Instalación de geotermia para una promoción de cinco viviendas unifamiliares adosadas con piscina en Pozuelo de Alarcón

Martes, 19 Mayo 2015
Escrito por Idoia Arnabat CALORYFRIO

Proyecto de geotermia de Akiter Renovables de cinco viviendas unifamiliares

Este proyecto sobre una instalación de geotermia en una promoción de cinco viviendas unifamiliares adosadas con piscina en Pozuelo de Alarcón, supuso recientemente, tal y como apareció publicado en Caloryfrio.com, 1ª mención a la mejor instalación geotérmica 2014 en la Comunidad de Madrid en la disciplina de uso residencial para la empresa Akiter Renovables.

Antecedentes

La sociedad promotora Los Altos de Butrera, S.L. llevó a término durante los años 2013 y 2014 la ejecución de cinco viviendas unifamiliares adosadas y piscina exterior comunitaria, de uso residencial en C/ Cerro de la Butrera nº5 en el término municipal de Pozuelo de Alarcón (Madrid).

Desde el principio la propiedad estableció para este proyecto unos requisitos relativos a ahorro y eficiencia energética muy exigentes, motivo por el cual decidieron encargar a Akiter Renovables SL la instalación de cinco sistemas geotérmicos individuales con perforaciones verticales en bucle cerrado para su aplicación eficiente en la climatización y producción de agua caliente sanitaria, una instalación por vivienda. La puesta en servicio de las cinco instalaciones se realizó en Diciembre de 2014.

Descripción del edificio

La edificación se compone de cinco viviendas unifamiliares adosadas, desarrolladas en dos plantas sobre rasante, otra bajo rasante para uso de garaje y una piscina comunitaria, construidas sobre un solar de forma trapezoidal de 1.347 m2.

Las viviendas tienen una superficie construida que va desde los 291,08 m2 hasta los 341,26 m2 tal y como se puede observar en la Tabla 1:

El edificio construido dispone de una envolvente adecuada a la limitación de la demanda energética, necesaria para alcanzar el bienestar térmico en función del clima de la ciudad de Pozuelo de Alarcón (Madrid), del uso previsto y del régimen de verano e invierno.

Descripción de la instalación

Atendiendo a los requisitos del cliente, las condiciones geológicas del emplazamiento, el espacio disponible y las características de la edificación se realizan cinco sistemas geotérmicos individuales tierra-agua acoplados a una serie de sondeos verticales como sistema de captación, cubriendo así la demanda energética del edificio tanto en ACS como en calefacción y refrigeración.

El dimensionamiento y la ejecución de las instalaciones de sonda geotérmica se ejecutan de conformidad con la directiva VDI 4640 (aprovechamiento térmico del subsuelo) y de acuerdo con los avances más recientes respetando las normativas vigentes.

En esencia las cinco instalaciones son similares en cuanto a: esquema de principio desarrollado, bomba de calor geotérmica instalada VWS103/2, captación geotérmica vertical compuesta por dos sondeos por vivienda y emisor tipo suelo radiante/refrescante para las cuatro plantas vivideras.

Dichas instalaciones térmicas difieren mínimamente en: la superficie climatizada, las cargas térmicas y los metros de perforación, tal y como se aprecia en la Tabla 2:

Tabla de instalaciones del proyecto de geotermia de Akiter Renovables

Campo de captación

El campo de captación está compuesto por diez intercambiadores geotérmicos verticales con sonda de doble bucle de polietileno de alta densidad 4x32mm PE100 SDR11, pesa de inserción y tubo de inyección. Se realizan dos sondeos por vivienda con una profundidad máxima de 100 metros y un total de 950 metros perforados.

Se ubican en planta sótano a cota -3 metros desde la calle, enterrados debajo del encachado y solera del garaje del edificio, llevando líneas individuales en PE100 de 40mm desde cada sonda doble hasta el cuarto técnico donde se conectan a un colector, del mismo material, provisto de caudalímetros de regulación.

La ejecución de las perforaciones se realizó durante la fase de estructura después de la cimentación, coordinado con el resto de oficios, gracias al empleo de una máquina de perforación con doble varillaje que garantizaba la correcta ejecución de los trabajos. Se atraviesan terrenos de tipo arcillas y arenas, y se miden unas temperaturas medias del subsuelo de 18 ºC en todos los sondeos.

