Comparação: AEROTERMIA OU GEOTERMIA Qual escolher?

Uma das perguntas mais feitas pelos interessados em instalar um sistema de energias renováveis em casa é: aerotérmico ou geotérmico, qual escolher?

Neste artigo iremos explicar as características de cada sistema do ponto de vista do desempenho energético para utilização no aquecimento, queremos que tire as suas próprias conclusões.

Para começar, deve saber que para tirar partido das duas energias renováveis, a aerotérmica e a geotérmica, é necessária uma bomba de calor.

Uma bomba de calor é um equipamento que utiliza a energia contida no ar ou no solo de uma forma muito eficiente e amiga do ambiente.

Podemos dizer que a bomba de calor é o coração da instalação.

É muito importante ter em mente que para atingir o desempenho ideal deste tipo de instalação, todas as partes que fazem parte do sistema devem estar perfeitamente calculadas e instaladas.

É o sistema como um todo que nos dará o rendimento, a bomba de calor faz parte dele, o que, embora importante, não determina por si só a eficiência resultante.

Sistema de captação geotérmica. É a parte da qual extraímos o calor da terra.

É bastante comum que os estudos de energia não levem em consideração o desempenho sazonal ou FPS * das bombas de calor (em condições reais de uso) e sejam baseados no COP * nominal em certas condições (laboratório para nos entender).

Esses valores de desempenho são válidos apenas para essas condições de trabalho, mas quando variam, os resultados podem ser bem diferentes.

Para evitar cair na subjetividade, determinaremos o desempenho desses sistemas levando em consideração apenas documentos reconhecidos e imparciais. Não se trata de levar a brasa à sardinha que mais interessa, mas de ser objetivo.

O Ministério da Indústria, Energia e Turismo publicou um documento em 2014 através do IDAE (Instituto de Diversificação e Poupança de Energia) intitulado “Benefícios médios sazonais das bombas de calor”, que por sua vez é uma transposição da Diretiva 2009/28 / CE do Parlamento Europeu e do Conselho, de 23 de abril de 2009, sobre a promoção do uso de energia proveniente de fontes renováveis. Estas orientações foram estabelecidas pela Decisão da Comissão de 1 de março da Diretiva Europeia.

Para calcular o desempenho sazonal ou “FPS” da nossa instalação aerotérmica ou geotérmica teremos em consideração a zona climática (uma instalação em Madrid não é a mesma que em Vigo) visto que a climatologia é bastante diferente e a temperatura necessária para os sistemas de aquecimento . emissão (piso radiante, ventiloconvectores, radiadores, etc.)

Ao contrário da energia geotérmica que capta energia de forma muito estável da terra a partir de uma certa profundidade entre 10-15m, independentemente da temperatura do ar, a captura de energia do ar aerotérmico é muito mais instável devido às mudanças na temperatura dependendo do hora do dia, a estação e a zona climática.

A temperatura de ida necessária para que os sistemas de emissão, como piso radiante, radiadores ou fan coils, nos forneçam a temperatura de aquecimento desejada em casa, depende do seu cálculo e dimensionamento. Mas tanto em energia geotérmica quanto em energia aerotérmica, quanto maior for, menor será o desempenho que obteremos da bomba de calor. Isso porque para elevar a temperatura da água que circula pelos sistemas de emissão, é necessário elevar a taxa de compressão (trabalhar com o compressor em rotações maiores) o que significa maior consumo e menor vida útil. O mesmo acontece em um veículo quando formos em 3ª marcha e altas rotações, logicamente teremos um consumo maior do que quando formos 5ª com as rotações mais baixas.

Aerotérmico ou geotérmico Qual escolher? Um exemplo prático

Vamos dar um exemplo para ver a diferença de desempenho entre bombas de calor aerotérmicas e geotérmicas:

Qual seria o desempenho sazonal de uma instalação localizada em Madrid com piso radiante tendo em conta o documento IDAE?

Neste exemplo, partiremos do mesmo desempenho laboratorial COP * nas condições de trabalho normalmente utilizadas na Espanha pelos fabricantes de bombas de calor.

