Coeficiente de rendimento estacional: funcionamento eficiente da bomba de calor

Diferentes métodos para determinar o coeficiente de rendimento estacional

No que diz respeito à determinação do coeficiente de rendimento estacional, foram estabelecidos vários métodos. O método mais fiável é o cálculo baseado em valores medidos, que os especialistas também designam por fator de desempenho sazonal (SPF). No entanto, este método só fornece resultados fiáveis após o primeiro período de aquecimento. Para poder estimar o coeficiente de rendimento estacional antes da instalação da bomba de calor, existem métodos teóricos adicionais. Estes estão definidos na norma VDI 4650 e são importantes, por exemplo, para a candidatura a subsídios.

Cálculo teórico do coeficiente de acordo com a VDI 4650

Se não existirem informações sobre a produção de calor ou o consumo de eletricidade no momento do planeamento, o coeficiente de rendimento estacional pode ser determinado de acordo com os requisitos da norma VDI 4650. Utilizando uma simulação numa base horária ou um método simplificado baseado em vários valores de desempenho, os projectistas e instaladores especializados determinam o chamado Coeficiente de Desempenho Sazonal (SCOP). No entanto, uma vez que são utilizados dados climáticos padrão e temperaturas ambiente para o cálculo, o resultado pode desviar-se da realidade.

A propósito: estão disponíveis em Internet calculadoras de coeficiente de desempenho para bombas de calor.   Estas consultam factores de influência importantes e ajudam a estimar provisoriamente o valor. Isto é particularmente interessante para o planeamento quando se trata de comparar diferentes sistemas de aquecimento ou aquecedores.

Cálculo do coeficiente de rendimento estacional com valores medidos (SPF)

Para além do cálculo teórico do coeficiente de rendimento estacional, o valor caraterístico também pode ser determinado através de valores reais medidos. Estes são fornecidos por medidores de calor e de eletricidade, que registam a quantidade de calor emitida e a quantidade de eletricidade consumida.  

Importante:  Para obter resultados consistentes, devem ser seleccionados os limites correctos do sistema. Se, por exemplo, os medidores registarem apenas o consumo de eletricidade do compressor, a leitura no final de um ano é inferior à que seria obtida se fosse medido o consumo de todo o sistema de aquecimento. Isto, por sua vez, afecta o coeficiente de rendimento estacional da bomba de calor. Na prática, os peritos têm em conta a quantidade de eletricidade consumida para o controlo, a compressão e o desenvolvimento da fonte de calor, bem como o consumo de eletricidade de uma barra de aquecimento, se esta estiver presente.

Equação simples para determinar a eficiência  

Quando os contadores estiverem instalados e em funcionamento, pode ser calculado o coeficiente de rendimento estacional. Para tal, deve ler os contadores a intervalos regulares e anotar os valores. Em seguida, calcule as quantidades de energia transferidas e consumidas num ano. Para tal, subtraia os valores do ano anterior aos valores do ano atual. Pode então utilizar estes resultados e a seguinte equação para calcular o fator de desempenho sazonal:

• Coeficiente de rendimento sazonal da bomba de calor = calor transferido / consumo de energia

Uma vez que todos os valores são expressos em quilowatts-hora, o resultado é uma quantidade sem dimensão. Este resultado pode ser utilizado na seguinte equação para estimar o consumo de energia e os custos de aquecimento:  

• Consumo de energia = calor transferido / coeficiente de rendimento estacional da bomba de calor  

Se não houver outro gerador de calor envolvido, o calor transferido pode ser equiparado às necessidades de calor do edifício. Pode obter esta informação consultando os dados de faturação antigos ou os documentos fornecidos pelo seu consultor energético. Em seguida, divida as necessidades de calor pelo coeficiente de rendimento estimado para a sua bomba de calor para obter o consumo de energia em quilowatts-hora. Multiplicado pelo preço atual da eletricidade, obtém os custos de aquecimento possíveis durante um ano. Estes dois exemplos ilustram como é calculado o coeficiente de rendimento estacional:

Melhore o coeficiente de rendimento estacional da sua bomba de calor: Conselhos

Nalguns casos, o resultado pode ser melhorado diminuindo a oscilação de temperatura. Esta é a diferença de temperatura entre a origem do calor e a temperatura de saída. Se for baixa, o compressor tem de trabalhar menos para obter a mesma quantidade de calor do sistema. Isto reduz o consumo de energia e aumenta o coeficiente de rendimento estacional.  

Assegurar a máxima eficiência logo na fase de planificação

Para alcançar um coeficiente de rendimento estacional elevado e poupar custos de aquecimento, é importante adotar uma abordagem abrangente desde a fase de projeto. Isto aplica-se sobretudo à escolha do tipo correto de bomba de calor.

