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Instalar una Bomba de Calor: ¿Por qué es buen Momento?

instalar bomba de calor

La descarbonización de nuestros sistemas de calefacción ha sido durante mucho tiempo uno de los mayores desafíos que enfrentamos en nuestra lucha contra el cambio climático. A medida que nos hacemos más conscientes de nuestra huella de carbono y del efecto potencialmente catastrófico del cambio climático en el planeta, más y más de nosotros estamos buscando alternativas a los combustibles fósiles para calentar nuestros hogares, como por ejemplo instalar una bomba de calor.

Aunque la confianza en la energía renovable ha crecido con más hogares que instalan paneles solares que nunca antes cuando se trata de calentar, la mayoría de los hogares todavía están equipados con calderas de gas. De hecho, muchos propietarios aún desconocen qué alternativas están disponibles.

Hay algunas opciones diferentes a considerar cuando se busca actualizar o reemplazar su sistema de calefacción actual.

Las bombas de calor son una excelente opción para garantizar que su hogar se caliente de manera segura cuando lo necesite en esos largos días de invierno.

Las bombas de calor mueven el calor de un lugar a otro con el uso de un compresor y refrigerante líquido o gaseoso. El calor generalmente se extrae del exterior y se bombea al interior a través de la bomba de calor.

Bombear el calor tiende a usar mucha menos electricidad en comparación con los métodos tradicionales de convertir la electricidad en calor. Este ciclo se puede revertir durante la temporada de verano para actuar como un acondicionador de aire que lo hace multifuncional.

Cuando se trata del proceso de calentamiento y enfriamiento, las bombas de calor son la alternativa más eficiente al combustible, el aceite y los sistemas eléctricos. Proporcionan una mayor capacidad de calefacción y refrigeración que la cantidad de energía eléctrica que se utiliza para hacerla funcionar. De hecho, la tasa de eficiencia puede subir hasta un 300%.

Existen muchos tipos diferentes de bombas de calor, pero todas funcionan con el mismo principio, la transferencia de calor. El tipo más común de bomba es la de fuente de aire, que transfiere calor entre su casa y el aire exterior. Funciona al absorber el calor del aire exterior. La fuente subterránea, la fuente de agua o las bombas de calor geotérmicas logran mayores eficiencias al transferir calor entre su casa y la fuente de agua subterránea o cercana.

instalar bomba de calor

Cuando quiera comprar e instalar  una bomba de calor para su hogar, es importante que conozca las ventajas y desventajas del equipo. Una bomba de calor puede ser una inversión fantástica para su hogar cuando sabe cómo elegir el equipo adecuado.

Estas son algunas de las ventajas de instalar una de bomba de calor:

  • Seguridad: las bombas de calor son más seguras de poseer y operar en comparación con los sistemas de calefacción basados ​​en combustión en el mercado
  • Menos mantenimiento: las bombas de calor requieren menos mantenimiento que los sistemas de calefacción por combustión. Solo necesitan chequeos profesionales cada 3-5 años. El dueño de casa puede hacer ciertos chequeos fácilmente. Esta es una forma de ahorrar dinero cuando invierte en instalar una bomba de calor.
  • Menores costos operativos: las bombas de calor son más baratas de operar que las calderas de petróleo y gas. Estos sistemas le ahorrarán más dinero a largo plazo debido a una mayor eficiencia energética. Aunque el costo inicial de una bomba de calor de fuente terrestre puede ser alto, puede ahorrar mucho dinero cada año con una bomba de calor ecológica.
  • Menos emisiones de carbono: el sistema reduce sus emisiones de carbono y tiene una tasa de conversión eficiente de energía en calor en comparación con otros sistemas de calefacción. Por ejemplo, una bomba de calor a base de agua es al menos un 600% más eficiente en comparación con otros sistemas de calefacción en el mercado actual. Esto tiene el beneficio adicional de reducir su huella de carbono con el tiempo.
  • Calefacción y refrigeración: las bombas de calor pueden proporcionar refrigeración durante el verano, convirtiéndolo efectivamente en un aire acondicionado.
  • Durabilidad: las bombas de calor tienen una vida útil muy larga de hasta 50 años con el tipo de mantenimiento adecuado. Como resultado, son extremadamente confiables y una fuente constante de calor.

