Bombas de calor geotérmicas: aqui é como eles funcionam

Economias de energia estão bem debaixo dos seus pés

Geotérmica vale uma olhada

Você quer economizar energia e economizar dinheiro em aquecimento e resfriamento de sua casa? Bem, a resposta não está apenas debaixo do seu nariz, pode estar bem debaixo dos seus pés!

Abaixo da linha de geada a poucos metros você encontrará o solo com uma temperatura média de cerca de 55 graus F. O calor vem de uma camada de rocha derretida quente nas profundezas da crosta terrestre chamada magma. Magma pode atingir temperaturas de 2400 graus F e como este calor irradia, dependendo da latitude geográfica, as temperaturas do solo podem variar entre 45 ° F a 75 ° F.

Isso cria uma boa fonte de calor confiável e sustentável que pode ser aproveitada para nossas necessidades de aquecimento e resfriamento doméstico .

Esta temperatura constante da terra é usada em uma bomba de calor de fonte geotérmica ou terra. Ao contrário de um forno que queima gás natural ou óleo para produzir calor no inverno, a bomba de calor geotérmica concentra o calor que está no solo logo abaixo da superfície. Geotérmica não só pode ser usado para aquecer e arrefecer a nossa casa, mas também para aquecer a nossa água doméstica.


Como funciona um sistema geotérmico:

Então, como essa mágica acontece? Bem, é realmente muito simples. O sistema geotérmico é uma bomba de calor que usa a terra como um dissipador de calor (verão) ou uma fonte de calor (inverno).

Um sistema geotérmico usará uma série de tubos (enterrados abaixo da linha de geada no solo) que é chamado de loop. Tubos no circuito são mais comumente feitos de plástico e preenchidos com uma solução de água e anticongelante. Uma bomba circula a solução de água para a bomba de calor dentro de casa.

Lá, um compressor e um trocador de calor usam a água nominal de 55 graus para aquecer ou resfriar a casa.

No inverno, o ar (por exemplo, 10 graus F) é mais frio do que a temperatura da Terra no subsolo (por exemplo, 55 graus F). O sistema geotérmico circula a solução de água através do circuito de terra e absorve o calor da terra.

A água nominal de 55 graus é levada para a bomba de calor ou fornalha para ser aquecida ainda mais conforme necessário e, em seguida, distribuída por dutos em toda a casa.

No verão, o ar (por exemplo, 90 graus F) é mais quente que o 55 graus F no subsolo. Aqui, o trocador de calor geotérmico absorve calor na casa e o sistema circula a solução de água através do circuito de aterramento para resfriá-lo, descarregando o calor no solo. A água fria é então usada pelo trocador de calor e distribuída por dutos em toda a casa para resfriar a casa.


Custos e Características dos Sistemas Geotérmicos:


Tipos de Sistemas Geotérmicos:

Os sistemas de bomba de calor geotérmica de loop de terra são mais comumente instalados como um sistema de circuito fechado. Isso significa que o fluido no circuito é constantemente recirculado. Sistemas de circuito aberto são menos comuns e usam um poço de terra, lago, rio ou outras águas superficiais como fluido para o trocador de calor. A água é então despejada de volta no chão ou no corpo da água após o uso.

Os sistemas de circuito fechado são normalmente instalados como sistemas de loop horizontal, loop vertical ou corpo de água. Os sistemas de corpos de água usam corpos de água de superfície como a fonte constante de calor em oposição ao solo. Vamos rever esses três métodos diferentes.

Malha Horizontal : Os sistemas de malha horizontal são os mais econômicos de instalar, mas uma de suas desvantagens é a quantidade de terra necessária para instalar as malhas horizontais de terra.

Um sistema geotérmico pode exigir 1.500 a 3.000 pés lineares de cano ou mais, dependendo do tamanho da casa e das cargas. Se você tiver a terra necessária disponível, o método residencial mais comum é instalar dois tubos lado a lado em uma vala profunda de 5 pés ou um tubo em uma vala profunda de 6 pés e o outro em uma vala profunda de 4 pés.

Um terceiro método pode ser usado onde o terreno necessário para longos ciclos não está prontamente disponível. Esse método faz um loop ou enrola o tubo em trincheiras mais profundas. Isso permite o contato superficial necessário com o solo, mas em comprimento de trincheira menos horizontal.

Malha Vertical: O sistema de malha vertical é usado em situações em que a terra necessária é apertada ou os solos não são propícios para valetamento. Mais caro do que o sistema horizontal para instalar, o sistema vertical usa uma série de furos. Os orifícios têm nominalmente 4 ”de diâmetro e estão espaçados em torno de 20. As profundidades dependem do projeto do sistema e dos solos, mas podem variar de 100 a 400 pés de profundidade. Os tubos são alimentados para baixo e para trás em cada furo perfurado e conectados por um tubo coletor valvulado na parte superior que conecta o sistema à bomba de calor da casa.

Corpo de Água: Outro método menos comum de capturar o calor do solo é usar um corpo perto de água como uma lagoa ou lago. Com este método, o tubo de plástico sai da bomba de calor para o corpo de água e é colocado em bobinas de 8 a 10 pés sob a superfície da água. O corpo de água deve ser de tamanho adequado para suportar as cargas de calor geotérmicas e ter a profundidade adequada. A coordenação e a aprovação de agências locais e estaduais são geralmente necessárias.


Custos de um sistema geotérmico:

O custo de instalação de um sistema geotérmico varia de acordo com o tipo de sistema de circuito utilizado e o tamanho do próprio sistema geotérmico. Os custos de um sistema geotérmico de loop horizontal são cerca de US $ 2.700,00 por tonelada em dólares de 2017. Se você optar por um sistema de loop vertical, o custo aumentará significativamente, já que os custos de perfuração podem ser de US $ 30.000 a US $ 40.000 ou mais, dependendo do solo, do acesso ao site e do tamanho do sistema.

Na aplicação correta geotérmica pode ser uma solução rentável e ambientalmente sensível para aquecimento e resfriamento doméstico. Vale a pena dar uma olhada, especialmente quando a resposta está bem embaixo dos seus pés.