Equipo geotérmico en anillo energético

🔥 Equipos geotérmicos en anillo energético

  • Este título parece que suena a algo galáctico, pero realmente, es un sistema de calefacción y refrigeración que es utilizado en la mayoría de los centros comerciales.

Con este sistema dan la posibilidad de tener calefacción o refrigeración de forma independiente a todas las tiendas, locales etc.

EL ANILLO ENERGÉTICO

Seguramente muchas personas se están preguntando si la geotermia es algo supermoderno, de última tecnología, que se ha puesto de moda con la crisis energética.

  • Parece que no, existen máquinas geotérmicas desde el siglo XX. Este artículo lo va a demostrar.Al final veremos a que conclusiones llegamos.
  • Vamos a ver un anillo energético de forma gráfica y de una forma muy simple.

 

Anillo energético
Equipos geotérmicos agua aire en calefacción

 

  • Lo he dibujado en forma de círculo porque así se parece más a un anillo y para que se vea mejor la representación gráfica.

 

Anillo energético verano
Equipos geotérmicos agua aire en refrigeración

 

  • Eso no significa que sean de forma circular.

 

Colector refrigeración
Colector de bombas de refrigeración

 

¿ POR QUÉ SE INSTALAN ESTOS EQUIPOS?

 

  • El motivo por el que se instalan estos equipos es porque a través de un circuito de agua pueden llevar suficiente energía a todos los locales con unas tuberías que ocupan muy poco espacio.
  • De la misma manera que aportan energía a través del agua, puede retirarla en verano a través de esa misma agua. (como en la geotermia).
  • Creo que os habéis dado cuenta que los equipos que se utilizan son bombas de calor, que normalmente son agua aire. (el primer término es el de la unidad exterior), también los podemos llamar equipos geotérmicos.

La diferencia estriba en que los que son geotérmicos puros son bomba de calor agua agua.

MOTIVACIONES

  • El motivo por el que digo que son así es porque se utilizan en suelo radiante. Ahora viene la pregunta mas importante ¿ por que estoy contando todo eso?

1- Parece que la geotermia se acaba de inventar y no es así.

2- La prensa cuenta que la geotermia es espectacular en cuanto a rentabilidad, es decir, que su gasto energético y gasto económico es mínimo.

3- Si tenemos equipos geotérmicos funcionando desde hace años, podemos tener una idea de como están funcionando y que COP tienen.

4- Un equipo frigorífico tiene un COP máximo que es imposible mejorar, por lo menos con la tecnología actual.

Teóricamente la fórmula siguiente expresa el rendimiento máximo de cualquier equipo de refrigeración.

Esta fórmula viene definida por el teorema de Carnot

                                                    Tª evaporación (ºk)

Rendimiento max.Teórico=—————————————–

                                     Tª Condensación – Tª evaporación (ºk)

 

Pongamos un ejemplo para verlo mucho mejor.

EJEMPLO N.º 1

Tª evap: +5ºC

Tª cond: 40ºC

COP max. Teórico : 278 / (313-278) = 7,94

Estas serían las condiciones ideales de un equipo geotérmico para calefacción, por lo tanto, el rendimiento que vemos es el máximo teórico que podemos tener.

Ahora vamos a poner unas condiciones reales, pero dentro de la fórmula del rendimiento teórico.

EJEMPLO N.º 2

Tª evap: -10ºC. Un día de invierno con 0ºC a 2ºC en exterior.

Tª cond: 45ºC . Un día normal en invierno con suelo radiante.

COP max. Teórico : 263 / (318-263) = 4,78

Esto es lo que tenemos teóricamente, de aquí quitamos perdidas por calor, perdidas por fricción, bomba de agua, bomba aceleradora etc, y nos queda un rendimiento real mucho menor.

EL EQUIPO GEOTÉRMICO

  • La mayoría de las personas no conocen la problemática de funcionamiento de un equipo frigorífico.

El trabajo de uno de estos equipos supone muchos retos tecnológicos, para dar siempre el mejor rendimiento.

