El índice que representa el efecto invernadero debido al consumo de combustibles fósiles o energía eléctrica durante el ciclo de vida de un generador de calor (caldera o bomba de calor) es conocido como IGW (Calentamiento Global Indirecto). Figura 1 muestra la cantidad de dióxido de carbono emitido a la atmósfera por kWh para distintos sistemas, mostrando claramente cómo las bombas de calor eléctricas tienen un menor impacto ambiental al de las calderas de gas a partir de valores de COP de 2,5. En un sistema polivalente geotérmico el rendimiento en modo recuperación puede llegar a un valor de 5,8. Ventajas energéticas de los sistemas geotérmicos El aire es la fuente térmica más difundida y utilizada para bombas de calor. La ventaja del aire es que siempre está disponible a un coste cero y es fácilmente explotable, pero presenta tres inconvenientes fundamentales: • Escasa capacidad de transferencia de calor. • Los ventiladores generan problemas de ruido. • Su temperatura y humedad afectan al funcionamiento de la máquina. Cuando las temperaturas exteriores son bajas el rendimiento se ve seriamente mermado, produciéndose además hielo en la batería, y haciendo necesario eliminarlo mediante la inversión del ciclo frigorífico, comúnmente conocida como desescarche. La formación de escarcha y los ciclos de descongelación consiguientes reducen la eficiencia de la bomba de calor, en un orden aproximado al 10 % por cada ciclo de descongelación. Como alternativa, existen fuentes termales alternativas al aire que pueden ser explotadas de una manera mucho más simple de lo que se piensa comúnmente, como por ejemplo: aguas superficiales (mar, lagos, arroyos y ríos), aguas subterráneas o el suelo. El método más empleado es utilizar el suelo como fuente térmica, ya que a una cierta profundidad la temperatura del suelo se estabiliza en un valor cercano a la temperatura media anual del aire, sienThe index that represents the greenhouse gas effect produced by the consumption of fossil fuels or electrical power during the lifecycle of a heat generator (a boiler or heat pump) is known as IGW (Indirect Global Warming). Figure 1 illustrates the quantity of carbon dioxide emitted into the atmosphere per kWh for different systems, clearly demonstrating how electric heat pumps have a lower environmental impact to gas boilers as from COP values of 2.5. In a multi-purpose geothermal system, the performance in recovery mode could achieve a value of 5.8. Energy advantages of geothermal systems The air is the most widely used thermal source for heat pumps. The advantage of air is that it is always available at zero cost and is easily managed. There are however three fundamental drawbacks: • Scant heat transfer capacity. • Noise problems created by the fans. • The impact of temperature and humidity on the machine’s operation. When outdoor temperatures are low, performance is seriously diminished, causing ice to form on the battery that has to be eliminated by reversing the cooling cycle. This is commonly known as defrosting. The formation of frost and the consequent defrost cycles reduce the efficiency of the heat pump by some 10% for each defrost cycle. There are alternative thermal sources to air that can be operated in a far simpler way than is commonly thought. These include surface water (sea, lakes, streams and rivers), underground water and the ground. The most widely used method is to use the ground as a thermal source. At a certain depth, the ground temperature stabilises at a value that is close to the average annual air temperature and this makes the use of heat pumps very interesting. As such the BOMBAS DE CALOR POLIVALENTES PARA APLICACIONES GEOTÉRMICAS. GEOTERMIA, UN PASO MÁS HACIA LA EFICIENCIA ENERGÉTICA La utilización de bombas de calor para geotermia se ha afianzado en toda Europa en el sector residencial como alternativa a las calderas tradicionales, gracias a los altos niveles de eficiencia derivados de la temperatura constante del suelo. El uso de productos geotérmicos tiene como objetivo principal reducir las emisiones de CO2 a un mínimo, de acuerdo con el tratado de Kyoto, siendo las bombas de calor agua-agua los generadores térmicos capaces de emitir la menor cantidad de CO2 en sus diversas condiciones de funcionamiento. Mucho menor que las calderas de condensación o una bomba de calor aire-agua. MULTI-PURPOSE HEAT PUMPS FOR GEOTHERMAL APPLICATIONS. GEOTHERMALS, ONE MORE STEP TOWARDS ENERGY EFFICIENCY The use of heat pumps for geothermals is gaining ground in Europe’s residential sector as an alternative to traditional boilers. This is due to the high levels of efficiency arising from the constant ground temperature. The use of geothermal products aims to reduce CO2 emissions to a minimum in line with the Kyoto Protocol. Water-to-water heat pumps are thermal generators capable of emitting the least CO2 in their different operating modes, far less than condensing boilers or an air-to-water heat pump. FuturEnergy | Marzo March 2017 www.futurenergyweb.es 33 Energías del Subsuelo | Underground energies
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