En cuanto si se plantea un sistema de intercambiadores geotérmicos horizontales,
su única disposición viable teniendo en cuenta la superficie de terreno necesaria para cubrir las demandas máximas de todos los circuitos hidráulicos de climatización del
edificio, es colocar un sistema de bucles de intercambiadores horizontales en cuatro
niveles. Este sistema implica una excavación, terraplenado de terreno y movimiento de tierras importante, además de las obras de jardinería y el almacenamiento y replantación de árboles, arbustos y césped del solar.
Tras realizar múltiples comprobaciones, tratando de encontrar un sistema con el menor número de circuitos, longitud total de intercambiador y en definitiva la mínima superficie de solar, se obtiene que para el circuito hidráulico de aulas, se requiere un sistema de 10 circuitos de bucles separados entre sí 2 metros y dispuestos cada uno en cuatro niveles sucesivos a profundidades de 0.8, 1.5, 3.5 y 4.5 metros.
Es decir, se requiere excavar a una profundidad mínima de 4.5 metros para conseguir un aprovechamiento geotérmico óptimo con el mínimo de material y superficie de solar.
Con este sistema horizontal se requiere una longitud total de intercambiador mínima
de 4260,93 metros, con un área de 1917.42 m2 y un volumen de 8628.38 m3, lográndose
un rendimiento mínimo en calefacción COP 3.75 y rendimiento mínimo en refrigeración EER 4.00. Cada bucle de los 10 circuitos paralelos debería tener una longitud horizontal por nivel de 105,60 metros. Para más detalle consultar el ANEXO E.1.
En este caso, gracias a la gran superficie ajardinada alrededor de la Escuela
Politécnica Superior IV, podrían instalarse dos sistemas de intercambiadores geotérmicos
para las aulas, bajo el terreno situado entre la entrada Norte del edificio de la Politécnica
IV y el Aulario 2, y el circuito para despachos, repartido en el terreno circundante de la
fachada Oeste y Sur de la Politécnica IV.
El máximo aprovechamiento geotérmico de la instalación horizontal para el circuito de aulas, sería con una longitud total de intercambiador geotérmico de 11549,11 metros
con una superficie de solar de 5197,10 m2, que no está disponible en el solar circundante
de la Escuela Politécnica Superior IV. Los rendimientos máximos serían COP 4.36 y EER 4.89.
Comparativamente con el sistema de intercambiadores verticales establecido, los rendimientos son prácticamente iguales, a diferencia que el intercambiador geotérmico
horizontal requiere mayor diámetro de 40 mm para el aprovechamiento térmico del
terreno a una profundidad entre 0,80-4,50 metros.
En este caso, la toma de decisión de la ejecución de un sistema u otro vendrá dada principalmente por el coste y tiempo de excavación, relleno, compactación y replantación del estrato vegetal del solar excavado.
De entrada, sin realizar presupuesto, parece evidente que el sistema horizontal sea más caro que el vertical porque requerirá mayor número de maquinaria de excavación, de movimiento de tierras, de operarios y mayor partida de obra por reponer la vegetación existente en el solar.
Además, la ejecución de obras sería conveniente realizarse durante el mes de Agosto para no limitar el acceso del personal y/o vehículos por la Escuela Politécnica Superior IV,
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ESTUDIO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Y VIABILIDAD PARA LA IMPLANTACIÓN DE UNA INSTALACIÓN DE CLIMATIZACIÓN MEDIANTE GEOTERMIA EN LA ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR IV DE ALICANTEpor lo que el sistema en disposición horizontal sería un inconveniente para cumplir los plazos de ejecución y sería un foco de posibles problemas de seguridad y salud.
Por otro lado, el sistema vertical requiere muy poca superficie de solar para cubrir la demanda de todo el edificio mediante sondas verticales, pero se teme las posibles dificultades de perforación de los pozos geotérmicos y el posible desajuste de presupuesto estimado; es decir, es posible que las máquinas perforadoras requieran de un tiempo adicional de ejecución imprevisto, debido a la posible dificultad de perforación de estratos rocosos, como son la caliza lacustre que se encuentra a 24 metros aprox. de profundidad, aunque por otro lado puede la perforación sea más suave de lo normal porque existe un cierto nivel de agua subterránea sobre esta roca carbonatada sedimentaria.
En principio, se mantiene la elección de ejecución de sondas verticales frente a un
sistema horizontal, porque además la simulación del sistema geotérmico mediante Calener GT es mucho más sencilla debido a que, a la profundidad de los pozos, la
temperatura del terreno será estable en torno a 20°C durante todo el año.
En un sistema horizontal, habría que definir la variación de temperatura del suelo, a una profundidad de entre 0,8 y 4,5 metros, cuyas variaciones de temperaturas límite son entre 8,76 °C en invierno y 30,64 °C en verano, o sea, una variación media próxima a 2°C, respecto de la temperatura media mensual de San Vicente del Raspeig.
Por último, se presupone que el aprovechamiento térmico del subsuelo será mayor
en un sistema vertical, porque a mayor salto térmico entre la temperatura de salida del
agua de la bomba de calor geotérmica y la temperatura del terreno a profundidad, mayor capacidad de absorción de calor del terreno o cesión de calor al terreno por el fluido caloportador, y en definitiva, mayor rendimiento de la instalación geotérmica.
En este caso, en el cálculo de GEO2 apenas se distinguen diferencias en el
rendimiento de la instalación. Se entiende que la radiación solar absorbida por el terreno, es un factor importante y que no sólo el interior del subsuelo produce calor, puesto que a cotas superficiales el terreno tiene mayor capacidad de disipar el calor absorbido, y por tanto, capacidad de refrescar.