En los sistemas geotérmicos, se extrae o cede calor al suelo que rodea el edificio haciendo intercambio mediante un circuito de agua enterrado en el suelo, que sirve como fuente o sumidero de calor, esto ofrece a la bomba condiciones de trabajo relativamente constantes.
Desde hace algunos años la tecnología de climatización geotérmica de edificios es utilizada en Estados Unidos y Europa del Norte adquiriendo cada vez más popularidad por sus cualidades climatizadoras. En México actualmente el uso de dicha tecnología no tiene la misma fuerza que en los países vecinos, sin embargo se está abriendo camino como una alternativa viable, ya que en el mundo de energías renovables aparece como fuente de beneficios y ahorro energético.
El desarrollo de esta opción para climatizar se atribuye a diversas iniciativas investigadoras, entre ellas el Proyecto GeoCool, donde se está logrando la implementación esta novedosa y revolucionaria tecnología.
Un grupo de investigadores del Instituto de Ingeniería Energética de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) se dio a la tarea de introducir y adaptar las ideas relativas a la climatización geotérmica para nuestras particulares condiciones ambientales, especialmente influidas por la necesidad de refrigerar y calefactar la tipología de edificios y las características específicas de nuestro mercado.
Esta iniciativa condujo a diversos proyectos pioneros como Geothermal Heat Pump for Cooling and Heating Along European Coastal Areas (GeoCool), integrado por el consorcio de la empresa española Compañía Industrial de Aplicaciones Térmicas, S.A. (CIATESA); el Laboratorio de Mecánica en Fluidos y Turbomaquinaria de la Universidad Aristóteles de Thessaloniki, en Grecia; la empresa holandesa Groenholland, la Organización para la Nueva Tecnología, Energía y Ambiente en Italia y la Asociación para la Investigación y Diagnosis de la Energía (AEDIE) en España; todas ellas coordinadas por el profesor Javier Urchueguía, responsable técnico del Instituto.
Uno de los principales logros obtenidos a través de esta investigación ha conseguido plasmarse en la construcción (proveniente de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la UPV) de un novedoso sistema experimental que permite el aprovechamiento de las características térmicas del suelo para la climatización de doce despachos y un aula del Departamento de Termodinámica Aplicada en la UPV, como principal fuente de climatización. Dicha planta piloto, que tiene seis perforaciones de 50 metros de profundidad cada una, es una instalación singular y pionera en su ramo, no sólo dentro de la región, sino en el mundo. Su sofisticado sistema de monitoreo permite un exhaustivo conocimiento de todos los parámetros que intervienen en los elementos y procesos del sistema, y su concepto consiste en una instalación que integra tanto el sistema tradicional de climatización como el novedoso sistema geotérmico.
Actualmente, los métodos tradicionales de climatización de edificios (y que además son los más comunes) usan unidades de refrigeración, calefacción, o bombas de calor, situadas en techos o terrazas, funcionan mediante la cesión o extracción de calor del propio aire ambiental. En contraposición, en el caso de sistemas geotérmicos, se extrae o cede calor al suelo que rodea el edificio mediante un circuito de agua enterrado a varios metros de profundidad.
La presencia de ambas opciones para climatizar el mismo espacio permite hacer una comparativa rigurosa de las prestaciones de ambas tecnologías. Tras 18 meses de funcionamiento alterno de dichos sistemas se ha concluido que la alternativa geotérmica es capaz de generar ahorros de 50%.
El funcionamiento de la bomba de calor geotérmica (BCG) como principal herramienta de esta nueva tecnología, incorpora un intercambiador enterrado (ICE), y tiene el mismo mecanismo que una bomba de calor convencional excepto por el hecho de que el intercambio de calor se realiza con el terreno.
El suelo, debido a su gran capacidad térmica, puede servir como fuente o sumidero de calor, ofreciendo a la bomba condiciones de trabajo relativamente constantes. Gracias a su propio aislamiento, la temperatura del terreno es más moderada a lo largo del año que la del aire exterior, así cuando el aire esté frío la tierra estará más caliente y viceversa.
| Intercambio Térmico | |
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Potencia eléctrica bomba de calor modo refrigeración |
Potencia eléctrica bomba de calor modo calefacción |
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| Ventajas de los sistemas de climatización geotérmica frente a sistemas con tecnología convencional | |
| AHORROENERGÉTICO | El funcionamiento de una instalación de bomba de calor geotérmica se basa en el aprovechamiento del terreno como foco de intercambio térmico con una bomba de calor. Se utiliza en verano e invierno, realizando dos funciones, por lo cual incrementa la eficiencia de la bomba, en términos generales, produce ahorros en energía eléctrica de 50%. |
| DISMINUCIÓNDE RUIDO | Con la alternativa geotérmica se eliminan fuentes de ruido como las asociadas a unidades exteriores convencionales de climatización. De esta manera, la opción geotérmica reduce la contaminación acústica del medio. |
| MENORIMPACTOESTÉTICO | Se reduce el impacto visual relacionado con las unidades de techo/fachada que aparecen en los sistemas convencionales, pues la tubería está totalmente enterrada bajo la capa vegetal de la zona. |
| BIOSEGURIDAD | Este tipo de instalaciones no requiere torres de refrigeración para su funcionamiento. |
| DURABILIDAD | La vida útil de estas instalaciones oscila entre 25 y 50 años. |
| REDUCCIÓN DE CO2 | Como consecuencia del ahorro energético derivado de los menores consumos eléctricos, las emisiones de CO2 en estas instalaciones se reducen en más de 50%. |
| SOLUCIÓN INTEGRALE INTEGRABLE | Las instalaciones para aprovechamiento de energía geotérmica con bomba de calor sirven para producir refrigeración, calefacción y agua caliente sanitaria. Además, son perfectamente compatibles con instalaciones de otras energías renovables. |
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