Embora tenha demorado algum tempo até que as bombas de calor fossem compreendidas pelos proprietários, os tempos estão a mudar e no Reino Unido as bombas de calor são agora uma tecnologia comprovada num mercado em constante crescimento. As bombas de calor funcionam utilizando a energia térmica natural produzida pelo sol. Essa energia é absorvida pela superfície da Terra, que atua como um gigantesco armazenamento de calor. O conjunto de circuito de terra ou coletor de terra, que é o tubo enterrado, absorve esse calor de baixa temperatura do solo circundante e transporta esse calor para a bomba de calor. O circuito de terra ou os coletores de calor que transportam uma mistura de glicol/anticongelante podem ser instalados usando diferentes métodos. As bombas de calor geotérmicas podem usar vários coletores de calor, como tubos colocados horizontalmente no solo ou verticalmente em um poço. O calor pode ser obtido de rios, riachos, lagoas, mar ou poços de água – em teoria, onde quer que exista um meio de calor ou uma fonte de calor, uma bomba de calor pode ser utilizada.
Tipos de matrizes/coletores de loop de terra disponíveis
Coletores horizontais
O tubo de polietileno é enterrado em valas ou em uma grande área escavada. Os tubos coletores de solo podem variar entre 20mm, 32mm ou 40mm, mas a princípio a ideia é a mesma. A profundidade do tubo precisa ser apenas de 1.200 mm ou 4 pés e, ocasionalmente, pode ser necessária areia para atuar como uma almofada ao redor do tubo. Fabricantes individuais recomendam métodos específicos de instalação de loop, mas em geral existem três sistemas principais que são trechos retos de tubo coletor onde valas são escavadas e o tubo sobe e desce em uma área designada até que todo o tubo necessário esteja enterrado, um efeito de fosqueamento onde uma grande área é escavada e uma série de voltas enterradas criando um efeito de tubulação subterrânea no solo ou furtivos que são bobinas de tubo pré-fabricadas que são desenroladas em valas de vários comprimentos. Eles podem ser instalados verticalmente ou horizontalmente e, quando instalados, lembram uma mola que foi separada. Embora o coletor de loop de terra pareça simples, o dimensionamento e o design do layout são cruciais. Deve ser instalado um circuito de terra suficiente para acompanhar as perdas de calor da propriedade, o design e o tamanho da bomba de calor a ser instalada e ser espaçado sobre uma área de terreno necessária para não potencialmente 'congelar o solo', mantendo ao mesmo tempo as taxas de fluxo mínimas calculado na fase de projeto.
Coletores Verticais
Se não houver área suficiente disponível para o método horizontal, uma alternativa é perfurar verticalmente.
A perfuração não é apenas um método útil quando se tenta obter calor da terra, mas os furos são benéficos quando se utiliza uma bomba de calor em sentido inverso para arrefecimento nos meses de verão.
Existem duas opções principais de perfuração: um sistema de circuito fechado ou um sistema de circuito aberto.
Sistemas de circuito fechado perfurados
Os furos podem ser perfurados em diferentes profundidades, dependendo do tamanho da bomba de calor necessária e da geologia do terreno. Eles têm aproximadamente 150 mm de diâmetro e normalmente são perfurados entre 50m e 120 metros de profundidade. Um circuito térmico é inserido no furo e o furo é rejuntado com uma argamassa termicamente melhorada. O princípio é o mesmo dos circuitos de aterramento horizontais, com uma mistura de glicol sendo bombeada ao redor do circuito para coletar o calor do solo.
Os furos, no entanto, são caros de instalar e às vezes requerem mais de um. Os relatórios geológicos são cruciais tanto para o perfurador quanto para determinar a condutividade.
Sistemas de circuito aberto perfurados
Os sistemas de circuito aberto perfurados são onde os furos são perfurados para obter um bom abastecimento de água do solo. A água é bombeada e passada diretamente pelo trocador de calor da bomba de calor. Uma vez passado o “calor” através do permutador de calor, esta água é reinjectada noutro poço, de volta ao solo ou num curso de água local.
Os sistemas de circuito aberto são extremamente eficientes porque a temperatura da água normalmente será mais alta e mais constante e, na verdade, elimina o uso de um trocador de calor. No entanto, requerem uma concepção e planeamento mais detalhados, com aprovação das autoridades locais e da Agência Ambiental.
Loops de lagoa
Se houver um lago ou lagoa suficiente para usar, as esteiras do lago (tapetes de cano) podem ser submersas para permitir que o calor seja extraído da água. Este é um sistema de circuito fechado com uma mistura de glicol sendo novamente bombeada ao redor do tubo que constitui as esteiras do lago. Deve-se levar em consideração a variação sazonal nos níveis de água e geralmente poucos lagos são adequados devido a uma área/volume de água insuficiente.
Os loops do lago podem ser muito eficientes se forem projetados e dimensionados corretamente; a água corrente é mais eficiente devido à introdução constante de calor e a água ou 'fonte de calor' nunca deve cair abaixo de cerca de 5oC. Os sistemas de circuito de lago também são benéficos para o resfriamento durante os meses de verão, quando a bomba de calor está invertida.
Horário da postagem: 15 de junho de 2022