Instalações com Bombas de Calor

Neste artigo iremos abordar instalações com bombas de calor, especificamente, sobre os principais aspectos relativos à fase de projecto e à realização de instalações com BDC que captam energia térmica do subsolo, sem consumo do lençol de água.

Os componentes das bombas de calor sofreram uma grande evolução com o passar dos anos. Por exemplo, no que diz respeito às BDC, encontram-se já disponíveis modelos bastante silenciosos e que, por isso, podem ser instalados em qualquer local, no interior das habitações. Além disso, estão também igualmente disponíveis BDC de potência térmica modulante. É, assim, possível minimizar a inércia térmica dos circuitos internos, o que geralmente evita a utilização de reservatórios inerciais.

No que respeita os permutadores de calor com o terreno, merecem atenção as novas geometrias, por exemplo, as em espiral ou em cesto, que, como veremos, podem possibilitar soluções mais compactas, e menos invasivas do que aquelas que se podem obter com as geometrias tradicionais. Deve também considerar-se que o mercado já oferece componentes especificamente concebidos para estas instalações, capazes de tornar mais simples e seguras as intervenções de montagem, regulação, gestão e manutenção.

Iremos subdividir o tema em 3 partes: na primeira teremos em consideração as origens e a disponibilidade do calor contido na terra; na segunda examinaremos os possíveis meios para se poder utilizar este calor; por fim, na terceira parte, iremos propor alguns esquemas de realização para instalações com BDC que captam calor do subsolo.

O que são Bombas de Calor (BDC)?

As Bombas de Calor são máquinas capazes de captar calor de uma fonte a uma temperatura mais baixa. São, essencialmente, compostas por um circuito de tipo fechado, dentro do qual é continuamente comprimido e feito expandir um fluido adequado. A cada compressão e a cada expansão (isto é, a cada ciclo de trabalho), o fluido rouba um pouco de calor à fonte fria e cede-o à quente. Invertendo o ciclo de trabalho (Hidráulica 28, pág. 12), estas máquinas podem ser utilizadas quer para aquecer, quer para arrefecer. Os rendimentos das BDC são geralmente identificados através de dois coeficientes fornecidos pelos fabricantes: (1) o coeficiente ε relativo apenas ao funcionamento do compressor, e (2) o coeficiente COP (“Coefficient of Performance”) relativo ao funcionamento do compressor e dos meios auxiliares (Hidráulica 28, pág. 8). Por exemplo, se o valor de COP for igual a 4, significa que, com 1 kW de energia eléctrica, dispendida ao compressor, é possível deslocar (da fonte fria para a quente) 4 kW de calor.

O Calor contido na Terra

A Terra contém uma notável quantidade de calor. Segundo os conhecimentos actuais, cerca de 99% da sua massa encontra-se a temperaturas que ultrapassam os 1.000°C, com valores compreendidos entre os 6.000 e os 6.500°C no núcleo central. Este calor tem duas origens: uma externa e outra interna.

A origem externa deve-se sobretudo ao sol e à chuva, praticamente as únicas fontes de calor significativas existentes até aos 15 metros de profundidade. A origem interna é, por sua vez, devida ao calor produzido pela desintegração nuclear de substâncias radioactivas presentes nas rochas do subsolo; praticamente, é o único calor que mantém a Terra quente a profundidades que ultrapassam os 20 m. E é apenas este o calor que, em rigor, pode ser definido como geotérmico (do grego: calor produzido pela Terra).

Contudo, também a nível internacional, o termo “geotérmico” é, geralmente, já utilizado para identificar todo o calor (de origem interna e externa) armazenado na Terra; assim como o termo “geotermia” é normalmente utilizado para indicar a disciplina e as várias técnicas que permitem utilizar este calor. O interesse actual por este tipo de calor deve-se ao facto de poder ser uma importante fonte de energia alternativa, que pode ser utilizada, por exemplo, para produzir energia eléctrica, para realizar processos tecnológicos, para aquecer ambientes e para obter AQS (água quente sanitária). Contudo, é sempre uma forma de energia que, para poder ser utilizada, deve ser trazida até à superfície.

