O que é uma bomba de calor e quais são os seus tipos

Neste artigo, explicarei de forma simples o que é uma bomba de calor e quais os tipos de bombas de calor que existem.

Uma bomba de calor em inglês é heat pump. Todos os aparelhos de ar condicionado que podem funcionar no modo de aquecimento são, na verdade, bombas de calor (heat pump).

Ar condicionado e bombas de calor

Os aparelhos de ar condicionado podem aquecer em diferentes temperaturas: alguns até -7°C, outros até -15°C e alguns até -25°C ou mais baixos. Isso significa que a eficiência do funcionamento do ar condicionado em temperaturas negativas não é perdida. No entanto, quanto mais baixa a temperatura externa, maior é o consumo de energia do ar condicionado. Alguns modelos começam a consumir energia a níveis semelhantes aos de um aquecedor comum quando a temperatura cai abaixo de -7°C.

Um ar condicionado funcionando para aquecer é uma bomba de calor de ar, ou bomba de calor ar-ar. O princípio de funcionamento delas é baseado na compressão e expansão do fluido refrigerante. O compressor altera a pressão do fluido, permitindo a liberação de calor ou frio. Isso converte energia elétrica em energia térmica.

O coeficiente de conversão de energia térmica das bombas de calor geralmente é de 1:3–4. Isso significa que, consumindo 1 kW de energia elétrica, a bomba de calor pode gerar 3–4 kW de calor, o que torna o aquecimento de ambientes altamente eficiente.

Bombas de calor geotérmicas

Para aumentar a eficiência do sistema, a unidade externa pode ser instalada no solo ou em um corpo d'água, onde a temperatura é estável. Assim, surgiram as bombas de calor geotérmicas, que utilizam a energia do solo, da água ou do ar.

As bombas geotérmicas podem não apenas aquecer o ar, mas também a água para sistemas de aquecimento ou fornecimento de água quente (AQS).

Tipos principais de bombas de calor

  1. Bombas de calor ar-ar Elas convertem calor do ar externo e podem funcionar tanto para aquecer quanto para resfriar. Esses sistemas são fáceis de instalar e garantem um consumo econômico de energia elétrica.

  2. Bombas de calor ar-água São ideais para condições climáticas em que a temperatura do ar não cai abaixo de -15°C. Essas bombas aquecem a água, que pode ser usada para aquecer ou resfriar ambientes através de fan coils — dispositivos semelhantes às unidades internas dos aparelhos de ar condicionado.

  3. Bombas de calor água-água Essas bombas utilizam água de corpos d'água ou poços para aquecer e podem funcionar mesmo em temperaturas baixas. Existem também sistemas solo-água que utilizam a energia da terra para aquecer.

Bombas de calor geotérmicas

As bombas de calor geotérmicas extraem calor do solo, da água e do ar. Esses dispositivos são caros, mas seu custo de instalação se paga ao longo de alguns anos. Essas bombas permitem maior autonomia, reduzindo a dependência de gás e eletricidade.

Vantagens das bombas de calor

  • Eficiência econômica: Com 1 kW de energia elétrica consumida, podem gerar de 3 a 5 kW de energia térmica.
  • Ecologia: Utilizam energia da natureza e não emitem substâncias nocivas para a atmosfera.
  • Versatilidade: Oferecem aquecimento, resfriamento e aquecimento de água.
  • Durabilidade: Funcionam por mais tempo do que os caldeirões tradicionais e requerem manutenção mínima.

As bombas de calor são uma solução moderna e eficiente para criar condições de conforto na casa, economizando ao mesmo tempo na energia elétrica.