Por supuesto, también es importante tener en cuenta las desventajas de las bombas de calor y aquí hay algunas:

  • Difícil de instalar:  Instalar una bomba de calor es difícil y deben ser instaladas por un instalador profesional. Se deben realizar investigaciones para comprender el movimiento del calor, la geología local, así como los requisitos de calefacción y refrigeración para su hogar.
  • Altos costos iniciales: la inversión inicial para una bomba de calor es mucho mayor que la inversión en otros sistemas de calefacción para su hogar u oficina. Pero los costos operativos se traducen en ahorros a largo plazo a largo plazo. Ahorrará en sus facturas de energía y reducirá la huella de carbono en el planeta.
  • Cuestiones de sostenibilidad: algunos líquidos utilizados en las bombas de calor son de sostenibilidad cuestionable. Pueden plantear preocupaciones ambientales a veces. Por lo tanto, se recomienda usar fluidos biodegradables.
  • Condiciones de clima frío: algunas bombas de calor experimentan varios problemas en condiciones de clima extremadamente frío. Es posible que no se alcance su plena eficiencia en tales circunstancias. El clima extremadamente frío puede dañar los componentes de algunas bombas de calor. Es por eso que debe invertir en el producto adecuado según las condiciones climáticas de su región. Hay posibilidades de un sistema mejorado de bomba de calor que pueda superar este problema.
  • No es 100% neutral en carbono : las bombas de calor dependen de la electricidad para funcionar. Por lo tanto, estos sistemas no son 100% neutros en carbono. La electricidad solar es la mejor para las bombas de calor porque es un modelo efectivo libre de carbono. Las bombas de calor deben usarse en combinación con paneles solares para obtener los mejores beneficios ambientales.

Las bombas de calor son solo una pequeña inversión cuando considera los beneficios a largo plazo. No solo ahorra en sus facturas de energía, sino que reduce su huella de carbono al mismo tiempo que ayuda al País a alcanzar la meta cero neto de emisiones de carbono.

Por último, asegúrese de hacer la investigación requerida antes de comprar la mejor bomba de calor del mercado para usted y su hogar u oficina, y el mejor instalador para instalarla.

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Cemento Autorreparable: Transformara la industria geotérmica

cemento autorreparable

El cemento autorreparable nace de una combinación innovadora que utiliza un ingrediente flexible, un polímero, para reparar superficies fracturadas y rellenar grietas, minimizando los riesgos de fallas mecánicas y ofreciendo una fuente de energía sostenible.

El químico  Carlos Fernández  y su equipo, en colaboración con Simerjeet Gill, del Laboratorio Nacional de Brookhaven, detallan las propiedades curativas del polímero y cómo puede mejorar el rendimiento mecánico del cemento en papel.

Compartimos contigo nuestro episodio de podcast sobre el articulo

 

El financiamiento para la investigación fue proporcionado por la Oficina de Tecnologías Geotérmicas del  Departamento de Energía .

El objetivo del documento del equipo era ver cómo se mantendría su cemento autorreparable cuando se probara contra el cemento convencional en condiciones de calor extremo.

A través de una variedad de pruebas, realizadas en PNNL y National Synchroton Light Source II de BNL, el equipo descubrió que la tecnología de cemento de autocuración podría eliminar la necesidad de remover, reparar y reemplazar los pozos de cemento agrietados.

Los investigadores de PNNL probaron la fuerza y ​​las reacciones de su cemento autorrecuperable al estrés mecánico y realizaron análisis de área de superficie, composición química y topografía de superficie.

Las pruebas confirmaron que el cemento autorreparable es una alternativa importante al cemento convencional porque es flexible y cura las grietas de manera autónoma.

El cemento es el segundo consumible más grande del mundo detrás del agua. Por lo tanto, encontrar una manera de hacer que el cemento sea aún más efectivo podría ser un cambio de juego no solo para la industria geotérmica, sino también para la industria de la construcción en general.

“La idea en pocos años sería extenderlo a todo”, dijo Fernández. “El cielo es el límite.”

