CLIMATIZAÇÃO GEOTÉRMICA

CLIMATIZAÇÃO GEOTÉRMICA: usando a energia do solo

CLIMATIZAÇÃO GEOTÉRMICA

Chamado de resfriamento geotérmico, o sistema usa tubulações enterradas no subsolo para resfriar o ar e aumentar o conforto térmico.Consumo de energia é quatro vezes menor.

Laura Lidia Rosa faz questão de ressaltar, no entanto, que o uso de geotermia para resfriar ambientes não é um sistema de climatização, como os que empregam aparelhos de ar condicionado, pois não há controle da temperatura. Ela explica que normalmente o termo geotermia está relacionado ao uso do solo como meio de aquecimento – e não resfriamento – e produção de energia por meio da geração de vapor, conhecido desde o início do século XX. 

Geotermia:  estudo dos fenômenos térmicos internos do globo terrestre. Energia geotérmica, ou energia geotermal (geo: terra; térmica: calor), é a energia obtida a partir do calor proveniente do interior da Terra.

Mas esse tipo de aplicação exige que sejam realizados perfurações em grandes profundidades, que podem chegar de 70 a mais 100 metros. “O solo em profundidades menores (de 3 a 5 m) apresenta, no entanto tem uma temperatura mais baixa ao longo do ano, variando de 18 a 21° C, em média”, explica.

“Mas ele resfria o ambiente e aumenta o conforto térmico das pessoas que ali estão”, diz Laura.

“A grande vantagem está, no entanto, no seu custo de operação. Embora sua implantação seja mais cara que um ar condicionado normal, o seu consumo de energia é quatro vezes menor. Por isso, em pouco tempo ele se paga.” 

Para o país, também pode ser uma boa alternativa, como, por exemplo, em programas como o Minha Casa Minha Vida. Hoje, no total, cerca de 4,5% do consumo de energia do Brasil é com ar condicionado.

É aí que entra a geotermia para o resfriamento de ambientes internos. “Este modelo é denominado sistema geotérmico de captações rasas”, explica Laura. “Vários tubos são enterrados no solo, cujo cumprimento total pode variar, chegando até a mais de 50 metros, dependendo do terreno e do tamanho da construção. Um grande ventilador capta e empurra o ar para dentro da tubulação. 

Ao circular pelos tubos, ele se resfria em algo entre 3 a 5 º C. Outros ventiladores, na saída, distribuem o ar mais fresco pelas salas e demais dependência da escola, residência ou outra construção qualquer.”

Geração de Eletricidade com Energia do Subsolo
Refrigeração e/ou Aquecimento Geotérmico

A sustentabilidade está em alta, e a busca por fontes de energia renováveis estão cada vez mais intensas. Uma dessas fontes é o solo. Através da geotermia, conceito que corresponde à energia solar concentrada no chão, é possível criar um sistema com fonte inesgotável de energia. Assim, o terreno pode ser usado tanto para aquecer quanto para resfriar um ambiente através de um ciclo termodinâmico, feito por um dispositivo chamado de bomba de calor.

Uma pesquisa feita por José Wilson, professor da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, mostra que em uma cidade como Porto Alegre, por exemplo, e levando apenas em consideração o modo de resfriamento, o sistema geotérmico seria capaz de economizar 48% de energia quando comparado a um ar condicionado comum!

Acompanhe a evolução, invista em sustentabilidade.

Já pensou em climatizar a sua casa com energia geotérmica? 

Ela serve para resfriar e aquecer, é limpa, não emite gases poluentes nem agravantes do Efeito Estufa, e a manutenção custa bem menos do que a sua conta de luz mensal. A tecnologia já está sendo aplicada em algumas casas nos Estados Unidos, mas calma. Embora pareça tudo muito legal, a expansão do sistema chamado Dandelion Air está recém no início, e o preço de instalação por enquanto está bem fora do alcance da maior parte do público.

O projeto é da Dandelion, que nasceu como uma start-up dentro dos laboratórios da Google. A CEO da empresa, Kathy Hunnan, acredita que o Dandelion Air seja o futuro da climatização, e condena o uso dos aparelhos tradicionais de ar condicionado, por dispersarem gases na atmosfera que agravam o Aquecimento Global. Ela defende que o sistema é universal e pode ajudar a diminuir o Efeito Estufa.

