O que é uma Bomba de Calor a Ar?1

O que é uma Bomba de Calor a Ar?

11/09/2022

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    A maior parte da energia consumida em uma residência serve para fornecer aquecimento e água quente. E até 70% da energia usada para aquecimento e resfriamento na Europa vem de combustíveis fósseis. Embora os combustíveis fósseis ofereçam fontes de calor, seu uso impacta o meio ambiente devido à emissão de gases de efeito estufa, como o CO2. Tendências recentes a nível global também estão causando o aumento no preço dos combustíveis fósseis. À medida que começam os preparativos para o inverno, podem surgir dúvidas sobre as soluções de aquecimento disponíveis e sobre como reduzir seu impacto no meio ambiente e custos de energia. As bombas de calor podem ser a solução para estas preocupações. Neste artigo, vamos analisar o que é uma bomba de calor, com que eficiência ela opera, como ela pode ser melhor para o meio ambiente e o quanto é possível economizar com sua utilização.

    O que é uma bomba de calor?

    A maioria das residências queimam combustíveis ou convertem eletricidade em calor para obter aquecimento. No entanto, graças à sua estrutura simples e operação potente, as bombas de calor usam consideravelmente menos eletricidade para atingir o mesmo objetivo. As bombas de calor são capazes de extrair 75% da energia que consomem do ar ambiente ou da energia geotérmica e utilizam apenas 25% de eletricidade. É por este motivo que elas tornaram-se soluções eco conscientes que podem substituir sistemas que usam combustíveis fósseis para gerar água quente e aquecimento.

     

    *Para ajudar na compreensão deste tópico, os índices são gerais e baseados no COP (Coeficiente de Desempenho).
    *Observe que o SCOP (Coeficiente de Performance Sazonal) real da série THERMA V R32 é superior a 4 em condições de temperatura e clima amenos. A real eficiência pode variar com a água e temperaturas externas.

     

     

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    Uma confusão comum sobre as bombas de calor é de que elas só podem ser usadas para aquecimento e água quente. No entanto, elas também podem ser usadas para resfriamento. As bombas de calor funcionam como aparelhos de ar condicionado. Elas removem o calor do ar interno para torná-lo mais frio.

    O que é uma bomba de calor a ar?

    Há vários tipos de bombas de calor, que são classificadas de acordo com sua funcionalidade e de acordo com a fonte da qual seu calor é absorvido. As bombas de calor mais conhecidas no mercado são as bombas de calor a ar, como as bombas de calor ar- água e as bombas de calor ar-ar. As bombas de calor a ar também são, às vezes, chamadas de bombas de calor ar-água. As bombas de calor ar-água retiram calor externo e transferem para a água. A água que foi aquecida é distribuída para os radiadores ou sistemas de aquecimento de piso. Esta água quente é então armazenada no cilindro de água quente e fornecida à residência através de torneiras, chuveiros e banheiras. As bombas de calor ar-ar também podem fornecer aquecimento ou refrigeração, mas não fornecem água quente.

    Como funciona uma bomba de calor?

    O calor transita naturalmente de lugares mais quentes para lugares mais frios. Tipicamente, no inverno, o ar externo é mais frio que o ar interno. Mas como pode uma bomba de calor fornecer aquecimento a partir do ar externo quando o ar externo está mais frio? Para entender isto, vamos observar o tipo mais comum de bomba de calor nas soluções de fonte de ar.

     

     

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    Primeiramente, precisamos de um refrigerante através do qual o calor irá percorrer todo o sistema. O calor do ar externo é absorvido pela evaporadora e transferido para o refrigerante, mesmo quando está frio lá fora. Isso ocorre porque, mesmo quando as temperaturas externas estão frias, ainda há uma boa quantidade de energia que pode ser extraída do ar para ser direcionada a um edifício. Por exemplo, o conteúdo de calor do ar a -18°C equivale a 85% do calor contido a 21°C. Por meio desse processo científico, o refrigerante recebe calor do ar externo e o transfere para dentro da casa para fornecer aquecimento e água quente.

     

    Então o compressor na bomba de calor utiliza a eletricidade para comprimir o refrigerante e a temperatura do refrigerante aumenta. O refrigerante comprimido de alta temperatura torna-se um gás e se move para o condensador, onde o calor do refrigerante gasoso é transferido para a água. Quando o calor é liberado na condensadora e válvula de expansão, o gás refrigerante resfria e volta a ser líquido. À medida que este processo é repetido, a bomba de calor oferece aquecimento e água quente no ambiente interno. Este processo também pode ser revertido para remover o calor e promover resfriamento no verão.

    Quão Eficiente é uma Bomba de Calor?

    Quão mais eficientes são as bombas de calor em relação às caldeiras tradicionais? Embora a eficiência das caldeiras tenha melhorado ao logo dos anos, a maioria das caldeiras de alto desempenho tem entre 90% e 94% de eficiência, com parte do calor sendo emitido e perdido através dos tubos de combustível. Em comparação, as bombas de calor têm até 400% de eficiência, o que significa que seus usuários irão se beneficiar de cerca de 4 vezes mais calor por cada Kw de eletricidade.

