Como as bombas de calor podem reduzir seus custos de energia em até 90%

porque bombas de calor 9 8Shutterstock

As bombas de calor estão se tornando a última moda em um mundo que precisa reduzir as emissões de carbono rapidamente, ao mesmo tempo em que reduz os custos de energia. Nos edifícios, eles substituem o aquecimento ambiente e o aquecimento de água – e fornecem refrigeração como um bônus.

Uma bomba de calor extrai calor do exterior, concentra-o (usando um compressor elétrico) para aumentar a temperatura e bombeia o calor para onde é necessário. De fato, milhões de casas australianas já possuem bombas de calor na forma de refrigeradores e condicionadores de ar de ciclo reverso comprados para refrigeração. Eles também podem aquecer e economizar muito dinheiro em comparação com outras formas de aquecimento!

Mesmo antes das restrições ao fornecimento de gás russo, muitos países europeus estavam lançando bombas de calor – mesmo em climas frios. Agora, as políticas governamentais estão acelerando a mudança. Os Estados Unidos, que tiveram gás muito barato nos últimos anos, juntaram-se à corrida: o presidente Joe Biden Declarado as bombas de calor são “essenciais para a defesa nacional” e a produção ordenada deve ser aumentada.

O governo ACT está incentivando a eletrificação de edifícios usando bombas de calor e está considerando a legislação para exigir isso em novos empreendimentos habitacionais. O governo vitoriano lançou recentemente um Roteiro de Substituição de Gás e está reformulando seus programas de incentivo para bombas de calor. Outros estados e territórios também estão revisando as políticas.

Quão grandes são as economias de custos de energia?

Em relação a um aquecedor de ventilador elétrico ou serviço de água quente elétrico tradicional, calculo que uma bomba de calor pode economizar 60-85% nos custos de energia, que é uma faixa semelhante a ACT estimativas do governo.

As comparações com o gás são complicadas, pois as eficiências e os preços da energia variam muito. Normalmente, porém, uma bomba de calor custa cerca de metade do valor para aquecimento do que o gás. Se, em vez de exportar o excesso de produção solar do telhado, você o usar para acionar uma bomba de calor, calculo que será até 90% mais barato que o gás.

As bombas de calor também são boas para o clima. Meus cálculos mostram que uma bomba de calor típica usando eletricidade australiana média da rede reduzirá as emissões em cerca de um quarto em relação ao gás e três quartos em relação a um ventilador elétrico ou aquecedor de painel.

Se uma bomba de calor de alta eficiência substituir o aquecimento a gás ineficiente ou funcionar principalmente com energia solar, as reduções podem ser muito maiores. A diferença está aumentando à medida que a eletricidade renovável de emissão zero substitui a geração de carvão e gás, e as bombas de calor se tornam ainda mais eficientes.Gráfico de barras horizontais mostrando a economia de custos para uma casa típica usando sistemas elétricos e split para aquecimento em comparação com aquecimento a gás Dados: Roteiro de Substituição de Gás do Estado de Victoria 2022, CC BY

Como funcionam as bombas de calor?

As bombas de calor disponíveis hoje atingem 300-600% de eficiência - ou seja, para cada unidade de eletricidade consumida, elas produzem de três a seis unidades de calor. As bombas de calor também podem operar em condições de congelamento.

Como isso é possível, quando a eficiência máxima dos aquecedores elétricos e a gás tradicionais é 100% e o ar frio é frio?


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Não é mágica. Pense na sua geladeira, que é uma pequena bomba de calor. Dentro da geladeira há um painel frio chamado evaporador. Ele absorve o calor da comida quente e de outras fontes, porque o calor flui naturalmente de um objeto mais quente para um objeto mais frio. O motor elétrico sob a geladeira aciona um compressor que concentra o calor a uma temperatura mais alta, que despeja em sua cozinha. As laterais e a parte de trás de uma geladeira típica aquecem quando isso acontece. Assim, sua geladeira esfria a comida enquanto aquece um pouco a cozinha.

Uma bomba de calor obedece às leis da termodinâmica, o que lhe permite operar com eficiências de 200% a mais de 1,000% em teoria. Mas quanto maior a diferença de temperatura, menos eficiente é a bomba de calor.

 Se uma bomba de calor precisa extrair calor do ambiente, como ela pode funcionar em climas frios? Lembre-se de que sua geladeira mantém o congelador frio enquanto bombeia calor para sua cozinha. As leis da física estão em jogo. O que experimentamos como uma temperatura fria é na verdade bem quente: é tudo relativo.

O espaço sideral está próximo de uma temperatura conhecida como zero absoluto, zero graus Kelvin ou –273 ℃. Portanto, uma temperatura de 0℃ (na qual a água congela), ou mesmo a temperatura recomendada do freezer de -18℃, é realmente muito quente em relação ao espaço sideral.

O principal problema para uma bomba de calor em clima “frio” é que o gelo pode se formar em seu trocador de calor, pois o vapor de água no ar esfria e condensa, depois congela. Este gelo bloqueia o fluxo de ar que normalmente fornece o ar “quente” para a bomba de calor. As bombas de calor podem ser projetadas para minimizar este problema.

Como escolher a bomba de calor certa para a sua casa?

Selecionar uma bomba de calor adequada (mais comumente conhecida como ar condicionado de ciclo reverso) pode ser complicado, pois a maioria dos consultores está acostumada a discutir opções de gás. Recursos como yourhome.gov.au, choice.com.au e a famosa página do Facebook Minha casa elétrica eficiente podem ajudar.

Todas as unidades domésticas devem ter etiquetas energéticas (ver Energyrating.gov.au): quanto mais estrelas melhor. O Independente FairAir A calculadora da web permite estimar os requisitos de aquecimento e resfriamento de uma casa e o tamanho necessário para manter o conforto.

Bombas de calor maiores são mais caras, portanto, o superdimensionamento desnecessário pode custar muito mais. Além disso, as correntes de isolamento, vedação e outras medidas de eficiência do edifício permitem que você compre uma bomba de calor menor e mais barata que usará ainda menos energia e proporcionará maior conforto.

Ao usar uma bomba de calor, é muito importante limpar o filtro a cada poucos meses. Um filtro bloqueado reduz a eficiência e a saída de aquecimento e resfriamento. Se você tiver uma bomba de calor mais antiga que não fornece mais tanto calor (ou resfriamento), ela pode ter perdido algum refrigerante e precisar de uma recarga.A Conversação

Sobre o autor

Alan Peras, Membro Sênior da Indústria, RMIT University

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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