Estudio comparativo de climatización por bomba de calor geotérmica respecto de calefacción con caldera y enfriamiento por chiller

Abstract

Se realizó un estudio comparativo de climatización por bomba de calor geotérmica respecto de calefacción con caldera y enfriamiento por chiller en ciudades del sur de Chile, para un local de 300 m2 de superficie. Se estimaron cargas específicas de calefacción de 60 W/m2 para Concepción y 75 W/m2 para Puerto Montt, con un G admisible (Coeficiente de distribución de pérdidas volumétricas) de 1 y 1,1 W/m3K sucesivamente. Se estimó la potencia de refrigeración como un 30% mayor que la de calefacción, se obtuvieron así consumos anuales y costos de consumo de combustibles. Se describió el contexto tecnológico que rodea a la climatización con energía geotérmica de baja temperatura, se establecieron variables y parámetros de una situación estándar en recintos situados en Concepción y Puerto Montt. Se comparó técnica y económicamente sistemas de climatización de lazo cerrado y lazo abierto para tecnologías basadas en energía geotérmica de baja temperatura. Además se comparó con tecnologías de climatización convencionales; caldera a pellet, caldera a gas licuado, caldera a petróleo para invierno, soportado con chiller de enfriamiento para verano. Se evaluó la implicancia normativa para proyectos de este tipo bajo parámetros locales. Se seleccionaron las bombas de calor para el sistema de lazo cerrado y lazo abierto con y sin intercambiador intermedio, se diseñó y calculó la instalación de suelo radiante para climatización. Se evaluó económicamente mediante “Análisis de ciclo de vida de instalaciones y sistemas” según norma ASTM E917, en un horizonte de evaluación de 20 años, para la instalación de climatización geotérmica de baja temperatura, para lazo abierto con y sin intercambiador intermedio, lazo cerrado y sistemas de climatización convencional basados en invierno con caldera a gas licuado, caldera a pellet, caldera a petróleo y con chiller de enfriamiento para verano. Se concluyó del estudio de factibilidad técnico económico que los sistemas de climatización basados en energía geotérmica de baja temperatura, no son factibles comparados con sistemas convencionales. De la comparación entre sistemas geotérmicos de climatización de lazo abierto con y sin intercambiador intermedio y lazo cerrado, se determinó que el sistema de lazo cerrado es más factible económicamente debido a los menores costos en inversión inicial. Dentro de los sistemas convencionales el más factible es calefacción con caldera a petróleo y enfriamiento con chiller.