Utilização da energia térmica do solo para climatização de edifícios

Abstract

A elevada dependência dos combustíveis fósseis atingiu um estado de consumo desmedido e insustentável, despertando na sociedade uma enorme preocupação com a situação energética mundial. Nos últimos tempos têm surgido várias alternativas de produção de energia através de fontes renováveis. Atualmente o setor da climatização de edifícios é dos que mais energia consome, e portanto têm emergido soluções muito interessantes. Neste contexto surge a energia geotérmica de muito baixa entalpia. O aproveitamento da temperatura do solo a baixa profundidade tem revelado ser uma fonte de energia térmica muito estável e que pode ser aproveitada para climatização de edifícios. A solução criada para fazer o aproveitamento das temperaturas, praticamente constantes, do solo está em utilizar os elementos enterrados (fundações e muros) dos edifícios para extrair ou introduzir energia térmica ao solo. Esta é já uma prática muito utilizada em países da Europa Central, como por exemplo, a Alemanha, Áustria e Suíça, e nos últimos quatro anos, em franco desenvolvimento em Espanha. No nosso país, o cenário é ainda de insipiente conhecimento embora as necessidades energéticas do país sejam a mola impulsionadora desta tecnologia, estando algumas entidades universitárias interessadas no desenvolvimento científico e tecnológico e principalmente as entidades públicas (ADENE, DGEG e LNEG) na sua maior utilização. Esta dissertação deseja contribuir para a divulgação da energia geotérmica de baixa entalpia como uma alternativa para a climatização de edifícios. Para além disso, pretende-se criar um modelo numérico simples que ajude no estudo das transferências térmicas entre o solo e as fundações dos edifícios.

The dependency on fossil fuels has risen to a state of unsustainable and incontrollable consumption, moving society to an increasing concern with world’s energy condition. Recent times have brought several alternatives for energy generation through renewable sources. Today the building acclimatization sector is among those with the highest rate of energy consumption, which has led to the development of some interesting solutions. Thus we reach to very low enthalpy geothermal energy. Exploiting soil temperature at shallow depths has revealed itself as a very stable source for thermal energy that can be used for building acclimatization. The created method for harnessing the soil’s temperatures, practically invariable, relies on the use of the building’s foundations to extract or introduce thermal energy into the ground. This is already common practice in countries of Central Europe, as Germany, Austria and Switzerland and in the last four years, in rapidly developing in Spain. In our country, the scenario is still incipient knowledge although the country's energy needs are driving this spring technology, and some academic institutions interested in scientific and technological development and above all public authorities (ADENE, DGEG and LNEG) in its increased use. This dissertation wishes to contribute to the promotion of very low enthalpy geothermal energy as an alternative for building acclimatization. Furthermore, it’s intended to design a simple numerical method providing some assistance for the studies of thermal transfers between the soil and a building’s foundations.