Otimizar o coeficiente de rendimento estacional em edifícios existentes - dicas do técnico  especialista  

Se o seu próprio sistema de aquecimento já estiver a funcionar e o coeficiente de rendimento estacional estiver significativamente abaixo do valor teoricamente determinado, a eficiência também pode ser aumentada retrospetivamente. O nosso especialista em bombas de calor da Viessmann, Egbert Tippelt, explica como isto pode ser feito. Ele trabalha com bombas de calor há quase quatro décadas e sabe exatamente o que é importante. De acordo com a sua experiência, estas medidas são possíveis durante a otimização:

• Ajustar a curva de aquecimento: Ao regular corretamente a curva de aquecimento, adapta de forma óptima o controlo do aquecimento ao seu edifício. A temperatura de saída desce, a sua bomba de calor consome menos eletricidade e poupa nos custos de aquecimento.  .  
• Equilíbrio hidráulico: Durante o equilíbrio hidráulico, os especialistas ajustam o sistema de aquecimento de modo a que este forneça a todas as divisões a quantidade exacta de calor de que necessitam. Na prática, isto conduz normalmente a temperaturas de saída mais baixas e, por conseguinte, também a um coeficiente de rendimento estacional mais elevado..
• Substituir as superfícies de aquecimento: Um grande potencial de poupança está oculto na área das superfícies de aquecimento. Se estas forem muito pequenas, requerem temperaturas elevadas para poderem transferir o calor necessário. Substituí-las por radiadores maiores, radiadores de baixa temperatura ou de bomba de calor ou sistemas de aquecimento por painéis ajuda a reduzir a temperatura do dissipador de calor (temperatura do caudal de aquecimento). Isto porque é possível obter o mesmo conforto com temperaturas mais baixas da água de aquecimento e utilizar a bomba de calor de forma mais eficiente.
• Uma solução interessante: os termóstatos inteligentes da Viessmann. Estes não só garantem maior comodidade na regulação da temperatura ambiente. Também optimizam automaticamente as características de aquecimento e a hidráulica do sistema para poupar o coeficiente de rendimento estacional da bomba de calor e reduzir os custos de aquecimento.

Melhorar o isolamento térmico com a renovação

Também é aconselhável trabalhar na envolvente térmica do edifício. Se as janelas forem substituídas ou se as paredes e os telhados forem isolados, a necessidade de calor é reduzida. O sistema de aquecimento pode funcionar com temperaturas de fluxo mais baixas e o coeficiente de desempenho é mais elevado. O aumento da eficiência leva a um menor consumo de eletricidade e a custos de aquecimento mais baixos.

As medidas adequadas para otimizar a bomba de calor e o coeficiente de rendimento estacional dependem de cada edifício. Os instaladores especializados e os consultores de energia analisam o edifício de forma detalhada. Identificam potenciais poupanças e propõem soluções de renovação favoráveis.

Outros indicadores da eficiência do aquecimento ambiental

Para além do coeficiente de rendimento estacional, há uma série de outros indicadores de eficiência das bombas de calor. Estes incluem o coeficiente de desempenho (COP) e a eficiência energética sazonal do aquecimento ambiente. O resumo que se segue explica o que distingue estes indicadores uns dos outros e quando são utilizados.

• Coeficiente de desempenho (COP): O coeficiente de desempenho de uma bomba de calor, determinado em condições laboratoriais, pode frequentemente ser encontrado na documentação do fabricante. É definido como a relação entre a transferência de calor e o consumo de energia e é medido num determinado ponto de funcionamento. O ponto de funcionamento em questão pode ser visto a partir dos índices utilizados, que consistem em duas letras e dois números. As letras representam os meios - ar (A), salmoura (B) e água (W) - e são completadas com um valor numérico para a temperatura do meio. Por exemplo, um COP de A5/W35 significa o coeficiente de desempenho a uma temperatura exterior de 5 graus Celsius e uma temperatura de saída de 35 graus Celsius.  
• Eficiência energética sazonal do aquecimento ambiente: A eficiência energética sazonal do aquecimento ambiente descreve o impacto ambiental do sistema de aquecimento. Para calcular este valor, os peritos multiplicam o SCOP pelo fator de energia primária do conjunto de eletricidade europeu. Esta medida é um critério de elegibilidade para os subsídios às bombas de calor, pelo que assume particular relevância.

De todos os indicadores apresentados, apenas o coeficiente de rendimento estacional diz algo sobre a eficiência real de uma determinada bomba de calor. Isto porque se baseia em valores reais medidos, ao passo que todos os outros são obtidos em condições laboratoriais.