Bombas de calor geotérmicas
Una bomba de calor geotérmica aprovecha la energía geotérmica, es decir, la energía calorífica renovable constante del suelo, como fuente natural de energía para el sistema de climatización. Tanto para calefacción, como en refrigeración o agua caliente sanitaria.
Por el tipo de instalación y la necesidad de perforar el terreno, la climatización geotérmica está más relegado a viviendas unifamiliares, edificios y sector industrial, pero, sin duda, es uno de los sistemas de calefacción más energéticamente eficientes del mercado.
Muchos expertos recalcan que las bombas de calor geotérmicas son el sistema de calefacción más eficiente de todos
| ✅ Fortalezas | ⛔ Debilidades |
|---|---|
| Es un sistema de climatización muy eficiente | La inversión económica inicial es importante |
| Se reduce drásticamente el consumo de energía eléctrica | Mantenimiento bajo, pero reparaciones caras |
| Podemos tener calefacción, refrigeración y ACS (agua caliente) | Se necesita de un terreno – jardín para proceder a la instalación y espacio para el equipamiento interior |
| Estamos utilizando energías renovables ¡respetando el medio ambiente! |
La temperatura constante del terreno hace que la bomba de calor para geotermia se adapte bien a climas severos y fríos.
Representa una alternativa fiable y más eficiente que la calefacción por gasoil, que utilizar biomasa (leña, pellets, etc) o los sistemas de calefacción eléctrica convencionales. Pero… ¿Cuándo es una buena opción?
Cuándo deberíamos utilizar una bomba de calor geotérmica
- Sirven para cualquier ubicación climatológica, tanto zonas frías como calurosas.
- Cuando disponemos de acceso a electricidad
- Si tenemos dinero ahorrado para la inversión inicial de la instalación
- Si necesitamos calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria ¡todo en uno! e incluso, calentar el agua de una piscina.
- Si tenemos un jardín o terreno donde podemos perforar
- Si queremos una instalación de climatización con una alta eficiencia energética y menos gasto energético
- Si queremos un sistema de climatización basado en energía renovables
- Apto para todo tipo de viviendas unifamiliares (uso doméstico), complejos residenciales y todo tipo de edificios (Desde el residencia a escuelas, clínicas, etc)
Además, una de las ventajas más palpables de instalar un sistema geotérmico es que actualmente existen ayudas importantes por parte de la Administración (En España podemos consultar desde IDAE o llamar el TL – 913 146 673 de atención ciudadana)
Cómo funcionan las bombas de calor geotérmicas
Para entender el funcionamiento de las bombas geotérmicas hay que comprender dos cosas:
- El calor de la tierra: El suelo almacena energía. Por una parte, del calor ascendente desde el interior de la corteza terrestre hasta el exterior, y, en menor medida, porque la superficie recibe energía del sol, del viento y la lluvia.
- Energía almacenada en el suelo: Esta energía calorífica no es utilizable directamente (A 10 metros tenemos unos 12º – 15ºC). Los emisores de calor como el suelo radiante (Funciona a 30ºC) o los radiadores convencionales (Funciona a 60ºC), necesitan una mayor temperatura.
La función de una bomba geotérmica es elevar el nivel de temperatura entre la fuente fría (suelo) y la fuente caliente (calefacción)… ¿Cómo lo hace?
Para conseguir aumentar la temperatura y calentar un espacio, la calefacción geotérmica hace circular un refrigerante en un circuito cerrado que pasa por cuatro componentes del aparato; el evaporador, compresor, condensador y el regulador.
- El evaporador utilizará la energía del suelo para vaporizar el fluido.
- Después, el gas se comprime y produce un aumento de presión y temperatura.
- El condensador licua el gas bajando su temperatura. En este momento, la energía liberada se transfiere al circuito de calefacción.
- El regulador (válvula de expansión), baja la presión del líquido para facilitar la vaporización, y se completa el ciclo.
Para tener refrigeración en verano, se invertir el proceso, inyectando en la tierra el calor absorbido en la refrigeración de la instalación a climatizar. Dos métodos; por fancoils (Aire acondicionado) o con suelo radiante donde el agua que circula por el circuito está «más fresca» que el ambiente.
Sistemas de captación del calor del suelo
Para llevar el calor del suelo a una vivienda, primero tenemos que «capturarlo» del subsuelo. Se utiliza un intercambiador (tubos captadores con sondas geotérmicas).
