Visualizações: 290 Autor: Editor do site Horário de publicação: 14/01/2021 Origem: Site
Sendo o mais breve possível, bombeia calor. É isso!
O conceito de 'bomba' fica incompleto sem 'contra o fluxo espontâneo'. