Bomba de calor de fonte subterrânea de tubo enterrado
Um sistema de bomba de calor de fonte subterrânea com tubo enterrado usa o solo como fonte ou dissipador de calor. Os componentes principais incluem uma unidade de bomba de calor e um conjunto de trocadores de calor enterrados no subsolo. Esses trocadores de calor são normalmente feitos de tubos de polietileno ou polibuteno de alta densidade e conseguem uma troca de calor eficaz entre o sistema e o solo por meio de um fluido (como água ou anticongelante) que circula nos tubos subterrâneos fechados.
Figura: Princípio de funcionamento de uma bomba de calor de fonte subterrânea com tubo enterrado (aquecimento no inverno)
Em um sistema de bomba de calor de fonte subterrânea com tubo enterrado, as mudanças dinâmicas na carga do edifício e a troca de calor com o solo subterrâneo estão intimamente ligadas e interagem, o que torna esse sistema de bomba de calor também conhecido como bomba de calor acoplada ao solo. Durante a implementação, existem duas opções principais para o método de enterramento dos trocadores de calor enterrados: enterramento horizontal e enterramento vertical.
O enterramento horizontal geralmente utiliza enterramento raso, que é simples de construir e tem um investimento inicial relativamente baixo. No entanto, este método ocupa uma área maior, e a temperatura do solo raso é facilmente afetada pela temperatura do ar superficial, resultando em uma troca de calor relativamente pequena por unidade de comprimento de tubo.
Em contrapartida, embora os tubos verticais enterrados tenham um investimento inicial mais elevado, a sua localização subterrânea profunda garante uma temperatura relativamente estável no solo profundo ao longo do ano, garantindo assim o funcionamento estável do sistema de bomba de calor, sendo por isso amplamente utilizado.
No entanto, existe um problema potencial para sistemas de bombas de calor com tubos enterrados verticais: se o calor absorvido pelo permutador de calor enterrado no inverno não for equilibrado com o calor libertado no verão, o equilíbrio térmico subterrâneo será perturbado, levando a um aumento ou queda contínua na temperatura do solo subterrâneo, afetando em última análise a eficiência da troca de calor do permutador de calor enterrado.
