Servicios / Geotermia
Solargal atesora más de 7 años de experiencia en el sector de las instalaciones geotérmicas y ha sido pionera en Galicia en la implantación de este sistema de alta eficiencia energética.
Los años de experiencia y la calidad de instalaciones y servicios que ofrece esta empresa nos permiten liderar el sector de la geotermia en esta comunidad y disponer de un gran número de instalaciones en funcionamiento en las cuatro provincias, siendo además una importante referencia a nivel nacional.
A pesar de que en muchas ocasiones la gente relaciona la geotermia con instalaciones en viviendas unifamiliares, lo cierto es que Solargal ha implantado este sistema hace ya muchos años en instalaciones industriales de lavanderías, granjas, hoteles, etc, donde la repercusión del ahorro es mucho mayor, así como la rentabilidad y la reducción de las emisiones contaminantes.
Con ánimo de ofrecer total seguridad y confianza a nuestros clientes, esta empresa incluye ya desde las primeras instalaciones realizadas sistemas que miden la energía consumida por nuestros equipos, así como la electrónica más avanzada que nos permite visualizar en todo momento el rendimiento de la bomba de calor geotérmica.
También es posible el control o monitorización a distancia de estas instalaciones, logrando de esta manera una mayor seguridad y una atención más rápida en caso de necesidad pues desde nuestra delegación podemos controlar el correcto funcionamiento de la instalación.
QUE ES LA ENERGÍA GEOTÉRMICA
La energía geotérmica es aquella que está presente en el interior de la tierra en forma de calor. Dependiendo de las condiciones de temperatura en las cuales se emplean estos recursos, podemos disponer de distintas variantes como pueden ser la generación de electricidad a través del aprovechamiento del recurso geotérmico con temperaturas superiores a los 100ºC hasta el uso en climatización mediante la energía geotérmica “somera” o de muy baja temperatura, cuyo rango de temperaturas de uso oscila entre los 0ºC y los 25ºC. Esta energía es considerada renovable porque los recursos obtenidos del terreno se auto-regeneran.
La energía geotérmica de muy baja temperatura emplea bombas de calor para la extracción de la energía térmica del subsuelo. Esta energía proviene tanto del calor que emana del núcleo terrestre como de la energía solar irradiada sobre el terreno y que se transforma en calor. Una de las ventajas del uso de las bombas de calor que emplean este tipo de fuente de energía es la disponibilidad de acumular energía térmica (en forma de frío o calor), facilitando el balance de energético verano-invierno en los casos de necesidades de calor y frío (en invierno extraemos calor del terreno y en verano disipamos calor al terreno, con la consecuente regeneración energética del mismo).
El uso de la tierra como fuente de energía para el funcionamiento de la bomba de calor permite obtener rendimientos constantes a lo largo de todo el año independientemente de las condiciones climáticas externas (frío o calor, lluvia, nieve, etc.) debido a la estabilidad de temperaturas del terreno. Esta estabilidad se consigue a partir de unos 10 metros de profundidad y puede suponer un valor de entre 12ºC y 15ºC en Galicia (ver figura)
Curva de la temperatura anual del terreno en función de la profundidad
REFRIGERACIÓN PASIVA (FREECOOLING)
La refrigeración pasiva o freecoling, consiste en aprovechar la temperatura fresca del interior de la tierra (aproximadamente 15ºC) para poder obtener de manera gratuita una potencia de refrigeración que se puede emplear en sistemas radiantes o sistemas de aire forzado (fancoils, aerotermos, etc.) para enfriar el ambiente a climatizar (viviendas, bodegas, granjas, piscifactorías, etc.). De esta manera aumentamos sustancialmente el rendimiento energético del sistema geotérmico con respecto a un uso de sólo calefacción. Con el freecooling podemos además balancear energía calorífica al terreno en verano y aprovechar en invierno ese calor para calefacción.
¿CÓMO FUNCIONA UNA BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA?
