Estudo de um trocador de calor geotérmico para água de condensação de um sistema de ar condicionado central, nas condições de solo de Santa Maria, RS
Resumo
As edificações comerciais estão cada vez mais dependentes de sistemas de ar condicionado, que passam a impactar no custo de energia delas. Os sistemas de condensação à água são mais eficientes energeticamente que os sistemas de condensação a ar, contudo demandam procedimentos de manutenção mais rigorosos e suas torres de resfriamento apresentam perdas de água pela evaporação. A utilização de condensadores geotérmicos evitaria estes problemas e ainda trazem eficiência energética, pois com a temperatura de entrada da água nos condensadores mais baixa, ocorre menor consumo de energia pelos compressores. Os condensadores geotérmicos são bastante utilizados nos EUA, Europa e Ásia, inclusive com incentivos fiscais pela sua melhor eficiência energética. Naqueles locais existem máquinas de ar condicionado especificas para sistemas geotérmicos. A simulação do uso de sistema geotérmico em um prédio comercial na cidade de Santa Maria, com atualização de cálculo de carga térmica resulta em ganho de 31,73 % na capacidade instalada de climatizadores, em relação às máquinas existentes. A área de terreno não foi suficiente para utilização total de condensadores geotérmicos, assim para nova configuração foi selecionado trocador geotérmico de ciclo fechado, com tubos horizontais e ciclo aberto com tomada de água do lençol freático. Feita a comparação do sistema existente, com uso somente de torre de resfriamento, com configuração adequada à nova carga térmica e resultou em redução de 2,08% na capacidade disponível de condicionamento de ar e 4,15% na potência elétrica instalada. Os climatizadores operando com condensadores geotérmicos tem redução de 11,30% na corrente elétrica em relação aos condensadores à água de torre de resfriamento e 18,40% em relação aos condensadores à ar. Para a configuração com trocador geotérmico é possível eliminar a utilização de água tratada para reposição das perdas de água pela torre de resfriamento, pelo aproveitamento da água de lençol freático para tal, porém são necessárias acrescentar bombas para recalque de água daquele local e também para circulação de água pelo subsolo.