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 intercambio 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 tubería en bucle 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 la tubería convencional. Aplicaciones horizontales.
Vertical
Los grandes edificios comerciales y escuelas suelen utilizar sistemas verticales porque la superficie de terreno necesaria para los bucles horizontales sería prohibitiva. Los bucles verticales también se utilizan cuando el suelo es demasiado poco profundo para hacer zanjas y minimizan la alteración del paisaje existente. Para un sistema vertical, se perforan agujeros (de aproximadamente cuatro pulgadas de diámetro) a una distancia de aproximadamente 20 pies y de 100 a 400 pies de profundidad. Se insertan dos tubos, conectados en la parte inferior con un codo en U para formar un bucle, en el orificio y se les aplica lechada para mejorar el rendimiento. Los bucles verticales se conectan con una tubería horizontal (es decir, un colector), se colocan en zanjas y se conectan a la bomba de calor del edificio.
Estanque/Lago
Si el sitio tiene una masa de agua adecuada, esta puede ser la opción de menor costo. Una tubería de suministro se extiende bajo tierra desde el edificio hasta el agua y se enrolla en círculos al menos a dos metros y medio bajo la superficie para evitar la congelación. Los serpentines sólo deben colocarse en una fuente de agua que cumpla con los requisitos mínimos de volumen, profundidad y calidad.
Sistema de circuito abierto
Este tipo de sistema utiliza agua de pozo o agua superficial como fluido de intercambio de calor que circula directamente a través del sistema GHP. Una vez que ha circulado por el sistema, el agua regresa al suelo a través del pozo, pozo de recarga o descarga superficial. Obviamente, esta opción es práctica sólo cuando hay un suministro adecuado de agua relativamente limpia y se cumplen todos los códigos y regulaciones locales relacionados con la descarga de aguas subterráneas.
Sistemas híbridos
Los sistemas híbridos que utilizan varios recursos geotérmicos diferentes, o una combinación de un recurso geotérmico con aire exterior (es decir, una torre de enfriamiento), son otra opción tecnológica. Los enfoques híbridos son particularmente eficaces cuando las necesidades de refrigeración son significativamente mayores que las de calefacción. Cuando la geología local lo permita, el “pozo de columna vertical” es otra opción. En esta variación de un sistema de circuito abierto, se perforan uno o más pozos verticales profundos. El agua se extrae del fondo de una columna vertical y se devuelve a la parte superior. Durante los períodos de máxima calefacción y refrigeración, el sistema puede purgar una parte del agua de retorno en lugar de reinyectarla toda, lo que provoca una entrada de agua a la columna desde el acuífero circundante. El ciclo de purga enfría la columna durante la expulsión de calor, la calienta durante la extracción de calor y reduce la profundidad de perforación requerida.
Hora de publicación: 03-abr-2023