De interés, el IDAE publico una guía sobre la evaluación del potencial de energía geotérmica en España. A grandes rasgos, existen tres métodos con sus ventajas y desventajas:
| Intercambiador horizontal | Intercambiador vertical | Captador aprovechado agua subterránea | |
| Diagrama | 
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| Descripción | Los tubos enterrados entre 60 a 120 cm de profundidad. Forman un circuito cerrado en un bucle en el que circula agua glicolada o o directamente el refrigerante. refrigerante. | Un tubo en una perforación entre 50 a 150 m de profundidad. Este colector también se denomina «sonda geotérmica». | Se requiere una capa freática cerca de la vivienda. Se realiza perforación para captar el calor del agua. |
| Energía extraída | 20 a 25 W por m² | 45 W por metro lineal | Depende el flujo |
| Ventajas | La solución más económica. Fácil de configurar. | Temperatura constante y mayor rendimiento. Huella mínima sobre terreno | |
| Desventajas | Más sensible al clima. Necesita amplia superficie en jardín – terreno | Solución más cara. Trámites administrativos. Empresa muy especializada | |
Tipos de bombas de calor geotérmicas
El mercado ofrece varios tipos de bombas geotérmicas. Cada una con sus cualidades y desventajas, la forma de transmisión del calor y características. Así que las podemos clasificar en cuatro grupos:
| Tipo bomba geotérmica | suelo / suelo | suelo / agua | salmuera / agua | agua / agua (hidrotérmica) |
| Sensores | Horizontal | Horizontal | Horizontal y verticales (tierra) | Verticales (agua) |
| Tipo transmisor | Suelo radiante | Cualquier equipo compatible con calefacción central: suelo radiante, radiador, fancoil, agua caliente sanitaria (ACS). | ||
| Ventajas | Equipo más barato y más simple | Coste medio. Para cualquier tipo calefacción | Frio gratis en verano (Freecooling). Para cualquier calefacción | |
| Desventajas | Calefacción suelo radiante especifico. Equipo no reversible (No frío). Ocupa mucho espacio jardín – suelo. | Equipo no reversible (No frío). Ocupa mucho espacio jardín – suelo. | Equipo caro | |
Como comentamos en la sección de bombas de calor, siempre hay matices que destacar:
- Las bombas de Tierra/Tierra y Tierra/Agua se están volviendo obsoletas. Son las que contienen una mayor cantidad de refrigerante – contaminante ambiental – y la normativa tiende a limitar su uso.
- Los equipos de bombas de calor geotérmicas Salmuera/Agua y Agua/Agua (llamadas “fluidos intermedios”) utilizan agua glicolada, no contaminante. El uso del refrigerante es limitado y se están convirtiendo en el estándar.
- La bomba de calor geotérmica agua – agua son presentadas algunas veces como “hidrotérmica o de aguas subterráneas”, aunque el sistema extrae calor del agua subterránea, en esencia, es del suelo.
Interesante repasar el artículo sobre bomba de calor en el aire acondicionado y sus ventajas.
Rendimiento energético en una bomba de calor geotérmica
El punto fuerte de estos sistemas de climatización es la alta eficiencia energética, y, por consiguiente, el ahorro en electricidad, que se expresa en el coeficiente de rendimiento (COP). Destacando cuatro puntos:
- La bomba de calor geotérmica produce más energía de la que consume. La estimación, es de un promedio de 1 kWh de electricidad para producir 4 kWh, es decir, un COP de 4.
- El rendimiento es constante a lo largo de todo el año porque la temperatura del suelo varía muy poco.
- No necesitamos ningún sistema adicional de apoyo para la calefacción, a diferencia, aunque no siempre, de una bomba de calor aire – aire o de aire – agua, cuyo rendimiento es más sensible a la intemperie del exterior.
- Dentro de los modelos de bombas de calor, es el sistema más eficiente del mercado.
Para mejorar el rendimiento de las bombas de calor geotérmicas es mejor calentar la vivienda por suelo radiante o radiadores de baja temperatura
Una bomba de calor es más eficiente cuando la diferencia de temperatura entre la fuente fría (suelo) y la fuente caliente (calefacción) es pequeña, es decir, el aparato trabaja mucho mejor con suelo radiante o radiadores de baja temperatura.
Suelen preguntar bastante sobre… ¿Qué es más eficiente la geotermia o la aerotermia? La geotermia es más eficiente que la aerotermia pero el coste de instalación es mayor, más compleja, además de la excavación pertinente.
¡Consejo! Hay que hacer simulación térmica de la vivienda y comparar precios para ver qué sale más rentable. Además de mirar el artículo sobre tipos bombas de calor y el de sistemas de climatización.
Bomba de calor geotérmica: precio
Aunque las subvenciones son elevadas para este tipo de climatización, no hay muchas empresas que se dedican a la geotérmica. Menos competencia, precios más caros.
Además, hay que sumar que son trabajos especializados (estudio técnico del terreno, permisos, perforaciones, equipos complejos, instalación etc). Y cada ubicación de la vivienda o edifico, así como el terreno, es un mundo.
Nuestra recomendación ¡preguntar mucho! pedir varios presupuesto y buscar empresas especializadas de calidad y con experiencia
Marcas reconocidas son Dimplex, Thermia, Vaillant, Nibe, IDM, etc. El precio de una bomba de calor geotérmica Vaillant flexoTHERM (Suelo / Agua) está desde los 6.300 Euros (+IVA), sin contar transporte ni instalación.
Si hablamos de una instalación completa para una unifamiliar uso domestico, normalmente, con captación horizontal costará menos que un sistema con captación vertical. Empieza desde 16.000 – 17.000 € en el primer caso, y desde los 19.000 – 20.000 € en adelante, para el segundo.
