Bomba geotérmica con colector de área

La energía geotérmica está justo debajo de nuestros pies y proporciona una fuente de energía limpia para calentar edificios residenciales. Pero, ¿cuál es la mejor manera de utilizar este calor natural? Si tiene suficiente espacio terrestre, los colectores de área son una alternativa más rentable que la perforación geotérmica. En este artículo, aprenderá todo lo que necesita saber sobre los recolectores de área.

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¿Qué es un recopilador de área?

Un colector de área es un sistema de tuberías colocado horizontalmente en el suelo que suministra energía geotérmica a una bomba de calor desde la capa de suelo cercana a la superficie. Las tuberías suelen estar ubicadas a pocos metros de profundidad y requieren un área grande y sin desarrollar. Los colectores de área son una alternativa rentable a las sondas geotérmicas, pero solo son adecuados para parcelas con suficiente espacio.

¿Qué tipos de recopiladores de área existen?

Existen varios tipos de colectores de área para bombas de calor geotérmicas, incluidos los colectores de área clásicos, los colectores de zanjas, las cestas de calor geotérmicas y los colectores en espiral. Varían en cuanto al diseño, los requisitos de espacio y la eficiencia, y se pueden utilizar de forma flexible según el tamaño de la parcela.

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¿Cómo funciona una bomba de calor geotérmica con un colector de área?

Uno bomba de calor geotérmica Con un colector de área, la energía geotérmica cercana a la superficie almacenada en el suelo se utiliza para calentar un edificio. El colector de área extrae calor del suelo a una profundidad de 1,2 a 1,5 metros a través de un sistema de tuberías con salmuera líquida circulante. Esto transporta la energía geotérmica a la bomba de calor, donde se transfiere a un refrigerante en el evaporador. El refrigerante se evapora, se comprime en el compresor y, por lo tanto, se calienta mucho. En el condensador, transfiere el calor al sistema de calefacción. Luego se expande en la válvula de expansión, se vuelve a licuar y el ciclo comienza de nuevo.

¿Qué área necesita un recolector de área?

Un colector de área generalmente requiere calentar de 2 a 2,5 veces el espacio habitable, según la carga de calefacción y las condiciones del suelo. Para una casa unifamiliar con 150 m² de espacio habitable, se requieren aproximadamente 300 a 400 m² de espacio libre.

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¿A qué profundidad se instalan los colectores de superficie?

Los colectores de área generalmente se instalan a una profundidad de 1,2 a 1,5 metros para que puedan eliminar permanentemente el calor del suelo por debajo de la línea de congelación. Los colectores de zanjas y los colectores en espiral suelen ser más bajos, entre 1,5 y 2,0 metros. Las cestas de energía geotérmica se utilizan verticalmente y alcanzan profundidades de hasta 5 metros.

¿Cuánto cuesta una bomba de calor geotérmica con colectores de área?

Una bomba de calor geotérmica con colectores de área cuesta un total de entre 16 000 y 30 000 euros, según el tamaño del edificio y los gastos. La bomba de calor, incluida la instalación, cuesta entre 12 000 y 20 000 euros, mientras que los colectores de área, incluidos los movimientos de tierra, cuestan entre 4 000 y 10 000 euros.

Una de las principales ventajas de los recolectores de área es que los propietarios pueden hacer ellos mismos el movimiento de tierras y la instalación de los colectores. Como resultado, puede reducir significativamente los costos, especialmente cuando se trata de superficies planas y de fácil acceso.

¿Cuáles son las ventajas de los colectores de áreas geotérmicas?

Los colectores de área geotérmica ofrecen una forma eficiente y rentable de utilizar el calor renovable del suelo, especialmente para edificios con suficiente espacio de terreno.

• Bajos costos de inversión: Los colectores de área son más económicos que las sondas geotérmicas, ya que no es necesario perforar y la instalación se realiza cerca de la superficie.
• Sin aprobación: En muchas regiones, no se requiere ningún permiso, ya que no se requieren movimientos de tierra profundos, como sondas.
• Puedes usarlo tú mismo: Los constructores con conocimientos técnicos pueden realizar movimientos de tierras e instalaciones por sí mismos y, por lo tanto, ahorrar costes.
• Duradero y de bajo mantenimiento: Los sistemas de tuberías están protegidos en el suelo, son robustos y funcionan de forma fiable durante décadas.
• Buena eficiencia con suficiente espacio: Cuando se diseñan correctamente, los colectores de área proporcionan una fuente de calor estable y uniforme durante todo el año.
• Refrigeración gratuita: en verano, las temperaturas más bajas se pueden utilizar para enfriar la casa, con un consumo de energía muy bajo.

¿Cuáles son las desventajas de los colectores de áreas geotérmicas?

La mayor desventaja de los colectores de áreas geotérmicas es el alto requerimiento de espacio, ya que se requiere al menos de 2 a 2,5 veces el espacio habitable como área de terreno baldío. Además, los colectores no deben construirse sobre ellos ni plantarse con raíces profundas, lo que limita el uso del jardín.

