Saltar al contenido

¿Hibridar o Backup?. Análisis de la coexistencia de diferentes sistemas de calefacción

Antecedentes

Desde 2014, ISBRAN ha puesto en marcha decenas de granjas con bombas geotérmicas.  A diferencia de la aerotermia que solo requiere un intercambiador con el aire a modo de equipo exterior del aire acondicionado, la geotermia requiere de un circuito de captación que intercambie con el terreno.

Todas las instalaciones realizadas han sido de calefacción en granjas de maternidad y transición. Y en estas granjas han sido clave los siguientes elementos para lograr que el sistema tenga un rendimiento cercano al COP 4. Es decir, que por cada kWh eléctrico consumido por las bombas geotérmicas, se producen 4 kWh térmicos.

Elementos clave

  • Elementos de calefacción (placas hidráulicas, tipo y tamaño)
  • Red hidráulica de calefacción (aislamiento, diseño regulación y distancias)
  • Zona disponible para captación (fosas purines, zona exterior o pozos verticales)
  • Bombas geotérmicas (dimensionamiento, rendimiento, robustez y servicios posventa)

La eficiencia energética

Todas las instalaciones llevadas a cabo por ISBRAN, llevan un diseño específico para cada granja buscando el mayor nivel de eficiencia energética. Es decir que produzcan el calor necesario con el menor coste energético posible. Por tanto para producir con el menos consumo, es clave elegir los elementos que proporcionan o aportan al sistema estos niveles de eficiencia energética.

Las placas de calefacción son el elemento que mas eficiencia energética aporta al sistema. Estas placas pueden consumir por m2 una serie de watios para llegar a la temperatura que el lechón necesita (34º – 37º). Este consumo puede duplicarse o triplicarse según el tipo de placa elegida.  Las placas de alta eficiencia del fabricante Lamapor son las que hasta el momento proporcionan el menor consumo para llegar a temperatura.

Elegir una placa de polímero, plástico o un simple suelo radiante de hormigón supone un consumo energético tres o cuatro veces mas que con las de alta eficiencia.

El agua caliente

La energía calorífica se distribuye a través de una red hidráulica con agua caliente.  Esa red en forma de circuito cerrado va llevando por las salas a cada placa de calefacción y retorna a la bomba geotérmica que produce el calor.  La geotermia impulsa a 45ºC y tiene el retorno de la red entre 35ºC y 37ºC.

El aislamiento de esa red, el diseño de cómo se distribuye a las placas y la regulación forman parte también de los niveles de eficiencia necesarios para poder mover la energía calorífica dentro del rango de 45ºC y 35ºC.

La demanda energética del sistema de calefacción

El primer paso para dimensionar el sistema geotérmico de calefacción es conocer cuánta energía calorífica se ha de suministrar. Y esto lo determinan el número de placas o m2 de superficie a calentar y la tipología de la placa, según lo comentado anteriormente.

Esta demanda energética se cuantifica en los kW térmicos que la bomba geotérmica ha de suministrar. Y por tanto va a determinar el tamaño del circuito de captación (metros lineales).

Por ejemplo: una maternidad con 900 parideras, con placas de alta eficiencia representa una demanda térmica de 100 kW y un circuito de captación de 12000 metros lineales. Utilizando suelo radiante de cemento o placas de plástico o polímero, la potencia se duplica o triplica. Por tanto, se necesitan mucha mas captación.  Y hay veces que no se dispone del espacio físico (fosas o solera de naves de la granja).

El objetivo es proporcionar el calor suficiente a las placas instaladas. Y para ello la geotermia impulsa a 45ºC para llegar a la temperatura deseada mediante la regulación de las salas.  Frente a otros sistemas que impulsan el agua a 60ºC o mas temperatura y que requieren la mezcla de agua fría para poder proporcionar la temperatura adecuada, los sistemas de geotermia son circuitos cerrados que no precisan de incorporación de agua fría para llegar a la temperatura de confort del lechón.

 

Elegir una placa de polímero, plástico o un simple suelo radiante de hormigón supone un consumo energético tres o cuatro veces mas que con las de alta eficiencia.

El agua caliente

La energía calorífica se distribuye a través de una red hidráulica con agua caliente.  Esa red en forma de circuito cerrado va llevando por las salas a cada placa de calefacción y retorna a la bomba geotérmica que produce el calor.  La geotermia impulsa a 45ºC y tiene el retorno de la red entre 35ºC y 37ºC.

El aislamiento de esa red, el diseño de cómo se distribuye a las placas y la regulación forman parte también de los niveles de eficiencia necesarios para poder mover la energía calorífica dentro del rango de 45ºC y 35ºC.

Hibridar con otros sistemas de calefacción

En muchas granjas ya existen otros sistemas de calefacción por diferentes motivos de acuerdos de compra o ya instalados en el pasado en otras áreas de la granja.  Los mas habituales son calderas de gas, gasoil o biomasa.  Todos estos sistemas tienen en común el utilizar una red hidráulica con agua para calefacción.  Pero difieren con la geotermia con el manejo de la temperatura de uso.

