As bombas de calor podem reduzir seus custos de energia em até 90%. Não é mágica, apenas um uso inteligente das leis da física
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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 do ambiente e o aquecimento da 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, aderiram à corrida:o presidente Joe Biden declarou que as bombas de calor são "essenciais para a defesa nacional" e ordenou que a produção fosse aumentada.
O governo da ACT está incentivando a eletrificação de edifícios usando bombas de calor e está considerando a legislação para obrigar isso em novos empreendimentos habitacionais. O governo vitoriano lançou recentemente um Roteiro de Substituição de Gás e está reformulando seus programas de incentivos para bombas de calor. Outros estados e territórios também estão revisando as políticas.
Qual é o tamanho da economia 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 às estimativas do governo da ACT.
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.
Crédito:Dados:Roteiro de Substituição de Gás do Estado de Victoria 2022, CC BY
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.
Como funcionam as bombas de calor? As bombas de calor disponíveis hoje atingem uma eficiência de 300 a 600%, 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?
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 governo está implementando este rótulo de zona climática para substituir o antigo rótulo de classificação por estrelas em condicionadores de ar de ciclo reverso. Infelizmente, a integração é lenta, então muitos produtos ainda não apresentam diferenças de desempenho relacionadas ao clima. Autor fornecido
Outer space is close to a temperature known as absolute zero, zero degrees Kelvin, or—273℃. So a temperature of 0℃ (at which water freezes), or even the recommended freezer temperature of -18℃, is actually quite hot relative to outer space.
The main problem for a heat pump in "cold" weather is that ice can form on its heat exchanger, as water vapor in the air cools and condenses, then freezes. This ice blocks the air flow that normally provides the "hot" air to the heat pump. Heat pumps can be designed to minimize this problem.
How do you choose the right heat pump for your home? Selecting a suitable heat pump (more commonly known as a reverse-cycle air conditioner) can be tricky, as most advisers are used to discussing gas options. Resources such as yourhome.gov.au, choice.com.au and the popular Facebook page My Efficient Electric Home can help.
All household units must carry energy labels (see energyrating.gov.au):the more stars the better. The independent FairAir web calculator allows you to estimate heating and cooling requirements of a home and the size needed to maintain comfort.
Bigger heat pumps are more expensive, so unnecessary oversizing can cost a lot more. Also, insulating, sealing drafts and other building efficiency measures allow you to buy a smaller, cheaper heat pump that will use even less energy and provide better comfort.
When using a heat pump, it is very important to clean its filter every few months. A blocked filter reduces efficiency and the heating and cooling output. If you have an older heat pump that no longer delivers as much heat (or cooling), it may have lost some refrigerant and need a top-up.
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Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
