Eng. Gabriela Ferreira - Ordem dos Engenheiros

ENERGIA GEOTÉRMICA
&
SISTEMAS DE CLIMATIZAÇÃO
ENERGIA GEOTÉRMICA
Definição
Recurso geotérmico - Fluidos e formações geológicas do
sub-solo, de temperatura elevada, cujo calor seja suscetível
de aproveitamento (DL 87/90 e 90/90 de 16 de Março)
• Energia geotérmica de “alta entalpia”
Aproveitamento de calor existente no sub-solo, através de um
fluido a temperatura elevada, mais de 150 ºC. Ex: Produção
eletricidade
• Energia geotérmica de “baixa entalpia”
Aproveitamento do calor entre 20 ºC e 150 ºC. Ex 1: Instancias
termais, produções agrícolas. Combinação de aproveitamento de
calor e aproveitamento da própria água para utilização direta.
Ex 2: Aproveitamento do calor do solo para sistemas de
climatização
ENERGIA GEOTÉRMICA APLICADA A
SISTEMAS DE CLIMATIZAÇÃO
CIRCUITOS ABERTOS
• Nos circuitos abertos, a
água de um aquífero ou
lago é utilizada para as
trocas de calor com o
equipamento geotérmico
de climatização
• Serão necessários filtros de
água e permutadores
devido aos contaminantes
da água.
ENERGIA GEOTÉRMICA APLICADA A
SISTEMAS DE CLIMATIZAÇÃO
CIRCUITOS FECHADOS
• No solo, a aprox. 1m profundidade, a
temperatura é estável, pode oscilar entre 12ºC
no Inverno e 16 ºC no Verão.
• É o aproveitamento desta temperatura
constante que permite aos sistemas de
climatização, através de um sistema
geotérmico, retirar ou dissipar calor.
ENERGIA GEOTÉRMICA APLICADA A
SISTEMAS DE CLIMATIZAÇÃO
CIRCUITOS FECHADOS
CAPTAÇÃO VERTICAL
CAPTAÇÃO HORIZONTAL
ENERGIA GEOTÉRMICA APLICADA A
SISTEMAS DE CLIMATIZAÇÃO
CIRCUITOS FECHADOS
CAPTAÇÃO HORIZONTAL
• Tubagem colocada a
aprox. 70 cm de
profundidade
• Mais fácil e económico de
instalar
• Necessita de uma área
bastante maior (entre 1,5
a 2 vezes a área a
climatizar)
ENERGIA GEOTÉRMICA APLICADA A
SISTEMAS DE CLIMATIZAÇÃO
CIRCUITOS FECHADOS
CAPTAÇÃO VERTICAL
• Sondas terão entre 70 a
120m de profundidade
• Energeticamente é mais
eficiente que a instalação
horizontal
• Área de implantação menor
• Custo de instalação mais
elevado
ENERGIA GEOTÉRMICA
Circuitos Fechados
REQUISITOS DIMENSIONAMENTO CIRCUITOS FECHADOS
VERTICAIS
Estudo geológico do terreno
Profundidade entre 70 a 120 m
Distância mínima entre furos de 6 a 8 m
Rácio de 50 W/ml
Ex: Potência Térmica=100 kW
16 Furos com 100 m
de profundidade
• Dimensionamento dos furos para a Potência Térmica
predominante no edifício
•
•
•
•
SISTEMAS CLIMATIZAÇÃO GEOTÉRMICOS
COMPONENTES DO SISTEMA
REALIZAÇÃO DOS FUROS DO SISTEMA GEOTÉRMICO
SISTEMAS CLIMATIZAÇÃO GEOTÉRMICOS
COMPONENTES DO SISTEMA
