Dentro da serpentina de permuta circula um composto químico chamado gás refrigerante, que muda o seu estado físico e evapora mesmo a baixas temperaturas exteriores. O gás refrigerante sob a forma de vapor tem de ser transportado para outro nível, onde pode ser utilizado para aquecimento e produção de água quente sanitária.
Como funciona uma bomba de calor?
Pedir mais informaçõesComo funciona uma bomba de calor?
Uma bomba de calor aerotérmica funciona através da transferência de calor do ar exterior para um espaço interior por meio de permuta de calor. A unidade exterior da bomba de calor tem uma ventoinha que conduz um fluxo de ar exterior através de uma serpentina térmica, normalmente conhecida como evaporador.
Processo do ciclo de refrigeração - o núcleo do princípio da bomba de calor
Independentemente da fonte de calor utilizada para gerar calor, o processo do ciclo de refrigeração em quatro etapas faz sempre parte do modo de funcionamento da bomba de calor.
Para utilizar o calor obtido na etapa anterior, o gás refrigerante passa pelo compressor (que utiliza eletricidade para funcionar) e fornece outra parte da energia que é transferida para os sistemas de aquecimento e de água quente sanitária da casa na etapa seguinte.
Toda a energia contida no gás refrigerante sob a forma de vapor é transferida para a água da instalação, provocando o seu aquecimento e o regresso do gás refrigerante ao estado líquido.
Quando o gás refrigerante líquido passa pela válvula de expansão, a pressão e a temperatura do gás refrigerante são subitamente reduzidas. Isto permite que o ciclo se inicie novamente.
Repetição contínua do processo
Estes processos ocorrem num circuito fechado (circuito de refrigeração) no interior da bomba de calor. Para transportar o calor, é utilizado um líquido (gás refrigerante) que tem a capacidade de se evaporar a temperaturas muito baixas. Mesmo temperaturas de -20°C são suficientes para fornecer energia e evaporar o gás. O refrigerante, sob a forma de vapor frio, por exemplo a -20°C, é então comprimido no compressor. Este processo aumenta a pressão e faz com que a sua temperatura aumente consideravelmente. Este vapor quente de refrigerante condensa-se e liberta toda a energia sob a forma de calor para o sistema de aquecimento no condensador (permutador de calor de placas). Subsequentemente, a pressão do líquido refrigerante é reduzida consideravelmente à medida que passa pela válvula de expansão. Isto faz com que a temperatura do líquido desça novamente para o nível inicial. O processo recomeça desde o início.
Princípio de funcionamento da bomba de calor aerotérmica
Uma bomba de calor aerotérmica pode ser constituída por uma unidade interior e uma unidade exterior ou apenas pela unidade exterior. Em ambos os casos, uma ventoinha sopra o ar exterior através de um permutador de calor (serpentina de evaporação). O refrigerante circula através do permutador e muda o seu estado físico a temperaturas muito baixas. Em contacto com o ar exterior, o refrigerante aquece e transforma-se gradualmente em vapor. É utilizado um compressor para elevar o calor resultante até à temperatura necessária. Comprime o vapor e aumenta tanto a pressão como a temperatura do vapor refrigerante.
Um segundo permutador de calor (condensador) transfere então a energia do vapor aquecido para o circuito de aquecimento (piso radiante, radiadores, depósito de aquecimento e/ou depósito de armazenamento de AQS). Neste processo, o gás refrigerante, que ainda está sob pressão, é arrefecido e liquefeito novamente. Ao passar pela válvula de expansão, a pressão do gás refrigerante diminui e, quando este atinge o seu estado inicial, o ciclo de refrigeração recomeça.
Como funciona a bomba de calor de aerotermia
A compressão requer energia eléctrica
Um componente essencial do circuito de refrigeração é o compressor. Isto porque, sem compressão, as temperaturas de saída são demasiado baixas para poderem aquecer um edifício a uma temperatura confortável, especialmente em dias muito frios com temperaturas abaixo de zero.
Na prática, são utilizados vários compressores, tais como compressores de pistão ou scroll, todos eles accionados eletricamente. O consumo de energia para a compressão depende de muitos factores. Estes incluem a necessidade de calor, a tecnologia do compressor e, não menos importante, a diferença de temperatura entre a fonte de calor e o sistema de aquecimento. Como regra geral: quanto maior for a diferença de temperatura entre a fonte de calor e a temperatura de fluxo, mais o compressor tem de trabalhar.