ALTA TECNOLOGIA
BOMBAS DE CALOR
 

Como Funcionam

Princípio de funcionamento

As bombas de calor convertem calor a baixa temperatura em calor de alta temperatura - mesmo no inverno, quando a temperatura se encontra abaixo de zero graus.

Este processo ocorre em circuito fechado e evolui constantemente mudando o estado do fluido de trabalho (evaporação, compressão, condensação, expansão). Os frigoríficos operam segundo o mesmo princípio para extrair o calor do interior e transferi-lo para o exterior.

Em contrapartida, as bombas de calor armazenam o calor proveniente da energia solar do ambiente que envolve a casa - solo, água ou ar - e libertam-no juntamente com a energia de entrada sob a forma de calor utilizável para o aquecimento e para o circuito de água quente.

O ciclo da bomba de calor

A bomba de calor funciona com base num fluido de trabalho (refrigerante), que muda de estado (gás / líquido) num ciclo contínuo, absorvendo e libertando calor.

O ciclo de bomba de calor é essencialmente baseada no Opens an internal link in the current windowciclo de Carnot.

Opens an internal link in the current windowDiagrama do circuito da Bomba de calor de refrigeração

O diagrama ilustra o ciclo operativo de uma bomba de calor:

1. Evaporação
Num permutador de calor o líquido refrigerante absorve a energia da fonte de calor (água, solo ou ar) e evapora quando a temperatura aumenta.

2. Compressão
Num compressor através da introdução de energia elétrica, o refrigerante, agora vaporizado, mas ainda frio, é comprimido num compressor, e, deste modo, aquecido. O refrigerante sai do compressor como gás quente.

3. Liquefação/condensação
O gás quente flui no liquidificador até ao condensador onde liberta a energia para o sistema de aquecimento, condensa e deixa este último como refrigerante, sob a forma de líquido quente. Com isto, a água do sistema de aquecimento é aquecida à temperatura desejada.

4. Expansão
O refrigerante quente, no estado líquido, é transferido para a válvula de expansão. Na válvula de expansão, a pressão é reduzida bruscamente. A temperatura do líquido de arrefecimento também baixa rapidamente, sem a libertação de energia. O refrigerante líquido frio é transferido para o evaporador e o ciclo começa novamente.

A bomba de calor de aquecimento

O sistema de aquecimento da bomba de calor é composto por um sistema de fonte de calor (WQA), a bomba de calor (WP) e um sistema de aproveitamento de calor (WNA).

Figura: Sistema de aquecimento da Bomba de calor

Todos os componentes do sistema devem estar perfeitamente ajustados de forma a que o sistema funcione correctamente e assegure altos níveis de eficiência (fator de desempenho sazonal).

Os principais dados devem ser registados na base de dados do sistema. O sistema deve estar documentado segundo os padrões de qualidade OCHSNER.

São possíveis os seguintes modos de operação: 

  • Monovalente
    A bomba de calor é o único gerador de calor só. A bomba de calor cobre 100% das necessidades em todos os momentos. Adequado para temperaturas de água max. 55 °C (65 ° C para a gama "plus"). Os sistemas que utilizam a fonte calor Água ou Terra funcionam em monovalência.
  • Bivalente paralelo (bomba de calor + sistema de aquecimento auxiliar)
    [Se for utilizada uma resistência elétrica como o sistema de aquecimento auxiliar o sistema designa-se como monoenergético.]
     A bomba de calor funciona isoladamente até ao ponto de corte. Após o ponto de corte a bomba de calor funciona em conjunto com a caldeira ou resistência elétrica . A temperatura máxima de água é de 65 ° C. Este modo é usado principalmente em novos desenvolvimentos utilizando ar como fonte de calor ou para as conversões de sistemas existentes em remodelações de edifícios.
  • Bivalente alternativo (bomba de calor ou sistema de aquecimento auxiliar)
    A bomba de calor aquece isoladamente até ao ponto de transição. Após o ponto de transição a caldeira aquece de forma isolada. Adequado para temperaturas de água até 90° C. Utilizado essencialmente para renovação de sistemas existentes.
    Exemplo: Num ponto de transição de 0 ° C, a bomba de calor ar / água ainda proporciona 88% da produção anual de calor, podendo operar até uma temperatura muito baixa do ar exterior, de -16 ° C. Quanto mais baixo for o ponto de transição para o segundo gerador de calor, maior será o contributo da bomba de calor para a produção anual de calor. A produção anual de calor também depende da zona climática e do modo de operação.

Variantes do sistema:
Starts the file downloadVariantes do sistema

Rácio de eficiência energética

E = saída de calor /potência de entrada = (potência de entrada + energia do ambiente) / Potência de entrada


O rácio de eficiência energética 'e' indica a saída de calor como a razão entre a potência de entrada utilizada. O coeficiente do termo de desempenho (COP) é, por vezes, utilizado como uma alternativa para o rácio de eficiência energética.

Um rácio de eficiência de energia de 4 significa que a energia elétrica utilizada é transformada quatro vezes em energia térmica útil. O rácio de eficiência energética é um valor instantâneo.

O potencial energético fornecido durante um período de aquecimento em relação a toda a potência de entrada elétrica utilizada resulta nofator de desempenho sazonal. A distinção também pode ser feita entre o coeficiente de desempenho da bomba de calor e a do sistema como um todo.

A diferença de temperatura determina a taxa de eficiência energética

O rácio de eficiência energética depende da diferença de temperatura entre a fonte de calor e a distribuição de calor: quanto menor for esta diferença de temperatura, mais eficiente é a bomba de calor. É por isso muito importante efectuar a concepção correcta do sistema global.

Fluído de trabalho

As substâncias que evaporam a baixas temperaturas e possuem um elevado calor interno são utilizadas como fluídos de trabalho (refrigerantes). Só fluídos livres de cloro são permitidos, pois estes não têm qualquer efeito destructivo sobre o ozono (ODP = 0). Os modelos R 134a, R 407C e propano satisfazem estas condições.

A OCHSNER utiliza R 134 a e R 407 C como padrão. Estes refrigerantes de segurança não são inflamáveis nem tóxicos. O óleo de éster utilizado com o fluído de trabalho é biodegradável. Isso quer dizer que o sistema pode ser instalado em qualquer divisão. Por outro lado, as bombas de calor que utilizem líquidos de trabalho inflamáveis (propano), possuem restrições e regras que regem a sua instalaçãoOchsner utiliza R 134 a e R 407 C como padrão. Estes refrigerantes de segurança não são inflamáveis nem tóxicos. O óleo de éster utilizado com o fluído de trabalho é biodegradável. Isso quer dizer que o sistema pode ser instalado em qualquer divisão. Por outro lado, as bombas de calor que utilizem líquidos de trabalho inflamáveis (propano), possuem restrições e regras que regem a sua instalação.

Benefícios

 

 

Qualidade de vida, baixos custos de funcionamento, segurança, fontes de calor sem emissões, calor adequado, controlo conveniente - são apenas algumas das vantagens de um sistema de aquecimento de uma bomba de calor OCHSNER.

Opens an internal link in the current windowBenefícios

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