Análisis económico de las instalaciones geotérmicas destinadas a climatización

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1 Análisis económico de las instalaciones geotérmicas destinadas a climatización Gúzman Cabañero Ferri, Director Técnico de Geothermal Solutions, S.L. José Maria Ortega, Gerente de Sondeos Orla, S.l. La empresa Geothermal Solutions, S.L. ofrece comparativas en coste y ahorro entre las instalaciones geotérmicas para climatización y las instalaciones convencionales. Durante una sesión divulgativa, ofrecida en la sede de AJE-Madrid, se ofrecieron datos económicos, de coste y retorno de inversión, para diversas instalaciones de climatización por geotermia, tanto de circuito cerrado como abierto, y usos residencial o industrialagropecuario. A continuación describiremos los mencionados datos, con las correspondientes estimaciones energéticas. Villanueva de Alcardete - Vivienda Superficie: 193 m 2 en 2 plantas Fan-Coils / Radiadores Calefacción: 17 kw Refrigeración: 12 kw ACS: 300 dm 3 Perforación: 3 x 80 = 240 m Precio: Estimación de cargas térmicas (cuadrod 1): Se realiza la estimación mensual de cargas de calefacción, refrigeración y consumo de ACS, considerando una ocupación de hasta 6 personas. Fruto de la misma, se selecciona la potencia térmica necesaria de la bomba de calor, así como la marca y modelo comercial más convenientes para el régimen de utilización de la instalación. Cuadrod 1 22

2 Tabla 1 Seguidamente, obtenemos una comparativa de consumos, entre la denominada Instalación Típica y la instalación geotérmica presupuestada. La instalación de referencia, o Típica, en este caso está constituida por una caldera de gas-oil, una enfriadora (sistema de aire acondicionado) para refrigerar, y un sistema de captación solar térmica, obligado (en defecto de la geotermia) por el Código Técnico actual (HE-4). Esta tabla (Tabla 1) se basa en la estimación de energía a consumir, en cada uno de los tres usos: calefacción, ACS y refrigeración. Utiliza valores promedios de rendimiento, tanto para caldera, como para enfriadora aerotérmica convencional. En el caso de obra nueva, para hallar los años de amortización, sólo cabe restar, al precio de la instalación geotérmica, el de la instalación convencional a instalar, y dividir la diferencia entre el ahorro total anual. Tendremos el número de años en que se amortiza la instalación geotérmica. Motilla del Palancar - Vivienda Superficie: 208 m 2 en 2 plantas Suelo Radiante / Refrescantes Calefacción: 18 kw Refrigeración: 6 kw ACS: 300 dm 3 Perforación: 3 x 100 = 300 m Precio:

3 Cuadro 2 Estimación de cargas térmicas (Cuadro 2): Podemos observar que varía respecto al caso anterior. Se alcanzan valores bastante más elevados durante los meses invernales, en tanto que en verano la demanda en refrigeración es menor. El clima es más frío. Se considera también una ocupación de hasta 6 personas. La potencia seleccionada es similar, aunque el tiempo de aplicación, mayor. Frente al primer ejemplo, disponemos también de un subsuelo diferente. Éste es poco consolidado, y de peor conductividad térmica (requiere más metros de perforación). Se ha de perforar, por lo tanto, mediante el sistema de lodos, más costoso en tiempo y dinero que la rápida rotopercusión empleada en el caso anterior. Cuesta ~ 4500 más. Seguidamente (Tabla 2), en la comparativa de consumos, entre la Instalación Típica y la Tabla 2 24

