GEOEFICIENCIA LE COMUNICA QUE ESTAMOS TRABAJANDO PARA OFRECERLE INFORMACIÓN DE PRIMERA CALIDAD.
Pilotes Geotérmicos
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Diseño Intercambiador Geotérmico
Test de Respuesta Térmica (TRT)
2 factores importantes a tener en cuenta en aplicaciones para el aprovechamiento de la Geotermia Solar mediante Bomba de Calor Geotérmica (BdC) son: Conocer la demanda de energía del edificio a climatizar y el comportamiento térmico del subsuelo. El cálculo de la demanda térmica del edificio real, no es algo complicado de determinar pero la conductividad térmica del terreno es hasta ahora complicada debido a diferentes factores dentro de los que destaca:
• Propiedades físicas del terreno
• Caudal y velocidad de flujo del agua subterránea
• Propiedades de los intercambiadores geotérmicos
• Condiciones climatológicas
Uno de los parámetros más relevantes en una medición geotérmica es la conductividad térmica, que determina la cantidad de energía que pasa por unidad de tiempo y por una superficie de 1 m2 a una distancia de un metro para crear un aumento de temperatura de 1 K. Sus unidades en el S.I. λ [W/(m.K)]. Es también un patrón para el conocimiento de la velocidad con la que se va a realizar tanto la extracción como disipación energética en el terreno a través del intercambiador geotérmico (sonda geotérmica).
Existen 2 métodos para conocer la conductividad térmica que presenta el terreno a perforar. Hay que tener presente que en una perforación lo habitual es que nos encontremos con diferentes tipos de materiales (arenas, arcillas, rocas, etc) y con diferentes cantidades de agua. Por tanto un primer método para conocer el valor de es, en el momento de la perforación, ir tomando muestras de los diferentes estratos o materiales que nos vamos encontrando y medir su conductividad térmica en laboratorio. Como es lógico, este método se antoja bastante laborioso, complicado y caro y que además no nos va a proporcionar información de la influencia del agua subterránea presente en la zona y el segundo método reconocido como Test de Respuesta Térmica es el más sencillo y nos permite tener en cuenta factores como son la presencia de agua, conductividad del material de relleno, tipo de sonda empleada, etc.
El Test de Respuesta Térmica se realiza normalmente sobre el primer sondeo geotérmico de un campo de captación geotérmica que deberá tener idénticas características a los demás sondeos. Consiste en aplicar una cantidad constante de calor en el subsuelo mediante resistencia eléctrica y a través del fluido caloportador a emplear durante 48-72 horas. Durante todo ese tiempo, la temperaturas de entrada y salida de la perforación, la potencia suministrada y por supuesto el tiempo serán medidos y los datos serán almacenados en ordenador y empleados para realizar la simulación con software especializado que nos permitirá determinar la distancia de las perforaciones, configuración de los sondeos geotérmicos, metro lineales de perforación necesarios, etc.
El Test de Respuesta Térmica es altamente recomendado para instalaciones que superen los 30 kW de potencia ya que garantizan el correcto funcionamiento de la instalación y los rendimientos esperados, al igual que ahorro en metros lineales de perforación de entorno al 20% en la mayoría de los casos
• Propiedades físicas del terreno
• Caudal y velocidad de flujo del agua subterránea
• Propiedades de los intercambiadores geotérmicos
• Condiciones climatológicas
Uno de los parámetros más relevantes en una medición geotérmica es la conductividad térmica, que determina la cantidad de energía que pasa por unidad de tiempo y por una superficie de 1 m2 a una distancia de un metro para crear un aumento de temperatura de 1 K. Sus unidades en el S.I. λ [W/(m.K)]. Es también un patrón para el conocimiento de la velocidad con la que se va a realizar tanto la extracción como disipación energética en el terreno a través del intercambiador geotérmico (sonda geotérmica).
Existen 2 métodos para conocer la conductividad térmica que presenta el terreno a perforar. Hay que tener presente que en una perforación lo habitual es que nos encontremos con diferentes tipos de materiales (arenas, arcillas, rocas, etc) y con diferentes cantidades de agua. Por tanto un primer método para conocer el valor de es, en el momento de la perforación, ir tomando muestras de los diferentes estratos o materiales que nos vamos encontrando y medir su conductividad térmica en laboratorio. Como es lógico, este método se antoja bastante laborioso, complicado y caro y que además no nos va a proporcionar información de la influencia del agua subterránea presente en la zona y el segundo método reconocido como Test de Respuesta Térmica es el más sencillo y nos permite tener en cuenta factores como son la presencia de agua, conductividad del material de relleno, tipo de sonda empleada, etc.