REALIZAÇÃO DOS FUROS GEOTÉRMICOS
• Furação do solo com máquina
perfuradora
• Introdução das sondas
geotérmicas
• Enchimento com betonite para
aumentar as trocas de calor
• Enchimento das sondas
geotérmicas com água
glicolada (30% glicol)
Tubo em PEAD
(Hight Density Polyethylene Pipe)
SISTEMAS CLIMATIZAÇÃO GEOTÉRMICOS
COMPONENTES DO SISTEMA
BOMBA CALOR GEOTÉRMICA
EQUIPAMENTOS
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
• Ventiloconvectores
• Pavimento Radiante
SISTEMAS CLIMATIZAÇÃO GEOTÉRMICOS
COMPONENTES DO SISTEMA
BOMBA CALOR GEOTÉRMICA – ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO
ENERGIA GEOTÉRMICA E SISTEMAS
DE CLIMATIZAÇÃO
VANTAGENS
• Sistemas muito eficientes
Verão: EER = 5
Inverno: COP = 4
baixas emissões de CO2
• Equipamento instalado em
Área Técnica interior, não
existe ruído para exterior
• Durabilidade do
equipamento
DESVANTAGENS
• Custo do Investimento
Inicial mais elevado
• Área de terreno para
implementação do circuitos
de captação
EDIFÍCIO EM ESTUDO – HOTEL LOULÉ
EDIFÍCIO EM ESTUDO – HOTEL LOULÉ
EDIFÍCIO
ÁREA (m2)
26 Moradias
11 200
Centro de Conferências e
Fitness
1260
SPA
1 310
Hotel e Área Serviços
3 430
Total (inc. AT)
23 400
POTÊNCIA (kW)
POT. AQUECIMENTO
840 kW
POT. AQS
--
POT. ARREFECIMENTO
1 320 kW
POT. PARA PISCINAS (24/7)
300 kW
EDIFÍCIO EM ESTUDO – HOTEL LOULÉ
ÁREA DE IMPLANTAÇÃO DOS FUROS GEOTÉRMICOS
EDIFÍCIO EM ESTUDO – HOTEL LOULÉ
COMPONENTES DO SISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO
SISTEMA GEOTERMIA: 300 FUROS COM 100 M PROFUNDIDADE
LIGADOS COM SOLUÇÃO DE COLETOR EM ANEL
EQUIPAMENTO DE PRODUÇÃO
•BCG POR MORADIA
•BCG ED. SPA
•BCG ED. CENTRO CONFERÊNCIAS
•BCG HOTEL E SERVIÇOS
•BCG PISCINAS
EQUIPAMENTOS TRANSFERÊNCIA
•VENTILOCONVECTORES
•UTAN – AR NOVO
EDIFÍCIO EM ESTUDO – HOTEL LOULÉ
Custos Anuais obtidos por Simulação Dinâmica
Bomba
Calor
Geotérmica
€/ano
Climatização Ambiente
(Arref + Aquecimento)
Chiller/BC
€/ano
€/ano
162 186
177 674
-15 488
AQS Vilas
22 199
32 065
-9 866
AQS Hotel
6 239
9 011
-2 773
75 391
103 663
-28 272
266 014
322 413
-56 398
Piscinas
Total
EDIFÍCIO EM ESTUDO – HOTEL LOULÉ
SISTEMA CLIMATIZAÇÃO GEOTÉRMICO
SISTEMA CONVENCIONAL
SISTEMA
GEOTÉRMICO
CUSTO (€)
SISTEMA
PRODUÇÃO HOTEL
Furos Geotérmicos
900 000
Anel
45 000
Chillers/Bomba de
Calor (#7)
333 850
Bombas
30 000
Vilas - BC (#81)
762 750
Glicol
60 000
TOTAL
1 096 600
SISTEMA
PRODUÇÃO
CUSTO (€)
BCG ( #44) +
Permutadores +
Depósitos
Acumulação
TOTAL
865 250
1 900 250
CUSTO (€)
PAYBACK SIMPLES = 14,3 ANOS
EDIFÍCIO EM ESTUDO – HOTEL LOULÉ
OBRIGADA
PELA VOSSA ATENÇÃO