¿Cómo se utilizan las bombas de calor geotérmicas?

Bombas de calor geotérmicas (GSHP) se están convirtiendo en una opción cada vez más popular para las empresas que buscan reducir su huella de carbono y ahorrar en costos de energía. A diferencia de los sistemas de calefacción tradicionales que dependen de combustibles fósiles, los GSHP utilizan fuentes de energía renovables para calentar y enfriar edificios. En este artículo, exploraremos cómo funcionan los GSHP, sus beneficios y cómo las empresas pueden implementarlos.

¿Qué son las bombas de calor geotérmicas?

Las bombas de calor geotérmicas son un tipo de sistema de calefacción y refrigeración geotérmica que utiliza el calor natural de la tierra para regular la temperatura dentro de un edificio. Consisten en un circuito de tuberías enterradas bajo tierra, una unidad de bomba de calor y un sistema de distribución que suministra aire calentado o refrigerado al edificio.

El circuito de tuberías, también conocido como circuito de tierra, se llena con una mezcla de agua y anticongelante. A medida que el fluido circula a través del circuito, absorbe calor del suelo en invierno y lo libera de nuevo al suelo en verano.

La unidad de bomba de calor es responsable de transferir el calor desde el circuito de tierra al sistema de calefacción y refrigeración del edificio. Contiene un compresor, un evaporador, un condensador y una válvula de expansión, que trabajan juntos para convertir el calor de baja temperatura del suelo en calor de alta temperatura para el edificio.

¿Cómo funcionan las bombas de calor geotérmicas?

En invierno, la temperatura del suelo es más cálida que la temperatura del aire, por lo que el GSHP puede absorber el calor del suelo y transferirlo al sistema de calefacción del edificio. El compresor de la unidad de bomba de calor aumenta la temperatura del calor comprimiendo el gas refrigerante, que luego pasa a través del evaporador y el condensador para calentar el aire que se distribuye por todo el edificio.

En verano el proceso se invierte. El GSHP absorbe calor del edificio y lo transfiere al circuito de tierra, donde se disipa en el suelo más frío. La unidad de bomba de calor enfría el aire pasándolo por los serpentines del evaporador, que contienen el refrigerante que absorbe el calor del aire.

Beneficios de las bombas de calor geotérmicas

El uso de bombas de calor geotérmicas para calentar y enfriar edificios ofrece muchos beneficios. Algunos de los beneficios más importantes incluyen:

Eficiencia energética: los GSHP son altamente eficientes, con un coeficiente de rendimiento (COP) de hasta 4,0. Esto significa que por cada unidad de electricidad utilizada para alimentar la bomba de calor, se generan hasta cuatro unidades de calor. Esto se traduce en un importante ahorro energético en comparación con los sistemas de calefacción tradicionales.

Reducción de la huella de carbono: los GSHP utilizan fuentes de energía renovables, lo que significa que producen menos emisiones de gases de efecto invernadero que los sistemas de calefacción tradicionales que dependen de combustibles fósiles.

Ahorro de costos: aunque el costo de instalación inicial de un sistema GSHP puede ser alto, el ahorro de costos a largo plazo en las facturas de energía puede ser significativo. Muchas empresas también califican para incentivos gubernamentales y créditos fiscales por instalar sistemas de energía renovable como GSHP.

Bajo mantenimiento: los sistemas GSHP tienen pocas piezas móviles y requieren poco mantenimiento. El circuito de tierra puede durar 50 años o más, y la unidad de bomba de calor suele durar entre 15 y 20 años.

Cómo implementar un sistema de bomba de calor geotérmico

Implementando un bomba de calor geotérmica El sistema requiere una planificación y un diseño cuidadosos para garantizar que el sistema sea eficiente y eficaz. Aquí hay algunos pasos a seguir:

Determine las necesidades de calefacción y refrigeración: el primer paso es determinar las necesidades de calefacción y refrigeración del edificio. Esto se puede hacer mediante un cálculo de carga, que tiene en cuenta el tamaño, el aislamiento y la orientación del edificio.

Elija el sistema correcto: Hay dos tipos principales de sistemas GSHP: de circuito cerrado y de circuito abierto. Los sistemas de circuito cerrado hacen circular un refrigerante a través de un circuito cerrado de tuberías enterradas bajo tierra, mientras que los sistemas de circuito abierto extraen agua de un pozo o cuerpo de agua superficial y la descargan nuevamente después de su uso. Los sistemas de circuito cerrado son más comunes porque son más eficientes y más fáciles de mantener.

Diseñe el circuito de tierra: el circuito de tierra es el componente más crítico de un sistema GSHP y su diseño dependerá de las necesidades de calefacción y refrigeración del edificio, el tipo de suelo y el espacio disponible. El circuito de tierra se puede instalar horizontal o verticalmente, según el espacio disponible.

Instale la unidad de bomba de calor: La unidad de bomba de calor debe instalarse en un lugar de fácil acceso para mantenimiento y reparación. También debe ubicarse cerca del sistema de distribución para minimizar la pérdida de calor.

Conecte el circuito de tierra y la unidad de bomba de calor: El circuito de tierra y la unidad de bomba de calor deben conectarse mediante tuberías aisladas de cobre o polietileno. La conexión debe realizarse mediante un intercambiador de calor para evitar la contaminación del fluido del circuito de tierra.

Pruebe el sistema: una vez instalado el sistema, se debe probar para garantizar que esté funcionando correctamente. Esto incluye verificar los niveles de fluido del circuito de tierra, los niveles de refrigerante de la unidad de bomba de calor y el flujo de aire del sistema de distribución.

Conclusión

Las bombas de calor geotérmicas son una forma eficiente y sostenible de calentar y enfriar edificios. Ofrecen muchos beneficios, incluido el ahorro de energía, la reducción de la huella de carbono y el bajo mantenimiento. Siguiendo los pasos descritos en este artículo, las empresas pueden implementar un sistema GSHP que satisfaga sus necesidades de calefacción y refrigeración y al mismo tiempo reduzca su impacto ambiental.