La industria del cemento gana más de $ 37 mil millones al año. Sin embargo, el cemento de craqueo tiene un promedio de $ 12 mil millones al año para reparar infraestructura solo.

La previsión de Fernández podría ser una combinación de polímero-cemento de $ 3.4 mil millones al año en ahorros para infraestructura como represas, instalaciones de desechos nucleares y rascacielos.

Esto podría significar menos cierres de carreteras y reparaciones de mantenimiento que obstruyen las carreteras y crean inconvenientes para los desplazamientos diarios.

Al igual que un artefacto de iluminación LED, el cemento de polímero podría generar ahorros a largo plazo. El cemento convencional es de 5 centavos por libra.

El costo estimado para el cemento de polímero es de 30 a 35 centavos por libra. Sin embargo, podría potencialmente extender la vida útil de las estructuras basadas en concreto de 30 a 50 años, según Fernández.

El cemento autorreparable también podría usarse en represas hidroeléctricas donde las grietas en las estructuras y las fallas mecánicas podrían ocasionar inundaciones o contaminación.

Las costosas inspecciones y reparaciones anuales y bianuales podrían disminuir en número, señaló Fernández. La naturaleza flexible del cemento autorreparable también le permite soportar una mayor tensión mecánica debido a desastres naturales y condiciones climáticas extremas, como temblores de terremotos o vientos fuertes.

El cemento autorreparable podría resolver las principales preocupaciones sobre el sellado de los pozos para la producción de calor geotérmico.

Las fugas en los pozos causan contaminación y limitan la capacidad de proporcionar alternativas de energía limpia. Estas fugas contaminan los acuíferos y las aguas superficiales.

Otras mezclas de polímero-cemento autorreparadas desarrolladas para la industria del petróleo y el gas a menudo tienen propiedades mecánicas deficientes y no pueden soportar los ambientes de alta temperatura que se encuentran en los pozos geotérmicos.

“El desarrollo de una combinación de polímero y cemento autorreparable que es funcional en entornos geotérmicos podría representar una tecnología innovadora para el crecimiento de la industria de la energía geotérmica”, informó el equipo en el documento.

Hay grandes reservas de energía geotérmica en todo el país y en todo el mundo que no están en uso porque el cemento del pozo falla en condiciones de alta temperatura y en ambientes químicamente corrosivos.

Con mejoras como el cemento de autocuración, la energía geotérmica tiene el potencial de ser una fuente de energía sostenible y aplicable. El cemento autorreparable puede proporcionar una energía significativa con una mínima emisión de carbono a la atmósfera.

Además, decenas de miles de toneladas de cemento convencional terminan en vertederos, dijo Fernández. Con la extensión de más de 30 años de uso adicional del compuesto, menos cemento iría a los vertederos.

El trabajo de los investigadores de PNNL se realizó en  EMSL , el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE ubicada en PNNL, y en el Laboratorio Nacional Brookhaven en Upton, Nueva York.

 

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Energía Geotérmica: energía infinita y potencial…

La Energía geotérmica es la energía recuperada del calor de las capas profundas de la tierra, utilizada para producir electricidad.

La energía geotérmica permite transformar la energía térmica de las formaciones rocosas, como lo hace la turbina con la energía eólica que la transforma en energía mecánica, que a su vez se transformará en energía eléctrica.

Hasta el 50 por ciento del calor intrínseco de nuestro planeta se remonta a la época del origen de la Tierra.
Dado que la temperatura del núcleo de la tierra está entre 4800 y 7700 ° C, la dispersión térmica del 90 por ciento de nuestro planeta se extiende a más de 100 ° C.
Este calor geotérmico, que todavía proporciona alrededor de 40 ° C en un kilómetro, se bombea a través de bombas de calor y proporciona agua caliente y casas con calefacción.
El campo de la energía geotérmica cercana a la superficie es la solución ideal para hogares privados.
Ya que desde el punto de vista geológico, cada propiedad es apta para uso geotérmico.
Dependiendo de los aspectos económicos, técnicos y de derecho de construcción, se responden los beneficios financieros.
Colectores, sondas, pilas de energía y sistemas de pozos de calor transportan energía geotérmica a través de sistemas de tuberías.
Estas tuberías conectadas a la bomba de calor contienen un líquido circulante que conduce el calor.
Por ejemplo, un tanque de agua interno se calienta en la habitación privada.
La energía geotérmica es una de las formas más eficientes de energía gracias a este uso directo.

