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Não acredite no maior mito sobre bombas de calor

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Por outro lado, uma bomba de calor funciona circulando refrigerantes e alterando a sua pressão e, portanto, a sua temperatura, tanto para captar energia térmica do ar exterior como para fazer o inverso no verão para funcionar como um ar condicionado. Ao longo dos anos, os aparelhos tornaram-se cada vez mais eficientes à medida que os seus vários componentes e refrigerantes melhoraram. “É realmente tudo uma questão de refrigerante”, diz Katie Davis, vice-presidente de engenharia e tecnologia para HVAC residencial (aquecimento, ventilação e ar condicionado) da Trane Technologies, que produz bombas de calor. “Estamos expandindo e contraindo – então estamos indo de líquido para gás, de líquido para gás, de líquido para gás – ou vice-versa, dependendo do ciclo em que você está executando.”

Criticamente para climas com invernos muito frios, o ponto de ebulição do refrigerante está normalmente entre –55 graus e –59 graus F. Portanto, mesmo que o ar externo esteja abaixo de zero, “ainda vai ferver o refrigerante”, diz Davis. “Você vai transferir calor muito, muito bem.”

Os fabricantes fazem bombas de calor projetadas especificamente para climas frios, que pode operar continuamente à medida que as temperaturas caem para o negativo. A Trane está desenvolvendo sua própria bomba de calor para clima frio que espera lançar em 2025, que utiliza tecnologia de injeção de vapor. Isso funciona como a injeção de combustível em motores de automóveis, só que injeta refrigerante em um ciclo fechado no compressor. Isso aumenta a capacidade da bomba de calor de extrair energia térmica. “Com a adição deste compressor de injeção de vapor”, diz Davis, “agora temos a capacidade adicional necessária para que nossos sistemas funcionem nessas temperaturas realmente baixas”. Nos testes, o protótipo da Trane operou a –23 graus F.

Quando os cientistas estudam a eficiência de diferentes técnicas de aquecimento, consideram o “coeficiente de desempenho”, ou COP, que é a relação entre a energia consumida e o calor produzido. Se uma técnica for 100% eficiente, ela terá um COP de 1, o que significa que uma unidade de energia entra e uma unidade de calor sai. Um forno a gás, por exemplo, produz calor que é soprado para dentro de uma casa, mas parte desse calor também é perdido durante a combustão, por isso mesmo os modelos mais eficientes têm um COP inferior a 1.

No geral, é muito mais eficiente para uma bomba de calor mover calor do que gerá-lo, como faz uma fornalha a gás. Ao funcionar com eletricidade em vez de combustíveis fósseis, uma bomba de calor pode gerir um COP de 3, o que significa três unidades de calor para cada unidade de energia, mas em casos extremos pode atingir um COP de 6, dependendo das condições e o modelo.

Em um estudar publicado no ano passado, Rosenow e seus colegas analisaram os dados para ver como a eficiência de uma bomba de calor pode diminuir à medida que as temperaturas caem. Eles descobriram que mesmo a –10 graus Celsius, ou 14 graus Fahrenheit, os aparelhos ainda conseguem um COP de 2, ou 200 por cento de eficiência. O estudo também analisou bombas de calor de clima frio em ambientes mais extremos: a temperaturas severas de –30 graus C (–22 graus F), um modelo Mitsubishi produziu COPs entre 1,5 e 2, e um modelo Toshiba entre 1 e 1,5.

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