Diseño de una instalación de energía geotérmica somera para el suministro de calefacción y agua caliente sanitaria en una vivienda unifamiliar de Teruel

Abstract

[ES] El presente Trabajo de Fin de Grado pretende abordar el diseño de una instalación de energía geotérmica somera que permita abastecer la demanda de climatización (calefacción y refrigeración) y agua caliente sanitaria de una vivienda unifamiliar ya construida y situada en la localidad de Teruel, con el fin de garantizar unas condiciones de habitabilidad óptimas a lo largo de todo el año a sus ocupantes, aprovechando la energía renovable contenida en el interior de la tierra. Se han obtenido la demanda energética anual y las cargas térmicas máximas del domicilio, tanto en calefacción como en refrigeración, teniendo en cuenta todos los aspectos necesarios para su cálculo: temperatura diaria, dimensiones de las diferentes estancias, envolvente térmica, cerramientos y cargas térmicas derivadas de su uso y ocupación. En base a los resultados anteriores (cargas térmicas pico), se ha elegido la bomba de calor que mejor se adapta a la potencia requerida, siguiendo un criterio de buen rendimiento y calidad, con un fabricante contrastado. Posteriormente, y teniendo en cuenta la demanda energética anual, se ha dimensionado el captador geotérmico, un conjunto de 2 sondas verticales enterradas, con 120 metros de profundidad cada una de ellas, de forma que el fluido caloportador que circula por el circuito de captación tenga una temperatura de entrada al intercambiador de calor de la bomba geotérmica que garantice un buen rendimiento de la instalación en los diferentes modos de funcionamiento. Por último, en este documento también se aborda un estudio económico y de impacto ambiental de esta tecnología enfrentada al sistema al que sustituirá, una caldera convencional de combustión de gasoil.

[EN] This Tesis aims to design a low temperature geothermal energy installation that allows to supply the heating, cooling and sanitary hot water demand of a single-family home already built and located in the town of Teruel, in order to guarantee the optimal living conditions throughout the year to its occupants, taking advantage of the renewable energy contained inside the earth. The annual energy demand and the maximum thermal loads of the home have been obtained, both in heating and cooling, taking into account all the necessary aspects for its calculation: daily temperature, dimensions of the different rooms of the building, thermal envelope, enclosures and thermal loads derived from its use and occupation. Based on the previous results (peak thermal loads), the heat pump that best adapts to the required power has been chosen, following a criterion of good performance and quality, with a contrasted company in the sector. Subsequently, the geothermal collector has been sized, a set of 2 buried vertical collectors, 120 meters deep each, so that the heat-carrying fluid that circulates through the buried circuit has an inlet temperature to the heat exchanger of the geothermal pump that guarantees a good installation performance in the different operating modes. Finally, this document also deals with an economic and environmental impact study of this technology facing the system it will replace, a conventional diesel boiler.