Aquecedor de água com bomba de calor: como funciona e quais as vantagens

Aquecedor de água com bomba de calor: uma alternativa ainda pouco difundida, mas muito eficiente, ecológica e relativamente barata para produzir água quente

O aquecedor de água com bomba de calor ainda é um produto relativamente pouco conhecido na Itália, mas representa uma alternativa bastante eficiente e razoavelmente econômica para a produção de água quente sanitária.

Esquentador, esquentador ou caldeira?

Vamos esclarecer uma questão terminológica imediatamente. Quando falamos de uma caldeira com bomba de calor ou de um aquecedor de água com bomba de calor , falamos sempre da mesma coisa. Em outras palavras, o aquecedor de água com bomba de calor , como é mais conhecido.

Para quem ainda dispõe de esquentador eléctrico, a substituição do sistema por bomba de calor pode trazer enormes vantagens em termos de consumo de energia. Estimado em torno de 70%.

Para quem ainda tem esquentador elétrico , a substituição do sistema por bomba de calor pode trazer enormes benefícios, mesmo estimados em cerca de 70% . Mas mesmo a substituição da caldeira a gás é uma oportunidade de economia, caso esteja previsto um uso considerável de água quente , mesmo que o investimento inicial seja maior.

Como funciona?

Vejamos primeiro algumas especificações técnicas relacionadas com o aquecedor de água com bomba de calor . Primeiro, vamos ver o que é a bomba de calor. É um circuito fechado, atravessado por um fluido especial (normalmente Freon) que, dependendo das condições de temperatura e pressão em que se encontra, assume o estado líquido ou vapor .

O circuito fechado consiste em:

  • um compressor.
  • um capacitor.
  • uma válvula de expansão.
  • um evaporador.

O condensador e o evaporador são feitos de trocadores de calor , ou seja, tubos colocados em contato com um fluido de serviço (que pode ser água ou ar). O refrigerante flui por este último, que transfere o calor para o condensador e o extrai do evaporador.

As fontes de um aquecedor de água com bomba de calor

O meio externo do qual o calor é extraído é chamado de fonte fria .

Na bomba de calor, o refrigerante absorve calor da fonte fria por meio do evaporador.

As principais fontes de frio são:

  • o ar. Que pode ser externo à divisão onde está instalada a bomba de calor ou extraído da divisão onde a bomba de calor está instalada.
  • a água . Que pode ser lençol freático, rio, lago quando este estiver presente junto às salas a serem aquecidas e a uma profundidade reduzida.

Outras fontes podem consistir em:

  • água acumulada em tanques e aquecida por radiação solar .
  • solo , no qual são inseridos os tubos relativos ao evaporador.

No caso de tubos no solo, os tubos horizontais devem ser enterrados a uma profundidade mínima de 1 a 1,5 metros para não serem muito afetados pelas mudanças na temperatura externa do ar e para manter os efeitos benéficos do sol. É necessária uma extensão de terreno 2 a 3 vezes maior que a superfície das salas a serem aquecidas. É, portanto, uma solução cara, tanto para o terreno necessário como para a complexidade do sistema.

O calor pode ser transferido para o ambiente através de:

  • fan coils, constituídos por “ gabinetes” nos quais o ar circula por corpos de aquecimento.
  • bobinas inseridas no chão, por onde circula água quente.
  • dutos , que transferem diretamente o calor produzido pela bomba de calor para as diferentes salas.

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Como você mede a eficiência de um aquecedor de água com bomba de calor

A eficiência de uma bomba de calor é medida pelo coeficiente de desempenhoCOP .”. Esta é a relação entre a energia fornecida (calor transferido para o meio a ser aquecido) e a eletricidade consumida.

O COP varia de acordo com o tipo de bomba de calor e as condições de funcionamento. Geralmente, tem valores próximos a 3. Isso significa que para 1 kWh de eletricidade consumida, ele fornecerá 3 kWh (2580 kcal) de calor ao meio a ser aquecido . O COP será tanto maior quanto menor for a temperatura na qual o calor é transferido (no condensador). E o mais alto da fonte de onde é absorvido (no evaporador).

Abaixo de uma temperatura entre - 2 ° C e 2 ° C, a bomba de calor desliga, pois o seu desempenho seria significativamente reduzido . Também deve ser levado em consideração que a produção de calor fornecida pela bomba de calor depende da temperatura na qual ela absorve calor.