Em algumas zonas da Terra, a própria Natureza fornece os meios para trazer esta energia à superfície: é o caso dos géiseres e das termas. Noutros casos, pelo contrário, devem ser utilizados sistemas capazes de captar directamente do subsolo os fluidos quentes ou de permutar calor com o terreno. A energia geotérmica, em relação a outras energias, tem a vantagem de não depender das condições atmosféricas (por ex.: sol, vento ou marés), nem sequer das reservas de substâncias combustíveis (por ex.: biomassa). Trata-se, por isso, de um tipo de energia estável e fiável. Com base nas temperaturas de possível utilização, a energia geotérmica está, geralmente, assim dividida:

• Energia geotérmica de alta temperatura - Permite o uso de água sobreaquecida e vapores a mais de 180°C. Serve para produzir energia eléctrica. A primeira instalação deste tipo foi realizada na localidade de Larderello (Pisa) em 1906.
• Energia geotérmica de temperatura média - Permite o uso de água sobreaquecida e vapores com temperaturas compreendidas entre 100 e 180°C. Serve, com o aquecimento de um fluido secundário mais volátil, para produzir energia eléctrica.
• Energia geotérmica de baixa temperatura - Permite o uso de fluidos com temperaturas compreendidas entre 30 e 100°C. Serve para utilizações industriais e para alimentar estabelecimentos termais.
• Energia geotérmica de temperatura muito baixa - Permite o uso de fluidos com temperaturas inferiores a 30°C. As suas principais aplicações dizem respeito:

1. Ao aquecimento dos edifícios e à produção de AQS. Neste caso, a energia térmica com temperatura muito baixa é captada do terreno, através de permutadores de calor adequados. É, depois, cedida às máquinas (às BDC) capazes de aumentar a temperatura até valores que tornam possível quer aquecer os edifícios, quer produzir AQS.
2. Ao arrefecimento dos edifícios. Neste caso, a energia térmica com temperatura muito baixa captada do terreno pode servir quer para alimentar as BDC que funcionam durante a fase de arrefecimento, quer para servir directamente as instalações de climatização; esta última opção pode limitar consideravelmente os custos de funcionamento.

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De seguida, iremos analisar as principais características destas instalações, subdividindo-as com base nas diversas técnicas de consumo do calor, em instalações com permutadores de profundidade baixa, média e alta.

Permutadores de Baixa Profundidade

Permutadores de baixa profundidade são permutadores realizados com tubos em material plástico. A sua profundidade de instalação varia entre 0,8 e 4,0 m.

Em relação aos permutadores de alta profundidade, têm um menor impacto ambiental e um menor custo de instalação. Além disso, dado que se desenvolvem a profundidades normalmente alcançadas também por outras estruturas civis (rés-do-chão, caves, etc.), geralmente a sua instalação não requer autorizações específicas por parte das autoridades competentes. Por outro lado, estes permutadores necessitam de superfícies de desenvolvimento bastante extensas; exigência esta que, praticamente, apenas os torna adequados para a realização de instalações médias e pequenas. Com base nas suas principais geometrias de desenvolvimento, podem ser assim classificados:

• Permutadores em serpentinas ou em caracol
• Permutadores em anel
• Permutadores em espiral
• Permutadores em cesto

A escolha do tipo de geometria mais adequado depende de vários factores, entre os quais (1) o tipo de terreno, (2) as suas zonas de sombra, e (3) o tipo de vegetação a plantar ou a conservar. Este último ponto está relacionado com o facto da superfície colocada em cima dos permutadores não poder ter plantas ou qualquer outro tipo de vegetação que possa fazer sombra.

As escavações para a colocação dos tubos podem ser de tipo de terraplanagem ou de trincheira. Com excepção dos casos em que a terraplanagem do terreno é feita devido a outras exigências de construção, é mais conveniente a colocação em trincheira, porque:

• É mais simples de realizar e menos dispendiosa;
• Permite uma maior profundidade de instalação, o que possibilita temperaturas mais elevadas do fluido de permuta e, consequentemente, um melhor rendimento da instalação.