Energía infinita

Además de la calefacción directa o el calentamiento, la energía geotérmica también ofrece la posibilidad de generar electricidad.

La llamada generación de energía hidrotermal, son la temperatura del agua de al menos 100 ° C se requiere .

En un depósito de calor subterráneo, el agua que contiene es tan caliente que atraviesa la superficie en forma de vapor.

En las centrales eléctricas, esta presión natural impulsa una turbina para generar electricidad.

El vapor de agua luego pasa a través de un sistema de tuberías en torres de enfriamiento, se condensa y se devuelve al depósito de calor.

Gracias a este ciclo natural, la energía renovable de la energía geotérmica es sostenible y rentable al mismo tiempo.

Dado que la temperatura de tales piscinas subterráneas suele ser inferior a 100 ° C en las regiones de Europa Central, el agua termal se utilizaba anteriormente únicamente para el suministro de calor.

Pero gracias a los sistemas de ciclo orgánico de Rankine (ORC) recientemente desarrollados , la energía geotérmica se puede utilizar para generar electricidad desde tan solo 80 ° C.

Estas ORC utilizan un transportador orgánico, como el pentano, que se vaporiza a temperaturas más bajas e inicia una turbina.

Una alternativa es también el llamado método Kalina.

Allí, se usa una mezcla de sustancias (agua-amoníaco), que también siente un aumento en el volumen a temperaturas más bajas y con el vapor resultante impulsa una turbina o el generador de energía.

Sin embargo, en todos estos procesos a baja temperatura, debe tenerse en cuenta que las sustancias utilizadas para los procesos de ciclo necesarios (pentano o amoníaco) son extremadamente inflamables o tóxicos.

Esto requiere a veces complejas precauciones de seguridad, que garantizan la operación y el mantenimiento sin peligros.

En la actualidad, más de 50 países (EE. UU., España, Islandia, México, etc.) utilizan energía geotérmica profunda en forma de vapor o agua sobrecalentada para producir electricidad.

En 2015, la capacidad instalada global fue de 12.6 GW con una producción de energía de 73.5 TWh.

La industria geotérmica profunda se está desarrollando en todo el planeta.

Para 2020, se espera que la capacidad instalada mundial alcance los 21,4 GW (inversión pública y privada).

Existen diferentes tipos de tecnologías en el mundo, pero persisten varios desafíos técnicos.

Potencial de la energía geotérmica profunda

Estados Unidos es el principal productor mundial de electricidad a partir de vapor geotérmico.

En 2015, su capacidad instalada fue de 3.45 GW y su producción de energía fue de 16.6 TWh. Para 2020, su capacidad instalada podría aumentar a 5,6 GW.

Al este de los Estados Unidos, el potencial para generar energía eléctrica a partir de rocas calientes profundas se estima en 500 GW, el equivalente a la capacidad instalada total del país.

En Quebec, el entorno geológico consiste en formaciones rocosas de varios miles de metros de profundidad.

Al sudeste de Quebec, las plantas de energía geotérmica podrían ser abastecidas por embalses ubicados a más de 6 o 7 km bajo tierra en un área que abarca del 10 al 15% del territorio.

Las temperaturas de los tanques serían de alrededor de 150 ° C, y la capacidad instalada podría ser de 2 a 5 MW por sitio de producción.

Ventajas y Desventajas:

  • La instalación de plantas de energía geotérmica es posible en todas partes.
  • Provista para cavar lo suficientemente profundo como para alcanzar las temperaturas deseadas.
  • La planta está directamente encima de la fuente de calor, sin necesidad de transformación o transporte de combustible.
  • En particular, se eliminan los derrames accidentales de petróleo.
  • Producción predecible y continua. Factor de uso de más del 95%: más alto que la energía solar fotovoltaica y eólica, por ejemplo, y comparable a las de varias plantas de energía nuclear.
  • No requiere sistema de almacenamiento de energía.
  • No hay un tratamiento especial de la fuente de energía, como la refinación de petróleo o el enriquecimiento de uranio.
  • En el mediano plazo, operación de una planta de SGS insostenible en muchas regiones.
  • Recurso renovable: calor extraído de un depósito geotérmico que se reabastece de forma natural.

