Todo lo que necesita saber sobre los sistemas de calefacción geotérmica

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El calor geotérmico representa aproximadamente el dos por ciento del mercado total de calefacción en la U.S., con más de 1.3 millones de sistemas instalados. También conocido como un sistema de bomba de calor de fuente de tierra, esta tecnología aprovecha un recurso que es libre de usar, la temperatura constante debajo del suelo. Entonces, un sistema geotérmico no quema combustibles fósiles para crear calor; el sistema transfiere calor. Ese es el encanto: transferir el calor toma menos energía que producir calor.

Comenzar no es barato, y la recuperación no llega rápidamente. Sin embargo, para el propietario adecuado, una bomba de calor geotérmica (GHP) puede ayudar a compensar drásticamente los costos de calefacción y enfriamiento.

Cómo funcionan los sistemas geotérmicos

Para aprovechar el calor almacenado en la tierra, un sistema geotérmico captura y convierte ese calor para usar en el hogar. Los componentes del sistema incluyen un bucle de tubería, un líquido para absorber y transferir calor, y una unidad de bomba de calor para procesar el calor para su uso.

Para capturar el calor, el líquido circula a través de una tubería enterrada en el suelo. A medida que circula, absorbe el calor almacenado de la Tierra, que permanece constante en 50 a 60 grados Fahrenheit a 10 pies por debajo del nivel del suelo.

El líquido calentado ingresa a una unidad de bomba de calor. En esta unidad, el calor del líquido tuvo es absorbido por un refrigerante líquido sellado en la unidad. Ese refrigerante se evapora y se comprime, lo que eleva su temperatura a unos 100 grados Fahrenheit.

Ahora un gas, el refrigerante pasa a través de un intercambiador de calor donde se retira el calor y se bombea a la casa. Con el fuego retirado, el refrigerante se enfría. Regresa a su estado líquido y continúa circulando, absorbiendo continuamente y utilizando el calor transferido de la Tierra a través del líquido tuvo.

Tipos de sistemas de calefacción geotérmica

Los sistemas de calefacción geotérmica funcionan como configuraciones de circuito cerrado o bucle abierto. Determinar qué bucle usar depende de factores del sitio como composición del suelo, paisajismo y servicios subterráneos.

Sistemas de circuito cerrado

Un circuito cerrado utiliza la solución líquida en un bucle de tubería sellado instalado horizontal o verticalmente bajo tierra.

Los bucles horizontales se usan cuando hay suficiente tierra utilizable disponible. Las tuberías se instalan en trincheras cavadas aproximadamente seis pies de profundidad y de 100 a 600 pies de largo, dependiendo del tamaño del sistema.

Los bucles verticales son la única opción cuando hay espacio limitado disponible, si el propietario no quiere que se perturbe el paisaje, o donde se encontrarían muchas rocas al cavar. Para instalar la tubería, los agujeros de diámetro pequeño de 100 a 400 pies de profundidad se aburren con equipos de bienvenida bien. Los bucles verticales están conectados a la casa a través de una tubería subterránea horizontal. Cuando se aburren para los bucles verticales, se aplican códigos de bienvenida.

También se puede colocar un sistema sellado en la parte inferior de un estanque si hay un estanque disponible en la propiedad. Los bucles de estanque pueden ser la opción más económica porque gran parte del costo de excavación se puede eliminar.

Sistemas de circuito abierto

Un sistema de circuito abierto usa el calor del agua del pozo en lugar del calor de la tierra. El agua subterránea, que también permanece a una temperatura relativamente constante durante todo el año, se transporta a la unidad de la bomba de calor y el calor se extrae en un método similar al sistema de circuito cerrado.

El agua no circula, pero hace un pase y se elimina. Se puede liberar en una zanja, azulejos de drenaje o un estanque. También podría devolverse a la capa freática a través de un regreso bien perforado en el suelo. Sin embargo, con preocupaciones sobre la disminución y los acuíferos contaminados, es importante verificar las condiciones y códigos locales antes de decidir sobre este tipo de sistema.

Costos de la bomba de calor geotérmico

La instalación inicial y los costos de los equipos para las bombas de calor geotérmica varían con la madurez del mercado local, el tipo y el tamaño del sistema, y ​​el sitio. No se equivoque: esto no es un bricolaje.

Agregar una bomba de calor geotérmica requiere los servicios de un instalador certificado, y el aspecto de perforación por sí solo puede terminar costando decenas de miles de dólares. De hecho, la gran invasividad del proyecto implica tarifas laborales tan altas que para los propietarios de viviendas existentes, puede no tener sentido financiero perseguir un GHP.