Tal como já foi dito, o calor captado por estes permutadores é, sobretudo, fornecido pelo sol e pela chuva. Portanto, devem ser colocados em zonas onde o sol e a chuva possam chegar sem impedimentos. Para tal, a superfície sob a qual se desenvolvem, não deve ficar coberta com construções ou outro tipo de obstáculos, tais como: garagens, pré-fabricados, alpendres, terraços, pavimentos impermeabilizados. A zona, na qual se desenvolvem os permutadores, deve também ser escolhida de forma a garantir distâncias de, pelo menos, 2 m das zonas de sombra provocadas por edifícios, muros, árvores e sebes.

Para evitar interferências e facilitar as intervenções de manutenção, aconselha-se a respeitar as seguintes distâncias mínimas:

• 1,5 m das redes das instalações enterradas de tipo não hidráulico: redes eléctricas, de telefone e de gás;
• 2,0 m das redes das instalações enterradas de tipo hidráulico: redes de água sanitária, de águas pluviais e de esgoto;
• 3,0 m das fundações, poços de água, fossas sépticas, poços de escoamento e afins.

Com os permutadores de calor de baixa profundidade, não se deve captar demasiado calor do terreno (ver notas relativas ao dimensionamento de cada permutador). Se tal acontecer, podem ocorrer duas situações de perigo: (1) o “colapso” da instalação, (2) e a deterioração da vegetação, que cresce em cima da zona de colocação dos permutadores (erva) ou que confina com a mesma (plantas, sebes, etc.).

O possível “colapso” da instalação é causado por temperaturas demasiado baixas do fluido de permuta, já que as BDC funcionam com COP muito reduzidos e, por isso, com potências térmicas que não são capazes de satisfazer as necessidades requeridas. Um outro aspecto a considerar diz respeito ao contacto entre permutadores de calor e o terreno. Com terrenos arenosos não há problema, mas, pelo contrário, com terrenos argilosos é frequentemente necessário recorrer a uma fragmentação, antes de encher as escavações. Os terrenos argilosos têm tendência a formar grandes torrões de terra, mesmo em relação ao tipo de máquina com a qual são efectuadas as escavações. Os terrenos muito heterogéneos (com saibro e cascalho) podem igualmente necessitar do uso de uma mistura de contacto formada por areia, cimento e água. Com esta mistura tapam-se, em primeiro lugar, com 10 cm, os permutadores de calor. Depois, com o material excedente, faz-se o enchimento das escavações.

Permutadores em Serpentinas e em Caracol

Os permutadores em Serpentinas e em Caracol são geralmente concebidos com tubos em polietileno, com diâmetros internos compreendidos entre 16 mm e 26 mm. A profundidade de instalação varia entre 0,8 e 1,2 m.

O sistema em caracol (devido à alternância contínua dos tubos de ida e retorno) permite obter temperaturas do terreno mais homogéneas, o que pode evitar, nos casos de arrefecimento “forçado”, a formação de zonas demasiado frias; zonas que podem causar atrasos e áreas não homogéneas no desenvolvimento da vegetação.

O sistema em serpentinas é, geralmente, o mais utilizado pela sua simplicidade de colocação e de fixação no terreno. De modo a não causar um arrefecimento excessivo do terreno, aconselha-se a instalar permutadores em serpentinas e em caracol com entre-eixos não inferiores a 40 cm. A dimensão destes colectores efectua-se com base no rendimento térmico do terreno, que depende principalmente de 3 parâmetros:

1. o tipo de terreno
2. a sua densidade
3. o nível de humidade

O rendimento térmico de um terreno com textura fina é mais elevado do que o de um terreno do mesmo tipo com textura grossa, porque nas suas cavidades vazias está contida uma menor quantidade de ar. O parâmetro mais importante é sempre o nível de humidade, pois a condutibilidade da água é cerca de 20 vezes superior à do ar. É, contudo, muito difícil avaliar com exactidão este parâmetro, pois depende, entre outros, da pluviosidade do local, do tipo e da profundidade do lençol aquífero, da capacidade de evaporação do terreno; capacidade que, por sua vez, pode ser influenciada por outros factores, tais como, a vegetação dominante e circundante, e a estabilidade térmica do terreno.