El Test de Respuesta Térmica se realiza normalmente sobre el primer sondeo geotérmico de un campo de captación geotérmica que deberá tener idénticas características a los demás sondeos. Consiste en aplicar una cantidad constante de calor en el subsuelo mediante resistencia eléctrica y a través del fluido caloportador a emplear durante 48-72 horas. Durante todo ese tiempo, la temperaturas de entrada y salida de la perforación, la potencia suministrada y por supuesto el tiempo serán medidos y los datos serán almacenados en ordenador y empleados para realizar la simulación con software especializado que nos permitirá determinar la distancia de las perforaciones, configuración de los sondeos geotérmicos, metro lineales de perforación necesarios, etc.
El Test de Respuesta Térmica es altamente recomendado para instalaciones que superen los 30 kW de potencia ya que garantizan el correcto funcionamiento de la instalación y los rendimientos esperados, al igual que ahorro en metros lineales de perforación de entorno al 20% en la mayoría de los casos
Diferentes tipos de BdC Geotérmicas
Tipo de Instalación y los componentes
¿Cuanto calor puedo sacar del terreno?
Una pregunta clave del uso de la geotermia mediante bomba de calor geotérmica es ¿Cuanto calor se puede extraer o disipar en el terreno?
La forma más general y más fiable es hacer una simulación con programas especializados como EED o EWS o bien programas generales de simulación térmica como TRNSYS.
Para ellos hace falta conocer las características térmicas del terreno (conductividad térmica y capacidad calorífica) y las cantidades de calor que se tienen que extraer o disipar en el terreno. Las características del terreno se pueden determinar mediante un test de respuesta térmica.
Para casos en donde no se justifica hacer un estudio exhaustivo (normalmente se dice que a partir de 30kW se justifica) nos podemos guiar con la norma española y europea UNE EN 15450 "Sistemas de calefacción en edificios - Diseño de los sistemas de calefacción con bomba de calor". En la norma hay tablas para estimar la necesidad de perforaciones o de terreno horizontal para alimentar una bomba de calor geotérmica. Para el caso de pozos verticales dice:
Fuente: UNE EN 15450
Para el caso de captación horizontal dice
Fuente: UNE EN 15450
Desafortunadamente, la norma EN 15450 no dice nada sobre cuánta captación se requiere para disipar calor en caso de dar refrigeración en verano. Para unifamiliares con captación vertical no suele haber problemas con el refrescamiento. La captación horizontal sólo se recomienda para extraer calor, no para disipar.
La forma más general y más fiable es hacer una simulación con programas especializados como EED o EWS o bien programas generales de simulación térmica como TRNSYS.
Para ellos hace falta conocer las características térmicas del terreno (conductividad térmica y capacidad calorífica) y las cantidades de calor que se tienen que extraer o disipar en el terreno. Las características del terreno se pueden determinar mediante un test de respuesta térmica.
Para casos en donde no se justifica hacer un estudio exhaustivo (normalmente se dice que a partir de 30kW se justifica) nos podemos guiar con la norma española y europea UNE EN 15450 "Sistemas de calefacción en edificios - Diseño de los sistemas de calefacción con bomba de calor". En la norma hay tablas para estimar la necesidad de perforaciones o de terreno horizontal para alimentar una bomba de calor geotérmica. Para el caso de pozos verticales dice:
| Valores indicaticvos generales | funcionando 1800h/año | funcionando 2400h/año |
|---|---|---|
| Suelo pobre, sedimento seco, λ<1,5W/(mK) | 25 W/m | 20 W/m |
| Suelo normal y sedimento saturado de agua (sedimento seco, 1,5 <λ<3W/(mK) | 60 W/m | 50 W/m |
| roca consolidada con conductividad térmica alta, λ>3W/(mK | 84 W/m | 70 W/m |
Para el caso de captación horizontal dice
| Calidad del suelo | funcionando 1800h/año | funcionando 2400h/año |
|---|---|---|
| seco, suelo no cohesivo | 10 W/m² | 8 W/m² |
| húmedo, suelo cohesivo | 20 a 30 W/m² | 16 a 24 W/m² |
| grava o arena saturada de agua | 40 W/m² | 32 W/m² |
Desafortunadamente, la norma EN 15450 no dice nada sobre cuánta captación se requiere para disipar calor en caso de dar refrigeración en verano. Para unifamiliares con captación vertical no suele haber problemas con el refrescamiento. La captación horizontal sólo se recomienda para extraer calor, no para disipar.
