Las bombas de calor geotérmicas (GHP), a veces denominadas GeoExchange, bombas de calor acopladas a tierra, de fuente terrestre o de fuente de agua, se han utilizado desde finales de la década de 1940. Utilizan la temperatura relativamente constante de la tierra como medio de intercambio en lugar de la temperatura del aire exterior.
Aunque muchas partes del país experimentan temperaturas extremas estacionales (desde un calor abrasador en el verano hasta un frío bajo cero en el invierno), a unos pocos pies debajo de la superficie de la tierra, el suelo permanece a una temperatura relativamente constante. Dependiendo de la latitud, la temperatura del suelo oscila entre 45°F (7°C) y 75°F (21°C). Al igual que una cueva, la temperatura del suelo es más cálida que el aire que se encuentra encima durante el invierno y más fría que el aire en verano. El GHP aprovecha estas temperaturas más favorables para volverse altamente eficiente intercambiando calor con la tierra a través de un intercambiador de calor terrestre.
Al igual que con cualquier bomba de calor, las bombas de calor geotérmicas y de agua pueden calentar, enfriar y, si están equipadas, suministrar agua caliente a la casa. Algunos modelos de sistemas geotérmicos están disponibles con compresores de dos velocidades y ventiladores variables para mayor comodidad y ahorro de energía. En comparación con las bombas de calor de aire, son más silenciosas, duran más, necesitan poco mantenimiento y no dependen de la temperatura del aire exterior.
Una bomba de calor de doble fuente combina una bomba de calor de aire con una bomba de calor geotérmica. Estos electrodomésticos combinan lo mejor de ambos sistemas. Las bombas de calor de fuente dual tienen índices de eficiencia más altos que las unidades de fuente de aire, pero no son tan eficientes como las unidades geotérmicas. La principal ventaja de los sistemas de fuente dual es que su instalación cuesta mucho menos que una sola unidad geotérmica y funcionan casi tan bien.
Aunque el precio de instalación de un sistema geotérmico puede ser varias veces mayor que el de un sistema de fuente de aire de la misma capacidad de calefacción y refrigeración, los costos adicionales pueden recuperarse en ahorros de energía en 5 a 10 años, dependiendo del costo de la energía y incentivos disponibles en su área. La vida útil del sistema se estima en hasta 24 años para los componentes internos y más de 50 años para el circuito de tierra. Cada año se instalan aproximadamente 50.000 bombas de calor geotérmicas en los Estados Unidos.
Tipos de sistemas de bombas de calor geotérmicas
Hay cuatro tipos básicos de sistemas de bucle de tierra. Tres de ellos (horizontal, vertical y estanque/lago) son sistemas de circuito cerrado. El cuarto tipo de sistema es la opción de circuito abierto. Varios factores, como el clima, las condiciones del suelo, el terreno disponible y los costos de instalación local, determinan cuál es el mejor para el sitio. Todos estos enfoques se pueden utilizar para aplicaciones de edificios residenciales y comerciales.
Sistemas de circuito cerrado
La mayoría de las bombas de calor geotérmicas de circuito cerrado hacen circular una solución anticongelante a través de un circuito cerrado, generalmente hecho de un tubo de plástico de alta densidad, que está enterrado en el suelo o sumergido en agua. Un intercambiador de calor transfiere calor entre el refrigerante de la bomba de calor y la solución anticongelante en el circuito cerrado.
Un tipo de sistema de circuito cerrado, llamado intercambio directo, no utiliza un intercambiador de calor y en su lugar bombea el refrigerante a través de una tubería de cobre enterrada en el suelo en una configuración horizontal o vertical. Los sistemas de intercambio directo requieren un compresor más grande y funcionan mejor en suelos húmedos (a veces requieren riego adicional para mantener el suelo húmedo), pero debe evitar la instalación en suelos corrosivos para los tubos de cobre. Debido a que estos sistemas hacen circular refrigerante a través del suelo, las regulaciones ambientales locales pueden prohibir su uso en algunos lugares.
Horizontal
Este tipo de instalación suele ser más rentable para instalaciones residenciales, especialmente para construcciones nuevas donde hay suficiente terreno disponible. Requiere zanjas de al menos cuatro pies de profundidad. Los diseños más comunes utilizan dos tuberías, una enterrada a seis pies y la otra a cuatro pies, o dos tuberías colocadas una al lado de la otra a cinco pies en el suelo en una zanja de dos pies de ancho. El método Slinky™ de bucle de tubería permite más tubería en una zanja más corta, lo que reduce los costos de instalación y hace posible la instalación horizontal en áreas donde no sería posible con aplicaciones horizontales convencionales.
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Hora de publicación: 03-abr-2023