Vídeo de Bomba de Calor Geotermia en modo calor
Video de Bomba de Calor Geotermia en modo frío
RENDIMIENTO DE UNA BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (COP)
El rendimiento energético de una Bomba de Calor Geotérmica (BCG) se determina por medio del valor COP (siglas en Inglés Coefficient Of Performance), factor por el cual se puede deducir el mejor o peor rendimiento de una BCG. Para entender más fácilmente su significado citaremos un ejemplo:
(Saber que, según los estándares de los diferentes fabricantes europeos, el COP de una BCG se calcula a unas condiciones de funcionamiento de 0ºC-35ºC en modo calor y de 35ºC-7ºC en modo frío)
En las características técnicas de una BCG encontramos que dispone de un valor COP 4 para su funcionamiento en modo calor, y nos indica también que la potencia térmica entregada por la bomba de calor funcionando en régimen de calefacción (0ºC-35ºC) es de 8000W. Este último valor no responde al consumo eléctrico real (consumo a red) de la bomba, sino a la energía en forma de calor que aportará. Para conocer cuál será entonces el consumo eléctrico de la máquina dividiremos la potencia térmica entregada por la bomba de calor (energía en forma de calor) entre su coeficiente COP, así 8.000W/4 nos dará un valor de 2000W. Este sí será el consumo eléctrico que abonaremos en la factura de electricidad, por lo que esa máquina está entregando 3 veces más potencia calorífica de la que consume.
¿De dónde obtiene la bomba de calor la energía calorífica que no está consumiendo y que está aportando al sistema?
Como hemos visto en el ejemplo, la bomba de calor nos está aportando una potencia calorífica de 8.000 Watios pero su consumo eléctrico es de 2.000 Watios; disponemos entonces de 6.000 Watios de aporte calorífico que no suponen consumo eléctrico. Estos 6.000 Watios de calor “extra” son extraídos del terreno a través del circuito de captación geotérmico (ver figura)
Ejemplo gráfico del aporte de energía de una bomba de calor geotérmica
El COP se puede indicar también en tanto por cien (%), siendo este coeficiente el equivalente a los rendimientos estándar de sistemas convencionales de calefacción (calderas, radiadores eléctricos, etc.). Para saber el valor de COP en % sólo tendremos que multiplicarlo por 100. En el caso del ejemplo anterior, el COP en tanto por ciento pasaría a ser de: 4 x 100 = 400% de rendimiento energético, que comparado con los rendimientos habituales de sistemas convencionales (65% – 95%) da una idea de la eficiencia de la bomba de calor frente a estos últimos (ver tabla).
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SISTEMA DE CALDEO |
RENDIMIENTO |
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CALDERA DE GASOLEO |
Entre un 65-95% |
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CALDERA DE GAS |
Entre un 85-95% |
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CALDERA DE BIOMASA |
Entre un 80-95% |
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RADIADORES ELECTRICOS |
Entre un 95-98% |
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BOMBA DE CALOR AEROTERMICA* |
Entre un 250-350% |
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BOMBA DE CALOR GEOTERMICA* |
Entre un 420-520% |
* Para una temperatura de impulsión de 35ºC en calefacción
EFICIENCIA DE UNA BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA
La bomba de calor geotérmica es actualmente el sistema más eficiente de calefacción a baja temperatura (menos de 50ºC de temperatura de impulsión) y en especial cuando se emplea en instalaciones con sistemas de emisión por superficies radiantes (suelo radiante, pared radiante, techo radiante) donde la temperatura de impulsión de la BCG oscila entre los 30ºC y los 40ºC. Para hacernos una idea de la influencia que la temperatura de impulsión marca en el rendimiento de la bomba de calor, expondremos un ejemplo de rendimientos reales de uno de nuestros equipos para distintas temperaturas de impulsión:
(Equipo de 10,7 Kw térmicos, para una temperatura de retorno de captación de 5ºC)
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A 30ºC de tª de impulsión en calefacción obtenemos un COP de 5,7 (570%)
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A 35ºC de tª de impulsión en calefacción obtenemos un COP de 5 (500%)
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A 40ºC de tª de impulsión en calefacción obtenemos un COP de 4,3 (430%)
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A 45ºC de tª de impulsión en calefacción obtenemos un COP de 3,8 (380%)
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A 50ºC de tª de impulsión en calefacción obtenemos un COP de 3,3 (330%)
Con estos datos se puede apreciar claramente que el rendimiento crece cuando disminuye la temperatura de impulsión del circuito de calefacción, de ahí que los sistemas radiantes sean los más indicados para su uso con BCG por ser los sistemas que precisan una menor temperatura de impulsión para mantener las mismas condiciones de confort requeridas en el ambiente a climatizar.