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Vantagens econômicas de um aquecedor de água com bomba de calor

Chegamos ao aspecto econômico de escolher um aquecedor de água com bomba de calor . Para a generalidade dos casos, pode-se argumentar que há conveniência econômica se a bomba de calor for utilizada para ar condicionado. A comodidade é consideravelmente reduzida em aplicações de produção apenas de água quente sanitária e apenas para aquecimento .

Neste último caso, as condições mais vantajosas são obtidas com a utilização de uma fonte fria diferente do ar (água ou solo). Na verdade, a bomba de calor, com esta fonte, é capaz de cobrir sozinha as necessidades de calor.

As economias que podem ser alcançadas na climatização das salas com a utilização da bomba de calor devem ser consideradas com base no menor consumo que esta permite, em comparação com o sistema convencional (caldeira) no período de inverno. O consumo de verão para refrigeração da sala é o mesmo . Quer seja a bomba de calor ou o ar condicionado tradicional.

Apenas para aquecimento ambiente, as numerosas configurações do sistema não permitem uma síntese de validade geral como para os outros casos. No entanto, pode-se dizer que, aos custos atuais de combustível e eletricidade, o tempo de retorno do investimento é superior a oito anos .

Se a bomba de calor for utilizada apenas para aquecimento de água quente sanitária , os tempos de recuperação são superiores a 4 anos .

Diagrama de operação de um aquecedor de água com bomba de calor

Economia de energia de um aquecedor de água com bomba de calor

Agora vamos tentar resumir a economia de energia que você gostaria de usar um aquecedor de água com bomba de calor depende de vários fatores.

Como já foi referido, representa uma autêntica evolução ecológica dos esquentadores tradicionais, permitindo-lhe poupar até 70% no consumo de energia eléctrica. É portanto a solução ideal para ginásios, quintas de férias, pequenos negócios que utilizam grande quantidade de água (cabeleireiros, restaurantes, bares). Tanto para novas instalações como para substituição de antigos esquentadores elétricos ou a gás.

Algumas vantagens deste tipo de solução

Escolhendo um aquecedor de água com bomba de calor

Em primeiro lugar, ao escolher a bomba de calor, você deve considerar:

  • as características climáticas do local onde está instalado.
  • as características tipológicas do edifício.
  • as condições de uso .

As características climáticas são especialmente importantes se a fonte fria for o ar externo . Na verdade, durante o período de inverno, pode-se formar geada no evaporador, com conseqüente má troca de calor. Para superar esta desvantagem, a bomba de calor é geralmente equipada com um dispositivo de degelo (por exemplo, uma resistência elétrica ).

No entanto, esse problema não surge se você usar o ar ou água de extração como fonte de frio .

As características tipológicas do edifício também influenciam na escolha do tipo de bomba de calor :

  • em um apartamento , o espaço necessário para a instalação e a oportunidade de usar sistemas monobloco ou “ split ” devem ser avaliados .
  • em habitações unifamiliares, a bomba de calor pode ser instalada na cave ou na sala da caldeira . Neste caso, o ruído e a condensação relacionados com a bomba de calor não causam problemas e a proximidade de uma caldeira tradicional pode tornar possível o uso de bivalentes.
  • em estabelecimentos comerciais como cabeleireiros , cozinhas de restaurantes , etc., a instalação de uma bomba de calor de extracção de ar pode ser muito conveniente. Até porque a ação de resfriamento e desumificação torna o ambiente de trabalho mais confortável .

As condições de uso nos diferentes ambientes também influenciam na escolha da bomba de calor. Por exemplo, se o ambiente é destinado a residência ou trabalho sedentário não ruidoso , é aconselhável escolher uma bomba de calor do tipo “ split ”.

O requisito de calor, entretanto, depende da localização geográfica do usuário. Atenção especial deve ser dada às bombas de calor que usam o ar como fonte externa. Na verdade, o calor fornecido diminui à medida que sua temperatura diminui.

E a manutenção?

A bomba de calor é um aparelho que atingiu uma boa fiabilidade, mas que requer uma instalação correcta e um mínimo de manutenção para obter um bom desempenho ao longo do tempo .

Algumas intervenções de manutenção de rotina são essenciais para o bom funcionamento da bomba de calor. Eles podem ser realizados diretamente pelo usuário em intervalos regulares de tempo:

  • limpar o evaporador e o condensador.
  • limpar os filtros.
  • limpar o tubo de drenagem de condensado, conforme recomendado nos manuais de instruções anexados à bomba de calor.

Preços e ofertas de aquecedores de água com bomba de calor

Em primeiro lugar, vamos nos orientar pelos preços que encontramos online:

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