Desarrollo Sostenible:

  • Sistema de piso que requiere poco espacio.
  • Bajas emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes atmosféricos durante la operación para la gran mayoría de las plantas geotérmicas.
  • Bajo impacto ambiental durante todo el ciclo de vida.
  • Evitar la contaminación del agua subterránea o superficial mediante una buena gestión de las aguas residuales durante la perforación y las operaciones de estimulación hidráulica.
  • Uso problemático de agua en áreas con pocos recursos hídricos.
  • Preocupaciones con respecto al efecto de los micro-fenómenos.

La Energía Geotérmica se suma al grupo de Energías Renovables que van poco a poco convirtiendo nuestro mundo en un entorno ecológico, entre estas tenemos:

La energía geotérmica es aquella que translada la Tierra desde sus capas internas hasta la parte más externa de la corteza terrestre

A medida que se va profundizando en lo profundo de la corteza terrestre la temperatura de la Tierra incrementa paulatinamente y la expresión de la energía geotérmica se fabrica de una forma natural en forma de geiseres, fumarolas, fuentes termales o también los volcanes.

La finalidad de esta fuente de energía es el utilizamiento de la energía calorífica del interior de la Tierra. Para esto hay explotamiento en los yacimientos geotérmicos, es decir que, la amplitud de la corteza terrestre en los que se sitúan materiales permeables que conservan el agua y le pasan su calor.

La energía geotérmica está estimada como una energía renovable, tal y como sucede con la energía hidroeléctrica, la  energia solar, la eólica y final la biomasa.

UN POCO DE HISTORIA

Siempre con una popularidad, los baños termales han sido la felicidad de mujeres y hombres por más de 20,000 años! Los restos descubierto en el lugar de Niisato en Japón señalan que el agua termal se empleo para calentar, cocinar alimentos o mas simple la acción de bañarse. En Pompeya Italia, todavía hay  posibilidad de visitar los baños romanos que tienen 2.000 años de antigüedad.

USO E INSTALACIONES

Existen tres modelos de instauraciones geotérmicas que se emplean para la calefacción. Solo las plantas de energía geotérmica profunda asimismo pueden fabricar electricidad.

BOMBAS DE CALOR 


Las bombas de calor emplean energía geotérmica de superficie para calefacción. almacenan calor subterráneo de poca profundidad, donde la temperatura persiste por debajo de 30 ° C.

Esta energía geotérmica designada “baja temperatura” se emplean para calentar viviendas y grandes edificios. Esta es la técnica más usada en el país Suiza. Los pozos instaurados pueden oscilar entre  los 80 y 400 metros de profundidad.

En el pozo, una sonda vertical que tiene la forma  de U manda un líquido bajo tierra. Este flujo se bombea para subir al exterior. Su calor es entonces de 10 a 20 ° C. Este calor se verá fortalecido por una bomba de calor que aumentara su temperatura. Esto deja calentar agua para toda la vivienda: radiadores, las duchas, y los grifos.

Instauraciónes HIDROTERMALES

Existen aguas termales naturales en todos los continentes e inclusive en el fondo del oceano. Para lograr alcanzarlos, se emplean las llamadas instauraciones hidrotermales.

Si los almacenes están a menos de 3.000 metros de distancia, estaríamos hablando de la energía geotérmica de profundidad media.

El agua subterránea obtiene los 50-70 ° C y se usa esta misma para calentar. La energía geotérmica profunda puede conseguir fuentes a 3000 y 5000 metros, donde el agua consigue temperaturas mayores a 100 ° C. Sobrecalentada o en forma de vapor, esta agua emerge con suficiente presión para nutrir una turbina, ¡lo que hace posible fabricar electricidad!

