A uma profundidade de 2 m abaixo da superfície do solo, a temperatura do solo varia de 5 a 10 ° C (nos meses de verão pode até chegar a 14 ° C); e 100 m abaixo do solo é cerca de 12 ° C.
Este calor é coletado pela bomba por meio de:
trocador horizontal (também conhecido como coletor de solo) - é um sistema de tubos de plástico enterrados a uma profundidade de cerca de 1,5 m abaixo da superfície. A salmoura flui neles, ou seja, uma mistura de água e glicol com um ponto de congelamento de -15 ° C. Dependendo de quanto calor é necessário para aquecer a casa, vários ou uma dúzia de laços de trocador são feitos, cada um com um comprimento máximo de 100 m. O tamanho do trocador também é determinado pelo próprio tipo de solo. Fornecerá mais calor quando estiver argiloso e saturado com água, menos - quando estiver seco e arenoso.
A desvantagem desta solução é a grande área do lote ocupada pelo coletor. Além disso, as plantas com raízes longas não podem ser plantadas acima do trocador de calor do solo, nem pode ser construída uma entrada de automóveis ou estacionamento. Idealmente, apenas grama crescerá acima dela. Isso permitirá sua regeneração graças à radiação solar e às chuvas.
A bomba de calor de fonte subterrânea funciona perfeitamente no início da estação de aquecimento, atingindo um COP de 5 (leia sobre o COP). Infelizmente, mais tarde, especialmente quando o inverno é muito gelado e os tubos são enterrados muito rasos, sua eficiência pode cair até cerca de 2. Portanto, aqueles que decidirem por tal solução, os especialistas aconselham sobredimensionar o tamanho do trocador horizontal.
Atenção! Freqüentemente, os problemas com uma bomba de calor de fonte subterrânea surgem do uso de um dispositivo com capacidade de aquecimento inadequada. Uma bomba selecionada incorretamente irá ligar com mais freqüência e resfriar o solo de forma mais intensa, de modo que, ao final do período de aquecimento, a quantidade de calor remanescente no solo pode ser insuficiente para aquecer a casa;
Trocador vertical (sondas geotérmicas) - são tubos de PE enterrados no solo, normalmente até 100 m de profundidade, embora também possa ir mais fundo. Dependendo da demanda de calor do edifício e da profundidade do trocador, apenas alguns furos podem ser suficientes, cada um com pelo menos 6 m de distância um do outro. Todo o terreno ocupará uma pequena área do terreno e a regeneração do solo em grandes profundidades deve-se principalmente ao calor que flui das camadas mais profundas da terra.
Para fazer o trocador, será necessário desenvolver um projeto geológico, bem como a utilização de equipamentos especializados (sonda de perfuração). Claro, isso afeta os custos de instalação - eles serão maiores do que o de um coletor horizontal.
No entanto, tal bomba de calor se distingue pela potência constante e alta eficiência ao longo da estação de aquecimento - o COP excede ligeiramente 4. Além disso, o gráfico pode ser arranjado livremente. Por esta razão, os furos verticais estão cada vez mais substituindo os coletores horizontais.
Bomba de calor com poço As
águas subterrâneas mantêm uma temperatura constante mesmo no inverno - de 7 a 12 ° C. Portanto, se estiver facilmente disponível, pode ser uma fonte de calor eficaz e barata. Para tanto, são perfurados dois poços - de entrada e de descarga. Da água retirada do primeiro deles, o calor é retirado, enquanto o segundo é deixado resfriar alguns graus.
As bombas com poços alcançam índices COP muito altos - mesmo até cerca de 6,5 (assumindo que a temperatura da água subterrânea é 10 ° C; alimentação do sistema - 35 ° C, e a diferença de temperatura - 5 ° C).
No entanto, não é uma solução popular devido à instabilidade dos parâmetros químicos das águas subterrâneas. Mesmo depois de um ano de operação sem problemas do sistema de dois poços, um alto teor de compostos de ferro pode aparecer na água. Eles causam um acúmulo bastante rápido de incrustações no trocador de calor e, consequentemente, o bloqueio da bomba e a necessidade de chamar o serviço com frequência.
Bomba de
ar O ar é a fonte de calor mais fácil de usar e a mais barata porque não requer terraplenagem.
De acordo com a norma mais recente, a eficiência da bomba de ar deve ser dada a uma temperatura exterior de 2 ° C, uma alimentação do sistema de aquecimento - 35 ° C e uma diferença de temperatura de 5 ° C. O COP é então entre 3,5 e 3,9. Infelizmente, no inverno, durante geadas severas que chegam a -20 ° C, será próximo a 1. Portanto, quanto mais baixa a temperatura, maior a potência e a eficiência dessa bomba.
Normalmente, porém, durante a estação de aquecimento, há poucos dias com temperaturas abaixo de -10 ° C (menos de 5%), embora haja exceções.
Portanto, a bomba de ar por si só não é capaz de nos proporcionar conforto térmico nos quartos, por isso está sempre instalada com um dispositivo de aquecimento adicional. Pode ser um aquecedor elétrico ou uma caldeira a gás ou óleo.
Soluções incomuns
Uma bomba de solo cooperando com o aquecimento de superfície pode ser usada não apenas para aquecer o edifício, mas também para resfriá-lo. Graças a isso, no verão vamos baixar a temperatura nos quartos, embora não possa ser comparada com a eficácia de um ar condicionado típico (mas esta solução é muito mais barata).
O calor do resfriamento da casa, bem como, por exemplo, o seu excedente dos coletores solares (usados para aquecer água) podem ser armazenados com sucesso no solo, principalmente em profundidades maiores. Isso afetará sua regeneração mais rápida e, além disso, quanto maior a temperatura do solo, maior a temperatura da salmoura (o que no início da estação de aquecimento resultará em alta eficiência da bomba de calor).
Se a área do lote for pequena, o que torna impossível colocar um coletor de solo horizontal, e devido a condições geológicas difíceis, sondas verticais não podem ser usadas, sondas verticais espirais com um diâmetro externo de 36 cm são uma opção interessante. Eles são introduzidos no solo apenas a uma profundidade de 3 a 5 m.
Por exemplo, para uma bomba de 10 kW, profundidades de sonda de 5 m e espaçamento de 3 m, devem ser feitas 15 sondas espirais. Vai ocupar cerca de 98 m2 de terreno, e com um trocador horizontal típico não seria inferior a 300 m2.
A vantagem dessa solução é seu preço mais baixo. Não precisamos recorrer aos serviços de uma empresa de perfuração profissional - basta terceirizar a perfuração para uma construtora.
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