Para la instalación de las sondas se siguen todas las normas de buenas prácticas, sellando los sondeos con mortero de alta conductividad 2,00 W/mk desde el fondo de la perforación, y haciendo pruebas de circulación y presión en base al protocolo de perforaciones de la empresa adaptado a la norma VDI 4640.

Finalmente el campo de captación se acopla a las bombas de calor geotérmicas correspondientes, circulando por su interior un fluido caloportador compuesto por aguaglicolada biodegradable con inhibidores, que baja el punto de congelación a -13ºC.

Cuarto técnico de geotermia – Generación de calor y frio

Todos los cuartos técnicos tienen la misma composición y se alojan en habitáculos específicos para tal fin tipo “armario” ubicados en el sótano, cuyas medidas normalizadas son de 2,20 metros de largo por 1,20 metros de fondo y tienen acceso a través de dos puertas abatibles que hacen practicable todo el espacio.

Sabiendo que las cinco viviendas son iguales, a continuación se describe solamente la instalación de un sistema de producción de frio y calor mediante geotermia, que cubre el cien por cien de las necesidades de calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria.

Generador: Bomba de calor geotérmica

Bomba de calor Vaillant en el proyecto de geotermia de Akiter Renovables

El equipo generador es una bomba de calor geotérmica compacta modelo geoTHERM exclusiv VWS103/2 de Vaillant, con una potencia nominal de 10,4 KW / COP 4,4 (B0W35 según EN14511); tiene un depósito de ACS de 175 litros incorporado de serie y además está provista de frío pasivo.

La bomba de calor dispone de un regulador de balance de energía, que adapta de manera óptima e individualizada los tiempos de servicio y de parada del compresor al comportamiento del edificio en cuanto a refrigeración y calentamiento, con lo que garantiza un funcionamiento de la instalación ahorrativo y eficiente. En función de las condiciones atmosféricas, el regulador registra la temperatura exterior y determina una temperatura nominal de ida con ayuda de una curva de calefacción.

Depósito de inercia

Con el fin de reducir el consumo eléctrico del sistema derivado de los procesos de arranque y parada del compresor de la bomba de calor, se instala un depósito de inercia de 300 litros en paralelo que acumula energía térmica en forma de agua fría o caliente.

Dicho depósito se mantiene siempre en disposición de servicio acumulando agua a la temperatura que determine el generador en función de la temperatura exterior, y mediante una bomba circuladora electrónica de alta eficiencia clase A se alimenta al emisor.

Red hidráulica

La red hidráulica de interconexión entre los distintos elementos que componen el sistema de generación, se realiza con tubería plástica de polipropileno DN 29 calorifugado según RITE, con un trazado cuidadosamente estudiado y ejecutado.

En cumplimiento con el RITE la instalación está provista de dispositivos de llenado, válvulas de seguridad, vasos de expansión, filtros, vaciado y purga, y todos los elementos necesarios para su correcto funcionamiento en condiciones de seguridad.

La conexión del sistema a la captación geotérmica se realiza mediante colector de polietileno de dos vías con llaves de corte y caudalimetros para cada uno de los sondeos.Igualmente la conexión al emisor se hace por medio de colector que recoge las tuberías de distribución individuales que alimentan cada una de las plantas de suelo radiante

Sistema Eléctrico y de Regulación

La instalación eléctrica del sistema geotérmico está centralizada en el cuarto técnico donde se monta un cuadro eléctrico secundario desde el que se alimentan todos los receptores de la instalación canalizados bajo tubo, tales como la bomba de calor geotérmica, bombas circuladoras y elementos de regulación del emisor.

De otra parte la bomba de calor geotérmica gracias a la utilización de hasta 11 sensores de temperatura y presión en su interior registra entre otras la potencia térmica obtenida gratuitamente del exterior, además de controlar mediante sondas externas la temperatura de salida de la calefacción, la temperatura exterior y la temperatura de entrada de la fuente de calor

Emisor tipo suelo radiante/refrescante

La obtención de confort en el interior de las viviendas se consigue mediante un único emisor de baja temperatura de tipo suelo radiante/refrescante con aplicaciones en calefacción y refrigeración. El diseño del sistema de emisión ha sido calculado para trabajar a una temperatura de impulsión máxima de 35 ºC en calefacción, limitación de longitud máxima de circuito de 120 metros y una densidad de tubería media 9 a 10 ml/m2 con el fin aprovechar al máximo la potencia de refrigeración pasiva que permita disipar el terreno.