Como funciona o climatizador geotérmico?

O Dandelion Air funciona através de tubos ligados ao sistema de ventilação interno da casa. Esses tubos mergulham cerca de 2 metros no subsolo sob a casa. Acontece que o solo tem calor próprio, então no inverno esses tubos sugam esse calor e o bombeiam para dentro dos cômodos. Já no verão, os tubos bombeiam o calor de dentro da casa para dentro do solo.

Além das limitações descritas acima, o cliente pode verificar se sua casa se qualifica dentro das exigências da empresa através da página principal do Dandelion Air. Ainda é uma novidade distante para o público brasileiro, mas se ficar popular, pode ser uma solução para o futuro.

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Vantagens e desvantagens das Bombas de Calor aerotérmicas

As bombas de calor aerotérmicas tem inúmeras vantagens comparando com outros sistemas tradicionais como a biomassa ou gasóleo. Vamos dá-las a conhecer de forma pormenorizada.

A energia do calor do ar exterior, mesmo a baixas temperaturas, é transferida em forma de calor para o sistema de aquecimento. As bombas de calor estão numa unidade termodinâmica instalada no exterior da habitação.

No interior da habitação, por sua vez, está instalado um módulo hidráulico (caldeira) capaz de dar ao circuito de aquecimento a energia recuperada pela unidade termodinâmica.

O sistema de bombas de calor aerotérmicas pode ser usado por exemplo com um sistema de aquecimento por piso radiante, esta combinação surpreende em termos de poupança e eficiência energética.

As bombas de calor são capazes de usar a energia do ar exterior mas requerem uma quantidade mínima de eletricidade, não para o aquecimento mas antes para ajudar a remover o calor do ar exterior e subsequente fazer a transferência para o ambiente interior.

Quais são as vantagens da geotermia ?

Economia

A geotermia reduz o custo de climatização de uma habitação, para calor bem como para frio. Seu rendimento pode ser até 4 vezes maior ao de uma caldeira convencional e o consumo até um 75% menor.

Ecologia

Como não há processo de combustão não há geração de CO2. É uma energia renovável que aproveita o calor inesgotável da radiação solar armazenado na terra. 

Conforto

A geotermia pode fornecer calor, frio e água quente sanitária sem importar a temperatura exterior, as 24 horas do dia e os 365 dias do ano. A bomba geotérmica se pode instalar dentro da casa, dispensando ventilação e chaminé. Não sofre o desgaste das máquinas que estão à intempérie, sua vida útil é longa. O calor fornecido é agradável, não é seco, sua temperatura é constante, sem altas e baixas.

Vantagens das bombas de calor aerotérmicas

• Usam energia renovável;
• O ar como energia renovável é gratuito;
• O ar é facilmente acessível e está disponível 24 horas por dia;
• O ar é praticamente ilimitado;
• Não há emissões contaminantes ou nocivas para a saúde;
• É seguro, uma vez que não possui nenhum depósito de armazenamento de combustível;
• A instalação das bombas de calor é relativamente fácil e simples e não necessita de nenhum depósito de armazenamento de combustível. Ocupa o mesmo espaço que uma caldeira montada na parede ou no chão;
• Custos de instalação mais baixos do que as bombas geotérmicas;
• Custos de manutenção insignificantes já que, não é necessário nenhum tipo de limpeza;
• Não necessita de chaminé, uma vez que, o módulo hidráulico está em comunicação com uma unidade termodinâmica instalada no exterior da habitação não necessitando de conduta de evacuação de gases de combustão;
• Caracterizam-se por uma maior autonomia, dado que necessitam apenas de uma ligação elétrica para funcionar. Já uma caldeira a gasóleo, por exemplo, requer uma frequência determinada de eletricidade;
• O rendimento instantâneo de uma bomba de calor é elevado.

Mas como é sabido, qualquer moeda tem duas faces e o mesmo acontece com as bombas de calor aerotérmicas. 

Estas tem também as suas desvantagens e ainda que possam ser em menor número não podemos deixar de as referir.

Desvantagens das bombas de calor aerotérmicas

• O investimento inicial é alto;
• Os ventiladores da unidade exterior causam ruído;
• Para temperaturas inferiores a 7 graus celsius, a eficiência é mais baixa.

