Esta pregunta es muy común y nos la hacen de forma indirecta más que directa.

La respuesta suele ser proporcionada en respuesta a la pregunta de si una unidad de aire acondicionado tradicional (tal vez existente) o un enfriador puede ser conectado a un intercambiador de calor de tierra.

Esta es una respuesta simple “no”, aunque nos gusta proporcionar una explicación comparativamente libre de tecnología.

Bombas de calor

Empecemos con la bomba de calor en sí. Una bomba de calor es simplemente una bomba que transfiere el calor de un lugar a otro. En la mayoría de los casos, esto se consigue mediante un ciclo de refrigeración por compresión de vapor. El ejemplo más familiar para la mayoría de la gente es el frigorífico doméstico y funciona de la siguiente manera:

• Usted coloca los alimentos a temperatura ambiente (leche, verduras, etc.) en el frigorífico y cierra la puerta;
• El calor adicional se detecta y se elimina mediante el ciclo de refrigeración transfiriéndolo desde los alimentos a la “malla negra” (visible en la mayoría de las unidades más antiguas) en la parte trasera del frigorífico y al aire. Esto explica el calor que hay en la parte trasera del frigorífico y por qué un frigorífico cerrado suele ser menos eficiente que uno en el que ese calor puede escapar más fácilmente. En el contexto del geointercambio, enterraríamos esa “malla negra” en el suelo en el exterior;
• El compresor y el sistema de refrigeración seguirán trabajando para eliminar el calor hasta que se alcance el punto de ajuste de temperatura predeterminado, normalmente unos 4C; y
• Este ciclo continúa cada vez que se abre la puerta o se coloca un artículo en el interior que esté más caliente que el punto de ajuste.

Este es un ejemplo de muy baja tecnología que esperamos ayude a entender el funcionamiento básico de una bomba de calor. (Nota: una explicación técnica más detallada se puede encontrar aquí).

Bombas de calor y aire acondicionado

Las bombas de calor se pueden utilizar en cualquier lugar donde se requiera la transferencia de calor. Teniendo en cuenta que el calor siempre se mueve de caliente a frío. Por lo tanto, en contra de lo que se piensa, climatizar una vivienda significa, en realidad, extraer el calor de la misma y no bombear el frío hacia ella.

En el sector de la climatización, los tipos más comunes de bombas de calor se definen como sigue:

• Bomba de calor de fuente de aire: Utiliza el aire exterior como fuente o disipador de calor – esencialmente la mayoría de los acondicionadores de aire de ciclo inverso;
• Bomba de calor con fuente de agua: Utiliza el agua como fuente o disipador de calor y es más común en aplicaciones comerciales. La temperatura del agua suele estar controlada por una caldera (calefacción) o una torre de refrigeración (refrigeración) para mantenerse dentro de unos límites de temperatura definidos. Esto suele estar en el rango de 15 a 35C, aunque algunos pueden extenderse un poco más en cada dirección; y
• Bomba de calor de fuente terrestre: Utiliza el suelo como fuente o disipador de calor.

La definición de bomba de calor geotérmica probablemente necesite un poco más de explicación aquí, ¡ya que es difícil imaginar una bomba de calor que bombee roca y tierra! Es en este elemento donde una bomba de calor geotérmica es simplemente una evolución de la bomba de calor geotérmica. La bomba de calor geotérmica utiliza el agua que se bombea a través de un intercambiador de calor geotérmico como fuente o disipador de calor.

Esta evolución se produjo en los primeros días de los sistemas de geointercambio. Los diseñadores de sistemas se dieron cuenta rápidamente de que la conexión de una bomba de calor de fuente de agua a un intercambiador de calor de tierra daba lugar a temperaturas del agua dentro del sistema de bucle cerrado que superaban los límites de funcionamiento de la bomba de calor de fuente de agua.

Por ejemplo, la extracción de calor del suelo en modo de calefacción disminuye la temperatura del agua dentro del intercambiador de calor de tierra de bucle cerrado. Al tratarse de un sistema de bucle cerrado, la temperatura del agua seguirá disminuyendo hasta alcanzar el punto de corte de seguridad incorporado en la bomba de calor. Una bomba de calor de fuente de agua tiene una caldera (o similar) para mantener una temperatura mínima de entrada del agua (EWT) en ella, algo que no existe con un intercambiador de calor de tierra.

Es mucho más rentable modificar el rango de EWT de la bomba de calor que instalar un intercambiador de calor de tierra significativamente más grande – por lo que la bomba de calor de fuente de tierra nació!

Así que en resumen, una bomba de calor de fuente de tierra es simplemente una bomba de calor de fuente de agua ‘rango extendido’. El rango típico de EWT de una bomba de calor geotérmica es de -5C a 45C y, por lo tanto, se pueden conectar intercambiadores de calor geotérmicos mucho más pequeños.

Las bombas de calor geotérmicas son de dos tipos principales:

• Bomba de calor geotérmica agua-aire: En modo de calefacción, transfiere el calor del agua dentro del intercambiador de calor del suelo al aire dentro del edificio. En el contexto residencial, es similar a un acondicionador de aire de ciclo inverso por conductos; o
• Bomba de calor geotérmica agua-agua: En modo de calefacción, transfiere el calor del agua dentro del intercambiador de calor del suelo al agua dentro del edificio. En el contexto residencial, se trata de su sistema de calefacción hidrónica para calefacción por suelo radiante, radiadores o incluso una piscina.

Todas las bombas de calor geotérmicas son reversibles, por lo que en los ejemplos anteriores también se puede producir aire frío y agua fría. También hay algunos fabricantes que han desarrollado una unidad combinada que es capaz de producir tanto aire caliente/frío para sistemas de conductos como agua caliente para calefacción hidrónica.