Producción de climatización geotérmica-aerotérmica para la promoción de 92 viviendas Hacienda Doña Juana

GEOTER es una empresa española pionera y referente en la instalación llave en mano de proyectos de alta eficiencia energética mediante energía geotérmica. Surgió hace más trece años con el objetivo de satisfacer un nicho existente en el mercado nacional e internacional y ofrecer servicios profesionales de gestión y soluciones medioambientales para el aprovechamiento de los recursos naturales disponibles mediante el uso de la geotermia y otras energías renovables. La compañía está presente en España, Chile, México, Colombia, Bolivia y Argentina.

La inversión constante en el área de Ingeniería e I+D+i es uno de los pilares fundamentales de la compañía. Gracias a esta apuesta, la Dirección General de Innovación y Competitividad del Ministerio de Economía y Competitividad ha concedido a la empresa el Sello de Pyme Innovadora, con el que reconoce el esfuerzo firme y constante en esta área y que durante los últimos años ha dado como resultado la ejecución de varios proyectos innovadores y patentes.

Durante su trayectoria, GEOTER ha desarrollado más de un centenar de proyectos en los diferentes sectores: residencial, dotacional, terciario o industrial. En el año 2020, uno de sus proyectos más destacables es la completa ejecución de un sistema híbrido centralizado basado en energía geotermia y aerotérmica para la producción de climatización y agua caliente sanitaria del proyecto Hacienda Doña Juana, una promoción de 92 viviendas situadas en la localidad madrileña de Rivas.

Este proyecto está catalogado como uno de los proyectos más relevantes de Europa relacionado con las energías renovables, tanto por su magnitud como por su innovación.

El proyecto se ubica en el sector La Fortuna de Rivas-Vaciamadrid, un tranquilo municipio de Madrid, limítrofe con la capital y muy cercano al centro de la misma, tanto en distancia como en tiempo de desplazamiento.

La promoción posiciona a las nuevas instalaciones residenciales a la vanguardia en el uso de este tipo de energías renovables, por lo que demuestra su compromiso con el medio ambiente y su responsabilidad con el entorno. Asociado a las construcciones más verdes y eficientes, cuenta con la calificación energética de tipo A.

Se trata de 92 viviendas ecosostenibles, de las cuales 70 de ellas se componen de 3 dormitorios y los 22 restantes a partir de 4 dormitorios. Se encuentran distribuidas en 9 portales, que se sitúan en torno a una potente zona común y equipamientos deportivos, generosas terrazas en todas las viviendas, dobles orientaciones, distribuciones interiores optimizadas al máximo, amplias y luminosas estancias, magníficas calidades y un sistema novedoso de producción de climatización renovable mediante geotermia y aerotermia con distribución por suelo radiante y refrescante de elevadas prestaciones energéticas.

Como se ha comentado, en este proyecto GEOTER ha ejecutado un sistema híbrido de producción único que utiliza y optimiza el aprovechamiento de dos fuentes de energía: la geotérmica y la aerotérmica. El sistema puede funcionar usando una de las fuentes de energía o las dos fuentes a la vez, dependiendo de las condiciones exteriores e interiores del edificio y buscando la mayor eficiencia a corto y largo plazo y el confort de los usuarios.

La geotermia funciona como energía renovable de base, garantizando el suministro al estar disponible las 24 horas los 365 días del año, y proporcionando la mayor eficiencia energética, optimizando aún más su funcionamiento en este proyecto gracias a la posibilidad de gestión del almacenamiento térmico en el subsuelo, posible al contar con una segunda fuente de energía en el mismo sistema de producción. La aerotermia permite cubrir picos de demanda y, como se ha comentado, optimizar el rendimiento global de la instalación con un sistema predictivo y su activación bajo determinadas condiciones favorables para el sistema. Ambas energías se encuentran totalmente integradas en el sistema de producción y en el edificio, siendo el objetivo principal la consecución de un suministro energético altamente eficiente y confortable.

Campo de captación geotérmica

La energía geotérmica es uno de los recursos energéticos más importantes y todavía no suficientemente conocidos en nuestro país, que puede ser aprovechado en determinadas condiciones técnicas, económicas y medioambientales para usos térmicos. España, por su localización y clima, ofrece muchas posibilidades para el desarrollo de la implantación de esta energía y cada vez son más los agentes económicos que acuden a esta energía como fuente de recursos.