A imagem que se segue indica os rendimentos térmicos específicos destes permutadores, em relação aos principais tipos de subsolo. Os rendimentos térmicos são dados em W/m2 de superfície, e são determinados com base nas condições indicadas na própria tabela. Contudo, em relação aos graus de variabilidade e às indeterminações em causa, os próprios rendimentos também podem ser úteis para dimensionar instalações que não respeitem de forma rigorosa as condições indicadas; por exemplo, instalações com COP diferentes.

De seguida, é também apresentada uma tabela para permitir uma rápida avaliação das superfícies necessárias para a instalação dos permutadores em serpentinas e em caracol.

As superfícies necessárias são determinadas em função de 3 parâmetros:

1. a potência térmica da instalação
2. o rendimento do terreno
3. o COP de funcionamento da BDC

Em função da potência térmica da instalação, estão também indicadas as potências de permuta com o terreno, e as potências eléctricas absorvidas pela BDC. 

Permutadores em Anel

Os permutadores em anel são concebidos com tubos em material plástico cujos diâmetros internos variam entre 16 e 22 mm. A sua profundidade de instalação é variável entre 0,8 e 2,0 m.

Os anéis, que podem desenvolver-se num ou mais planos paralelos entre eles, são colocados em escavações tipo trincheira: aberturas, tal como já referido, menos dispendiosas relativamente às realizadas através da terraplanagem. As trincheiras podem ter configurações muito diversas, em relação ao tipo de terreno disponível, à sua geometria e às eventuais normas a respeitar. Os anéis podem ser de tipo com desenvolvimento aberto ou fechado.

As soluções que necessitam de aberturas menores e ocupam, assim, uma menor superfície de terreno, são as com trincheiras de 2 ou 3 anéis, colocados em planos paralelos entre si. No entanto, estas soluções, em relação àquelas com um único anel, implicam rendimentos lineares mais baixos dos tubos [ W/m ].

Os menores rendimentos lineares são devidos à sobreposição dos anéis, que é a causa de interferências térmicas recíprocas. Contudo, o custo relativo a um maior comprimento dos tubos, é amplamente compensado pela poupança que se obtém reduzindo a dimensão das aberturas. As tabelas seguintes indicam (para as tipologias de trincheiras e de anéis indicados) os rendimentos térmicos específicos destes permutadores em relação aos principais tipos de subsolo. As mesmas condições de validade indicadas na tabela da pág. 8 aplicam-se a estas tabelas. Para não provocar um arrefecimento excessivo do terreno, aconselha-se a distanciar as trincheiras entre si em, pelo menos, 1,5 m. 

Permutadores em Espiral

Os permutadores em espiral são concebidos com tubos em material plástico, cujo diâmetro interno varia entre 16 e 22 mm. A sua profundidade de colocação varia entre 1,0 e 2,5 m.

As espirais são formadas por círculos sobrepostos com um diâmetro (D) constante. A sobreposição dos círculos (que pode ser obtida através do uso de travões e separadores adequados) pode ter um passo estreito (p=D/4), médio (p=D/2) ou grande (p=D). São permutadores que podem ser colocados em funcionamento em aberturas, quer de terraplanagem, quer de trincheira. Nas aberturas de terraplanagem, as espirais são dispostas em planos horizontais com uma profundidade de 1,0 – 1,5 m. Nas aberturas de trincheira, podem ser colocadas em planos quer horizontais, quer verticais, com uma profundidade de 1,0 – 2,5 m. As tabelas seguintes apresentam (para os tipos especificados) os rendimentos térmicos por unidade de superfície ocupada pelas espirais, em relação aos principais tipos de subsolo. Para não causar um arrefecimento excessivo do terreno, aconselha-se a distanciar as trincheiras entre si em, pelo menos, 2,5 m.

Permutadores em Cesto

Os permutadores em cesto são concebidos com tubos em polietileno, fixos em armações de ferro ou de plástico. O seu topo é geralmente colocado a uma profundidade de 1,5 m. São permutadores utilizados há apenas poucos anos, sobretudo na Suiça e na Alemanha. Porém, estão também a difundir-se noutros países, pois podem oferecer ganhos de superfície consideráveis, desde 30 a 50%, em relação aos permutadores até agora existentes.

