Bombas de calor geotérmico.

BOMBAS DE CALOR
GEOTÉRMICO:
CONDICIONES DE CONFORT A
PARTIR DEL INTERCAMBIO
TÉRMICO CON EL SUBSUELO
ING. RAÚL SÁNCHEZ VELASCO
ASOCIACIÓN GEOTÉRMICA MEXICANA
FUNDAMENTO TEÓRICO
La temperatura ambiente
tiene una variación
estacional. En el caso de
México la temperatura
ambiental es fría en invierno y
calurosa en verano.
Los estados del norte y
noroeste registran muy altas
temperaturas en verano (45 a
50ºC) y bajas en invierno (1 a
-10ºC). Las bombas de calor
ofrecen muchas ventajas en
estas condiciones climáticas
para acondicionamiento de
espacios.
FUNDAMENTO TEÓRICO
El subsuelo a
es menos
variable en
cuanto a su
temperatura.
A mayor
profundidad
esta variación
se atenúa,
llegando a
tener
fluctuaciones
de sólo
algunos grados
entre el verano
y el invierno.
FUNDAMENTO TEÓRICO
FUNDAMENTO TEÓRICO
Por ello, durante el verano es posible acondicionar la temperatura ambiente,
trasladando la carga térmica del aire al subsuelo. En el invierno puede
lograrse el efecto inverso y se puede llevar calor del subsuelo a los espacios
a acondicionar.
Ground de
Coupled
Heat Pumps
(GCHP)
Bombas
calor conectada
al subsuelo
a.k.a. closed loop heat pumps
( BC de sistema cerrado)
TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE
CALOR
horizontal
horizontal
vertical
vertical
slinky
slinky
Groundwater
Heat
Pumpsde(GWHP)
Bombas
de calor
conpumps
fuente
agua
a.k.a. open
loop heat
subterránea ( BC de sistema abierto)
Descarga a
Disposal to lake,
río, river,
lago o
pond,
creek,
etc.
arroyo
dos
twopozos
well
single
well
un
pozo
Surfacede
Water
Pumpsde(SWHP)
Bombas
calor Heat
con fuente
agua
a.k.a.
lake
or
pond
loop
heat
pumps
superficial (BC de lago o laguna)
indirect
indirecta
direct
directa
pond
lago
lago
pond
Dependiendo del espacio
disponible para instalarlos,
los intercambiadores de
calor se pueden construir
de manera horizontal (más
económicos) o bien
verticales, en pozos de
unas 5 pulgadas de
diámetros a unos 100
metros de profundidad en
diámetros de 5”.
También se pueden
aprovechar cuerpos de
agua de superficial como
lagos.
PARTES QUE INTEGRAN EL SISTEMA
ESPACIO
ACONDICIONADO
TDEL
CONDENSADOR
TCO
VALVULA DE
EXPANSION
COMPRESOR
W BOMBA
DE CALOR
TEV
EVAPORADOR
FUENTE DE CALOR
TS
BOMBAS DE CALOR
Air-torefrigerant
coil
Conditioned air
(Supply)
Air filter
Fan
Air inlet
(Return +
OA)
Expansion
valve
Water-torefrigerant
coil
Reversing
valve
Heat recovery coil
(desuperheater)
Compressor
BALANCE DE
ENERGÍA
APLICACIÓN MUNDIAL DE LA TECNOLOGÍA
PRODUCCION DE ELECTRICIDAD
GEOTERMICA (2010)
PAIS
USOS DIRECTOS GEOTERMICOS
(2010)
GWhe/año
PAIS
GWht/Año
Estados Unidos
16 603
China
20 932
Filipinas
10 311
Estados Unidos
15 710
Indonesia
9 600
Suecia
12 585
México
7 047
Turquía
10 247
Italia
5 520
Japón
7 139
Islandia
4 597
Noruega
7 000
Nueva Zelandia
4 055
Islandia
6 768
Japón
3 064
Francia
3 592
Kenia
1 430
Alemania
3 546
El Salvador
1 422
Holanda
2 972
Costra Rica
1 131
Italia
2 762
Turquía
490
Hungría
2 713
Nueva Guinea
450
Nueva Zelanda
2 654
Rusia
441
Canadá
2 465
Nicaragua
310
Finlandia
2 325
El 50% de los usos directos corresponden a bombas de calor geotérmico.
INTERCAMBIADORES DE CALOR
HORIZONTALES
INTERCAMBIADORES DE CALOR VERTICALES
INTERCAMBIADORES DE CALOR
VERTICALES
APLICACIONES EN EDIFICIOS / ESCUELAS
COSTOS DE LA TECNOLOGÍA Y RENTABILIDAD
El costo de instalación de una bomba de calor comparado con un HVAC
convencional es prácticamente el doble.
El HVAC no opera en modo de calefacción como es el caso de la bomba de
calor,
El ahorro de energía eléctrica comparado con el HVAC es de un 40%, e
incluso hasta de 50%, cuando se comparan con equipos de aire
acondicionado de baja eficiencia.
La inversión se paga en 7 años aproximadamente.
La vida útil de los sistemas con bombas de calor es de 50 años y más.
El mantenimiento es prácticamente nulo.
MAYORES INFORMES / CONTACTO
Ing. Raúl Alberto Sanchez Velasco
Especialidad en diseño de bombas de calor geotérmico en la
Universidad de Oklahoma.
Miembro de la International Ground Source Heat Pump Association
(IGHSA) y de la Asociación Geotérmica Mexicana.
[email protected]
(52 443) 311 3413
(52 443) 277 18 48