En la actualidad emerge otro nuevo sistema energético: el BIOGAS. Busca aprovechar el poder de generar gas a partir del purín. Produciendo calor en su esquema de funcionamiento que puede ser aprovechado en otras zonas que requieran calefacción.

El BIOGAS es un sistema de alta temperatura como el gas, gasoil o la biomasa. Es decir maneja el agua caliente a niveles muy altos de calor.

El concepto de hibridación viene a juntar los dos sistemas de calefacción, uniendo en un almacenamiento o depósito de inercia el agua caliente de los dos sistemas.  En el concepto teórico parece algo sencillo: aprovechar el aporte de agua caliente de dos sistemas para conseguir un menor tiempo de funcionamiento o un uso selectivo en función de costes.

Podríamos comparar la unión de estos dos sistemas como el carril de incorporación a una autovía, donde hay que igualar las velocidades. En este caso hay que igualar las temperaturas.  Porque de no realizar este proceso la geotermia que impulsa a 45ºC nunca entraría en funcionamiento si llega agua a 60ºC o mas.

Este proceso de hibridación a nivel de deposito de inercia supone en la práctica que uno de los dos sistemas no rinde de forma eficiente. Mas aun cuando se acaba calculando el retorno de la inversión por el mejor rendimiento.

En muchas granjas ya existen otros sistemas de calefacción por diferentes motivos de acuerdos de compra o ya instalados en el pasado en otras áreas de la granja.  Los mas habituales son calderas de gas, gasoil o biomasa.  Todos estos sistemas tienen en común el utilizar una red hidráulica con agua para calefacción.  Pero difieren con la geotermia con el manejo de la temperatura de uso.

En la actualidad emerge otro nuevo sistema energético: el BIOGAS. Busca aprovechar el poder de generar gas a partir del purín. Produciendo calor en su esquema de funcionamiento que puede ser aprovechado en otras zonas que requieran calefacción.

El BIOGAS es un sistema de alta temperatura como el gas, gasoil o la biomasa. Es decir maneja el agua caliente a niveles muy altos de calor.

El concepto de hibridación viene a juntar los dos sistemas de calefacción, uniendo en un almacenamiento o depósito de inercia el agua caliente de los dos sistemas.  En el concepto teórico parece algo sencillo: aprovechar el aporte de agua caliente de dos sistemas para conseguir un menor tiempo de funcionamiento o un uso selectivo en función de costes.

Podríamos comparar la unión de estos dos sistemas como el carril de incorporación a una autovía, donde hay que igualar las velocidades. En este caso hay que igualar las temperaturas.  Porque de no realizar este proceso la geotermia que impulsa a 45ºC nunca entraría en funcionamiento si llega agua a 60ºC o mas.

Este proceso de hibridación a nivel de deposito de inercia supone en la práctica que uno de los dos sistemas no rinde de forma eficiente. Mas aun cuando se acaba calculando el retorno de la inversión por el mejor rendimiento.

Backup de calefacción

El concepto de backup o sistema de seguridad representa la funcionalidad de disponer en caso de parada, otro sistema que proporcione el suministro de energía calorífica.

Esta parada o acción supone una elección entre uno y otro sistema. Que puede configurarse con un sistema de cierre/apertura para que un sistema entre u otro a aportar el calor a la red hidráulica.

Los sistemas de backup pueden ser eléctricos y con un bajo coste aportan un funcionamiento sin interrupciones en momentos puntuales.  Pueden quedar los sistemas de gas, gasoil, biomasa o biogas configurados de esta forma para que en el caso que se requiera poder activar uno u otro.

LOS COSTES Y EL RETORNO DE LA INVERSIÓN

En ISBRAN siempre nos ha preocupado las comparativas con otros sistemas que en inversión son mas económicos, pero en consumo anual de multiplica enormemente.  La inversión en geotermia de un sistema de calefacción se retorna en ahorros no solo de consumo en energía, sino también de manejo y mantenimiento.

 

La mayor parte de las instalaciones se retorna la inversión en menos de 5 años. Teniendo en cuenta la vida útil de las instalaciones, la geotermia es una excelente opción de ahorro a largo plazo.

 

  CONCLUSIÓN

Por costes la hibridación resulta mas costosa y no genera un retorno de la inversión de los sistemas instalados adecuados.

Si finalmente tienen que existir dos sistemas, configurar uno de ellos como backup es la solución mas viable.

Uso de cookies

Este sitio web utiliza cookies para que usted tenga la mejor experiencia de usuario. Si continúa navegando está dando su consentimiento para la aceptación de las mencionadas cookies y la aceptación de nuestra política de cookies, pinche el enlace para mayor información.

ACEPTAR
Aviso de cookies