléctricas y circularla a través de la perforación.
• Se miden la potencia suministrada, el caudal y las temperaturas de entrada y salida.
• Los resultados del test proporcionan información sobre la conductividad térmica, la resistencia térmica y la capacidad térmica volumétrica del subsuelo.
• Se usan las conclusiones del test para realizar simulaciones energéticas de geotermia para determinar el número exacto de perforaciones.

Ejemplos de Proyectos de Geotermia

• Edificios residenciales:
  • Edificio de 56 viviendas en San Sebastián de los Reyes (32 perforaciones de 125 m).
  • Edificio de 63 viviendas en Ibiza (24 perforaciones de 130 m).
  • 220 viviendas en Madrid (70 perforaciones de 125 m).
  • Residencial VRUS de 85 viviendas (55 perforaciones de 125 m).
  • Chalets adosados (una perforación y bomba de calor por vivienda).
• Usos terciarios:
  • Sede del BVA de las Tablas, Madrid (20 perforaciones de 100 m).
  • Sede de Patentes de la Unión Europea en Alicante (120 perforaciones de 80 m).
  • Sede de Metro de Madrid en Plaza de Castilla (56 perforaciones de 150 m).
  • Hospital de Calahorra (25 perforaciones de 100 m).
  • Universidad de Alcalá de Henares (60 perforaciones de 100 m).
• Uso industrial:
  • Sede industrial de Divón en Móstoles (40 perforaciones de 130 m).
  • IKEA de San Sebastián de los Reyes (32 perforaciones de 130 m).
  • Edificios de ISAD para la empresa SAICA (12 perforaciones de 150 m).
  • Wercasa en Valladolid (5 perforaciones de 125 m).

Este cuestionario explora el uso de la geotermia de muy baja temperatura para sistemas de climatización. Se abordarán temas como la planificación, características del subsuelo, y las cargas térmicas necesarias para un diseño eficiente. Prepara tus conocimientos sobre la optimización energética y normativa aplicable en sistemas geotérmicos.