4 geotérmica, observaremos que el consumo en calefacción es mucho mayor, aunque en refrigeración menor. Por lo tanto, los ahorros aumentan (3150 frente a 2400 del caso anterior). Con este resultado, comprobamos que no pueden extrapolarse los resultados en función del espacio a climatizar, sino que requieren un exhaustivo estudio en función del subsuelo, los usos y la climatología, en cada caso. A continuación, tenemos un ejemplo en Ciudad Real, en la localidad de Piedrabuena, consistente en una vivienda entre medianeras, de grandes dimensiones, en el centro urbano del municipio. El subsuelo es pizarroso, con buena conductividad térmica. Piedrabuena - Vivienda Superficie: 413 m 2 en 3 plantas Suelo Radiante / Refrescantes Calefacción: 32 kw Refrigeración: 22 kw ACS: 400 dm 3 Perforación: 4 x 101 = 404 m Precio: Cuadro 3 Estimación de cargas térmicas (Cuadro 3): Observamos un típico clima continental extremo, con elevados consumos en invierno y en verano. La ocupación será de hasta 8 personas. La vivienda dispondrá de suelo radiante/refrescante.vemos que la perforación, de 404 m, evidencia un subsuelo óptimo, y además, es perforable mediante rotopercusión. Este proyecto tampoco permite, basándonos en los casos anteriores, una extrapolación de la perforación necesaria en función de la potencia, o del coste en función de la perforación, o en función siquiera de la potencia. En una vivienda de estas dimensiones, el ahorro previsto invernal es importante. La amortización de la instalación, en caso de obra nueva, llega pronto, a razón de estos 4800 anuales. Descontando el coste que supondría una instalación típica, fácilmente ahorraremos ese dinero antes del quinto año de funcionamiento (Tabla 3). Tabla 3 25

5 Tabla 3 Benimaclet - Vivienda Superficie: 142 m 2 en 2 plantas Suelo Radiante y Fan-Coils Calefacción: 8,5 kw Refrigeración: 7,6 kw ACS: 300 dm 3 Perforación: 1 x 120 = 120 m Precio: Estimación de cargas térmicas (Cuadro 4): Observamos un típico clima mediterráneo, equilibrado y suave, en invierno y verano, y por ello sólo se necesitan 120 metros de perforación. Un subsuelo poco consolidado, y un nivel freático muy superficial, determinan la perforación por lodos. El coste es discreto, al exigir una sóla sonda geotérmica, y una bomba de calor de potencia reducida (Tabla 4). Cuadro 4 26

6 Arenas de San Gregorio - Granja Avícola de Engorde Superficie: 500 a 1500 m 2 6 Heliotermos de 12 kw Calefacción: 78 kw Refrigeración: 60 kw Perforación: Circuito Abierto Precio: Dicho ciclo comienza con la recepción de los pollitos, de 1 ó 2 días de vida. En ese momento se emplean 500 m 2 y la temperatura no ha de descender de 37ºC. Con el transcurso del tiempo, el pollito necesita una menor La propuesta para esta explotación consistió en un sistema de Circuito Abierto: aprovechando la existencia de sendos pozos de agua, se aprovechó su sistema de extracción para intercambiar energía térmica con una bomba de calor geotérmica. Estimación de cargas térmicas (Cuadro 5): Las cargas térmicas variarán durante la explotación de la actividad, tanto por las condiciones ambientales y meteorológicas, como por el ciclo de crecimiento de las aves. 27

7 Por este motivo, se proporciona una cifra de ahorro por temporada o ciclo, basándonos en la calefacción. En época estival, aunque no se proporcionan datos de ahorro en refrigeración (actualmente no gozan de ningún sistema), sí podemos constatar las ventajas de la reversibilidad de la bomba de calor: se evitarán los golpes de calor de los días más duros del verano, que ocasionan numerosas muertes de animales. Cuadro 5 temperatura, al tiempo que un mayor espacio, ya que habrá crecido y el volumen ocupado por los mismos será mayor. De este modo, en las etapas intermedias del ciclo, se aumenta el tamaño disponible, desde los 500 a los 1000 m 2. Y en la última etapa, se necesita los 1500 m 2 totales de nave. Este sistema de bucle abierto en el primario, consta de un secundario en el interior de las naves de cría- formado por aerotermos, que mediante un ventilador, disiparán la energía transportada por el agua que recorre su serpentín interno. Vemos el ahorro propuesto por temporada, para cada entrada de nuevos pollitos a la explotación (aprox. 40 días/ciclo) (Tabla 5). De este modo, las necesidades de climatización son variables semana a semana. Tabla 5 28

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