Estimaciones aproximadas colocar un sistema de fuente de tierra geotérmica en $ 1,000 a $ 2,500 por tonelada de capacidad. Una tonelada de capacidad, según el programa federal de gestión de energía del Departamento de Energía, se traduce en 12,000 BTU por hora. En los climas de calefacción, se estima que se necesita una tonelada de capacidad por cada 550 pies cuadrados.

Encuentre una empresa certificada, con personas capacitadas específicamente en tecnología geotérmica y obtenga más que oferta. Solicite referencias y llame a esos propietarios. Solicite ver instalaciones que la compañía ha completado.

Con su contratista, asegúrese de discutir los beneficios de un sistema híbrido. Se puede agregar una bomba de calor de fuente de tierra a un horno de aire forzado existente y puede usar su soplador existente. Las bombas de calor de doble fuente son menos costosas de instalar y más eficientes que la unidad de código aéreo solo. Pregunte sobre sopladores de velocidad variable y compresores de múltiples velocidades en el sistema para mejorar la comodidad y la eficiencia.

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Calefacción eficiente y de bajo mantenimiento

Aunque instalar una bomba de calor geotérmica requiere una inversión inicial significativa, hacerlo puede ser un curso sabio para los propietarios que planean quedarse indefinidamente.

Las bombas de calor geotérmica se han vuelto bastante eficientes. Su eficiencia de calentamiento está indicada por el coeficiente de rendimiento, o COP, la relación de calor proporcionada por unidad térmica británica (BTU) de entrada de energía. Las bombas de calor geotérmicas con clasificación de estrellas de energía tienen un policía de calefacción a partir de las 2.8, lo que significa cada unidad de energía utilizada para alimentar el sistema, 2.Se suministran 8 unidades de calor. Es decir, el sistema ofrece más energía por unidad consumida que los sistemas convencionales hasta un 400 por ciento de eficiencia en comparación con la eficiencia del 75 al 90 por ciento para los hornos de combustible fósil.

Según Jim Bose, director ejecutivo de la Asociación Internacional de Bombas de calor de Source Ground de la Universidad Estatal de Oklahoma en Stillwater, OK, una casa existente con un horno más antiguo podría esperar una mejora de la eficiencia de alrededor del 50% al cambiar a geotérmico. Una nueva casa con el mejor horno de combustible fósil esperaría una mejora del 30%. En 2009, los investigadores del Instituto de Tecnología de Oregón encontraron que Geothermal podría ahorrar a los propietarios de viviendas, ahorrar entre 20 y 60% anual.

Los costos de mantenimiento continuo se comparan favorablemente con los de los sistemas de calefacción y enfriamiento tradicionales. Un bucle instalado y enterrado correctamente puede durar casi 50 años. Las mecánicas se instalan en interiores y generalmente requieren solo verificaciones periódicas y cambios de filtro.

Calentamiento de agua de la bomba de calor geotérmico

A medida que enfría la casa en verano, una bomba de calor geotérmica crea un subproducto útil: el aire caliente que elimina puede usarse a su vez para calentar agua (gracias a algo llamado, impresionantemente, un desuperreador). La desventaja es que durante los meses de invierno o en partes más frías del país, una unidad convencional no puede producir suficiente agua caliente para satisfacer las demandas de la familia promedio. En consecuencia, se necesita una fuente complementaria de agua caliente.

Aprovechando al máximo su sistema geotérmico

No esperes que resuelva un nuevo sistema todo Problemas de calefacción de su hogar a menos que reduzca su carga de calefacción. Sellar todas las fugas para eliminar los borradores. Verifique para asegurarse de que la eliminación del clima esté en buena forma y el sistema de conductos no está goteando. Considere que se realice una auditoría energética en el hogar.

Quien puede salvar más los servicios públicos a largo plazo con geotérmico? Los propietarios de casas grandes que ya están incurridos en las prestaciones de calefacción mensuales y de enfriamiento. El único enganche es que para una bomba de calor geotérmica servir adecuadamente a una casa grande, necesita un área de tierra proporcionalmente más grande para extraer calor; en un lote de tamaño modesto, eso presenta un dilema. Una posible solución es instalar tuberías verticalmente, no horizontalmente, pero los costos asociados con la ejecución de tuberías verticales a menudo son prohibitivamente altos.