El suelo radiante lo componen la banda perimetral aislante, la placa portante machihembrada de poliestireno expandido de 3cm de base más el tetón de conductividad λ=0.035 W/mK, tubería pex 16mm EVOH con barrera de oxígeno y sellado intersticial de puentes térmicos con espuma de poliuretano.

Figura sobre aislamiento térmico en proyecto de geotermia de Akiter Renovables

Cada una de las plantas climatizadas tiene su colector de suelo radiante con líneas individuales de alimentación desde el cuarto técnico con tubería de pex de 25 a 32 mm EVOH calorifugado.

Evidentemente durante la ejecución se realizaron las pruebas de presión correspondientes a cada hito manteniendo las redes de tubería en carga.

Conclusiones y aspectos de interés

Actualmente las instalaciones descritas en el presente documento están funcionando correctamente con la total satisfacción de la empresa promotora contratante y de los propios usuarios que se benefician de las virtudes de los sistemas geotérmicos.

A continuación se exponen las conclusiones y aspectos de interés obtenidos del resultado de los trabajos:

La contribución al ahorro energético respecto de una instalación convencional es muy favorable por las propiedades intrínsecas de la geotermia y por otros motivos relacionados con el diseño y la ejecución:

La envolvente del edificio tiene un grado de aislamiento alto acorde al resto de calidades constructivas.
Diseño y ejecución del sistema con equipos eficientes de gama alta, como bomba de calor geotérmica Vaillant referente en el sector, bombas circuladoras electrónicas de alta eficiencia clase A y sobre todo un dimensionado de la instalación optimizado bajo la premisa de obtención de máxima eficiencia y confort aplicado al sistema de captación, generación de frío y calor, y emisión mediante suelo radiante/refrescante.
El sistema se integra perfectamente en la arquitectura del edifico aportando un valor añadido para al proyecto de arquitectura y decoración de interiores:
La captación geotérmica se encuentra oculta bajo la solera de planta sótano entre las zapatas de cimentación.
El emisor interior de la vivienda es de tipo suelo radiante sin elementos visibles en las estancias a climatizar.
Los equipos de generación de frio y calor se instalan en cuarto técnico de dimensiones mínimas tipo “armario” de 1,2 x 2,2 m con una superficie de 2,64m2 gracias a una minuciosa planificación y precisión de replanteos.

Como ya se expuso en el apartado segundo consideramos que el presente proyecto de geotermia contribuye positivamente para que la promoción de cinco viviendas a la que pertenece sea referente y ejemplo para otras edificaciones de uso residencial que se desarrollen en la zona.
A la entrega de las instalaciones la empresa promotora ha suscrito con Akiter Renovables contratos de mantenimiento que aseguran el buen funcionamiento de los sistemas geotérmicos, la calidad de suministro de energía térmica, la garantía del servicio, la optimización del sistema, la obtención del confort deseado, y en definitiva el ahorro y la eficiencia energética. Este hecho poco habitual se traduce en una mayor satisfacción del cliente propiciando que el proyecto de geotermia sea un caso de existo con la repercusión social que ello conlleva.

Cumplimiento de la normativa

La realización de los trabajos a que hace referencia el presente documento cumple con los siguientes reglamentos e instrucciones técnicas:

Código Técnico de la Edificación (CTE) REAL DECRETO 314/2006 de 17 Marzo de 2006 y modificaciones posteriores.
Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (R.I.T.E.) y sus correspondientes I.T.E. (RD 1027/2007 de 20 de julio, BOE del 29 de agosto de 2007.
Corrección de errores del RITE (BOE del 28 de febrero de 2008).
Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión e Instrucciones Complementarias del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión. REAL DECRETO 842/2002 del 2 de Agosto.
Reglamento de Aparatos a Presión (RAP, RD 1244/1979, de 4 de Abril, BOE 29-5-1979, con todos los Reales Decretos y correcciones de carácter modificativo y de aplicación de distintas Directivas del Consejo de las comunidades Europeas posteriores).
Normas U.N.E. de aplicación específica.
Normas Alemanas VDI-4640
N.T.E.-I.C.I./ I.C.R./I.D.L.