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

¿Qué es la Calefacción y Enfriamiento Geotérmico?

La tierra absorbe y almacena aproximadamente la mitad de la energía solar. 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, la temperatura del aire fluctúa de invierno a verano, lo que hace que los sistemas convencionales de calefacción y refrigeración sean ineficaces en el momento de la necesidad. Aquí es donde entra en juego la calefacción y el enfriamiento geotérmico.

Básicamente, los sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración 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 geotérmicos de calefacción y refrigeración no implican ninguna forma de combustión; en su lugar, aprovechan el calor bajo la tierra a través de una serie de tubos enterrados de polietileno de alta densidad conocidos como el sistema de bucle de tierra y lo redistribuyen por todo el edificio.

Todas las uniones y conexiones del sistema de bucle de masa están fundidas por calor para crear un solo eslabón continuo de la tubería. El proceso de fusión por calor no necesita la aplicación de pegamento, y esto se suma al fortalecimiento de la durabilidad del sistema de lazo. 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 los bucles de masa se realiza en una amplia gama de configuraciones dependiendo del lugar elegido. Las configuraciones incluyen bucles horizontales, bucles verticales, bucles abiertos de bucles de estanque.

La bomba de calor geotérmica se utiliza para aprovechar la energía geotérmica del interior de la tierra para amontonar 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 convencionales. La diferencia es que el tipo geotérmico extrae calor de la tierra en lugar de aire exterior. El calor de la tierra se considera estable y uniforme. Además de proporcionar calefacción para 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 las centrales geotérmicas. 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 convertir 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 el enfriamiento geotérmico, como hemos visto anteriormente, aprovecha el calor 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 de calefacción y refrigeración geotérmica, debe haber una bomba de calor geotérmica instalada en el edificio y en los circuitos de tierra. Una bomba de calor geotérmica, también llamada bomba de calor geotérmica, es un sistema centralizado de calefacción y refrigeración instalado en edificios y que transmite el 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 los tubos enterrados bajo la tierra y conectados a la bomba de calor geotérmica.

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

Las tuberías subterráneas o los bucles de tierra hacen circular el agua a través de las tuberías enterradas. El agua absorbe el calor del suelo a través de las tuberías. Después de que el agua se calienta, se bombea de nuevo a la bomba de calor del edificio. La bomba de calor geotérmica aprovecha el calor del agua caliente y lo distribuye por toda la casa en forma de aire caliente. Después de que el calor es extraído del agua, se permite que fluya de vuelta a los lazos subterráneos para calentarse de nuevo, y el ciclo continúa.

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

Durante el verano, la bomba de calor geotérmica funciona exactamente lo contrario que en invierno. Extrae el aire caliente de su casa y se deshace del calor, dejando atrás un aire frío que circula por las rejillas de ventilación como aire acondicionado. El calor extraído del aire es forzado de nuevo 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 de vuelta porque se ha extraído el calor del mismo.

Todo este proceso puede parecer sofisticado, pero no lo es. De hecho, en la mayoría de los países europeos, la calefacción y refrigeración geotérmica es una práctica habitual. En países como Suiza y Suecia, más del 75% de los hogares han instalado sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos.

Ventajas de los sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración

El hecho de que los sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración sean capaces de mantener su hogar fresco en el verano y caliente en el invierno, así como de reducir sus facturas de energía hasta en un 50%, hace que sean un factor decisivo. Aquí están las ventajas de la instalación de sistemas de calefacción y refrigeración geotérmica.

  1. Reduce sustancialmente sus facturas de servicios públicos

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

  1. Respetuoso 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 bajo 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. Duradero

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

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  1. Aliviar los costos extraordinarios de mantenimiento

Los sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración tienen una garantía impresionante de entre 25 y 50 años. Esto garantiza que el sistema funcionará eficientemente durante mucho tiempo, eliminando los extraordinarios costes de mantenimiento asociados a los sistemas tradicionales de calefacción y refrigeración.

  1. Únicamente fiable

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

  1. Bajos costos de operación

El sistema de calefacción y refrigeración convencional más eficiente ofrece una eficiencia del 98%. Los sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración tienen una eficiencia increíble del 400%. Esto, esencialmente, 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. La operación silenciosa significa que no causarán inconvenientes en su casa ni traerán conflictos con sus vecinos.

  1. Impresionante retorno de la inversión

La instalación de sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración puede ser costosa al principio, pero los beneficios a largo plazo son sencillamente inigualables. El ahorro de energía durante los primeros meses compensará el costo total de la instalación del sistema geotérmico. En promedio, los propietarios de viviendas con sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración experimentarían una reducción de entre el 30 y el 70% en sus costos de energía. Los ahorros, con el tiempo, incluyendo los reembolsos, más los incentivos fiscales federales y estatales generarían un buen retorno de la inversión en un plazo de 3 años.

  1. Aumentar el valor total de cualquier propiedad

Las estadísticas han demostrado que las casas instaladas con sistemas de calefacción y refrigeración geotérmica tienen un precio más alto que las casas sin calefacción. En estos tiempos en los que las personas buscan un estilo de vida ecológico y una reducción significativa de sus facturas de energía, las viviendas instaladas con sistemas geotérmicos se venden más rápido cuando se ponen en el mercado.

  1. Flexible

Los sistemas geotérmicos son muy flexibles. Pueden ser desmontados o ampliados sin esfuerzo y de forma económica para adaptarse a las necesidades de remodelación de cualquier edificio. Se adaptan especialmente bien a las instalaciones de “acabado de inquilino”.

  1. Usar poca electricidad

Los sistemas de calefacción y refrigeración geotérmicos necesitan electricidad para funcionar. Sin embargo, utilizan 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 perjudiciales 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 los Estados Unidos, el enfriamiento geotérmico es una opción viable para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero mientras se mantiene un ambiente confortable en el hogar.

Referencias: EPA, ThisOldHouse
flickr

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