Princípio de uma bomba de calor geotérmica (tipo água-solo)

Você finalmente decidiu adotar o energia renovável. É uma boa resolução! Lá, você pensa imediatamente em energia solar. É uma ótima opção, mas lembre-se de que as bombas de calor também fazem sua carteira e mãe natureza felizes. 

Neste POST, convidamos você a descobrir 6 coisas que você deve saber sobre bombas de calor geotérmicas.

1 - Qual é o princípio operacional de um bomba de calor ?

A bomba de calor (PAC) é um dispositivo que extrai do ambiente doenergia livre, limpa e renovável (para a grande maioria dos PACs, a origem é o sol indiretamente) para redistribuí-lo nas habitações. 

Concretamente, uma bomba de calor captura o calor externo de água hidrotérmica, solo através do geotérmica ou ar aerotérmico. Em seguida, transforma esse calor a uma temperatura bastante alta antes de devolvê-lo ao habitat por meio de ar quente pulsado ou água aquecida que circula em um piso aquecido ou em radiadores. Também é possível usar o dispositivo além ou em substituição de um sistema de aquecimento existente.

Graças aos sensores subterrâneos, uma bomba de calor geotérmica pode, portanto, recuperar as calorias naturalmente presentes em seu jardim para aquecer o interior da sua casa. No entanto, este dispositivo também pode funcionar ao contrário, conforme o caso. Nesse contexto, a chamada bomba de calor reversível extrai as calorias de uma sala para rejeitá-las do lado de fora para resfriá-las.

2 - Os diferentes tipos de bombas de calor geotérmica

Existem principalmente dois tipos de bombas de calor geotérmicas. Estas são a bomba de calor geotérmica vertical e a bomba de calor geotérmica horizontal. O trocador de calor geotérmico vertical não precisa de uma área grande para funcionar corretamente. Portanto, é possível instalá-lo em um pequeno jardim urbano. No entanto, o dispositivo é um pouco caro por causa da perfuração a ser realizada. É realmente necessário introduzir sob os tubos do solo providos de sondas para extrair calorias até 100 m de profundidade.

3 -Mais econômico que o aquecimento elétrico convencional

Existem várias bombas de calor geotérmicas no mercado. Cada um deles tem um Coeficiente de desempenho (COP) bastante alto. O COP nada mais é do que a relação entre a energia elétrica consumida e o calor retornado pela bomba. Esse coeficiente pode variar e subir até 7, dependendo do equipamento.

Em outras palavras, para um COP de 3 ou 4, por exemplo, sua bomba de calor geotérmica pode produzir o equivalente a 3 a 4 kWh de aquecimento consumindo apenas 1 kWh de energia elétrica. Portanto, depois de instalar o dispositivo, se você não alterar seus hábitos de aquecimento, poderá divida seu consumo de energia de aquecimento elétrico por 3 ou 4.

Como resultado, você reduz drasticamente o valor de suas contas de aquecimento. 

Que economia!

Admita, é muito interessante, não é? 

Além de 75% de economia que você pode fazer em suas faturas, você pode até receber recompensas em euros na sua conta de CO2 (dispositivo seguro aprovado pelo Estado). 

Sim, simplesmente porque a bomba de calor geotérmica teria permitido que você reduza sua emissão de CO2.trocador de calor geotérmico horizontal, é mais barato que seu equivalente vertical. A rede de tubulação está enterrada aqui no subsolo, por volta de um metro de profundidade. 

Para recuperar as calorias necessárias, os tubos de coleta devem se estender sob uma superfície bastante grande. Em outras palavras, você deve ter um grande jardim para poder configurar este sistema.

4 - Bombas de calor geotérmica, uma solução ecológica para habitação

A bomba de calor geotérmica é uma alternativa ao consumo de combustíveis fósseis, como:

1. Eletricidade;
2. Óleo combustível;
3. Gás natural;
4. Propano.

O sistema de bomba de calor geotérmica possibilita o uso da energia térmica armazenada abaixo da superfície da Terra. Escolher aquecer com esse equipamento é optar por um energia limpa e respeitoso da natureza.

