Na luta por Eficiência Energética, a tecnologia permite-nos tirar partido de fontes de energia como o sol, o vento ou a água para iluminar, movimentar e aquecer ou arrefecer as nossas casas. O próximo passo pode ser olhar para baixo dos nossos pés, alguns metros acima do solo, onde a temperatura é quente e constante em todos os momentos. Novamente, trata-se de aproveitar a energia que nos rodeia. A maior parte do calor que chega até nós vindo do Sol é absorvida pela crosta terrestre e permanece no subsolo. Graças ao bombas de calor geotérmicas, podemos aproveitar o calor do subsolo para aquecer ou resfriar nossa casa.
Neste artigo vamos explicar o que são bombas de calor geotérmicas, suas características, funcionamento, eficiência e muito mais.
O que são bombas de calor geotérmicas
Uma bomba de calor geotérmica É um sistema de aquecimento e refrigeração que utiliza a energia térmica armazenada na Terra para regular a temperatura de um edifício ou casa. Ao contrário dos sistemas tradicionais que queimam combustíveis fósseis ou utilizam eletricidade para gerar calor ou frio, as bombas de calor geotérmicas são mais eficientes e amigas do ambiente.
Estas bombas aproveitam o facto de, a poucos metros de profundidade, a temperatura se manter constante durante todo o ano, independentemente das condições meteorológicas externas. Isto significa que as bombas de calor geotérmicas podem fornecer aquecimento no inverno e arrefecimento no verão de forma eficiente e sustentável.
Como funcionam as bombas de calor geotérmicas
El operação de uma bomba de calor geotérmica Baseia-se no ciclo termodinâmico e partilha tecnologia com outros tipos de bombas de calor, como as utilizadas em equipamentos convencionais de ar condicionado. No entanto, em vez de extrair calor do ar, as bombas de calor geotérmicas extraem-no do subsolo. Para isso, utilizam um circuito fechado de tubos enterrados que trocam calor com a terra.
O sistema pode operar de duas maneiras principais:
- No modo de aquecimento: A bomba extrai calor do solo e o transfere para o sistema de aquecimento da casa.
- No modo de resfriamento: Durante o verão, o processo se inverte e o calor é extraído do interior da casa e transferido para o solo.
O ciclo é composto pelos seguintes elementos fundamentais:
- Compressor: É responsável por aumentar a pressão do fluido de transferência de calor, aquecendo-o para gerar a temperatura desejada no interior da casa.
- Evaporador: Dispositivo que reduz a pressão do fluido, baixando sua temperatura para que possa captar o calor do solo.
- Condensador: Onde o calor é transferido para o sistema de aquecimento ou resfriamento da casa.
- Válvula de expansão: A válvula que regula o fluxo do fluido refrigerante, permitindo que o ciclo continue.
Este processo cíclico de evaporação e condensação é o que permite ao sistema funcionar tanto para aquecimento como para arrefecimento, ajustando-se às necessidades da casa em cada estação do ano.
Instalações com bombas geotérmicas
Existem vários tipos de instalações geotérmicas dependendo da disposição dos coletores que trocam calor com o solo. Devemos levar em consideração fatores como a disponibilidade de espaço e as características do terreno para selecionar o tipo mais adequado. As configurações mais comuns são:
Captura geotérmica horizontal
Este tipo de instalação caracteriza-se por uma colocação horizontal de tubos ao longo de um terreno. Os tubos são normalmente colocados a uma profundidade entre 1 e 2 metros.
É o formato mais barato e fácil de instalar, mas requer muito espaço. Por isso, é mais comum em residências unifamiliares que possuem grandes terrenos. Em parcelas pequenas, esta opção nem sempre é viável.
Captura geotérmica vertical
Em áreas onde não há espaço suficiente para instalação horizontal, a escolha é feita por captura vertical. Neste caso, são perfurados poços profundos, entre 50 e 150 metros, onde são instaladas as sondas geotérmicas.
Embora exija maior investimento inicial devido ao maquinário especializado para perfuração, esta opção costuma ser mais eficiente, pois em maior profundidade o solo mantém uma temperatura mais constante e mais elevada.
Captura na água (lagos ou rios)
Caso você tenha acesso a um lago, rio ou reservatório de água próximo, também é possível instalar coletores geotérmicos nesses corpos d'água. Através desta técnica, o sistema troca calor com a água, o que pode ser muito eficiente devido à capacidade térmica da água.
Contudo, a principal desvantagem deste sistema é que nem sempre está disponível, pois depende da proximidade de uma fonte de água adequada.
Vantagens e desvantagens das bombas de calor geotérmicas
Vantagens
- Eficiência energética: As bombas de calor geotérmicas são altamente eficientes, com índices de desempenho (COP) que podem chegar a 4 ou 5. Isto significa que por cada kWh de eletricidade consumida, geram entre 4 e 5 kWh de energia térmica.
- Sustentabilidade: Este sistema utiliza uma fonte de energia renovável disponível durante todo o ano, o que contribui para a redução das emissões de CO2 e da utilização de combustíveis fósseis.
- Versatilidade: As bombas de calor geotérmicas não são utilizadas apenas para aquecimento, mas também para arrefecimento e produção de água quente sanitária (AQS).
- Durabilidade: Os sistemas geotérmicos são conhecidos pela sua longevidade, ultrapassando facilmente os 20 a 30 anos de vida útil.
- Investimento de longo prazo: Embora o investimento inicial possa ser elevado, os custos de operação e manutenção são baixos, pelo que são amortizados num prazo razoável.
Desvantagens
- Alto custo inicial: O investimento inicial pode ser considerável, principalmente em sistemas com coleta vertical. No entanto, geralmente se paga em menos de 10 anos graças à economia de energia.
- Requer espaço: Este tipo de instalação pode exigir um espaço considerável para sistemas de recolha horizontal.
- Estudo geotécnico: Dependendo das características do terreno, é necessário realizar estudos prévios que podem aumentar os custos.
- Hora da vingança: Embora as bombas de calor geotérmicas sejam muito eficientes, em alguns casos podem levar de 7 a 10 anos para se pagarem.
Em qualquer caso, as bombas de calor geotérmicas são um excelente investimento a longo prazo, tanto do ponto de vista económico como ecológico. Graças ao seu alto desempenho e baixo consumo de energia, cada vez mais pessoas escolhem este sistema para as suas casas.