Bomba de calor geotérmica
Funcionamiento, costes y ventajas de las bombas de calor geotérmicas. Las cálidas capas de tierra debajo de las viviendas son una fuente de energía gratuita. La climatización con energía geotérmica aporta grandes ventajas como propietario de una vivienda, al tiempo que protege el medioambiente y el clima. Descubre, en este artículo, cuáles son las condiciones adecuadas para instalar las bombas de calor geotérmicas como sistema de climatización y qué debes de tener en cuenta para aprovechar al máximo las ventajas de estos sistemas.
Contenido
- ¿Qué es una bomba de calor geotérmica?
- ¿Cómo funciona la climatización geotérmica?
- ¿Qué hay que tener en cuenta al planificar la instalación de una bomba de calor geotérmica?
- Ventajas e inconvenientes de la climatización geotérmica
- ¿Es ecológica la calefacción geotérmica?
- Costes de una bomba de calor geotérmica
- Estas son las opciones de financiación
- 5 datos sobre la energía geotérmica y las bombas de calor
- Preguntas frecuentes sobre las bombas de calor geotérmicas
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¿Qué es una bomba de calor geotérmica?
Las bombas de calor geotérmicas, también llamadas bombas de calor tierra-agua, utilizan el calor existente en la tierra para climatizar la vivienda y el agua del hogar. Como todos los sistemas de climatización con bomba de calor, funcionan según el mismo principio que un frigorífico, pero al revés. En pocas palabras, el mecanismo toma la energía térmica existente en la tierra, la comprime y la transporta a otro espacio que requiera calentar, por ejemplo, tu vivienda.
Hay dos formas de aprovechar el calor de la tierra:
- Colectores terrestres (cerca de la superficie de la tierra)
- Sondas geotérmicas (a mayor profundidad)
¿Cómo funciona la climatización geotérmica?
La estructura de una bomba de calor geotérmica puede describirse como un sistema de tres circuitos:
- el circuito de sonda geotérmica para extraer el calor del suelo
- el circuito de refrigerante de la bomba de calor propiamente dicha
- el circuito de calefacción para la distribución del calor en el espacio habitable
El primer circuito transporta la energía térmica desde la tierra hasta la bomba de calor. La energía geotérmica se genera hasta una profundidad de unos 15 metros mediante la radiación solar almacenada. A niveles más profundos, el suelo y el agua subterránea almacenada en él se calientan por el calor ascendente del interior de la tierra.
Incluso a pocos metros de profundidad, la temperatura del suelo se mantiene constantemente por encima de los 10 grados y apenas se ve influida por las estaciones. Esta reserva de energía puede aprovecharse mediante sondeos profundos o colectores de gran superficie. Un medio de transferencia de calor circulante (salmuera) absorbe el calor del suelo, fluye hasta un intercambiador de calor y allí lo libera al segundo circuito.
El circuito de la bomba de calor tiene la misión de elevar el nivel de temperatura. Para ello se utiliza una estructura con un evaporador, un compresor y un condensador.
A continuación, un intercambiador de calor transfiere la temperatura más alta al circuito de calefacción. Éste abastece el espacio vital a través de las superficies calefactoras y también puede alimentar un sistema de agua caliente.
¿Qué hay que tener en cuenta al planificar la instalación de una bomba de calor geotérmica?
Utilizar la energía geotérmica para hacer funcionar un sistema de calefacción con bomba de calor tiene muchas ventajas. Sin embargo, deben cumplirse cuatro condiciones para que la inversión resulte realmente rentable:
- que el edificio sea de alta eficiencia energética
- que el sistema de calefacción también sea eficiente
- que las condiciones del lugar de la vivienda permitan la extracción del calor de la tierra
Por un lado, se trata de la eficiencia energética del edificio y del sistema de calefacción y, por otro, de las condiciones del lugar.
1. ¿El edificio es suficientemente eficiente desde el punto de vista energético y está bien aislado?
Sólo así la bomba de calor alcanzará su máxima eficiencia con coeficientes anuales de rendimiento iguales o superiores a 4.
2. ¿Con qué temperaturas de impulsión se consigue el mejor rendimiento?
Las temperaturas de impulsión no deben superar los 50 °C por la siguiente razón: cuanto menor sea la diferencia entre la temperatura del suelo y la temperatura de impulsión, menos energía consumirá la bomba de calor. La máxima eficiencia se conseguirá con una distribución eficaz del calor mediante paneles calefactores, calefacción por suelo radiante o radiadores de alta calidad.
3. ¿Es el suelo geológicamente adecuado para el uso de la energía geotérmica?
La naturaleza del suelo determina el rendimiento de energía geotérmica por metro. Los suelos húmedos, limosos y arenosos proporcionan mucho más calor que las rocas secas y porosas.
4. ¿Es adecuado el terreno para realizar perforaciones o zanjas colectoras?
En todos los terrenos no es posible utilizar maquinaria pesada ni realizar grandes movimientos de tierra. Especialmente en caso de reformas, hay que sopesar si, por ejemplo, requiere de excavación en las zonas ajardinadas existentes.