Test de Respuesta Térmica para diseñar el intercambiador Geotérmico
2 factores importantes a tener en cuenta en aplicaciones para el aprovechamiento de la Geotermia Solar mediante Bomba de Calor Geotérmica (BdC) son: Conocer la demanda de energía del edificio a climatizar y el comportamiento térmico del subsuelo. El cálculo de la demanda térmica del edificio real, no es algo complicado de determinar pero la conductividad térmica del terreno es hasta ahora complicada debido a diferentes factores dentro de los que destaca:
• Propiedades físicas del terreno
• Caudal y velocidad de flujo del agua subterránea
• Propiedades de los intercambiadores geotérmicos
• Condiciones climatológicas
Uno de los parámetros más relevantes en una medición geotérmica es la conductividad térmica, que determina la cantidad de energía que pasa por unidad de tiempo y por una superficie de 1 m2 a una distancia de un metro para crear un aumento de temperatura de 1 K. Sus unidades en el S.I. λ [W/(m.K)]. Es también un patrón para el conocimiento de la velocidad con la que se va a realizar tanto la extracción como disipación energética en el terreno a través del intercambiador geotérmico (sonda geotérmica).
Existen 2 métodos para conocer la conductividad térmica que presenta el terreno a perforar. Hay que tener presente que en una perforación lo habitual es que nos encontremos con diferentes tipos de materiales (arenas, arcillas, rocas, etc) y con diferentes cantidades de agua. Por tanto un primer método para conocer el valor de es, en el momento de la perforación, ir tomando muestras de los diferentes estratos o materiales que nos vamos encontrando y medir su conductividad térmica en laboratorio. Como es lógico, este método se antoja bastante laborioso, complicado y caro y que además no nos va a proporcionar información de la influencia del agua subterránea presente en la zona y el segundo método reconocido como Test de Respuesta Térmica es el más sencillo y nos permite tener en cuenta factores como son la presencia de agua, conductividad del material de relleno, tipo de sonda empleada, etc.
El Test de Respuesta Térmica se realiza normalmente sobre el primer sondeo geotérmico de un campo de captación geotérmica que deberá tener idénticas características a los demás sondeos. Consiste en aplicar una cantidad constante de calor en el subsuelo mediante resistencia eléctrica y a través del fluido caloportador a emplear durante 48-72 horas. Durante todo ese tiempo, la temperaturas de entrada y salida de la perforación, la potencia suministrada y por supuesto el tiempo serán medidos y los datos serán almacenados en ordenador y empleados para realizar la simulación con software especializado que nos permitirá determinar la distancia de las perforaciones, configuración de los sondeos geotérmicos, metro lineales de perforación necesarios, etc.
El Test de Respuesta Térmica es altamente recomendado para instalaciones que superen los 30 kW de potencia ya que garantizan el correcto funcionamiento de la instalación y los rendimientos esperados, al igual que ahorro en metros lineales de perforación de entorno al 20% en la mayoría de los casos
• Propiedades físicas del terreno
• Caudal y velocidad de flujo del agua subterránea
• Propiedades de los intercambiadores geotérmicos
• Condiciones climatológicas
Uno de los parámetros más relevantes en una medición geotérmica es la conductividad térmica, que determina la cantidad de energía que pasa por unidad de tiempo y por una superficie de 1 m2 a una distancia de un metro para crear un aumento de temperatura de 1 K. Sus unidades en el S.I. λ [W/(m.K)]. Es también un patrón para el conocimiento de la velocidad con la que se va a realizar tanto la extracción como disipación energética en el terreno a través del intercambiador geotérmico (sonda geotérmica).
Existen 2 métodos para conocer la conductividad térmica que presenta el terreno a perforar. Hay que tener presente que en una perforación lo habitual es que nos encontremos con diferentes tipos de materiales (arenas, arcillas, rocas, etc) y con diferentes cantidades de agua. Por tanto un primer método para conocer el valor de es, en el momento de la perforación, ir tomando muestras de los diferentes estratos o materiales que nos vamos encontrando y medir su conductividad térmica en laboratorio. Como es lógico, este método se antoja bastante laborioso, complicado y caro y que además no nos va a proporcionar información de la influencia del agua subterránea presente en la zona y el segundo método reconocido como Test de Respuesta Térmica es el más sencillo y nos permite tener en cuenta factores como son la presencia de agua, conductividad del material de relleno, tipo de sonda empleada, etc.
El Test de Respuesta Térmica se realiza normalmente sobre el primer sondeo geotérmico de un campo de captación geotérmica que deberá tener idénticas características a los demás sondeos. Consiste en aplicar una cantidad constante de calor en el subsuelo mediante resistencia eléctrica y a través del fluido caloportador a emplear durante 48-72 horas. Durante todo ese tiempo, la temperaturas de entrada y salida de la perforación, la potencia suministrada y por supuesto el tiempo serán medidos y los datos serán almacenados en ordenador y empleados para realizar la simulación con software especializado que nos permitirá determinar la distancia de las perforaciones, configuración de los sondeos geotérmicos, metro lineales de perforación necesarios, etc.
El Test de Respuesta Térmica es altamente recomendado para instalaciones que superen los 30 kW de potencia ya que garantizan el correcto funcionamiento de la instalación y los rendimientos esperados, al igual que ahorro en metros lineales de perforación de entorno al 20% en la mayoría de los casos
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