Premio a la mejor instalación geotérmica, rehabilitación energética y domótica

Premio a la mejor instalación geotérmica, rehabilitación energética y domótica

(Artículo publicado en la Revista Obras Urbanas número 52)
Eduardo Rodríguez-Camuñas; Inteniero Técnico Industrial; Akiter Renovables S.L.

Akiter Renovables ha sido galardonada con la 1ª mención a la mejor instalación geotérmica 2014 en la Comunidad de Madrid en la disciplina de uso residencial, por el proyecto de cinco viviendas unifamiliares con geotermia para climatización, ACS y piscina.

Este premio supone un reconocimiento y apoyo a las actuaciones encaminadas a alcanzar la mejora e innovación tecnológica en los edificios de la Comunidad de Madrid, con el objetivo de conseguir que estos se doten de las más avanzadas tecnologías que contribuyan al ahorro y eficiencia energética y que ello repercuta en la preservación de los valores ambientales y en el desarrollo económico y social.

Descripción de la instalación

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.

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.

Premio a la mejor instalación geotérmica, rehabilitación energética y domótica

Resumen datos básicos de las instalaciones.

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 caudalimetros 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.

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

Cuarto técnico de geotermia

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.

A continuación se describe 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

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 deposito de ACS de 175 litros incorporado de serie y  además está provista de frío pasivo.

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.

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.

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.

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. Durante la ejecución se realizaran pruebas de presión correspondientes a cada hito manteniendo las redes de tubería en carga.

Conclusiones y aspectos de interés

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.

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