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¿Desea ahorrar energía y ahorrar dinero en calefacción y refrigeración de su hogar? Bueno, la respuesta no solo está debajo de tu nariz, ¡puede estar justo debajo de tus pies!
Debajo de la línea de hielo, a unos pocos pies, encontrará que el suelo tiene una temperatura promedio de aproximadamente 55 grados F. El calor proviene de una capa de roca derretida en las profundidades de la corteza terrestre llamada magma. El magma puede alcanzar temperaturas de 2400 grados F y, a medida que este calor se irradia, dependiendo de la latitud geográfica, las temperaturas del suelo pueden variar entre 45 ° F y 75 ° F. Esto crea una buena fuente de calor confiable y sostenible que se puede aprovechar para nuestras necesidades de calefacción y refrigeración doméstica.
Esta temperatura constante de la tierra se utiliza en una planta geotérmica. o bomba de calor de fuente de tierra. A diferencia de un horno que quema gas natural o petróleo para producir calor en invierno, la bomba de calor geotérmica concentra el calor que está en el suelo, justo debajo de la superficie. La energía geotérmica no solo se puede usar para calentar y enfriar nuestra casa, sino también para calentar el agua doméstica.
Cómo funciona un sistema geotérmico
Entonces, ¿cómo sucede esta magia? Bueno, es realmente bastante simple. El sistema geotérmico es una bomba de calor que utiliza la tierra como disipador de calor (verano) o fuente de calor (invierno).
Un sistema geotérmico utilizará una serie de tuberías (enterradas debajo de la línea de escarcha en el suelo) que se denomina bucle. Las tuberías en el circuito están hechas comúnmente de plástico y se llenan con una solución de agua y anticongelante. Una bomba hace circular la solución de agua hacia la bomba de calor dentro de la casa. Allí, un compresor y un intercambiador de calor utilizan el agua nominal de 55 grados para calentar o enfriar la casa.
En invierno, el aire (p. Ej., 10 grados F) es más frío que la temperatura subterránea de la tierra (p. Ej., 55 grados F). El sistema geotérmico circula la solución de agua a través del circuito de tierra y absorbe el calor de la tierra. El agua nominal de 55 grados se lleva a la bomba de calor o al horno para calentarla aún más según sea necesario y luego se distribuye por conductos por toda la casa.
En verano, el aire (p. Ej., 90 grados F) es más cálido que los 55 grados F bajo tierra. Aquí, el intercambiador de calor geotérmico absorbe el calor en el hogar y el sistema hace circular la solución de agua a través del circuito de tierra para enfriarla y descargar el calor en el suelo. Luego, el intercambiador de calor usa el agua fría y la distribuye por conductos por toda la casa para enfriarla.
Costos y características de los sistemas geotérmicos.
- Geothermal es un sistema de bomba de calor de fuente de calefacción y refrigeración de bajo consumo de energía muy eficiente con ahorros de servicios públicos en comparación con los sistemas convencionales de aire forzado a gas y bombas de calor de origen de aire de entre 25 y 50 por ciento. El reembolso es entre 5 a 10 años, pero mucho más corto si se compara con una opción de calefacción y enfriamiento con resistencia totalmente eléctrica donde la energía geotérmica puede usar hasta un 75 por ciento menos de energía eléctrica. A partir del 1 de enero de 2017, la energía geotérmica solo es elegible para un crédito fiscal federal de $ 300 si el sistema de bomba de calor cumple con los estándares DOE Energy Star SEER y COP. Los créditos fiscales anteriores finalizaron el 31 de diciembre de 2016. En algunos casos, la energía geotérmica puede ser adaptada a un horno existente con un controlador de aire. También puede encontrar bombas de calor geotérmicas que tienen su propio controlador de aire integrado. Si su casa tiene calefacción de agua caliente en el zócalo, también se puede adaptar con un sistema geotérmico.
Tipos de sistemas geotérmicos
Los sistemas de bomba de calor geotérmica de circuito de tierra se instalan más comúnmente como un sistema de circuito cerrado. Eso significa que el fluido en el circuito se recircula constantemente. Los sistemas de circuito abierto son menos comunes y usan un pozo subterráneo, lago, río u otra agua superficial como fluido para el intercambiador de calor. El agua se arroja nuevamente al suelo o al cuerpo de agua después de su uso.
Los sistemas de circuito cerrado generalmente se instalan como sistemas de circuito horizontal, circuito vertical o cuerpo de agua. Los sistemas de cuerpos de agua usan cuerpos de agua superficiales como la fuente constante de calor en oposición al suelo. Repasemos estos tres métodos diferentes.
Bucle horizontal: los sistemas de bucle horizontal son los más económicos de instalar, pero uno de sus inconvenientes es la cantidad de tierra necesaria para instalar los bucles horizontales de tierra. Un sistema geotérmico puede requerir de 1, 500 a 3, 000 pies lineales de tubería o más, dependiendo del tamaño de la casa y las cargas. Si tiene disponible el terreno requerido, el método residencial más común es instalar dos tuberías una al lado de la otra en una zanja de cinco pies de profundidad o una tubería en una zanja de seis pies de profundidad y la otra en una zanja de cuatro pies de profundidad.
Se puede usar un tercer método cuando el terreno requerido para tramos más largos de tubería no está disponible fácilmente. Ese método enrolla o enrolla la tubería en trincheras cortas más profundas. Esto permite el contacto superficial requerido con el suelo pero en una longitud de zanja menos horizontal.
Bucle vertical: el sistema de bucle vertical se utiliza en situaciones donde la tierra requerida es apretada o los suelos no son propicios para la apertura de zanjas. Más caro que el sistema horizontal para instalar, el sistema vertical utiliza una serie de agujeros perforados. Los orificios tienen un diámetro nominal de 4 "y están separados por alrededor de 20. Las profundidades dependen del diseño del sistema y de los suelos, pero pueden variar de 100 a 400 pies de profundidad. Las tuberías se alimentan y retroceden en cada orificio perforado y se conectan mediante una tubería múltiple con zanjas en la parte superior que conecta el sistema a la bomba de calor de la casa.
Cuerpo de agua: otro método menos común para capturar el calor del suelo es usar un cuerpo de agua cercano como un estanque o lago. Con este método, la tubería de plástico pasa de la bomba de calor al cuerpo de agua y se coloca en bobinas de 8 a 10 pies debajo de la superficie del agua. El cuerpo de agua debe ser de un tamaño adecuado para soportar las cargas de calor geotérmico y tener la profundidad adecuada. A menudo se requiere la coordinación y aprobación de las agencias locales y estatales.
Costos de un sistema geotérmico
El costo de instalar un sistema geotérmico variará según el tipo de sistema de bucle utilizado y el tamaño del sistema geotérmico en sí. Los costos para un sistema geotérmico de circuito horizontal de tierra es de aproximadamente $ 2, 700.00 por tonelada en dólares de 2017. Si opta por un sistema de circuito vertical, el costo aumentará significativamente ya que los costos de perforación podrían ser de $ 30, 000 a $ 40, 000 o más, dependiendo de los suelos, el acceso al sitio y el tamaño del sistema.
En la aplicación correcta, la geotermia puede ser una solución rentable y ambientalmente sensible para la calefacción y refrigeración de viviendas. Vale la pena echarle un vistazo, especialmente cuando la respuesta está justo debajo de tus pies.
