Para el sector residencial y de servicios el uso de sistemas geotérmicos de baja entalpia (comúnmente conocida como energía geotérmica somera), permite prescindir del gasóleo, gas natural o gases licuados derivados del petróleo (propano y butano).
Estas instalaciones utilizan el calor que se encuentra bajo
la superficie de la tierra mediante el uso de una bomba de calor geotérmica que es capaz de climatizar edificios y
viviendas con un sistema de calefacción
y refrigeración limpio y renovable. Son instalaciones con un elevado
rendimiento medio estacional frente a las instalaciones convencionales de
climatización debido a la temperatura estable y moderada del terreno, el cual
actúa como foco térmico (modo calefacción) o sumidero de calor (modo
refrigeración).
La expresión bombas de calor geotérmicas hace referencia a
bombas de calor agua/agua o agua/aire con un intercambiador de calor enterrado
en el subsuelo, que actúa de foco térmico exterior.
· La máquina
frigorífica y la bomba de calor son máquinas térmicas que permiten llevar el
calor de donde hay menos temperatura a donde hay más, considerando como calor
útil, el extraído del recinto de menos temperatura (máquina frigorífica) o el
entregado al de más (bomba de calor).
· El terreno
es un foco térmico estable que se regenera de forma natural. Presenta la
ventaja de que a pocos metros de profundidad su temperatura es mucho más
uniforme que la del aire ambiente
Se puede enterrar un
intercambiador a poca profundidad extendido en horizontal, disponer las
tuberías dentro de una serie de pozos, normalmente de 50 a 100 metros, o
utilizar otras opciones basadas en intercambiadores tipo slinky o estructuras
termoactivas.
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| Imagen obtenida de la galería de Microsoft |
La construcción de un intercambiador
de calor horizontal comienza por la excavación de una amplia zanja de 1 a
1,5 metros de profundidad, sobre la que se depositan las tuberías
convenientemente alineadas.
Estas instalaciones requieren una gran superficie. Su
realización es relativamente sencilla, pudiendo emplearse una pequeña
retroexcavadora para la excavación y uniendo las tuberías por soldadura de
termofusión. La construcción del intercambiador tan próxima a la superficie,
puede afectar a su mantenimiento en la medida en que pueda deteriorarse por
obras de nuevas instalaciones y canalizaciones enterradas cercanas si no se
acotan adecuadamente sus límites. Al ser poca la profundidad, la temperatura
del terreno está influida por la del aire ambiente. Esta tipología es adecuada
sólo para pequeñas potencias.
Los intercambiadores
verticales (“boreholes”) son los mayoritariamente empleados. Dada su gran
profundidad, no están afectados por las condiciones ambientales, y ocupa un
área de terreno mucho menor. Presentan el inconveniente de una mayor dificultad
de instalación, una mayor inversión y necesitan un personal más especializado
para su construcción.
Una máquina realiza los sondeos o perforaciones en espacios
reducidos creando pozos en los que se introducen los tubos del intercambiador. Dicho sondeo ha de ser rellenado con un
material que suele ser una mezcla de bentonita (que impermeabiliza), cemento
(para compactar) y arena (aumenta la conductividad de la mezcla). Hay aditivos
que también se usan para aumentar la conductividad (grafito, cuarzo).
En el caso de obra nueva existen grandes posibilidades para
la integración arquitectónica, por
ejemplo: La colocación del captador
horizontal debajo de una piscina o la posibilidad de integrar los “boreholes”
en micropilotajes mientras se está llevando a cabo la cimentación.
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| Imagen obtenida de la galería de Microsoft |
Además el sistema de climatización geotérmico funciona
correctamente con cualquier instalación de calefacción actual, bien sea por
radiadores, suelo radiante o aire.
Las bombas de calor geotérmicas suelen aplicarse a
instalaciones domésticas y comerciales de pequeña y mediana potencia. La
instalación doméstica típica de bomba de calor geotérmica tendrá una potencia
de 12 kw y funcionará entre 1.000 y 1.500 horas anuales equivalentes, mientras
que para una instalación comercial o institucional la potencia típica es de 150
kw.
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