Instalación de geotermia en una vivienda unifamiliar de la Sierra de Madrid

Se trata de una vivienda unifamiliar situada en el entorno de la sierra de Madrid, y que se ha proyectado de acuerdo a las especificaciones del Código Técnico de la Edificación, contando con un aislamiento térmico de calidad en sus cerramientos opacos, así como carpinterías con rotura de puente térmico y vidrios de aislamiento reforzado.

La vivienda cuenta con un total de cuatro plantas habitables; una planta sótano y tres más sobre rasante, además de la cubierta. La superficie útil que se reparte entre las mencionadas plantas es de unos 360 m2, de ellos aproximadamente 235 acondicionados.

Dado el tipo de construcción (unifamiliar aislado) posee cuatro fachadas al exterior, la principal con orientación sur-sureste, cuenta con una gran cristalera que en principio no se dotará de elementos de protección para sombreado. Todo ello hace que la vivienda esté muy expuesta y carezca de elementos de protección que puedan amortiguar las cargas térmicas generadas tanto por transmisión como por radiación.
Por otra parte, la climatología del entorno donde se encuentra ubicada la vivienda limita las posibilidades de elección del sistema de generación de calor desde el punto de vista de la eficiencia energética y de los costes de explotación.

Por todo ello, se he planteado desde un principio la búsqueda del mejor sistema de calefacción y producción de ACS, combinado con refrigeración posible tanto para ajustar al máximo los costes derivados del mantenimiento de las condiciones de confort como para limitar las emisiones de CO2 al ambiente, realizando además un calentamiento del agua de la piscina.

Partiendo de las necesidades planteadas en cuanto a calefacción y refrigeración, así como de producción de ACS, se proyecta un sistema basado en la utilización de una bomba de calor geotérmica de la marca Vaillant, con apoyo de captadores solares térmicos.

Geotermia

El funcionamiento de este tipo de generadores se basa en aprovechar la energía almacenada en el subsuelo debida a la radiación solar incidente sobre la tierra, que hace que ésta, en una franja entre 2 y 150 m de profundidad, tenga una temperatura constante a lo largo del año de entre 10ºC y 21ºC, según la situación geográfica. Este recurso renovable es lo que aprovecha un sistema geotérmico, ya que mediante la utilización de una bomba de calor se puede extraer o inyectar la energía necesaria para dotar tanto de calefacción como de refrigeración a la vivienda. Se ha desestimado la opción de refrigeración pasiva debido a que no encaja con la filosofía de la instalación.

La potencia instalada en producción de bomba de calor es de 21 Kw, que funciona contra dos sondas verticales de 125 metros cada una, con cuatro tubos de polietileno reticulado de 32 mm.

La unidad de bomba de calor puede llegar a alcanzar un COP de 5,6, consumiendo pues en esas circunstancias menos de 4 KW.

La cesión térmica a las estancias de la vivienda se realizará mediante un sistema radiante desde el suelo de las mismas. Cabe destacar aquí la solución adoptada de "techo frío" en la parte superior de la cristalera dada la imposibilidad de instalar otro tipo de emisores.

Para la generación de ACS, se prevé la instalación de un depósito acumulador vertical con un intercambiador exterior, de capacidad suficiente para responder a las necesidades de la vivienda teniendo en cuenta que funciona como circuito primario de intercambio.

Además la instalación debe contar con un depósito de inercia para disponer de un volumen mínimo de fluido a temperatura adecuada según la demanda, para evitar arranques y paros constantes del sistema. Se prevé un volumen de acumulación entre 15 y 20 l por /kW de instalación.

La totalidad de la instalación geotérmica de climatización está aislada de la instalación interior de climatización mediante intercambiadores de placas.

Del mismo modo, se utilizaran intercambiadores de placas para la producción de ACS y el calentamiento del agua de la piscina.. Dichos intercambiadores serán de acero inoxidable, de tipo adecuado en el caso de la piscina, ya que funciona con un clorador salino.

La instalación cuenta con los elementos necesarios para el correcto funcionamiento del total de la instalación, como válvulas de corte, válvulas de retención, purgadores, filtros, manómetros, vasos de expansión y válvulas de seguridad para circuitos cerrados, según esquema de principio.

La alimentación eléctrica a la instalación de producción térmica se realiza mediante un cuadro eléctrico independiente del cuadro eléctrico general de la instalación, en el que se ubicaran los componentes necesarios para el control, funcionamiento y seguridad del sistema.

La gestión del sistema térmico se realiza a partir de una centralita electrónica que recoge las señales de las sondas de inmersión, ubicadas según esquema de principio, actuando sobre los correspondientes controles:

El sistema mencionado sirve para también para regular las temperaturas de fluido en función de las condiciones atmosféricas, de forma que el regulador registra la temperatura exterior y determina una temperatura nominal de ida con ayuda de una curva de calefacción.

A continuación se adjunta un esquema de principio de la instalación:
 

¿Necesitas una instalación de geotermia en Madrid? 

Acerca de ITH Ingenieros

Es un gabinete de ingeniería, consultoría y formación, que se encuentra integrado por profesionales técnicos de amplia cualificación y experiencia en los diferentes campos. Más de 20 años en el sector, tanto en el ámbito nacional como internacional, avalan la seriedad y responsabilidad del grupo.
ITH dispone de un equipo profesional de alta cualificación que presta un apoyo integral a sus clientes.

Hoy las empresas instaladoras no necesitan disponer de personal técnico especialmente cualificado. ITH les proporciona un asesoramiento adecuado en cada momento mediante especialistas en cada tema concreto. Profesionales que diseñarán sus instalaciones, colaborarán en la elección de los materiales y los equipos más adecuados, participarán en el control de ejecución de sus obras y en la tramitación de los distintos expedientes hasta su legalización y puesta en servicio.

Así mismo ITH colabora con sus clientes en la fase de presupuesto de obra analizando las distintas alternativas.

En proyectos singulares que por sus rasgos diferenciales requieran un tratamiento especial, la cobertura técnica de ITH permite a sus clientes acometerlas con total tranquilidad.

Centros Comerciales, Campos de Fútbol Edificios de Oficinas, Centros Hosteleros, Industrias, etc. son una realidad alcanzada por la colaboración entre ITH y sus clientes en base a la experiencia y el buen hacer.

Artículo redactado por Javier Jiménez Arroyo
Javier Jiménez Arroyo es Jefe de proyectos en ITH Ingenieros Consulting. ITH Ingenieros es una emrpesa con más de treinta años realizando y colaborando en proyectos de ingeniería en diferentes sectores de la industria y el comercio, tanto a nivel nacional como en proyectos internacionales de gran envergadura.