Calefacción geotermal

¿Cómo calentamos?

El principio de la calefacción geotérmica se basa en las propiedades de la tierra: por debajo del nivel de congelación, el suelo mantiene casi la misma temperatura durante todo el año - + 10 ° C. "Bombeando" este + 10 ° C del suelo, calentamos las instalaciones en invierno y las enfriamos en verano. Al mismo tiempo, el calor es gratuito: no es necesario pagar por la gasolina, el combustible diesel, gastar mucho dinero, que la caldera eléctrica "come". Lo único que paga es la electricidad que consume la bomba.

La decisión de calentar la casa con una instalación geotérmica debe tomarse antes de que comience la construcción, para poder lanzar equipos de perforación en el sitio. Después de que se erige la casa, es posible que el equipo simplemente no conduzca al lugar deseado. Luego se le ofrecerá una "canasta de energía" (un sistema geotérmico que no requiere perforaciones serias).

Parte exterior del sistema

Después de concluir un acuerdo sobre la instalación de un sistema geotérmico, llegarán equipos serios a su sitio: perforará pozos profundos (50-200 m), en los que luego se instalarán sondas. Hay dos formas de profundizar las tuberías de la sonda. El primero supone una instalación vertical, para la cual se toma una tubería en forma de U. En el segundo método, se cavan zanjas y las tuberías se entierran horizontalmente (por debajo del nivel de congelación del suelo); entonces el retorno del sistema es menor, ya que el suelo a esta profundidad está sujeto a fluctuaciones estacionales de temperatura.

Para tuberías en forma de U, se cava un agujero con un diámetro de 150-200 mm. El diámetro de la tubería en sí (está hecha de polietileno de alta densidad o de polietileno reticulado, que es más fuerte) es de 40 mm; el espacio libre en el pozo se hormigona o rellena posteriormente con bentonita (la primera opción es mejor). La sonda se encuentra debajo del nivel de congelación y, por encima de este nivel, se monta una tubería de polietileno ordinaria (a través de una conexión especial). Al acercarse a la casa (a una distancia de 2 m), la tubería se aísla térmicamente o se reemplaza por una tubería con aislamiento térmico prefabricada. Esto se hace para que las tuberías frías no dañen la base. Habiendo "parado" a la casa, la tubería se lleva a la habitación.

¿Cuántas tuberías necesitas?

La cantidad de sondas depende del metraje de la casa, de la capacidad de enfriamiento de la bomba y del tipo de suelo que tenga en el sitio. Al calcular, se debe partir del hecho de que 1 p / m de la sonda da 20 W. En consecuencia, al perforar un pozo a 50 m, la salida de una sonda en forma de U será de 1 kW. Entonces, para una cabaña con un área de 370 metros cuadrados. m tomó 8 sondas.

Cuando calentamos una casa de forma tradicional, utilizando una caldera, calculamos la potencia de la unidad, comenzando desde el área calentada: por cada 100 m2. m requiere 1 kW de potencia de caldera. Si estamos ante una instalación geotérmica, pero la potencia requerida sigue siendo la misma, pero se recluta de la siguiente manera: necesitamos una bomba de calor de la misma potencia que una hipotética caldera, pero al mismo tiempo tenemos en cuenta que la bomba compresora consume unos 5 kW de electricidad. Por ejemplo, una casa con un área de 450 metros cuadrados. m necesita una bomba de calor con una capacidad de 40 kW (45 kW menos 5 kW): obtenemos 40 kW del suelo y 5 kW de un compresor de bomba.

¿Qué estamos descargando?

Las calderas de gas convierten el gas quemado en calor, y las instalaciones geotérmicas bombean desde el suelo una solución salina calentada por el suelo, similar al anticongelante utilizado en los automóviles. Las sondas se llenan con esta solución.

La eficiencia de una bomba de calor depende de la conductividad térmica del suelo. La arcilla y la marga se consideran suelos buenos (densos y húmedos), lo mejor es la arena húmeda y lo peor es la arena seca. Cuanto más húmedo esté el suelo, más eficiente será la bomba de calor.

El interior del sistema

La habitación tiene una bomba que se asemeja a una unidad de refrigeración. Bombea el calor extraído del suelo. ¿Como sucedió esto? La bomba aspira anticongelante de la sonda y lo entrega al intercambiador de calor de placas: en un lado de la pared interna del intercambiador de calor - anticongelante, en el otro - refrigerante líquido comprimido, que se encuentra en el circuito interno de la bomba. La placa que separa los dos compuestos se calienta a la temperatura del anticongelante y el refrigerante en contacto con el separador hierve. El calor hirviendo siempre es alto. En este caso, el anticongelante se enfría y vuelve a entrar en el suelo para calentarse. El refrigerante vaporoso hervido se alimenta más al compresor, donde se vuelve a comprimir a un estado líquido (este es el único momento en el que desperdiciamos electricidad: una bomba de 10 kW consume aproximadamente 2 kW / h de electricidad).Cuando se comprime, el refrigerante se calienta y se alimenta a otro intercambiador de calor donde calienta el agua en el sistema de calefacción. Entonces obtenemos un refrigerante, que se dirige a las tuberías de los pisos o paredes de agua.

Si sale de casa durante el invierno, ponga la bomba en funcionamiento económico para mantener la temperatura interna de +5 ° C. Se debe agregar anticongelante al refrigerante.

Amigos de la geotermia

No es práctico utilizar una instalación geotérmica combinada con un circuito de radiador, porque dicha calefacción requiere una temperatura alta del refrigerante (de 50 g), y la bomba de calor es compatible con los sistemas que se calientan con un refrigerante con una temperatura de 35 g. Estos son pisos cálidos, paredes cálidas e incluso cálidas. techos.

Puede conectar la bomba a una caldera (hecha específicamente para instalaciones geotérmicas; la capacidad de tales calderas, por regla general, excede los 100 litros) oa un tanque de almacenamiento general que calentará el agua para calefacción por suelo radiante y para el suministro de agua caliente.

Para calentar y enfriar habitaciones, puede usar fan coils de pared o piso, análogos de aire acondicionado que funcionan con agua. Las unidades de fancoil son comparables en precio a las unidades interiores de acondicionadores de aire, pero estos dispositivos no crean tanta comodidad como la calefacción por suelo radiante, porque el flujo de aire sopla en una dirección determinada. También es un dispositivo visible.

Desventajas del sistema

En invierno, en climas fríos, la sonda en el concreto puede congelarse y la eficiencia de la bomba disminuirá. En este momento, es necesario utilizar un elemento calefactor integrado en la bomba de calor, un calentador eléctrico que funciona según el mismo principio que un hervidor eléctrico. Esto lleva al hecho de que la casa consume más electricidad, y esto es un gasto adicional. El sistema geotérmico no es barato, por lo tanto, si se suministra gas a la casa, no es necesario. Pero lo ordenan quienes no tienen gas.

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