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Aplicação de bombas de calor
quinta-feira, 3 de novembro de 2011

Aplicação de bombas de calor

 

         O aproveitamento de água subterrânea como fonte de calor para um sistema de bombeamentos de calor é especialmente favorável do ponto de vista energético, por causa de temperaturas da água quase constantes ao longo de todo o ano. A energia gratuita é obtida através de um poço filtrante ou por uma sonda geotérmica vertical.

 

        Sabe-se que o rendimento e a eficiência operacional anual de uma bomba de transferência de calor dependem principalmente da diferença entre a temperatura da fonte de calor e a temperatura de alimentação do sistema de calefação. Quanto menor a diferença, maiores serão os rendimentos e a eficiência. Esse contexto esclarece a vantagem principal da água subterrânea como fonte de calor: enquanto as bombas de calor ar/água precisam conviver com a desvantagem de que justamente na época da maior demanda de calor a fonte de calor “ar” frequentemente apresenta baixas temperaturas, a temperatura da água subterrânea permanece relativamente constante, mesmo com frio extremo, dependendo da geologia local e da profundidade de perfuração. Normalmente ela fica em torno de10°Cou um pouco abaixo.

          Há duas alternativas para o acoplamento das bombas de calor à energia térmica da água subterrânea: o transporte da água subterrânea, rica em energia, a partir de um poço filtrante diretamente para a bomba de transferência de calor e de volta, ou então a retirada de calor através de uma assim chamada sonda geotérmica vertical (ao contrario do coletor de energia geotérmico horizontal). Ambos os processos exigem a execução de uma ou várias perfurações ate o lençol freático. O artigo a seguir traz uma breve visão geral sobre como esses equipamentos de transporte funcionam.

Poços de captação e poços de infiltração

           Para a retirada de calor do subsolo são necessários um poço de captação e um poço de recepção (poço de infiltração). Uma bomba de transporte, que geralmente é uma bomba submersa e que está suspensa no poço de captação, recalca a água subterrânea até o evaporador da bomba de transferência de calor. Lá é retirada sua energia térmica, sendo que, dependendo do dimensionamento, ela se resfria em até 4 K, mas mantendo suas características (pré-requisito para uma autorização conforme a legislação da água). A partir do evaporador, a água é encaminhada ao poço de recepção, infiltrando-se na camada de terra. Entre o poço de captação e de infiltração deve ser mantida uma distancia mínima de10 a15 m. um funcionamento ininterrupto e durável para a instalação de poço e assim, para a bomba de calor, está sujeito a algumas condições básicas:

-A temperatura da água e a sua quantidade devem estar corretas.

-A qualidade da água deve corresponder a determinados critérios.

-A execução técnica do poço deve estar livre de erros.

Temperatura e quantidade de água necessárias

          A água subterrânea deve estar disponível pelo ano todo a uma temperatura mínima de7°C. Normalmente isso é assegurado a partir de uma profundidade de poço de8 a10 m. Na Europa e outras regiões em que chega a nevar, precisa ser assegurado que não haverá afluxo de águas vindas de derretimentos na primavera. Alem da temperatura, é necessária uma quantidade mínima de água, dependendo dos dados de potencia da bomba de calor. Por exemplo, a W1 12MX Noveian, da Siemens, necessita em torno de 2700 L/h com uma potência de aquecimento de aproximadamente 12,2 kW (ou, por ser mais fácil de memorizar para o teste de bombeamento, um pouco mais do que7 La cada 10 s ). A instalação do poço precisa ter a capacidade de fornecer esse volume constantemente.

 

Qualidade da água

 

         Primeira regra: sob nenhuma hipótese partículas sólidas deverão chegar ao evaporador. A empresa responsável pela construção do poço deve examinar a água recalcada quanto à ausência de areia (VOB parte C, DIN 18302). Provavelmente todos os fabricantes equipam suas bombas de calor com retentores de sujeira no lado que vai ao evaporador, mesmo assim a presença de tais peneiras ou filtros deve ser novamente verificada no inicio da operação. Um outro risco para o evaporador vem de efluentes industriais e misturas de águas com lixívias, ácidos e cloro. Por isso o seu uso não é permitido. A água subterrânea ainda pode conter substancias que propiciem a corrosão. Na verdade muitos fabricantes também equiparam as suas bombas de transferência de calor com evaporadores resistentes à corrosão; nesses casos a utilização da água subterrânea normal não preocupa. Mas uma análise detalhada da água é imprescindível quando são usados evaporadores sem essa proteção. Normalmente, as empresas locais de abastecimento de água podem dar informações sobre a qualidade da água subterrânea.

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