¿Cómo hacer un sistema geotérmico con pozos verticales
- Categoría: Las bombas de calor geotérmicas
El tipo más común de las plantas geotérmicas explota sondas de la máquina de tipo vertical que penetran en el suelo a través de pozos geotérmicos de profundidad limitada, el orden de los 100 m.
Para una sola planta se requieren más pozos cuyo número depende del requerimiento térmico a cumplir y de la potencia térmica del subsuelo del que se debe extraer la energía térmica. La construcción de los pozos está precedida por una serie de investigaciones destinado a la determinación de:
- conductividad térmica;
- densidad;
- la presencia de humedad;
- estratificación del subsuelo.
La conductividad térmica de los materiales es crítica para el diseño de un campo geotérmico: en la literatura existen numerosos cuadros que muestran el conductividad de diferentes tipos de suelo y roccia.
Como se puede ver en la siguiente tabla las rocas son los materiales con mayor conductividad
|
Tipo de suelo |
Rendimiento W / m |
| Pobre sedimentos del subsuelo y seco | 20 |
| Roca subterránea y sedimentos pobres en agua | 50 |
| Roca consolidada con alta conductividad | 70 |
| Grava y arena bancos | <20 |
| Grava y arena saturada de agua | +55 65 |
| Grava y arena con un flujo considerable de agua subterránea | +80 100 |
| Arcilla | +30 40 |
| Caliza | +45 60 |
| Arenisca | +55 65 |
| Silíceas rocas ígneas (granito) | +55 70 |
| Rocas ígneas básicas (basalto) | +35 55 |
Estos valores pueden variar dependiendo de la estructura (por ejemplo, presencia de grietas y alteraciones).
Las sondas con desarrollo vertical requieren que el perforaciones con profundidades que varían entre 80 y 150m: Los modos de funcionamiento con los que se dan cuenta de estas perforaciones son variables según el tipo de tecnologías del subsuelo y disponible.
A profundidades por encima del suelo mantiene una temperatura que es de alrededor de 15 ° C sin afectados por los cambios en el clima externo.
Las sondas están ocupados por los tubos de pequeño diámetro (20-50 mm) en polietileno, Para aplicaciones civiles con condiciones de funcionamiento normales (temperatura de la barra 15 ° C, presión 16) y polietileno reticulado para aplicaciones con altas temperaturas y presiones: la elección correcta del tipo de tubería de acuerdo con las condiciones de servicio, garantías una vida útil de las sondas también superiores a 100 años.
Entre las posibilidades para la instalación de la tubería no es la configuración en forma de U y doble U.
La configuración de doble U presenta la doble 
ventaja de permitir un mejor intercambio de calor con el suelo y, al mismo tiempo en caso de mal funcionamiento de un tubo, el otro ser independiente todavía puede alimentar la bomba de calor.
Como puede verse en las figuras, en cada pocillo, una vez colocados los tubos, se introduce un material de relleno entre los tubos y las paredes del pozo con el fin de asegurar un buen contacto térmico con el suelo circundante. En caso de que la sonda pasa a través de una solapa, el material de relleno también evita circulaciones verticales de agua.
El material de relleno, además de la conductividad térmica también debe garantizar una pobre solubilidadPara evitar interacciones con las aguas subterráneas y al mismo tiempo una buena elasticidad para soportar los rigores del campo: el material más ampliamente utilizado es un lechada cementobentonitica que es capaz de realizar todas estas funciones.
En cuanto a la vez fluido, Se compone de agua con anticongelante añadido en un porcentaje variable entre 10% y 30%: la adición de líquido anticongelante disminuye el punto de congelación del agua hasta casi-15 ° C y es particularmente importante en el calentamiento de régimen.
La siguiente tabla muestra los valores para la longitud, contenido y el diámetro de las sondas en el caso de tubo de doble U. Los suelos con escasa estabilidad también pueden requerir un mayor diámetro del agujero, que se determinará de manera individual.
| Diámetro tubo (mm) |
El contenido del fluido xm (l) |
Diámetro perforación (mm) |
Longitud Máxima (M) |
| 32 | 2,12 | +112 115 | ca. 150 |
| 40 | 3,34 | +127 135 | ca. 300 |
| 50 | 5,18 | 152 | alrededor de 300 |
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