Evaluación del uso de energía geotérmica para calefaccionar el hotel Nothofagus en la Reserva Huilo Huilo

Abstract

En este informe se realiza una evaluación del uso directo de energía geotérmica de muy baja entalpía, para producir agua caliente sanitaria y calefaccionar un hotel ubicado en la Reserva Huilo Huilo, Panguipulli, Región de los Ríos, Chile. Inicialmente se da un contexto sobre lo que es la energía geotérmica, que en un sentido muy amplio, es la energía calorífica contenida en el interior de la Tierra. Se habla a grandes rasgos del contexto geológico de Chile. Para luego, detallar los distintos usos de esta energía y sus aplicaciones. Dentro del informe se habla acerca de la ubicación del lugar en donde se estudiará la evaluación, también acerca de la geología de este lugar, de la cual se asume, que hay un gran potencial de energía geotermal en el sector. La climatización y producción de agua caliente sanitaria se realiza utilizando bombas de calor geotérmicas, la BCG es una máquina que transfiere calor desde un foco frío a otro caliente utilizando una cantidad de trabajo relativamente pequeña. Esta BCG está en un sistema cerrado con intercambiadores de calor enterrados verticalmente. En estos intercambiadores el medio de transmisión de calor es agua que circula en circuito cerrado por el interior de unos tubos de polietileno de alta densidad, de bajo diámetro. La profundidad de los sondeos suele oscilar entre 100 y 300 [m], por lo que las condiciones meteorológicas superficiales son insignificantes debido a que la temperatura del subsuelo es constante, aunque a muy grandes profundidades aumenta la temperatura respecto al gradiente geotérmico. Mediante el sistema mencionado de intercambiadores de calor verticales, se realizan evaluaciones técnicas y económicas, con el fin de poder ver si el proyecto es factible y/o bajo que condiciones lo puede ser. Con respecto a la evaluación técnica del proyecto, se realiza un sistema compuesto por captadores de calor de subsuelo, cuyo fluido de captación de calor es agua que fluye dentro de tubos de polietileno de alta densidad PE100, de diámetro interior 166,8 [mm], conectados en paralelo entre perforaciones de aproximadamente 150 [m]. El agua del sistema de captación, intercambia calor con el refrigerante que fluye dentro de la bomba de calor, posterior a esto, mediante la evaporación del refrigerante en el evaporador y el aumento de temperatura y presión del refrigerante luego del compresor, se calienta un fluido portador destinado a intercambiar calor en acumuladores de calor para ACS, radiadores y losa radiante. Con respecto a la evaluación económica del proyecto, para los 3 primeros casos evaluados (457,45 [kW]) se obtienen inversiones iniciales entre los 1.100 y 1.570 millones de pesos aproximadamente, recuperando la inversión entre 7,9 y 11,4 años. Para los últimos 3 casos evaluados (660 [kW]), se necesitan inversiones entre 1.565 y 2.233 millones de pesos aproximadamente, recuperando la inversión entre 7,98 y 11,56 años. Estos valores de inversiones iniciales y tiempo de recuperación en años, dependen de la conductividad térmica del suelo, a medida que la conductividad térmica es menor, las variables antes nombradas aumentan.