Requisitos para la bomba de calor geotérmica con colector de área

El funcionamiento de una bomba de calor geotérmica con un colector de área requiere un terreno suficientemente grande y sin desarrollar con condiciones de suelo adecuadas. También se deben cumplir otros requisitos técnicos y legales.

• Área de parcela suficiente: Se requiere al menos de 2 a 2,5 veces el espacio habitable, según la carga de calefacción y el tipo de suelo. El área debe permanecer permanentemente libre de plantaciones en desarrollo y de raíces profundas.
• Suelo adecuado: Los suelos húmedos que conducen el calor, como la arcilla o la arcilla, son ideales. Los suelos secos y arenosos requieren áreas de recolección más grandes o son menos eficientes.
• Profundidad de instalación sin escarcha: Las tuberías deben colocarse a una profundidad de 1,2 a 1,5 metros para que eliminen permanentemente el calor y eviten daños por heladas.
• Bajo nivel de sellado superficial: Los terrenos asfaltados o muy sellados no son adecuados, ya que la superficie no puede absorber suficiente calor.
• Espacio para dragar: Debe garantizarse el acceso a los movimientos de tierras. Las carreteras de acceso estrechas o las laderas de las colinas pueden dificultar o encarecer la instalación.
• Calefacción a baja temperatura: Para que la bomba de calor funcione de manera eficiente, la bomba de calor debe funcionar con una temperatura de flujo baja. Para ello, necesita calefacción por panel o radiadores de baja temperatura.
• Requisito de aprobación, si procede: En algunas regiones, la instalación puede requerir aprobación, por ejemplo, en el caso de áreas de protección del agua o ciertos requisitos de construcción.

¿Qué debo tener en cuenta con los coleccionistas de área?

En el caso de los colectores de área, se debe prestar especial atención a una planificación cuidadosa y a una instalación profesional para que el sistema funcione de manera eficiente y sin problemas a largo plazo.

• Mantenga una distancia entre los bucles de tubería: Las tuberías deben colocarse en bucles paralelos con una separación de 0,5 a 0,7 m para que los colectores no se influyan térmicamente entre sí.
• Mantenga constante la profundidad de instalación: Las tuberías deben estar colocadas uniformemente a una profundidad de 1,2 a 1,5 m para garantizar una absorción uniforme del calor del suelo y evitar daños por heladas.
• Prevenir las bolsas de aire y las arrugas: Durante el tendido, las tuberías deben colocarse sin tensión y sin radios de curvatura ajustados. Las bolsas de aire del sistema dificultan la circulación de la salmuera.
• Ajuste hidráulico de la longitud de las tuberías: Todos los circuitos de tuberías deben tener la misma longitud o estar equilibrados hidráulicamente para garantizar un flujo uniforme.
• Marcar el área del colector en el plano: La ubicación exacta de los recolectores del área debe documentarse y anotarse en el plano del sitio para que la construcción o plantación posterior no corra peligro.
• Sin compactación severa del suelo después de la instalación: Tras el llenado, no se debe atropellar la superficie del colector con maquinaria pesada, ya que esto afectará a la absorción de calor del suelo a largo plazo.
• Permiten la absorción del calor en verano: El área debe permanecer lo más abierta posible para que el suelo pueda regenerarse en verano y almacenar calor para el próximo invierno.

¿Cuánto tiempo conservan los colectores de área la energía geotérmica?

Los colectores de área pueden suministrar energía geotérmica de manera confiable durante más de 50 años si se han planificado e instalado profesionalmente. Las tuberías suelen estar hechas de plástico robusto y resistente a la corrosión (por ejemplo, PE-Xa), que está diseñado para una larga vida útil en el suelo. Además de la calidad del material, la eliminación uniforme del calor y la buena regeneración del suelo mediante el calentamiento en verano son factores decisivos para la durabilidad.

¿Necesito un permiso?

Por regla general, los recolectores de áreas no requieren ningún permiso, pero puede ser necesario registrarse en la autoridad de aguas inferior, especialmente en áreas de protección del agua o plantas grandes. Es aconsejable obtener información de la autoridad competente antes de empezar a trabajar.

¿Qué pasa con el suelo después de la instalación?

Después de instalar los colectores de superficie, el suelo permanece permanentemente afectado térmicamente, ya que el calor se elimina continuamente del mismo. Como resultado, la tierra se enfría ligeramente en el área del colector, pero puede regenerarse durante el verano. El área no debe estar sobreconstruida ni comprimida en exceso para que el aire, la lluvia y el calor solar permitan el retorno natural del calor. Las plantas con raíces profundas o las superficies selladas pueden perjudicar esta regeneración y reducir la eficiencia a largo plazo.

¿Qué alternativas existen a los colectores de áreas geotérmicas?

Las alternativas a los colectores de área son Sondas terrestres, sistemas de pozos (bombas de calor para aguas subterráneas) y bombas de calor aire-agua. Los tres sistemas utilizan diferentes fuentes de calor: las sondas geotérmicas extraen calor de las capas profundas de la tierra, los pozos de las aguas subterráneas y las bombas de calor aire-agua del aire ambiente. La selección depende del terreno, las condiciones del suelo, los requisitos reglamentarios y el presupuesto.

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