Sistema abierto (acuífero)

Un sistema BCG puede utilizar agua subterránea para la extracción o disipación de calor. El agua subterránea es bombeada desde un acuífero utilizando uno o más pozos. En el caso en que la bomba de calor se utiliza para la calefacción de espacios, el evaporador de la bomba de calor extrae el calor de baja temperatura del agua subterránea durante el periodo en que se demanda calefacción. El agua subterránea es enfriada y entonces se retorna al acuífero a través de los pozos de inyección. Si la bomba de calor también se utiliza para suministrar refrigeración, durante verano también se extrae agua subterránea para descargar el calor del condensador de la bomba de calor. El agua calentada se inyecta a continuación de nuevo en el acuífero.

La siguiente animación muestra una situación en que el sistema es únicamente usado para suministrar calefacción. En este caso se extrae calor del acuífero en invierno sin retorno de calor en verano. Este desequilibrio térmico da como resultado, en grandes proyectos, un progresivo enfriamiento del subsuelo y una reducción de la eficiencia de la bomba de calor.

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→ Sistema cerrado (intercambiador de calor terrestre).

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Preguntas frecuentes

¿Cuáles son las principales áreas de aplicación de los sistemas BCG?

A nivel mundial existen cientos de miles de sistemas BCG en funcionamiento. La gran mayoría de estos sistemas están destinado a suministrar calefacción o calefacción y refrigeración a viviendas unifamiliares. La capacidad de los sistemas BCG en estas aplicaciones se sitúa en el rango de 5 a 15kW. En estos casos, casi siempre se aplica un intercambiador de calor terrestre (sistema cerrado) como conexión con el subsuelo.

Hay también varios miles de sistemas BCG con capacidad entre 50 y 300 kW en funcionamiento. Estos sistemas son utilizados por pequeños edificios comerciales e institucionales y sistemas colectivos de climatización para casas y apartamentos.

Los sistemas BCG con capacidad entre 300 y 1000 kW son relativamente poco usados. En particular su aplicación concierne una combinación de calefacción y refrigeración de edificios.

¿Cuál es el tamaño de proyecto óptimo?

Un intercambiador de calor terrestre (sistema cerrado) es la solución óptima para pequeños sistema BCG. Una bomba de calor para una casa unifamiliar necesita normalmente no más de dos o tres sondeos con sonda geotérmica de 50 metros de profundidad o un sondeo con sonda geotérmica de 100 a 150 metros de profundidad.

Un pozo para la extracción de agua subterránea provee generalmente 50 kW o más de calor de baja temperatura. Esto significa que el uso de agua subterránea es una alternativa económicamente favorable a los intercambiadores de calor terrestre para grandes proyectos de BCG. Estos son proyectos de bomba de calor para calefacción y refrigeración de edificios y sistemas de bombas de calor colectivos para casas y apartamentos. El subsuelo debe, por supuesto, ser adecuado para la extracción e inyección de agua subterránea.

Un punto importante para grandes proyectos BCG es que el enlace con el subsuelo empezará a comportarse como un ASET (Almacenamiento Subterráneo de Energía Térmica). Por ejemplo, cuando la bomba de calor se utiliza exclusivamente para aportar calor en sistemas mayores de unos 100 kW, un progresivo enfriamiento del subsuelo a lo largo de los años debe ser tenido en cuenta debido a la extracción de calor de baja temperatura. Esto hace decrecer la eficiencia de la bomba de calor. Con la combinación de calefacción y refrigeración, este problema se limita de que no sólo se extrae calor del subsuelo, también se descarga calor al terreno. Si se presta atención al balance de los flujos de energía desde y al terreno, los sistemas BCG se pueden escalar de 500 a 1.000 kW. Para cargas superiores, es mejor diseñar el sistema BCG como un sistema ASET.

¿Cuándo se aplica un sistema abierto y cuando uno cerrado?

El sistema abierto es la mejor opción para grandes proyectos de sistemas BCG (más grandes de 200 a 300 kW). La condición es que en el subsuelo se encuentre un acuífero adecuado a no demasiada profundidad. Los sistemas cerrados son usados para proyectos más pequeños y en el caso en el que el subsuelo no es adecuado para la extracción e inyección de agua subterránea también para grandes proyectos.