No siempre se consiguen superar esos retos en las mejores condiciones.

Aquí tenemos uno, vamos a analizarlo.

 

Placa caracteristicas
Aquí tenemos una máquina geotérmica con su placa de características.

 

  • Vemos que tiene un consumo nominal de 12,9 y tiene una tensión de red eléctrica de 400V.

 

Válvula de expansión
Válvula de expansión electrónica de pulsos.

 

  • También podéis comprobar que lleva una válvula de expansión electrónica, por lo tanto, es eficiente.

Parece una válvula electrónica de pulsos, la podéis analizar si queréis.Por otro lado podemos comprobar la potencia calorífica en la placa de características

Marca una potencia en kw de : 17kw.

El COP ni se nombra, desconozco cual es el motivo.

No sabemos nada de las condiciones en las que obtienen esa potencia, bueno, vamos a realizar algunas operaciones a ver que conclusiones obtenemos.

 

Válvula de 4 vías
Detalle de la Válvula de 4 vías.
  • Como nos ha tocado repararla vamos a realizar unos análisis.

Consumo nominal: 12,9A

Tensión nominal: 400V

P = I*V*√3*Fp

P = potencia en kw.

I = intensidad en amperios.

V = tensión en voltios

Fp = factor de potencia.

Esta es la fórmula de la corriente trifásica, podemos despejarla.

P = 12,9 * 400 * 1,73 * 0,97 = 8658,996 w => 8,659 kw

Si tenemos que el equipo nos da 17kw, lo tenemos todo muy muy claro.

 

                     17000

       COP = ———— = 1,96

                       8659

Como veis no me invento nada, son los datos de la propia máquina.

Personalmente no aplicaría el factor de potencia, puesto que aunque no sea energía activa, en trifásica el energía reactiva se paga.

Por lo tanto las cosas serían algo peores.

Es el momento de hablar de anillo energético de algunos edificios.

  • Como comentaba al principio los centros comerciales tienen equipos geotérmicos en su anillo energético o bombas de calor agua aire generalmente.

El agua del anillo en invierno y en verano oscila entre 24-26ºC, por lo tanto, no hay ningún sistema geotérmico que tenga mejores condiciones del foco frió.

  • Si tuviéramos alquilado un local en ese centro comercial, las condiciones del agua que circula por las tuberías, no nos preocupan lo mas mínimo.

No tenemos ningún tipo de bomba aceleradora, ni tenemos que sacar agua de ningún pozo.

La conclusión a la que deberíamos llegar es que no hay ningún sistema conocido que tenga mejores condiciones de funcionamiento geotérmicas que estos equipos.

Y ¿por qué el rendimiento es tan malo supuestamente?

-En primer lugar el equipo no es inverter, puede que esto ayude en algunos casos.

– Después, en segundo lugar, si en vez de tener calefacción por aire, generalmente por conductos, fuese por agua, es decir suelo radiante, ayudaría más.

Este tipo de instalación es muy compleja en un local comercial.

-A continuación, en tercer lugar, la mayoría de esos conductos están mal diseñados y construidos, pero esto no es culpa del fabricante, y no lo tiene en cuenta cuando construye los equipos.

REFLEXIÓN

  • Todas las geotermias que conozco, son con equipos de primera generación, ya sean en estos centros comerciales o en instalaciones particulares.
  • Las leyes de la termodinámica son las que son, mientras no aparezcan otras no podemos obviarlas.
  • Podemos mejorar los resultados con equipos más modernos tipo inverter, pero tengo muchas dudas de que superemos las leyes teóricas de la física.
  • Algunos de estos equipos tienen unas instalaciones tan mal diseñadas y construidas que están paradas.
  • He querido ver algunas otras instalaciones particulares de las que tengo conocimiento y me han dicho que son tan malas, que no me permiten verlas.

Cada uno que saque sus conclusiones.

Esto ha sido todo por hoy, un saludo para tod@s.

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