Devido à sua compactidade, os permutadores em cesto podem ser usados quer para realizar novas instalações, quer para integrar instalações existentes subdimensionadas ou para restruturar, no caso em que tal comporte uma maior necessidade térmica. Os cestos podem ter uma forma cilíndrica ou cónica, e podem ser pré-montados ou aplicados directamente na instalação. Os cestos cónicos (consultar www.geothermie.ch) são normalmente concebidos nos três modelos básicos de seguida apresentados. As potências de permuta térmica indicadas dependem do tipo de terreno e da sua humidade.

Permutadores de Profundidade Média

Os permutadores de profundidade média podem ser concebidos com tubos metálicos ou em polietileno, instalados na vertical até a uma profundidade de 25-30 m. Em alguns casos, podem representar uma alternativa válida a outros tipos de permutadores, sobretudo quando as superfícies, que se utilizam para colocar a funcionar os permutadores de baixa profundidade, não são suficientes para captar do terreno o calor necessário, ou quando há dificuldades em obter as autorizações para instalar sondas profundas. Estes permutadores podem ser concebidos com sondas de tipo coaxial ou com tubos imersos nos postes de fundação.

Sondas de Coaxiais

Sondas de Coaxiais são essencialmente concebidas com dois tubos coaxiais: o tubo interno serve para conduzir o fluido de retorno das BDC, e o externo comuta calor com o terreno. Para aumentar a permuta térmica e proteger os lençóis de água, as sondas coaxiais são colocadas a funcionar com um isolamento de cimento e bentonite. Nas versões mais desenvolvidas, as sondas são concebidas com tubos externos em aço inoxidável e com tubos internos em polietileno de alta densidade. Os tubos externos em aço inoxidável evitam corrosões devidas a correntes vagantes, e permitem que as sondas ofereçam uma boa resistência mecânica às solicitações exercidas pelo terreno. Os rendimentos térmicos destas sondas podem ser considerados iguais aos das sondas de alta profundidade. 

Postes de Fundação

Postes de Fundação são postes utilizados nos casos em que não é possível usar as fundações normais. Por exemplo, quando a superfície do terreno não é capaz de suportar a carga das obras previstas, ou quando o terreno fica exposto a fenómenos que modificam, periódica ou esporadicamente, as suas características físicas.

Para poderem ser utilizados como permutadores de calor com o terreno, nos postes de fundação, são introduzidos tubos em U ou em espiral. Os tubos são, depois, ligados às BDC com circuitos em série ou de tipo compensado com retorno inverso (consultar 1° Caderno Caleffi). Esta é uma tecnologia simples e pouco dispendiosa, que também pode ser utilizada apenas numa parte dos postes, conforme as necessidades térmicas do edifício. Os rendimentos térmicos dos postes de fundação com tubos em duplo U podem ser considerados iguais aos das sondas de alta profundidade.

Permutadores de Alta Profundidade

Estes permutadores (chamados sondas geotérmicas) são concebidos com tubos instalados na vertical até a uma profundidade de 100-120 m, mas podem descer também abaixo dos 200 m. Com a profundidade aumenta o rendimento térmico das sondas, já que abaixo dos 20 m (devido ao efeito do calor produzido pela terra) a temperatura do subsolo cresce cerca de 3°C a cada 100 m.

Estes permutadores são colocados em funcionamento em furos com um diâmetro que varia entre 100 e 150 mm. Nos furos são introduzidos um ou dois circuitos em U, concebidos com tubos em PE-Xa, específicos para estas aplicações especialmente delicadas, dado que as profundidades em causa comportam pressões quer internas, quer de esmagamento, muito elevadas.

Para tornar mais fácil a introdução dos tubos nos furos, usam-se lastros de cerca de 15-20 Kg, constituídos por pesos a eliminar. Além disso, para manter as distâncias correctas entre os tubos, utilizam-se, a cada 7-8 m, separadores adequados. O vazio entre as paredes dos furos e os tubos é ocupado com uma suspensão à base de cimento e substâncias inertes. A suspensão é injectada de baixo para cima, com a ajuda de um tubo suplementar introduzido no furo da sonda.