Dados iniciais:

• COP * da bomba de calor geotérmica: 4,5 em condições de 0º de temperatura de retorno à aspiração e 35ºC de descarga ao pavimento radiante de acordo com a norma EN14511.
• Sistema de captação vertical fechado
• COP * da bomba de calor aerotérmica 4.5 em condições de trabalho de 7ºC temperatura exterior e 35ºC impulso para o piso radiante de acordo com a norma EN14511

Zona climática de Madrid de acordo com o Código Técnico de Edificações CTE en O desempenho médio sazonal mede o desempenho do sistema durante um período

especificado para um aplicativo ou uso selecionado. Seu valor é obtido a partir da seguinte expressão:

SPF= COP x FC x FP

Onde o COP é o desempenho nominal da bomba de calor (desempenho de laboratório) sob certas condições.

FC é um fator de correção que depende da temperatura externa. De acordo com a zona climática e a tecnologia utilizada, é determinado o valor deste fator da tabela 1.1.

FP está relacionado à temperatura de emissão. Uma vez que a temperatura de produção de água de aquecimento necessária pode ser diferente das condições de laboratório. Este valor é obtido na tabela 1.2, onde a coluna apropriada para a temperatura de produção da água de aquecimento é tomada de acordo com a norma em que o COP é certificado para aquele equipamento e a “temperatura de condensação” é a temperatura na qual a bomba de calor funcionará aquecer o sistema de emissão na instalação planejada.

A) Cálculo de SFP para bomba de calor geotérmica:

COP = 4,5

FP = 1,11 porque é a zona climática D e energia geotérmica de circuito fechado vertical.

FC = 1 porque a bomba de calor funciona à mesma temperatura (35ºC) que os dados COP (35ºC).

SPF= 4,5 x 1,11 x 1 = 4,995

B) Cálculo do SFP para a bomba de calor aerotérmica tipo split:

COP = 4,5

FP = 0,64 por ser zona climática D e tipo Split aerotérmico (unidade interna + unidade externa) centralizado.

FC = 1 porque a bomba de calor funciona à mesma temperatura (35ºC) que os dados COP (35ºC).

SPF= 4,5 x 0,64 x 1 = 2,880

Da análise destes resultados, conclui-se que a eficiência da energia geotérmica é 42,34% superior à da aerotérmica no caso de Madrid.

Para ver mais claramente a diferença de eficiência de ambos os sistemas em condições reais, vamos comparar o consumo de energia elétrica para aquecer uma casa típica de 150m2 em Madrid, com uma necessidade de aquecimento anual de 21.500 kWh / ano.

O consumo anual de eletricidade para aquecer esta casa dependendo das tecnologias é:

A) Consumo anual de eletricidade com geotérmica:

21.500 [kWh / ano] / 4.995 = 4.304 [kWh / ano

B) Consumo anual de eletricidade com aerotérmico tipo split:

21.500 [kWh / ano] / 2.880 = 7.465 [kWh / ano]

Para o tipo de habitação considerada, se tivermos em conta um custo de kW / h de consumo de eletricidade de € 0,11, teremos um custo anual de aquecimento geotérmico de € 430 / ano e de € 821 / ano no caso da aerotermia.

É claro que, apesar de ambas as tecnologias terem desempenho laboratorial semelhante, as flutuações nas condições de temperatura externa no caso da aerotérmica afetam de forma muito significativa, piorando seu desempenho no que diz respeito à estabilidade da geotérmica.

Aerotermia ou geotermia, que escolher? Conclusões

Os sistemas aerotérmicos e geotérmicos são muito eficientes e respeitam o meio ambiente. Embora a tecnologia da bomba de calor aerotérmica seja cada vez mais eficiente, ela extrai a energia de uma fonte mais instável como o ar com a consequente perda de desempenho em baixas temperaturas, mas geotérmica porque extrai a energia de uma fonte termicamente Quanto mais estável a terra ou seja, é mais eficiente em termos de energia. Essa diferença de desempenho entre as duas tecnologias será mais pronunciada quando a temperatura do ar externo no inverno for mais baixa.