Bomba de calor en geotermia baja entalpia

Bueno la bomba de calor corresponde a la base del sistema  de calefacción, ya que sin ella sería muy difícil elevar la temperatura del calor extraído del suelo. Esta bomba corresponde a un sistema cerrado y está compuesta por dos intercambiadores de calor, un compresor eléctrico y una válvula de expansión mecánica. Además, en su interior hay un fluido frigorífico que es el encargado de hacer circular el calor desde un foco frío a uno caliente, lo cual lo hace mediante 4 eventos importantes: Evaporación, Compresión, Condensación y Expansión del fluido. Además cabe destacar que la entalpía corresponde a la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, por lo cual corresponde a la cantidad de energía que se puede intercambiar entre el sistema y el  entorno.

El funcionamiento de esta bomba de calor, consiste de 6 pasos que explicaré a continuación.

En el primero de ellos se encuentra la fuente térmica, que podría corresponder al uso de aguas subterráneas con un circuito abierto o a un intercambiador vertical cerrado. Para el primer caso, se extrae el agua del pozo de producción y para el segundo se necesita de salmueras o agua GLICOLADA que hace un intercambio de calor con el pozo geotérmico. Este es el primer paso que corresponde al de extracción y hay diferentes tipos de instalaciones para conseguir la energía del suelo, las cuales explicaremos más adelante y ahora sólo nos enfocaremos en el funcionamiento de la bomba una vez extraída la energía.

Cuando ya tenemos esta energía extraída, se produce un evento de evaporación donde el refrigerante absorbe calor del circuito de intercambio geotérmico y con ello hace que el circuito se evapore y aumente su entalpía.

Luego, se produce la compresión mediante un compresor eléctrico que es capaz de aumentar la presión del gas y con ello también su temperatura y entalpía.

Posteriormente está la condensación en dónde un gas que está caliente y comprimido, cede calor al sistema de distribución y con ello se condensa, por lo tanto su entalpía baja.

En el sistema de distribución de calor, también existe un circuito cerrado en dónde el fluido que está en su interior absorbe calor elevando su temperatura, para luego volver con una menor temperatura realizando el intercambio de calor con el circuito de bomba de calor.

Finalmente en el proceso de expansión el refrigerante en estado líquido a alta presión sufre una baja de presión, pero su entalpía no cambia.  

Hay diferentes tipos de instalaciones para esta bomba de calor, según ciertas características de la superficie. Se pueden dividir en 4 tipo de instalaciones:

Colectores horizontales enterrados, Sondas Geotérmicas, sondeos de captación de aguas someros y cimientos geotérmicos.

En los colectores horizontales enterrados, con tan sólo 0,8 metros de suelo es posible enterrar estos colectores, que corresponden a tubos de polietileno de un diámetro que varía de 20 a 40 mm, y que en su interior circula agua con un anticongelante, que en conjunto con una bomba de calor es posible satisfacer las necesidades de calefacción en una vivienda de hasta 150m2.

Para su instalación sólo se necesita un terreno que sea 1,5 veces mayor que la vivienda a climatizar, en caso de que sea una vivienda nueva. Y 3 veces mayor para casas más antiguas con mal aislamiento térmico.

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