No âmbito das tecnologias de aquecimento e refrigeração, as bombas de calor surgiram como uma solução altamente eficiente e ecologicamente correta. São amplamente utilizadas em ambientes residenciais, comerciais e industriais para fornecer funções de aquecimento e refrigeração. Para compreender verdadeiramente o valor e o funcionamento das bombas de calor, é essencial aprofundar-se em seus princípios de funcionamento e no conceito de Coeficiente de Desempenho (COP).
Os princípios de funcionamento das bombas de calor
Conceito básico
Uma bomba de calor é essencialmente um dispositivo que transfere calor de um local para outro. Ao contrário dos sistemas de aquecimento tradicionais, que geram calor por combustão ou resistência elétrica, as bombas de calor transferem o calor existente de uma área mais fria para uma mais quente. Esse processo é semelhante ao funcionamento de uma geladeira, mas ao contrário. Uma geladeira extrai calor de seu interior e o libera para o ambiente ao redor, enquanto uma bomba de calor extrai calor do ambiente externo e o libera para dentro de casa.
O Ciclo de Refrigeração
O funcionamento de uma bomba de calor baseia-se no ciclo de refrigeração, que envolve quatro componentes principais: o evaporador, o compressor, o condensador e a válvula de expansão. Aqui está uma explicação passo a passo de como esses componentes funcionam em conjunto:
- Evaporador: O processo começa com o evaporador, que está localizado no ambiente mais frio (por exemplo, fora da casa). O refrigerante, uma substância com baixo ponto de ebulição, absorve calor do ar ou do solo ao redor. À medida que absorve calor, o refrigerante passa do estado líquido para o gasoso. Essa mudança de fase é crucial porque permite que o refrigerante transporte uma quantidade significativa de calor.
- Compressor: O refrigerante gasoso então se move para o compressor. O compressor aumenta a pressão e a temperatura do refrigerante ao comprimi-lo. Esta etapa é essencial porque eleva a temperatura do refrigerante a um nível superior à temperatura interna desejada. O refrigerante de alta pressão e alta temperatura está agora pronto para liberar seu calor.
- Condensador: A próxima etapa envolve o condensador, que está localizado no ambiente mais quente (por exemplo, dentro da casa). Aqui, o refrigerante quente e de alta pressão libera seu calor para o ar ou a água circundante. À medida que o refrigerante libera calor, ele esfria e volta do estado gasoso para o líquido. Essa mudança de fase libera uma grande quantidade de calor, que é usada para aquecer o ambiente interno.
- Válvula de expansão: Por fim, o refrigerante líquido passa pela válvula de expansão, que reduz sua pressão e temperatura. Esta etapa prepara o refrigerante para absorver calor novamente no evaporador, e o ciclo se repete.
O Coeficiente de Desempenho (COP)
Definição
O Coeficiente de Desempenho (COP) é uma medida da eficiência de uma bomba de calor. É definido como a razão entre a quantidade de calor fornecida (ou removida) e a quantidade de energia elétrica consumida. Em termos mais simples, ele nos diz quanto calor uma bomba de calor pode produzir para cada unidade de eletricidade que consome.
Matematicamente, o COP é expresso como:
COP = Energia elétrica consumida (W) Calor fornecido (Q)
Quando uma bomba de calor tem um COP (Coeficiente de Desempenho) de 5,0, ela pode reduzir significativamente as contas de luz em comparação com o aquecimento elétrico tradicional. Aqui está uma análise e cálculo detalhados:
Comparação de Eficiência Energética
O aquecimento elétrico tradicional tem um COP de 1,0, o que significa que produz 1 unidade de calor para cada 1 kWh de eletricidade consumida. Em contraste, uma bomba de calor com um COP de 5,0 produz 5 unidades de calor para cada 1 kWh de eletricidade consumida, tornando-a muito mais eficiente do que o aquecimento elétrico tradicional.
Cálculo de economia de custos de eletricidade
Supondo a necessidade de produzir 100 unidades de calor:
- Aquecimento elétrico tradicional: Requer 100 kWh de eletricidade.
- Bomba de calor com COP de 5,0: Requer apenas 20 kWh de eletricidade (100 unidades de calor ÷ 5,0).
Se o preço da eletricidade for 0,5€ por kWh:
- Aquecimento elétrico tradicional: O custo da eletricidade é de 50€ (100 kWh × 0,5€/kWh).
- Bomba de calor com COP de 5,0: O custo da eletricidade é de 10€ (20 kWh × 0,5€/kWh).
Taxa de Poupança
A bomba de calor pode economizar 80% nas contas de eletricidade em comparação com o aquecimento elétrico tradicional ((50 - 10) ÷ 50 = 80%).
Exemplo prático
Em aplicações práticas, como o fornecimento de água quente doméstica, considere que 200 litros de água precisam ser aquecidos de 15°C a 55°C diariamente:
- Aquecimento elétrico tradicional: Consome aproximadamente 38,77 kWh de eletricidade (assumindo uma eficiência térmica de 90%).
- Bomba de calor com COP de 5,0: Consome aproximadamente 7,75 kWh de eletricidade (38,77 kWh ÷ 5,0).
A um preço de eletricidade de 0,5€ por kWh:
- Aquecimento elétrico tradicional: O custo diário de eletricidade é de cerca de 19,39€ (38,77 kWh × 0,5€/kWh).
- Bomba de calor com COP de 5,0: O custo diário de eletricidade é de cerca de 3,88€ (7,75 kWh × 0,5€/kWh).
Economia estimada para famílias médias: bombas de calor vs. aquecimento a gás natural
Com base em estimativas de todo o setor e tendências de preços de energia na Europa:
| Item | Aquecimento a gás natural | Aquecimento por bomba de calor | Diferença Anual Estimada |
| Custo médio anual de energia | € 1.200–€ 1.500 | € 600–€ 900 | Economia de aproximadamente € 300–€ 900 |
| Emissões de CO₂ (toneladas/ano) | 3–5 toneladas | 1–2 toneladas | Redução de aproximadamente 2–3 toneladas |
Observação:A economia real varia de acordo com os preços nacionais de eletricidade e gás, a qualidade do isolamento dos edifícios e a eficiência das bombas de calor. Países como Alemanha, França e Itália tendem a apresentar maiores economias, especialmente quando há subsídios governamentais disponíveis.
Bomba de calor Hien R290 EocForce Serie 6-16kW: Bomba de calor ar-água monobloco
Principais características:
Funcionalidade tudo-em-um: funções de aquecimento, resfriamento e água quente sanitária
Opções de voltagem flexíveis: 220–240 V ou 380–420 V
Design compacto: unidades compactas de 6–16 kW
Refrigerante ecológico: refrigerante verde R290
Operação silenciosa: 40,5 dB(A) a 1 m
Eficiência Energética: SCOP até 5,19
Desempenho em temperaturas extremas: operação estável a –20 °C
Eficiência energética superior: A+++
Controle inteligente e pronto para PV
Função anti-legionella: Temperatura máxima da água de saída: 75ºC
Horário da postagem: 10 de setembro de 2025