Instalación geotérmica para calefacción de suelo radiante y agua caliente sanitaria (ACS) en Castañeda

Abstract

Este proyecto se ha realizado el cálculo de la instalación térmica de una vivienda unifamiliar para dar cobertura a su demanda térmica de agua caliente sanitaria (ACS) y calefacción por suelo radiante a partir de una bomba de calor geotérmica. La vivienda, una cabaña reconvertida situada en el término municipal de Castañeda (Cantabria, España), se encuentra en las cercanías del Sistema de Fallas de Cabuérniga, que se manifiesta de forma clara en las aguas termales de Puente Viesgo. Por esta misma razón se opta por el uso de geotermia, además el uso de una bomba de calor si esta es reversible, permite tener una instalación de refrigeración en verano, aunque en este caso tras los cálculos realizados se ha comprobado que no sería necesario el funcionamiento de la bomba de calor en modo refrigeración. En primer lugar, se han determinado las demandas de energía térmica de la casa, divididas entre las utilizadas para la obtención de ACS, y las de calefacción de forma que se ha seleccionado la bomba de calor geotérmica necesaria para dar cobertura a dichos consumos, necesitándose una bomba de calor de una potencia mínima de 10,83 kW. Con las necesidades de calefacción de cada estancia se ha dimensionado el sistema de suelo radiante, determinando el paso de cada estancia de la vivienda. También se ha definido la instalación hidráulica necesaria determinando las pérdidas de carga de la instalación completa para de esta forma seleccionar la bomba hidráulica necesaria. Por otra parte, se ha dimensionado el depósito de inercia necesario para el sistema de calefacción. En cuanto al sistema de almacenamiento del ACS, éste viene incorporado en la bomba de calor seleccionada cumpliendo con la demanda de la vivienda. Así mismo, también se ha dimensionado el intercambiador geotérmico horizontal conectado a la bomba de calor. Debido a la ausencia de datos fiables de la temperatura del suelo en la cercanía, se ha optado por finalmente calcular el sistema de geotermia como el de una zona sin anomalías geológicas. Finalmente, se ha realizado el presupuesto del proyecto completo, ascendiendo a un coste de cincuenta y cinco mil noventa y ocho euros con veintidós céntimos (55.098,22 €).

In this project the thermal installation of a single-family house needed to cover its thermal demand for domestic hot water (DHW) and underfloor heating using a geothermal heat pump is calculated. The house, a converted housebarn in the municipality of Castañeda (Cantabria, Spain), is in the vicinity of the Cabuérniga Fault System, which is clearly manifested in the thermal Waters of Puente Viesgo. For this same reason, the use of a geothermal system is chosen, also, the use of a reversible heat pump, allows for a cooling installation in summer, although in this case, after the calculations have been made, it was found that the cooling mode would not be necessary in the heat pump. First, the termal energy consumptions of the house have been determined, divided in the use for DHW and heating use, and selecting the necessary heat pump for covering those consumptions, requiring a minimum of heat power of 10.83 kW. With those heating needs of each room in mind, the underfloor heating system has been dimensioned, determining the spacing of each room. including the entire hydraulic installation up to the geothermal heat pump. The necessary hydraulic installation has also been defined by determining the pressure losses of the complete installation in order to select the necessary hydraulic pump. On the other hand, the required buffer tank for the heating system has been dimensioned. As for the DHW storage system, this is incorporated in the selected heat pump to meet the demand of the house. The horizontal geothermal heat exchanger connected to the heat pump is also dimensioned. Due to the absence of reliable ground temperature data in the area, the final decision is to calculate the geothermal system like the one of an area with no geological anomalies. Finally, the budget for the entire project is estimated, amounting to a cost of fifty-five thousand ninety-eight euros and twenty-two cents (55,098.22 €).