En este proyecto GEOTER ejecutó un sistema de perforaciones verticales siendo necesarias un total de 32 perforaciones a 125 metros de profundidad cada una. Este dimensionamiento se realizó teniendo en cuenta la geología del subsuelo analizada, que la geotermia cubre la base del sistema de climatización y que la aerotermia cubre los picos de demanda. Esta base geotérmica se determinó, bajo cálculo de demanda del edifico y estudio previo del terreno, en un 60% de la energía total de climatización.

Captación aerotérmica

Adicionalmente, trabajando con el mismo sistema de producción, se cuenta con elementos capaces de captar o disipar la energía existente en el aire. Para operar con esta segunda fuente de energía, GEOTER instaló dos módulos de intercambio con el aire exterior de 121 kW de potencia cada uno. Dichos elementos se encuentran situados en la cubierta del edificio y complementan al sistema de captación geotérmica.

Sistema de producción de climatización

Para la producción energética GEOTER ha instalado un total de 500 kW de potencia térmica que se cubren a partir de cinco bombas de calor de 100 kW cada una. Para la selección de la bomba de calor, se realizó un estudio técnico/económico eligiendo la marca ECOFOREST y modelo HP3 25-100 kW. Se trata de un equipo que cumplía con todos los requisitos necesarios, destacando al tener niveles altos de rendimiento y contar con tecnología inverter, que permite obtener máxima eficiencia al ir adecuándose el funcionamiento de la bomba de calor a la carga térmica requerida.

Además, se escogió la combinación de bomba de calor con unidades de intercambio de aire exterior porque presenta muchas ventajas frente a la aerotermia convencional, ofreciendo unos rendimientos excepcionales y siendo un sistema único para los desescarches con el compresor parado y sin inversión de ciclo. Además, cuenta con una vida útil de los componentes mucho mayor que la de una aerotermia convencional y en este caso ofrece la posibilidad de integración dentro de una configuración de captación híbrida geotermia-aerotermia.

Funcionamiento del sistema de producción híbrido

El sistema de producción híbrida diseñado y ejecutado selecciona automáticamente la fuente de calor más eficiente en función de las condiciones en las que se encuentra, optimizando la operación en función de las necesidades.

Según la instalación realizada por GEOTER, con ambos recursos energéticos disponibles, el sistema de captación puede trabajar con el recurso aerotérmico y geotérmico, siendo un controlador electrónico, un control de fuentes, el que decide, bajo las premisas del aumento de rendimiento o necesidades de potencia, con qué recurso trabajar. La mezcla anticongelante puede absorber el calor proveniente tanto del aire exterior como del terreno, o incluso de ambos, apareciendo las siguientes posibilidades de trabajo:

Sistema de captación 100 % geotérmico

• Para temperaturas del aire exterior bajas, la diferencia de temperatura entre el aire exterior y la mezcla anticongelante se reduce, de modo que la absorción de calor en el módulo de intercambio con el aire es menos eficiente que en el captador geotérmico. Por tanto, las válvulas de 3 vías derivan el flujo de mezcla anticongelante de modo que preferiblemente sólo circula a través del captador geotérmico.

Sistema de captación 100% aerotérmico

• Para temperaturas del aire exterior elevadas, la absorción de calor en el módulo de intercambio con el aire es más eficiente que en el captador geotérmico. Por tanto, las válvulas de 3 vías derivan el flujo de mezcla anticongelante de modo que sólo circula preferiblemente a través del módulo de intercambio con el aire.

Sistema mixto, hibridación geotérmico/aerotérmico

• Para temperaturas del aire exterior intermedias, la bomba puede tomar el calor de forma eficiente tanto en el módulo de intercambio con el aire como en el colector geotérmico. Por tanto, las válvulas de 3 vías derivan el flujo de mezcla anticongelante circulando preferiblemente sucesivamente a través de ambos.

Adicionalmente, el control de fuentes decide entre las posibilidades de trabajo teniendo en cuenta el estado de almacenamiento térmico en el subsuelo a corto y largo plazo y garantizando el confort de los usuarios.

Con este proyecto, GEOTER consolida su apuesta por el desarrollo de importantes proyectos a nivel nacional e internacional donde se nutre de distintas fuentes de energía renovables a la hora de ofrecer climatización y ahorro energético en todo tipo de entornos y edificaciones.