SISTEMAS DE CAPTACIÓN GEOTÉRMICA
Existen diferentes sistemas que pueden captar la energía térmica de la tierra pero sólo enumeraremos los tres más comunes:
CAPTACIÓN ABIERTA DE AGUA SUBTERRÁNEA
Este sistema consiste en la captación de agua del interior de la tierra a través de una o varias perforaciones en las que se instalan puntos de bombeo de agua sumergidos en el fondo del pozo. El agua subterránea se hace circular por el evaporador de la BCG y la devolvemos al terreno a través de otra perforación más alejada de la primera (unos 20 mt). La captación freática efectuada debe asegurar en todo momento el caudal mínimo que precisa la BCG para su correcto funcionamiento y se ha de verificar previamente la calidad del agua para evitar la degradación del evaporador por la existencia de aguas agresivas. Un aspecto a tener muy en cuenta con este tipo de captación es la necesidad de solicitar permisos especiales a la autoridad competente para poder realizar la extracción de agua del terreno. Por contra, el sistema de captación de aguas freáticas es el que mejor rendimiento energético obtiene de la BCG al captar directamente el agua del terreno (el agua entra a mayor temperatura en el evaporador respecto a los otros sistemas de captación).
Sistema de captación geotérmica por aguas freáticas
CAPTACIÓN VERTICAL CERRADA
Esta variante de sistema de captación geotérmica es la más extendida dada la seguridad y estabilidad de funcionamiento que nos ofrece, además de precisar menor superficie de terreno que la captación horizontal. El sistema vertical cerrado se compone de uno o varios pozos de captación (pozos de barrena) en los cuales se introducen las sondas de captación (tubos de polietileno) por las que circula el agua fría que va a extraer el calor del terreno. El espacio anular del pozo de captación que no ocupan las sondas se rellena con una mezcla compuesta por arena de sílice, bentonita y cemento para poder mejorar la transmisión de energía del terreno a las sondas de captación y evitar por otro lado filtraciones contaminantes desde la superficie a las capas freáticas del interior de la tierra. Los diferentes pozos de captación se conectan en un colector donde se centralizan las conexiones hidráulicas por medio de tuberías de polietileno enterrado en zanjas. El colector se conecta después a la BCG y el circuito de agua se mezcla con anticongelante para evitar congelaciones internas en el intercambiador de placas de la BCG.
Sistema de captación geotérmica vertical
CAPTACIÓN HORIZONTAL
El captador horizontal consiste en una solera de tubos de polietileno enterrada horizontalmente a una profundidad aproximada de entre 1 y 2 metros y una separación entre tubos de unos 60 centímetros. Los distintos circuitos de tubos se unen también en un colector que enlaza con la BCG (de igual manera que el sistema vertical cerrado). La superficie de terreno necesaria para este tipo de captación es tan elevada, que se aplica sólo a necesidades de potencia pequeñas (viviendas unifamiliares). En el caso de una vivienda unifamiliar, la superficie necesaria de terreno equivale aproximadamente al doble de la superficie útil de la vivienda. Con captaciones horizontales vamos a condicionar el uso de esta superficie de terreno casi exclusivamente para la captación geotérmica pues impide la plantación de árboles de raíces profundas y algún tipo de plantas que se puedan ver afectadas por una disminución de temperatura de la tierra, así como posibles instalaciones futuras (agua, alcantarillado, canalizaciones eléctricas enterradas, etc.). De igual manera que el sistema vertical cerrado, la captación horizontal también precisa una mezcla de anticongelante.
Sistema de captación geotérmica horizontal
APLICACIONES DE LA BCG
La bomba de calor geotérmica se puede emplear para una amplia variedad de aplicaciones donde se precise una generación térmica (calor o frío):
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Generación de Agua Caliente Sanitaria (ACS) tanto para pequeños (viviendas) como para grandes consumos (hoteles, centros deportivos, cuarteles, industria alimentaria, etc.)
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Calefacción y/o refrigeración de edificios, para sector residencial, público, servicios, ect.
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Climatización de piscinas, tanto de pequeñas como de grandes dimensiones
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Generación de calor para procesos industriales (granjas, lavanderías, invernaderos, piscifactorías, mataderos, conserveras, cerveceras, etc.)
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Generación frigorífica para la industria (granjas, mataderos, cámaras frigoríficas, cerveceras, etc.)
La geotermia se puede combinar con otras fuentes de generación térmica en determinadas aplicaciones para lograr una mayor rentabilidad de las inversiones. Solargal diseña e instala sistemas híbridos donde otras energías se combinan con la BCG para reducir costes de inversión. En estos casos el funcionamiento del sistema es optimizado para que los equipos auxiliares que ofrecen peores rendimientos funcionen el menor número de horas posible.
