Quanta eletricidade consome uma bomba de calor? Factores de influência, cálculo e dicas

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A imagem mostra a bomba de calor Viessmann Vitocal 222-A em frente à parede de uma casa.

O funcionamento de uma bomba de calor baseia-se num processo de ciclo de refrigeração em que o calor do ar exterior ambiente é levado até ao nível de temperatura necessário. Para este efeito, são utilizados compressores scroll ou de pistão. Estes funcionam eficientemente e são pouco audíveis, mas normalmente consomem eletricidade. O consumo de energia de uma bomba de calor, os factores dos quais depende e a forma como o consumo de energia é calculado são explicados nas secções seguintes.

Vários factores influenciam o consumo de eletricidade de uma bomba de calor

A eficiência de uma bomba de calor é medida através do COP. Esta unidade é determinada medindo a quantidade de energia que é introduzida (neste caso, eletricidade) e a quantidade de energia (calor) que é produzida. Uma bomba de calor que tenha um COP de três pode criar três kW de calor por cada kW de eletricidade.

Uma casa média necessita de cerca de 12.000 quilowatts-hora (kWh) de calor por ano. Assim, para atingir este objetivo, uma bomba de calor com um COP de três utilizará 4.000 kW de eletricidade por ano. Este valor dependerá do tamanho da casa, do seu grau de isolamento e da quantidade de água quente utilizada. Depende também da eficiência da bomba de calor. Uma bomba de calor com um COP de quatro utilizará menos eletricidade para produzir a mesma quantidade de calor.

Exemplo: se a eletricidade custar cerca de 0,14 euros por kWh. Isto significa que os custos de funcionamento de uma bomba de calor podem rondar os 560 euros por ano.  

O fator de desempenho sazonal (SPF) é necessário para calcular aproximadamente o consumo de eletricidade de uma bomba de calor. Estabelece a energia térmica gerada em relação à energia eléctrica utilizada. Por exemplo, com um fator de desempenho sazonal de quatro, a bomba de calor produz quatro kWh de energia térmica a partir de um kWh de eletricidade. Por conseguinte, quanto mais elevado for o FPS, mais eficiente e económica é a bomba de calor.

Nota: O fator de desempenho sazonal calculado é um valor teórico. O cálculo baseia-se em valores padrão, como a temperatura ambiente, o consumo de água quente sanitária, as zonas climáticas e os hábitos de ventilação. Na prática, o SPF pode desviar-se do valor teoricamente determinado.

Para além do fator de desempenho sazonal, o coeficiente de desempenho (COP) também pode ser especificado para bombas de calor. Também representa o rácio entre a energia fornecida e a energia dissipada. No entanto, o COP só é válido para um determinado período de tempo, por exemplo, para uma temperatura do ar de 15 graus Celsius e uma temperatura de alimentação de 35 graus Celsius. Isto significa que se trata apenas de uma imagem instantânea.

Cálculo do consumo de energia de uma bomba de calor

Para determinar aproximadamente o consumo de energia de uma bomba de calor, são necessárias três variáveis: produção de calor, fator de desempenho sazonal e horas de funcionamento ou de aquecimento. O cálculo é efectuado utilizando a seguinte fórmula

Consumo de energia da bomba de calor = potência térmica/SPF x horas de funcionamento

Exemplo de cálculo: Se uma bomba de calor com 10 quilowatts e um SPF de 4,0 funcionar 2000 horas por ano, necessita de 5000 quilowatts-hora (10 / 4,0 x 2000 = 5000 kWh).

Se os proprietários do sistema quiserem calcular os custos anuais de eletricidade, podem multiplicar o total pelo preço por quilowatt:

Custo de eletricidade da bomba de calor = consumo de eletricidade x custo por kWh.

Há formas de influenciar o consumo de energia de uma bomba de calor

Grande parte da energia necessária numa casa é utilizada para aquecer divisões e água quente sanitária. Ao substituir a sua caldeira de aquecimento central desactualizada por uma bomba de calor ou um sistema híbrido, os proprietários podem reduzir as suas necessidades energéticas até 30%. Se, para além da modernização do seu sistema de aquecimento, tomarem outras medidas, como o equilíbrio hidrónico ou a substituição dos termóstatos, podem obter um sucesso ainda maior. No entanto, para minimizar o consumo de energia, os radiadores também devem ser adaptados ao sistema de aquecimento. A melhor maneira de conseguir a eficiência energética da bomba de calor é combiná-la com um sistema de aquecimento por painéis.

Posso utilizar uma bomba de calor apenas com aquecimento por piso radiante?

Um sistema de aquecimento por piso radiante é um sistema de aquecimento de superfície que transfere o calor para a divisão através de calor radiante. Desta forma, a energia térmica é distribuída uniformemente por grandes superfícies e só liberta o seu efeito quando atinge corpos sólidos, como paredes ou pessoas. Graças à sua grande superfície, o aquecimento por piso radiante pode suportar temperaturas de fluxo de cerca de 35 graus Celsius.

A título de comparação, um radiador requer temperaturas até 70 graus Celsius. Uma vez que a eficiência de um sistema de aquecimento com bomba de calor aumenta quanto menor for a diferença entre a fonte de calor e a temperatura de fluxo do sistema de aquecimento, o funcionamento com aquecimento por piso radiante não só é possível, como também recomendado. Isto porque é nesta combinação que a bomba de calor atinge a maior eficiência possível. As bombas de calor em funcionamento duplo ou bombas de calor híbridas são recomendadas para sistemas de radiadores com temperaturas mais elevadas e para edifícios mais antigos. Pode encontrar mais informações sobre este assunto nas secções sobre bombas de calor e bombas de calor em edifícios novos e antigos.

Produção própria de eletricidade através da energia fotovoltaica para alimentar a bomba de calor

O consumo da bomba de calor também pode ser economicamente coberto pela eletricidade gerada pelo painel fotovoltaico. Os sistemas fotovoltaicos produzem eletricidade a partir da energia solar gratuita. As baterias de armazenamento asseguram esta energia quando o sol não está disponível. O consumo de energia autogerada oferece assim uma maior independência em relação às empresas de fornecimento de eletricidade. No entanto, para tirar partido desta vantagem, é importante uma conceção correcta. Para mais informações, consulte a secção sobre energia fotovoltaica.

  

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