Bombas de calor geotérmicas (GHPs), às vezes chamadas de GeoExchange, bombas de calor acopladas à terra, de fonte subterrânea ou de fonte de água, estão em uso desde o final da década de 1940. Eles usam a temperatura relativamente constante da terra como meio de troca, em vez da temperatura do ar externo.
Embora muitas partes do país experimentem temperaturas extremas sazonais – desde um calor escaldante no verão até um frio abaixo de zero no inverno – alguns metros abaixo da superfície da Terra, o solo permanece a uma temperatura relativamente constante. Dependendo da latitude, as temperaturas do solo variam de 45°F (7°C) a 75°F (21°C). Como uma caverna, a temperatura do solo é mais quente que a do ar acima dela durante o inverno e mais fria que a do ar no verão. O GHP aproveita essas temperaturas mais favoráveis para se tornar altamente eficiente, trocando calor com a terra através de um trocador de calor no solo.
Tal como acontece com qualquer bomba de calor, as bombas de calor geotérmicas e de fonte de água são capazes de aquecer, resfriar e, se equipadas, fornecer água quente à casa. Alguns modelos de sistemas geotérmicos estão disponíveis com compressores de duas velocidades e ventiladores variáveis para maior conforto e economia de energia. Em relação às bombas de calor pneumáticas, são mais silenciosas, duram mais, necessitam de pouca manutenção e não dependem da temperatura do ar exterior.
Uma bomba de calor de fonte dupla combina uma bomba de calor de fonte de ar com uma bomba de calor geotérmica. Estes aparelhos combinam o melhor de ambos os sistemas. As bombas de calor de fonte dupla têm classificações de eficiência mais altas do que as unidades de fonte de ar, mas não são tão eficientes quanto as unidades geotérmicas. A principal vantagem dos sistemas de fonte dupla é que custam muito menos para instalar do que uma única unidade geotérmica e funcionam quase tão bem.
Embora o preço de instalação de um sistema geotérmico possa ser várias vezes superior ao de um sistema de fonte de ar com a mesma capacidade de aquecimento e arrefecimento, os custos adicionais podem ser devolvidos em poupanças de energia em 5 a 10 anos, dependendo do custo da energia e incentivos disponíveis em sua área. A vida útil do sistema é estimada em até 24 anos para os componentes internos e mais de 50 anos para o circuito de aterramento. Existem aproximadamente 50.000 bombas de calor geotérmicas instaladas nos Estados Unidos a cada ano.
Tipos de sistemas de bombas de calor geotérmicas
Existem quatro tipos básicos de sistemas de loop de terra. Três deles – horizontal, vertical e lagoa/lago – são sistemas de circuito fechado. O quarto tipo de sistema é a opção de malha aberta. Vários fatores, como clima, condições do solo, terreno disponível e custos de instalação local, determinam qual é o melhor para o local. Todas essas abordagens podem ser usadas para aplicações em edifícios residenciais e comerciais.
Sistemas de Malha Fechada
A maioria das bombas de calor geotérmicas de circuito fechado circulam uma solução anticongelante através de um circuito fechado – geralmente feito de um tubo de plástico de alta densidade – que é enterrado no solo ou submerso em água. Um trocador de calor transfere calor entre o refrigerante na bomba de calor e a solução anticongelante no circuito fechado.
Um tipo de sistema de circuito fechado, denominado troca direta, não utiliza trocador de calor e, em vez disso, bombeia o refrigerante através de tubos de cobre enterrados no solo em uma configuração horizontal ou vertical. Os sistemas de troca direta requerem um compressor maior e funcionam melhor em solos úmidos (às vezes exigindo irrigação adicional para manter o solo úmido), mas você deve evitar a instalação em solos corrosivos para a tubulação de cobre. Dado que estes sistemas fazem circular o refrigerante através do solo, as regulamentações ambientais locais podem proibir a sua utilização em alguns locais.
Horizontal
Este tipo de instalação é geralmente mais rentável para instalações residenciais, especialmente para novas construções onde há terreno suficiente disponível. Requer trincheiras com pelo menos um metro de profundidade. Os layouts mais comuns usam dois canos, um enterrado a um metro e oitenta e outro a mais de um metro, ou dois canos colocados lado a lado a um metro e meio no solo em uma vala de 60 centímetros de largura. O método Slinky™ de enrolar tubos permite mais tubos em uma vala mais curta, o que reduz os custos de instalação e torna possível a instalação horizontal em áreas que não seriam possíveis com aplicações horizontais convencionais.
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Horário da postagem: 03/04/2023