En Côte, entre Aubonne y Nyon (VD), el proyecto EnergeÔ tiene como meta mejorar el calor del subsuelo mediante el bombeo de agua subterránea conservada en rocas acuíferos con sus grietas naturales.

Estas fuentes poseen entre 2’200 y 5’000 metros de fondo. Inicialmente, hacia la comunidad de Vinzel, las perforaciones geotérmicas de profundidad media deberían acceder nutrir a aproximadamente 1’500 viviendas a través de una calefacción que esta  a distancia.

La profundización de geotermia profunda podría acceder elevar el agua a más de 100 ° C. En la planta de energía geotérmica, esto más que agua hirviendo se emplearía para propulsar turbinas y así fabricar electricidad.

instauraciones PETROTERMALES

Si no existe un manantial termal, aún hay posibilidad de aprovechar el calor del sótano, con las instauraciones petrotérmicas de energía geotérmica honda.

Las torres de profundización perforan pozos de 3 a 5 kilómetros de profundidad para instaurar sondas que entrecruzan rocas a temperaturas muy elevadas.

Luego, se manda líquido que, en contacto con estas rocas que estan sobrecalentadas de manera natural, vuelve a ascender a más de 100 ° C. Este flujo se usa también para calefacción y fabricación de electricidad.

Un plan desarrollado en Glovelier “comuna de Haute-Sorne”, JU posee como finalidad emplear el calor de las rocas situadas entre 4’000 y los  5’000 metros de profundidad. El agua que se manda bajo tierra se puede ascender naturalmente a 150 ° C. La finalidad es fabricar electricidad para más de 6,000 viviendas.

Recursos geotermicos

Igualmente estos llamados recursos geotérmicos de alta temperatura. De estos se consiguen agua y vapor a muy alta presión y temperatura, por lo que también se usan preferentemente para fabricar energía eléctrica.

Las centrales geotérmicas en las que se fabrica electricidad se colocan habitualmente sobre los yacimientos geotérmicos coincidencia de un acuífero con un sector del terreno que está a alta temperatura, de los que se exprime el agua y el vapor a alta entalpía, que se aplica mediante un motor para producir electricidad.

Ya una vez extraída la potencia, el agua se devuelve al yacimiento geotérmico con la meta de asegurar la sostenibilidad y perdurabilidad de este mismo.

En oportunidades, aunque no halla un acuífero, podemos crear un yacimiento geotérmico inyectando agua en un sector del terreno que esté mismo este a alta temperatura.

Lo que  nos permite utilizar este recurso geotérmico en muchos sitios donde hasta ahora no era viable, ampliando el aprovechamiento de recursos geotérmicos de alta temperatura a zonas geográficas e inclusive países en los que no han habido registros de estos yacimientos geotérmicos convencionales. Esta técnica se le denomina geotermia estimulada o sistemas geotérmicos.

POTENCIAL GEOTÉRMICO EN ESPAÑA

En el pais de España hay un gran potencial de recursos geotérmicos que mediante un crecimiento apropiado del sector puede acercar nuestra nación a los niveles de explotación de otros países europeos.

Para esto es esencial e indispensable que ese crecimiento lleve asociado una considerable evolución tecnológica del sector.

Este potencial nos puede permitir aprovechar esta fuente de energía renovable para la fabricacion de electricidad, para aprovechamientos industriales y agrícolas y en el sector residencial y de servicios de una manera ilimitada.

Que también merma nuestra dependencia energética del exterior, disminuyendo el consumo de fuentes de energía no renovable, de un origen fósil y certificando un suministro continúo de energía sin dependencia de los factores externos.

Uno de los grandes beneficios de la energía geotérmica es su condición gestionable, que accede aportar seguridad de suministro y por lo tanto también la estabilidad al sistema eléctrico.

Igualmente esta se caracteriza por unos precios de fabricación discretos, y cuenta con un elevado factor capacidad y generación.

La geotermia nos presenta una clara oportunidad  de crecimiento en nuestra nación dado el potencial existente. Hay posibilidad de proporcionar calefacción, refrigeración y  el agua caliente sanitaria (ACS) con el mismo sistema y de manera continúa: las 24 horas al día, 36  los días al año.

 

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