Nenhum combustível fóssil é usado. Note-se que, em vez da rede elétrica e do consumo de energia produzida pelas usinas nucleares, é possível instalar painéis para explorar a energia solar. Além disso, esta tecnologia promove não rejeição de CO2 na atmosfera. O meio ambiente é, portanto, preservado.

Baseado em Estudos ADEME, a agência considera que esta solução apresenta as melhores perspectivas de crescimento. Mais e mais famílias francesas estão adotando energia geotérmica. Em 2020, nada menos que 2 milhões de habitantes deve estar equipado com uma bomba de calor geotérmica.

5 - Excelente conforto térmico com a bomba de calor geotérmica

As bombas de calor geotérmicas oferecem bom desempenho. Eles garantem excelente conforto térmico, principalmente porque permitem aumento muito rápido da temperatura. Além disso, essas instalações geralmente não exigem a adição de um sistema de backup, exceto no caso de frio extremo. Adaptadas a climas rigorosos, as bombas de calor geotérmicas também são compatível com radiadores antigos.

6 - Um alto investimento que permite auxílios estatais

A instalação de uma bomba de calor geotérmica requer trabalho pesado. Para conectar o dispositivo (perfuração + instalação da bomba), vários profissionais devem ser mobilizados. É por isso que o preço de instalação representa um investissement Portanto. No entanto, o economia de energia que percebemos com o dispositivo permitem compensar rapidamente.

Para otimizar sua eficiência energética, você deve usar um Instalador certificado QualiPAC. Assim, você evita projetos irregulares que podem afetar seu conforto térmico. Além disso, solicite uma Profissional certificado pela RGE (Garantidor reconhecido do ambiente) é frequentemente obrigatório para beneficiar da maior parte dos auxílios estatais.

Entre os auxílios estatais que incentivam as famílias a adotar cada vez mais energias não poluentes, podemos citar:

1. Empréstimo com taxa de juros de 0%;
2. O bônus Energy 2020;
3. Le Crédito tributário ou MaPrimeRénov 2020;
4. Apoio do FED;
5. A taxa de IVA reduzido ;
6. Ajuda das autoridades locais;
7. A ajuda de ANAH (Agência Nacional de Melhoramento da Casa).

Com esses auxílios, a instalação de uma bomba de calor geotérmica se torna mais acessível para as famílias.

Por fim, as bombas de calor geotérmicas são uma excelente alternativa aos combustíveis fósseis. 

Ao optar por instalar este dispositivo, você preserva o ambiente à sua maneira. Como bônus, você recebe um excelente conforto térmico e uma boa redução na sua conta de aquecimento. 

E mesmo que a adoção da bomba de calor geotérmica seja um investimento caro, vários auxílios estatais tornam possível reduzir significativamente os custos!

Sistema mais barato de aquecimento geotérmico para uso doméstico é testado em NY

O calor proveniente do interior da Terra pode ser aproveitado para gerar a energia que uma residência precisa. No entanto, captar essa energia do solo requer conhecimentos geográficos, químicos e geológicos, sem falar do investimento. É pensando nestas questões que a startup Dandelion, nos Estados Unidos, desenvolveu um sistema econômico, de fácil aplicação e que ainda promete ser três vezes mais eficiente que os sistemas convencionais de aquecimento e resfriamento.

Desenvolvido ao longo de dois anos, o sistema ganhou dois milhões de financiamento, o chamado capital semente. 

Atualmente, ela já opera em 11 municípios de Nova York e já planeja suas primeiras instalações em setembro.

Para reduzir os custos, a startup investiu no desenvolvimento de sua própria ferramenta de perfuração do solo, que é menor e mais ágil do que as disponíveis hoje no mercado. A tecnologia ainda tem como vantagem fazer buracos menores (o que significa menos sujeira e menos recursos para cobri-los depois) e também pode fazer algumas perfurações automatizadas, de forma que o trabalho ficará pronto em no máximo dois dias.

Posteriormente, a empresa quer reduzir os preços dos equipamentos, aumentar a eficiência na instalação e oferecer pacotes de financiamento onde os proprietários paguem mensalmente ao invés de pagarem todo o sistema de uma só vez. Assim como já é feito com a energia solar.

