O princípio de funcionamento das bombas de calor em climas frios
A bomba de calor de fonte de ar é o tipo mais comum de tecnologia de bomba de calor.Esses sistemas usam o ar ambiente de fora do edifício como fonte de calor ou radiador.
A bomba de calor funciona em modo de arrefecimento utilizando o mesmo processo do ar condicionado.Mas no modo de aquecimento, o sistema usa ar externo para aquecer o refrigerante.A bomba de calor comprime o refrigerante para produzir gás mais quente.A energia térmica circula dentro do edifício e é libertada através de unidades interiores (ou através de sistemas de tubagens, consoante a estrutura do sistema).
Uma bomba de calor em um clima frio irá mantê-lo aquecido durante o inverno.
Quando o refrigerante é significativamente mais baixo que a temperatura externa, a bomba de calor fornece aquecimento confiável.Em clima ameno, as bombas de calor em climas frios podem operar com eficiência de até 400% – ou seja, geram quatro vezes a energia consumida.
Obviamente, quanto mais frio o clima, mais difícil é para a bomba de calor trabalhar para fornecer calor.Abaixo de um certo limite de temperatura, a eficiência do sistema diminuirá.Mas isso não significa que as bombas de calor não sejam adequadas para temperaturas abaixo do ponto de congelamento.
As bombas de calor para clima frio (também conhecidas como bombas de calor de baixa temperatura ambiente) possuem recursos inovadores que permitem que operem com eficiência em temperaturas abaixo de - 30 graus.Essas funções incluem:
Refrigerante para clima frio
Todas as bombas de calor de fonte de ar contêm refrigerante, um composto muito mais frio que o ar externo.Bombas de calor em climas frios normalmente usam refrigerantes com pontos de ebulição mais baixos do que os refrigerantes de bombas de calor tradicionais.Esses refrigerantes podem continuar a fluir pelo sistema em temperaturas ambientes baixas e absorver mais calor do ar frio.
Projeto do compressor
Na última década, os fabricantes fizeram melhorias nos compressores para reduzir a energia necessária para a operação e melhorar a durabilidade.Bombas de calor em climas frios normalmente usam compressores variáveis que podem ajustar sua velocidade em tempo real.Os compressores tradicionais de velocidade constante estão “ligados” ou “desligados”, o que nem sempre é eficaz.
Os compressores variáveis podem operar em uma porcentagem baixa de sua velocidade máxima em clima ameno e, em seguida, alternar para velocidades mais altas em temperaturas extremas.Esses inversores não usam todos ou nenhum método, mas extraem uma quantidade adequada de energia para manter o espaço interno em uma temperatura confortável.
Outras otimizações de engenharia
Embora todas as bombas de calor usem o mesmo processo básico para transferir energia, várias melhorias de engenharia podem melhorar a eficiência desse processo.As bombas de calor para climas frios podem utilizar fluxo de ar ambiente reduzido, maior capacidade do compressor e configuração aprimorada dos ciclos de compressão.Quando o tamanho do sistema é adequado para a aplicação, esses tipos de melhorias podem reduzir muito os gastos com energia, mesmo no inverno frio do Nordeste, onde as bombas de calor estão quase sempre funcionando.
Comparação entre bombas de calor e sistemas de aquecimento tradicionais em climas frios
A eficiência do aquecimento da bomba de calor é medida pelo fator de desempenho da estação de aquecimento (HSPF), que divide a produção total de aquecimento durante a estação de aquecimento (medida em unidades térmicas britânicas ou BTUs) pelo consumo total de energia durante esse período de tempo (medido em quilowatts horas).Quanto maior o HSPF, melhor a eficiência.
Bombas de calor em climas frios podem fornecer HSPF de 10 ou mais – em outras palavras, elas transmitem muito mais energia do que consomem.Durante os meses de verão, a bomba de calor muda para o modo de refrigeração e funciona de forma eficiente (ou mais eficiente) como a nova unidade de ar condicionado.
As bombas de calor de alto HSPF podem lidar com o tempo frio.Bombas de calor em climas frios ainda podem fornecer calor confiável em temperaturas abaixo de -20 ° F, e muitos modelos são 100% eficientes em temperaturas abaixo do ponto de congelamento.Devido ao fato de as bombas de calor consumirem menos eletricidade em clima ameno, seus custos operacionais são muito menores em comparação com sistemas tradicionais, como fornos de combustão e caldeiras.Para os proprietários de edifícios, isso significa uma economia significativa ao longo do tempo.
Isso ocorre porque sistemas de ar forçado, como fornos de gás natural, devem gerar calor, em vez de transferi-lo de um lugar para outro.Um novo forno de alta eficiência pode atingir uma taxa de utilização de combustível de 98%, mas mesmo sistemas de bomba de calor ineficientes podem atingir uma eficiência de 225% ou mais.
Horário de postagem: 17 de abril de 2023