Como são usadas as bombas de calor de fonte subterrânea

Bombas de calor geotérmicas (GSHPs) estão a tornar-se uma escolha cada vez mais popular para empresas que procuram reduzir a sua pegada de carbono e poupar nos custos de energia. Ao contrário dos sistemas de aquecimento tradicionais que dependem de combustíveis fósseis, os GSHP utilizam fontes de energia renováveis ​​para aquecer e arrefecer edifícios. Neste artigo, exploraremos como funcionam os GSHPs, seus benefícios e como as empresas podem implementá-los.

O que são bombas de calor geotérmicas?

As bombas de calor geotérmicas são um tipo de sistema de aquecimento e resfriamento geotérmico que usa o calor natural da Terra para regular a temperatura dentro de um edifício. Eles consistem em um circuito de tubos enterrados no subsolo, uma unidade de bomba de calor e um sistema de distribuição que fornece ar aquecido ou resfriado ao edifício.

O circuito de tubos, também conhecido como circuito de aterramento, é preenchido com uma mistura de água e anticongelante. À medida que o fluido circula pelo circuito, ele absorve o calor do solo no inverno e libera calor de volta ao solo no verão.

A unidade da bomba de calor é responsável pela transferência do calor do circuito de terra para o sistema de aquecimento e arrefecimento do edifício. Ele contém um compressor, um evaporador, um condensador e uma válvula de expansão, que trabalham juntos para converter o calor de baixa temperatura do solo em calor de alta temperatura para o edifício.

Como funcionam as bombas de calor geotérmicas?

No inverno, a temperatura do solo é mais quente que a temperatura do ar, por isso o GSHP pode absorver o calor do solo e transferi-lo para o sistema de aquecimento do edifício. O compressor da unidade da bomba de calor aumenta a temperatura do calor comprimindo o gás refrigerante, que passa pelo evaporador e condensador para aquecer o ar que se distribui pelo edifício.

No verão o processo se inverte. O GSHP absorve o calor do edifício e o transfere para o circuito de aterramento, onde é dissipado no solo mais frio. A unidade da bomba de calor resfria o ar passando-o pelas serpentinas do evaporador, que contêm o refrigerante que absorve o calor do ar.

Benefícios das bombas de calor geotérmicas

Há muitos benefícios no uso de bombas de calor geotérmicas para aquecimento e resfriamento de edifícios. Alguns dos benefícios mais significativos incluem:

Eficiência energética: Os GSHPs são altamente eficientes, com coeficiente de desempenho (COP) de até 4,0. Isto significa que por cada unidade de eletricidade utilizada para alimentar a bomba de calor, são geradas até quatro unidades de calor. Isto resulta em poupanças de energia significativas em comparação com os sistemas de aquecimento tradicionais.

Pegada de carbono reduzida: Os GSHP utilizam fontes de energia renováveis, o que significa que produzem menos emissões de gases com efeito de estufa do que os sistemas de aquecimento tradicionais que dependem de combustíveis fósseis.

Economia de custos: Embora o custo inicial de instalação de um sistema GSHP possa ser alto, a economia de custos a longo prazo nas contas de energia pode ser significativa. Muitas empresas também se qualificam para incentivos governamentais e créditos fiscais para a instalação de sistemas de energia renovável como os GSHPs.

Baixa manutenção: Os sistemas GSHP possuem poucas peças móveis e requerem pouca manutenção. O circuito de aterramento pode durar 50 anos ou mais, e a unidade da bomba de calor normalmente dura de 15 a 20 anos.

Como implementar um sistema de bomba de calor geotérmica

Implementando um bomba de calor de fonte subterrânea sistema requer planejamento e design cuidadosos para garantir que o sistema seja eficiente e eficaz. Aqui estão alguns passos a seguir:

Determine as necessidades de aquecimento e refrigeração: O primeiro passo é determinar as necessidades de aquecimento e refrigeração do edifício. Isto pode ser feito através de um cálculo de carga, que leva em consideração o tamanho, o isolamento e a orientação do edifício.

Escolha o sistema certo: Existem dois tipos principais de sistemas GSHP: circuito fechado e circuito aberto. Os sistemas de circuito fechado circulam um refrigerante através de um circuito fechado de tubos enterrados no subsolo, enquanto os sistemas de circuito aberto extraem água de um poço ou corpo d'água superficial e a descarregam de volta após o uso. Os sistemas de circuito fechado são mais comuns porque são mais eficientes e mais fáceis de manter.

Projete o circuito de aterramento: O circuito de aterramento é o componente mais crítico de um sistema GSHP e seu projeto dependerá das necessidades de aquecimento e resfriamento do edifício, do tipo de solo e do espaço disponível. O loop de terra pode ser instalado na horizontal ou na vertical, dependendo do espaço disponível.

Instale a unidade da bomba de calor: A unidade da bomba de calor deve ser instalada num local de fácil acesso para manutenção e reparação. Também deve estar localizado próximo ao sistema de distribuição para minimizar a perda de calor.

Conecte o circuito de terra e a unidade da bomba de calor: O circuito de terra e a unidade da bomba de calor devem ser conectados usando tubos isolados de cobre ou polietileno. A conexão deve ser feita utilizando um trocador de calor para evitar a contaminação do fluido do circuito de aterramento.

Teste o sistema: Depois que o sistema estiver instalado, ele deverá ser testado para garantir que esteja funcionando corretamente. Isto inclui a verificação dos níveis de fluido do circuito de terra, dos níveis de refrigerante da unidade da bomba de calor e do fluxo de ar do sistema de distribuição.

Conclusão

As bombas de calor geotérmicas são uma forma eficiente e sustentável de aquecer e arrefecer edifícios. Eles oferecem muitos benefícios, incluindo economia de energia, redução da pegada de carbono e baixa manutenção. Seguindo as etapas descritas neste artigo, as empresas podem implementar um sistema GSHP que atenda às suas necessidades de aquecimento e resfriamento e, ao mesmo tempo, reduza o impacto ambiental.