Estudo de assembleias de bombas de calor conectadas a trocadores de calor subterrâneo pelo método do Design Constructal

Abstract

O solo é um ótimo acumulador de energia solar sob a forma térmica devido a sua elevada inércia térmica. A partir de certa profundidade a temperatura do solo oscila numa estreita faixa apresentando certa estabilidade ao longo do ano, tornando viável para exploração desta energia para climatização de ambientes tanto no inverno quanto no verão. Existem inúmeros estudos e aplicações sobre o aproveitamento desse potencial para edificação individual. Este trabalho apresenta estudos computacionais para o aproveitamento da energia inercial do solo utilizando múltiplas bombas de calor acopladas a um único trocador de calor enterrado. Realiza-se um estudo computacional pela técnica do Design Constructal para descobrir como varia a entalpia extraída de diversas configurações de assembleias de bombas de calor multi-escala. O desempenho considera o ganho total de entalpia através do trocador de calor subterrâneo. O método de busca é por análise combinatória de blocos base de bombas de calor. Utiliza-se um aplicativo computacional que permite preparar, realizar e pós-processar a inúmeras simulações em tempo razoável. Os resultados mostraram que a questão de projetar as montagens de bomba de calor é longe de ser trivial, que existem combinações que aumentaram o ganho de entalpia e outras que nenhum ganho é observado. Esse é um passo importante para o planejamento urbano considerando o uso sustentável da energia