BI299 - O Instalador

23 BOMBAS DE CALOR Compressor Refrigerante Meio a aquecer Válvula expansora Evaporador Condensador Meio ambiente Condensação Evaporação Fonte: Vulcano. Neste artigo, iremos incidir sobre a pro- dução de água quente sanitária através de bomba de calor, abordando a tipolo- gia destes equipamentos e os motivos da sua massificação. Abordaremos também a temática de aplicação das bombas de calor como tecnologia de captaçãode energia renovável e, por fim, demonstraremos uma análise econó- mico-financeira tendo emconsideração o Programa de Apoio a Edifícios Mais Sustentáveis, atualmente em vigor. A BOMBA DE CALOR O surgimento das bombas de calor no mercado europeu data de 1970, contudo, só em 1973 o forte aumento dos preços dos combustíveis decor- rente da crise petrolífera, impulsionou ummaior investimento e investigação nesta tecnologia que, à data, não se mostrava vantajosa. Hoje, amassificação da bomba de calor não se prende exclusivamente com a vantagem económico-financeira, mas também, pela sua forte contribuição na redução das emissões de CO 2 . Na verdade, é a vertente de redução das emissões de CO 2 que tem levado diver- sos países a incentivar a instalação desta tipologia de sistemas, alterna- tivos aos combustíveis fósseis. Estes incentivos realizam-se por compar- ticipação na aquisição dos sistemas, redução a nível fiscal, bem como na consideração de sistema alternativo a outros de índole obrigatória. Esta 'vantagem ecológica' deve-se ao facto de a bomba de calor não pro- duzir calor através de conversão da energia elétrica. Na verdade, limita-se a transportar o calor ambiente, disponível de forma ilimitada e gratuita, desde uma fonte externa, a baixa tempera- tura (ar ambiente, a água ou a própria terra) para o meio a aquecer, a uma temperatura superior. Aliás, a energia primária consumida pela bomba de calor é utilizada maioritariamente para este transporte de energia, pois o calor não pode passar de umcorpo frio para um corpo quente de forma natural. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO O princípio básico das bombas de calor baseia-se na obtenção de energia da natureza. Contudo, sabemos da física que o calor passa naturalmente de um corpo quente para um corpo menos quente, pelo que, a transferência de calor de um corpo menos quente para um corpo mais quente, implica a utili- zação de um sistema termodinâmico. De uma forma simples, podemos des- crever o funcionamento da bomba de calor pela absorção de calor do meio ambiente pelo refrigerante no evaporador, o qual flui para o com- pressor onde é pressurizado. Quando o refrigerante é pressurizado, sofre um aumento de temperatura e pres- são, sendo desta forma bombeado para o condensador como um gás quente. No condensador, o refrigerante cede o seu calor à água sanitária, ocorrendo esta transferência de forma natural. Este processo arrefece o refrigerante que, ao passar no dispositivo de expan- são, sofre uma queda de pressão e temperatura, retornando novamente ao evaporador. Quando o refrigerante chega ao eva- porador, a sua temperatura é inferior à temperatura do ambiente circun- dante, sendo assim, capaz de absorver o calor desse meio envolvente, repe- tindo-se todo o processo. As bombas de calor podem ser clas- sificadas de acordo com diferentes critérios, entre os quais a origem e o destino da energia, o tipo de constru- ção, de processo e de operação. Para a finalidade em estudo, produção de água quente sanitária, estamos normal- mente perante sistemas de ar-água, do tipo compacto e não reversível. A EFICIÊNCIA A ef iciência de uma bomba de calor é medida pelo Coeficiente de Performance (COP). O COP é a razão entre a produção de calor útil e o consumo de energia elétrica, sob determinadas condições. Existem vários fatores em torno da bomba de calor que afetam o valor do COP, sendo os principais, a tempera- tura da fonte natural e a temperatura de saída. Dado que a bomba de calor fornece mais energia do que aquela que consome, o COP é sempre supe- rior a 1, verificando-se normalmente valores compreendidos entre 3 e 4. Esta é a grande vantagem das bom- bas de calor porque fornecem mais energia do que aquela que realmente pagamos, pois, a maior parte é obtida da natureza, gratuitamente.