De modo a não provocar danos nas fundações, as sondas geotérmicas devem ser colocadas a funcionar a distâncias mínimas do edifício de, pelo menos, 4-5 m. Além disso, se estiverem previstas várias sondas, deve haver entre elas distâncias não inferiores a 8 m, para evitar interferências térmicas, isto é, para evitar que as sondas roubem calor umas às outras, diminuindo assim o seu rendimento térmico global. A tabela, de seguida apresentada, segue as normas alemãs VDI 4640 e indica os rendimentos das sondas geotérmicas em duplo U, em relação aos tipos de subsolo mais comuns. Os rendimentos térmicos das sondas são dados em [ W/m ] e são determinados com base nas condições indicadas na própria tabela.

Nota: Deve ser atentamente considerado o facto de que as intervenções quer de perfuração, quer de enchimento dos furos podem contaminar gravemente o terreno e causar outras interferências (sobretudo nos lençóis de água) muito prejudiciais ao estado do subsolo. Portanto, as intervenções devem ser realizadas, respeitando rigorosamente as normas em vigor e apenas por empresas autorizadas por lei.

Circuitos de Ligação entre Permutadores de Calor e BDC

Os circuitos que ligam entre si os permutadores de calor, que captam calor do terreno, e as BDC podem ser assim projectados e realizados:

Fase do Projeto

Pode proceder-se segundo as fases e os procedimentos de seguida especificados:

Fase 1

Calcula-se o calor que pode ser captado do terreno (Qter), com base na potência térmica requerida pela instalação e o COP de projecto da BDC.

Fase 2

Efectua-se o dimensionamento dos permutadores:

• permutadores em serpentinas e em caracol calcula-se a sua superfície total, dividindo Qter pelo rendimento térmico específico (W/m2) entre terreno e tubos; calcula-se, depois, o comprimento total dos tubos com base no entreeixos escolhido (geralmente 0,4 m).
• permutadores em anel calcula-se o comprimento total dos seus tubos, dividindo Qter pelo rendimento térmico específico linear (W/m) entre terreno e tubos.
• permutadores em espiral calcula-se a sua superfície total, dividindo Qter pelo rendimento térmico específico (W/m2) entre terreno e tubos; calcula-se, depois, o comprimento total dos tubos com base no passo e no diâmetro das espirais. - permutadores em cesto calcula-se o seu número, dividindo Qter pelo rendimento térmico nominal dos cestos; calculase, depois, o comprimento total dos tubos com base no comprimento dos tubos de cada cesto.
• permutadores com sondas geotérmicas calcula-se o comprimento das sondas, dividindo Qter pelo seu rendimento térmico específico linear (W/m); calcula-se, depois, o comprimento total dos tubos com base no tipo de sondas (a 2 ou 4 tubos).

Fase 3

Dimensionam-se os permutadores e os circuitos de ligação às BDC, com base em dois parâmetros-guia: o salto térmico e as perdas de carga. Geralmente, como salto térmico, é conveniente considerar valores compreendidos entre 3 e 5°C. Para as perdas de carga (sem as perdas de carga internas das BDC) aconselha-se, por sua vez, a assumir os seguintes valores:

• 1.500 – 2.000 mm c.a. em instalações médio-pequenas
• 3.500 – 4.000 mm c.a. em grandes instalações

Ao determinar as perdas de carga nos circuitos, devem ser consideradas quer as temperaturas de trabalho do fluido vector, quer a maior resistência ao fluxo oferecida pelo uso de substâncias antigelo (consultar 1° Caderno Caleffi).