Ventajas e inconvenientes de la climatización geotérmica
Las ventajas de una bomba de calor geotérmica son muy convincentes. Con ella puede configurar su sistema de calefacción de forma sostenible y asegurarse unos costes de calefacción bajos. Pero hay puntos a los que debe prestar mucha atención para no tener ningún inconveniente.
Ventajas
- Su rendimiento es alto, con un factor de rendimiento anual (FAP) igual o superior a 4
- Su aporte de CO2 a la atmósfera es reducido. Y puede mejorarse hasta la neutralidad de CO2 si se complementa con electricidad verde
- El consumo de electricidad es bajo. Y los costes de climatización son favorables gracias a lo económicas que son las tarifas con bombas de calor
- Te aseguras una producción fiable y eficiente de agua caliente
- Existe la posibilidad de refrigeración pasiva en verano: puedes climatizar de manera económica y sostenible tu vivienda, sin apenas consumo de energía con una sonda o un colector
- Se complementa muy bien con la energía fotovoltaica y aumenta la rentabilidad del sistema fotovoltaico
- Sus necesidades de mantenimiento son bajas. Es un sistema robusto y duradero, de bajo nivel de ruido y ahorro de espacio, ya que sólo se necesita una unidad (sin instalación en el exterior)
Desventajas
- Sus costes de inversión, al principio, son elevados si los comparamos con otras bombas de calor. Si se quiere instalar en edificios antiguos, será necesario un examen especial para analizar su viabilidad
- Es necesaria una planificación exacta para aprovechar todas las ventajas
- Es complicada su implantación en zonas densamente edificadas
- Los colectores de superficie no deben ser dañados por obras, plantas o similares
- Las perforaciones están sujetas a autorización
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Costes de una bomba de calor geotérmica
Los costes de adquisición e instalación de una bomba de calor geotérmica son superiores a los de un nuevo sistema de calefacción de gas, por ejemplo. Esto se debe principalmente al costoso desarrollo de la fuente de calor en el suelo.
| Gastos de adquisición | 11.000 – 19.000 euros |
|---|---|
| Gastos de instalación | 3.500 – 4.500 euros |
| Costes de desarrollo, sondeo o instalación de colectores | 50 € por metro y aproximadamente 1 W cada 20 metros. 5000 – 12.500 euros |
| Coste total de instalación del sistema | a partir de 20.000 euros |
| Costes de explotación*. | a partir de 300 euros |
Estas son las opciones de financiación
Para instalar un sistema de climatización geotérmica, será muy interesante optar por las subvenciones públicas que se conceden para la instalación de sistemas de energía renovable.
El gobierno de España ha reforzado el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia para aumentar el número de subvenciones que incentiven el autoconsumo. Este plan lo gestiona el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) y pretende que el mayor número de hogares decidan dar el paso de la climatización tradicional, altamente contaminante, a los nuevos modelos de climatización mucho más respetuosos con el medioambiente y eficientes.
Este plan de ayudas engloba desde la instalación de un sistema fotovoltaico a la instalación de climatización con energías renovables. En el momento de realizar la solicitud de la subvención, hay que tener claro el sistema que vamos a instalar en la vivienda.
Para cambiar la climatización de nuestra vivienda y utilizar las renovables, las ayudas varían entre el 40% y el 70%, dependiendo de la tecnología utilizada.
Además, con el objetivo de afrontar el reto demográfico, estas ayudas se incrementan un 5% en los municipios con menos de 5.000 habitantes y también en los municipios con menos de 20.000 habitantes en entornos rurales.
En el caso de las renovables térmicas, concretamente las instalaciones geotérmicas, se concederá un máximo de 2.250 euros/kW hasta un máximo de 13.500 euros por vivienda.
Esto incluye todos los costes asociados a la compra de la bomba de calor geotérmica, desde la perforación de la sonda hasta el equipamiento de la sala de calderas, pasando por la modernización de los radiadores o suelo radiante.
La subvención beneficia especialmente a las bombas de calor geotérmicas algo más caras, porque cuanto mayor sea el precio, mayor será la subvención. Esto significa que se benefician los propietarios de viviendas que adquieren un sistema de alta calidad en lugar de un sistema de calefacción muy barato y, por tanto, invierten más en la protección del clima.
5 datos sobre la energía geotérmica y las bombas de calor
- Cuanto más profundo, más caliente: La temperatura de la tierra sube unos 3 grados por cada 100 metros.
- Se calcula que el núcleo líquido de nuestro planeta está a 6.000 grados.
- La perforación más profunda del mundo hasta la fecha, en Kola (Rusia), tuvo que detenerse a los 12.262 metros debido al intenso calor subterráneo.
- La energía geotérmica está teniendo mucho éxito en los países del centro de Europa. Sin embargo, España es de los países con menor número de instalaciones geotérmicas en viviendas.
- Es un sistema de climatización altamente eficiente. Los sistemas de calefacción geotérmica tienen un coeficiente medio de rendimiento anual de 3,5 a 4,5.
