Cómo funciona el sistema de calefacción y refrigeración geotérmica y sus ventajas

¿Qué es la calefacción y refrigeración geotérmica?

La tierra absorbe y almacena aproximadamente la mitad de la energía del sol. Debido a esta absorción masiva, la tierra mantiene una temperatura bastante constante de 45 a 70 grados Fahrenheit a una profundidad de 6 pies. Sin embargo, las temperaturas del aire fluctúan de invierno a verano, lo que hace que los sistemas convencionales de calefacción y refrigeración sean ineficaces en el momento de necesidad. Aquí es donde entra en juego la calefacción y refrigeración geotérmica.

Básicamente, los sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos funcionan de manera muy diferente a los sistemas tradicionales. Los sistemas tradicionales involucran alguna forma de combustión, típicamente gas natural, propano o aceite para producir calor. Los sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos no implican ningún tipo de combustión; en cambio, aprovechan el calor debajo de la tierra a través de una serie de tuberías de polietileno de alta densidad enterradas conocidas como sistema de bucle de tierra y lo redistribuyen por todo el edificio.

Todas las uniones y conexiones del sistema de bucle de tierra se fusionan con calor para crear un único enlace continuo de tubería. El proceso de fusión por calor no necesita la aplicación de pegamento, y esto se suma a la mayor durabilidad del sistema de bucle. El sistema de bucle de tierra es muy ventajoso ya que todas las tuberías de bucle vienen con una impresionante garantía de 50 años.

La instalación de bucles de tierra se presenta en una amplia gama de configuraciones según el sitio elegido. Las configuraciones incluyen bucles horizontales, bucles verticales, bucles de estanque, bucles abiertos.

Una bomba de calor geotérmica se utiliza para aprovechar la energía geotérmica del interior de la tierra para acumular nuestros hogares o para utilizar ese calor con fines industriales. Las bombas de calor geotérmicas se basan en la misma premisa básica que las bombas de calor normales. La diferencia es que el tipo geotérmico extrae calor de la tierra en lugar del aire exterior. El calor de la tierra se considera estable y uniforme. Además de proporcionar calefacción a su hogar, este tipo de energía también puede proporcionar aire acondicionado y, en la mayoría de los casos, agua caliente.

¿Cómo funciona el sistema de calefacción y refrigeración geotérmica?

La calefacción y refrigeración geotérmica no debe confundirse con la planta de energía geotérmica. Una planta de energía geotérmica extrae agua caliente del depósito de agua caliente debajo de la superficie de la tierra, convierte el agua caliente en vapor y dirige el vapor para hacer girar una turbina. La turbina está conectada a un generador a través de un eje. El giro de la turbina activa el generador para producir electricidad. La calefacción y refrigeración geotérmica, como hemos visto anteriormente, aprovecha el calor dentro de la tierra para calentar y enfriar una casa. No hay generación de electricidad en la calefacción y refrigeración geotérmica.

Para el funcionamiento completo de cualquier sistema geotérmico de calefacción y refrigeración, debe haber una bomba de calor geotérmica instalada en los bucles del edificio y del suelo. Una bomba de calor geotérmica, también llamada bomba de calor geotérmica, es un sistema centralizado de calefacción y refrigeración instalado en edificios y transmite calor hacia y desde el suelo. Su principal fuente de calor durante el invierno es la tierra, mientras que durante el verano; aprovecha el calor de un disipador de calor. Los bucles de tierra son las tuberías enterradas bajo la tierra y conectadas a la bomba de calor geotérmica.

Cómo funcionan los sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración durante el invierno

Las tuberías subterráneas o los bucles de tierra hacen circular el agua a través de las tuberías enterradas bajo tierra. El agua absorbe el calor del suelo a través de las tuberías. Una vez que el agua se calienta, se bombea de vuelta a la bomba de calor del edificio. La bomba de calor geotérmica aprovecha el calor del agua calentada y lo distribuye por toda la casa en forma de aire caliente. Una vez que se extrae el calor del agua, se le permite regresar a los circuitos subterráneos para calentarse nuevamente y el ciclo continúa.

Cómo funcionan los sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración durante el verano

Durante el verano, la bomba de calor geotérmica funciona exactamente al revés que en invierno. Extrae el aire caliente de su casa y se deshace del calor, dejando atrás un aire fresco para circular a través de rejillas de ventilación como aire acondicionado. El calor extraído del aire es forzado de regreso al suelo a través de los bucles de tierra. Esto significa que cuando el agua sale del edificio, está más caliente que cuando se bombea porque se extrajo calor de ella.

Todo este proceso puede sonar sofisticado, pero no lo es. De hecho, en la mayoría de las naciones europeas, la calefacción y refrigeración geotérmica es una práctica estándar. En países como Suiza y Suecia, más del 75 % de los hogares tienen instalados sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración.