Fluido Termovetor

É constituído por uma mistura de água e por um agente anti-gelo, cuja função é garantir um ponto de congelação da mistura inferior a 7–8°C, relativamente à temperatura mínima de trabalho da bomba. Normalmente, por motivos de segurança, garante-se a não congelação da mistura até aos -20°C. O anti-gelo ideal deveria ser: não tóxico, não inflamável, com baixo impacto ambiental, não corrosivo, estável, com boas características de permuta térmica e económico. O anti-gelo mais utilizado na Europa é o glicol propilénico. As normas VDI 4640 aconselham como fluidos anti-gelo o glicol propilénico (C3H8O2) e o glicol etilénico (C2H6O2). Nos Estados Unidos da América e no Canadá são também utilizadas as soluções salinas (muito corrosivas) e o metanol (tóxico e inflamável em elevadas concentrações).

Componentes Principais

Estes são os componentes principais com os quais foram concebidos os circuitos em análise: Tubos São geralmente utilizados tubos em plástico, como por exemplo, o polietileno (PE), o polipropileno (PP) e o polibutileno (PB). Para instalações a baixa profundidade (permutadores e circuitos de ligação), é conveniente prever a colocação de fitas de sinalização capazes de limitar o perigo de rupturas ocasionais, e, assim, de eventuais dispersões, no subsolo, do anti-gelo contido nos tubos.

Bombas de circulação - Devem ser capazes de garantir as funções previstas, mesmo a baixas temperaturas. Por segurança, é conveniente escolher bombas que funcionem até aos -25°C.

Vasos de expansão - Servem para limitar as sobrepressões devidas às variações volumétricas do fluido, iguais a cerca de 0,8–1,0% em relação ao volume do circuito.

Válvulas de segurança - A sua função é proteger a instalação de possíveis sobrepressões, sobretudo durante a fase de enchimento ou de renovação do fluido.

Manómetros - Servem para verificar a pressão da instalação durante a fase de enchimento e de funcionamento.

Termómetros - Servem para controlar a temperatura do fluido na entrada e na saída das BDC.

Purgadores de ar - Servem para retirar o ar da instalação e, assim, evitar (1) situações de ruído e de desgaste das bombas de circulação, e (2) uma reduzida capacidade de permuta das BDC.

Separadores de sujidade - São úteis, sobretudo, para evitar a acumulação de impurezas no evaporador, e também um menor rendimento térmico das BDC.

Pressóstatos de mínima - Servem para proteger os circuitos frigoríficos das BDC no caso de perdas nos circuitos geotérmicos. Em tal caso, para limitar a poluição do terreno, podem também activar alarmes ópticos ou sonoros.

Pressóstatos de segurança - Servem para interromper o funcionamento das BDC em caso de sobrepressões devidas a eventuais sobreaquecimentos.

Fluxóstatos - Servem para proteger os circuitos internos das BDC em caso de circulação insuficiente nos circuitos geotérmicos, devido, por exemplo, a obstruções ou ao bloqueio das bombas de circulação.

Juntas anti-vibratórias - Servem para evitar a transmissão de vibrações das BDC para os circuitos das instalações.

Colectores de distribuição - Devem ter baixas perdas de carga e devem estar protegidos contra a formação de condensação com câmaras de ar ou com um isolamento adequado.

Válvulas de intercepção - Servem para seccionar individualmente os vários circuitos geotérmicos: operação necessária, sobretudo, no caso de eventuais perdas.

Válvulas de regulação de caudal - Servem para regular os caudais dos circuitos e dos sub-circuitos geotérmicos, com base nos valores necessários para poder assegurar o funcionamento correcto das BDC.

Arrefecimento no Verão

Tal como já indicado, as instalações geotérmicas podem ser utilizadas não só para aquecer, mas também para arrefecer: função esta que, geralmente, deve ser combinada com a desumidificação dos ambientes. O arrefecimento pode ser de tipo activo ou passivo. O arrefecimento activo utiliza as BDC (no ciclo de Verão) para conduzir o fluido que serve os terminais (chão radiante, ventiloconvectores ou unidades de tratamento de ar) até à temperatura desejada.

O arrefecimento passivo, pelo contrário, não utiliza as BDC. Para baixar a temperatura do fluido que serve os terminais, é directamente utilizado (com um permutador entreposto) o fluido geotérmico. Nesta fase, a função das BDC é apenas a de produzir água quente sanitária. É, sem dúvida, este último o tipo de arrefecimento mais ecológico e económico.

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