Mas, por enquanto, os valores são baseados principalmente nas condições da própria casa. Casas mais frias, por exemplo, têm custo maior de instalação. Também são consideradas a disponibilidade de eletricidade e custos de combustíveis locais, há quanto tempo a casa foi construída e o estilo arquitetônico. A avaliação, segundo a startup, é atrair os clientes que realmente vão economizar usando o sistema.

O grande objetivo é tornar este tipo de fonte tão competitiva quanto a energia solar. E se depender da experiência dos proprietários, há grandes chances disso dá certo. A CEO Kathy Hannun já trabalhou como gerente de produtos no Google, enquanto seu parceiro, James Quazi, vendeu um serviço de melhoria de casa para o SolarCity -, uma das principais empresas de instalação solar.

Além da projeção de edifícios sustentáveis e de aperfeiçoar a eficiência energética dos sistemas de climatização, a utilização de fontes renováveis de energia também vêm ganhando força. E para desenvolver sistemas mais eficientes que não causem impacto no meio ambiente, cientistas e engenheiros estão buscando novas maneiras de aproveitar estes recursos.

Uma dessas fontes é o solo. Através da geotermia, conceito que corresponde à energia solar concentrada no chão, é possível criar um sistema com fonte inesgotável de energia. Assim, o terreno pode ser usado tanto para aquecer quanto para resfriar um ambiente através de um ciclo termodinâmico, feito por um dispositivo chamado de bomba de calor.

LIVRO GRATUITO: (PDF)

http://www.protocolodemontreal.org.br/site/images/phb/projeto_gerenciamento_chillers/seminarios/1291.pdf

O clima do solo

A condição climática considerada confortável para um ambiente é de 22ºC. Através de análises de solo descobriu-se que a poucos metros de profundidade, a temperatura fica entre 14ºC a 18ºC, aproximadamente. Era preciso apenas encontrar uma maneira de transferir essa energia do solo fresco até as superfícies externas de construções, que podem ser mais frios ou mais quentes.

Este sistema cria uma barreira térmica, que impede a variação da temperatura, climatizando o interior dos ambientes. Com a aplicação da energia armazenada no solo, a diferença climática, dentro da construção, durante todo o ano seria de apenas 5ºC, enquanto que geralmente no inverno é de 15ºC e no verão é 8ºC.

Bomba de calor

De um modo geral, o dispositivo é semelhante ao piso térmico, onde a tubulação se encontra dentro da estrutura do ambiente, piso, teto e parede. A circulação de água aquecida ou resfriada previamente no solo entre os tubos é feita pela bomba de calor, propiciando a climatização. Depois que termina de circular pelo sistema, a água volta à base e volte a trabalhar. Assim, no verão ele retira o calor da estrutura e a transporta para uma zona fria da terra, enquanto no inverno ela retira o calor do solo e transporta até o edifício.

Mesmo sendo aparelhos elétricos, as bombas de calor são favoráveis no ponto de vista energético. Eles possuem um consumo de energia baixo se comparado à energia que é transferida, sendo mais eficiente que o uso de aparelhos de ar condicionado comuns.

Barreiras para o Brasil

Países como Canadá, Estados Unidos, Índia, China e Japão estão optando pelo sistema. Somente na Alemanha a taxa anual de novas instalações chega a 125 mil unidades por ano. Mas e no Brasil essa poderia ser aplicada?

Estudos mostram que as regiões litorâneas são as que possuem um potencial enorme. Nestes locais há bons índices de irradiação solar e a maresia e projetos de climatização comuns estão sujeitos à serem danificados pela maresia e índices de umidade. A utilização da bomba de calor geométrica também pode ser indicada em latitudes mais altas.

Uma pesquisa feita por José Wilson, professor da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, mostra que em Porto Alegre, por exemplo, a temperatura média anual é de 19,5ºC. O professor aponta que se levar apenas em consideração o modo resfriamento, o sistema geotérmico teria uma diferença de temperatura ar-solo de 2,5ºC durante todo o verão, condicionando um ambiente a 22°C, enquanto o ar condicionado comum operaria com diferença de até 9ºC para promover a mesma temperatura. Deste modo, o consumo de energia elétrica diminuiria cerca de 48%.

Para obter mais informações sobre o assunto, entre em contato via whatsapp:

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