     

     

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    A eficiência de um produto é indicada por uma etiqueta que difere de acordo com a região. Na UE, as classes de eficiência energética são divididas em 7 níveis expressos em letras, sendo G o pior e A o melhor. As cores também são usadas para reforçar esses níveis, com vermelho representando baixo desempenho e verde representando eficiência máxima. Além disso, alguns produtos, incluindo bombas de calor, também podem receber classificação A+, A++ e A+++, para indicar ainda mais economia de energia. A série LG Therma V R32 é rotulada como um produto de economia de energia A+++. Isto significa que é capaz de aquecer uma casa de forma eficiente e fornecer água quente durante todo o ano.

    *A Etiqueta de Energia baseia-se no Regulamento Delegado (UE) da Comissão Nº 811/2013 e a série LG Therma V R32 atinge a classificação ERP A+++ para aquecimento ambiente a 35°C LWT e ERP A++ para aquecimento ambiente a 55°C LWT. Os resultados da etiqueta de energia podem variar dependendo do modelo LG Therma V. Por favor, consulte a página inicial de informações de conformidade LG para verificar cada modelo (https://www.lg.com/global/support/cedoc/cedoc).

     

    Em termos de eficiência energética, há outro ponto a se considerar. As bombas de calor funcionam melhor em climas quentes ou moderados. Geralmente, à medida que a temperatura fica mais fria, as bombas de calor podem diminuir em desempenho e eficiência. No entanto, as soluções em bombas de calor da LG são capazes de fornecer aquecimento até mesmo em temperaturas mais baixas, de até-25°C.

    *Faixa de temperatura externa para o modo de aquecimento indicada na faixa de operação do PDB (Product Data Book). No entanto, em geral, quando a temperatura externa é mais baixa, a capacidade, eficiência e temperatura máxima de saída de água nesta temperatura externa também serão inferiores em relação à operação em temperatura externa normal.

    Quanto você pode economizar com uma bomba de calor com fonte de ar?

    Qual é o custo de operação de uma bomba de calor? Vamos analisar um exemplo baseado em médias na França. Uma bomba de calor com fonte de ar pode produzir 4kWh de calor para cada 1kWh de eletricidade fornecida. Se dissermos, por exemplo, que a procura média de aquecimento para uma habitação para 4 pessoas (100m2) utilizando-se apenas eletricidade é de cerca de 16.000Kwh e uma potência de bomba de calor de 4kWh por 1kWh de eletricidade, isso nos mostra que precisamos de cerca de 4.000kWh de eletricidade para aquecer uma casa de tamanho médio com uma bomba de calor. Com um custo de € 0,16 por unidade de eletricidade para 4.000 kWh, os custos anuais de aquecimento de uma bomba de calor seriam de cerca de € 640.

     

     

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    Fonte: https://www.choisir.com.
    *Estes números são usados como um exemplo de quanto é possível economizar com uma bomba de calor. Os resultados podem variar de acordo com o tipo de bomba de calor e o custo de energia da sua região.
    *Cálculos baseados em sistemas de aquecimento movidos a eletricidade.

     

     

    Como os preços do gás subiram até 50% de 2021 a 2022 nos mercados da UE, como a França, evitar as caldeiras a gás é uma ótima opção. Nesse mesmo período, o custo da eletricidade aumentou apenas 6% no mercado francês. Operar uma bomba de calor pode levar a economias significativas a longo prazo em uma caldeira a gás.
    * Os dados sobre preços da eletricidade e do gás são baseados nos preços cotados pela empresa de energia francesa, ENGIE, em 1º de março de 2022.

    Quão sustentável é uma bomba de calor?

    Até que ponto uma bomba de calor é melhor para o meio ambiente? As bombas de calor podem reduzir as emissões de CO2 de 35%-65% em comparação com as caldeiras a gás. De acordo com a Associação Europeia de Bombas de Calor (EHPA), as bombas de calor contribuem para uma redução de mais de 9 milhões de toneladas de emissões de CO2 só na UE. A impressionante eficiência fornecida pelas bombas de calor também reduz o consumo de eletricidade. Esta redução minimiza a quantidade de combustíveis fósseis necessários para a geração de eletricidade. Uma das maneiras mais eficazes para se combater as mudanças climáticas é substituir uma caldeira tradicional para uma bomba de calor. Em algumas regiões, as bombas de calor com fonte de ar são certificadas como energia nova e renovável e podem ajudar a cumprir os requisitos das regulamentações NZEB. As bombas de calor também podem ser acopladas a fontes de energia renováveis, como energia solar ou turbina eólica, para eliminar quase totalmente as emissões de carbono.

    *https://www.ehpa.org.
    *https://www.ehpa.org/technology/key-facts-on-heat-pumps/.

     

     

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    Fonte: *https://waermepumpe-bwp.de/co2-neutral-heizen.

    *Para ajudar na compreensão deste tópico, os índices são gerais e baseados no COP (Coeficiente de Desempenho)
    *Observe que o SCOP (Coeficiente de Performance Sazonal) real da série THERMA V R32 é superior a 4 em condições de temperatura e clima amenos. A real eficiência pode variar com a água e temperaturas externas.
    *Figuras ilustrativas da Alemanha, 2020; 4 pessoas, apartamento de 200m². fonte: BWP (Associação Alemão de Bombas de Calor).