Una bomba de calor geotérmica es un sistema central de calefacción y/o refrigeración que utiliza el calor de la tierra, un tipo de bomba de calor . La tierra en los sistemas geotérmicos es un radiador en verano o una fuente de calor en invierno. La diferencia de temperatura del suelo se utiliza para aumentar la eficiencia y reducir los costes operativos del sistema de calefacción y refrigeración, y puede complementarse con calefacción solar. Las bombas de calor geotérmicas utilizan el fenómeno de la inercia térmica: la temperatura de la tierra por debajo de los 6 metros es aproximadamente igual a la temperatura media anual del aire en la zona y cambia poco durante el año.
a) tipo cerrado
El colector se coloca en anillos o sinuosamente en zanjas horizontales por debajo de la profundidad de congelación del suelo (generalmente a partir de 1,2 mo más) [1] . Este método es el más rentable para instalaciones residenciales, siempre que no haya escasez de terreno para el contorno.
El colector se coloca verticalmente en pozos de hasta 200 m de profundidad [2] . Este método se utiliza en los casos en que el área del terreno no permite colocar el contorno horizontalmente o existe una amenaza de daño al paisaje.
El colector se coloca de forma sinuosa o en anillos en un depósito (lago, estanque, río) por debajo de la profundidad de congelación. Esta es la opción más económica, pero existen requisitos para la profundidad mínima y el volumen de agua en el embalse para una región en particular.
El yacimiento en espiral es una combinación entre pozos verticales y un yacimiento horizontal. Se utiliza donde, por razones geológicas, la perforación es muy costosa (por ejemplo, la aparición de una losa de granito). El cálculo se basa en 100 vatios de potencia frigorífica de la bomba de calor a partir de 1 metro de espiral sobre la base de un tubo de 25 mm con un paso de bobinado de hasta 200 mm. Más costosa que la opción del colector horizontal, ya que requiere la prefabricación de espirales de tubería más delgadas (generalmente 25 mm) con una altura de 2 a 3 metros. También existe la necesidad de pozos prefabricados, ya que debido a la disminución del diámetro, aumenta la longitud total de la tubería en el sistema. [3]
A diferencia de los tipos anteriores, el refrigerante es suministrado por el compresor de la bomba de calor a través de tuberías de cobre ubicadas:
La circulación del refrigerante por el compresor de la bomba de calor y el intercambio de calor de freón directamente a través de la pared de la tubería de cobre con mayor conductividad térmica asegura una alta eficiencia y confiabilidad del sistema de calefacción geotérmica. Asimismo, el uso de esta tecnología permite reducir la longitud total de perforación de pozos, reduciendo así el costo de instalación de una Bomba de Calor de Intercambio Directo DX.
b) tipo abierto
Este sistema utiliza como fluido de intercambio de calor agua que circula directamente a través del sistema de bomba de calor geotérmica en un ciclo abierto, es decir, el agua después de pasar por el sistema regresa al suelo. Esta opción puede implementarse en la práctica solo si hay una cantidad suficiente de agua relativamente limpia y siempre que este método de uso de aguas subterráneas no esté prohibido por ley.