Prototipo para ensayo de bomba de calor geotérmica acoplada con almacenamiento de energía mediante materiales de cambio de fase

Resumen

La reducción del consumo de energía en los edificios es uno de los objetivos prioritarios de la política energética europea, como refleja la búsqueda de los edificios de consumo de energía casi nulo (Zero Energy Buildings) definidos en la Directiva 2010/31/EU relativa a la eficiencia energética de los edificios. La utilización de bombas de calor geotérmicas (BCG) puede contribuir a este logro y, de hecho, es una de las aplicaciones considerada renovable que está experimentando un rápido crecimiento recientemente. Las BCG son más eficientes que las bombas de calor que usan el aire como fuente de energía, dado que el intercambiador está en contacto con el terreno, que posee una temperatura estable y moderada. También son más eficientes energéticamente que otros generadores que usan combustibles convencionales. El uso combinado de una BCG junto con un sistema de almacenamiento de energía mediante materiales de cambio de fase (MCF) puede aumentar más si cabe la eficiencia energética, y reforzar la aproximación a los edificios de consumo de energía casi cero. Los MCF añadan un segundo foco térmico de temperatura muy estable a la BCG que, junto con la estabilidad de la temperatura del terreno, pueden conducir a la obtención de valores de eficiencia de la BCG muy elevados. Además, el empleo de MCF como almacenamiento energético permite al usuario utilizar periodos de bajo coste de electricidad (noche, fin de semana) para operar la BCG, gracias al desfase que permite entre el período de disponibilidad de la fuente energética y el de consumo del usuario. Este trabajo presenta el diseño y construcción de un prototipo de sistema BCG+MCF para generación de calefacción y agua caliente sanitaria en viviendas aisladas. Se describen los componentes del prototipo, la versatilidad de ensayos posibles a realizar, y las restricciones encontradas en la operación práctica del mismo.