Ventajas de los sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos

El hecho de que los sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos puedan mantener su hogar fresco en el verano y cálido en el invierno, así como reducir sus facturas de energía hasta en un 50% por ciento, los convierte en un factor decisivo. Estas son las ventajas que se obtienen al instalar sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración.

  1. Reduce sus facturas de servicios públicos sustancialmente

Los propietarios de viviendas que han instalado sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración suelen lograr ahorros de energía que oscilan entre el 25 % y el 50 % en comparación con los sistemas tradicionales de bomba de calor. Para ser precisos, una casa de 200 pies cuadrados puede gastar solo $1 para calentar y enfriar todo el día. Además, los sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos pueden complementar el calentador de agua tradicional de su hogar, ahorrando así hasta un 30 % de sus facturas de agua caliente cada año.

  1. Amigable con el medio ambiente

Los sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos no implican ninguna forma de combustión como los combustibles fósiles. Aprovechan el calor que se produce debajo de la tierra para enfriar y calentar su hogar. Esto significa que no hay emisión de gases de efecto invernadero que causan contaminación, calentamiento global y contribuyen a enfermedades respiratorias como el asma.

  1. Durable

Los sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos son mucho más duraderos que sus contrapartes convencionales. Los sistemas convencionales de refrigeración y calefacción tienen una vida útil de 8 años. Los sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos, por otro lado, tienen una increíble vida útil de 50 años.

  1. Aliviar los costes de mantenimiento extraordinarios

Los sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos vienen con una impresionante garantía de entre 25 y 50 años. Esto garantiza que el sistema funcionará de manera eficiente durante mucho tiempo, eliminando los costos extraordinarios de mantenimiento asociados con los sistemas tradicionales de calefacción y refrigeración.

  1. Excepcionalmente confiable

El calor que se produce debajo de la tierra siempre está ahí, ya sea invierno o verano. Esto significa que su sistema geotérmico de calefacción y refrigeración funcionará todo el año, haciendo que su hogar sea cómodo todo el tiempo.

  1. Bajos costos operativos

El sistema de calefacción y refrigeración convencional más eficiente ofrece una eficiencia del 98 %. Los sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos tienen una increíble calificación de eficiencia del 400%. Esto, en esencia, implica que por cada 4 unidades de energía entregada, se utiliza 1 unidad de energía eléctrica. Esta utilización eficiente de la energía se traduce en bajos costos operativos.

  1. No producen ruido

Las bombas de calor geotérmicas funcionan silenciosamente. Su modo de funcionamiento puede estar relacionado con los frigoríficos. El funcionamiento silencioso significa que no causarán inconvenientes en su hogar ni generarán conflictos con los vecinos.

  1. Impresionante retorno de la inversión

La instalación de sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración puede ser costosa inicialmente, pero las ganancias a largo plazo son simplemente inigualables. Los ahorros de energía durante los primeros meses compensarán el costo total de la instalación del sistema geotérmico. En promedio, los propietarios de viviendas con sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos verían una reducción del 30 al 70 % en sus costos de energía. Los ahorros, con el tiempo, incluidos los reembolsos, más los incentivos fiscales federales y estatales generarían un buen retorno de la inversión en 3 años.

  1. Mejorar el valor total de cualquier propiedad

Las estadísticas han demostrado que las casas instaladas con sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos tienen un precio más alto que las casas sin ellos. En esta época en la que las personas buscan vivir estilos de vida ecológicos y reducir significativamente sus facturas de energía, las casas instaladas con sistemas geotérmicos se venden más rápido cuando se colocan en el mercado.

  1. Flexible

Los sistemas geotérmicos son altamente flexibles. Se pueden desmontar o ampliar sin esfuerzo y de forma económica para adaptarse a las necesidades de remodelación de cualquier edificio. Son especialmente adecuados para instalaciones de «acabado de inquilino».

  1. Usa poca electricidad

Los sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos necesitan electricidad para funcionar. Sin embargo, usan mucha menos electricidad (25% -50%) que los sistemas tradicionales de calefacción y refrigeración, reduciendo las emisiones en un 44% en el proceso.

La principal ventaja de la calefacción y refrigeración geotérmica es que no utiliza combustible ni productos químicos para regular la temperatura. Los dispositivos de aire acondicionado central utilizan materiales que pueden ser dañinos para el medio ambiente. También crean emisiones de carbono que contaminan la atmósfera. Con un hogar promedio que produce 5,550 toneladas de emisiones cada año según la Administración de Información de Energía de EE. UU., el enfriamiento geotérmico es una opción viable para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero mientras se mantiene un ambiente hogareño confortable.

Referencias: EPA , ThisOldHouse
Crédito de la imagen: flickr

Author: poweb

Diseñador web, siempre he querido poner mi granito de arena para la conservación del planeta. Lo intento con esta web y algunas otras.

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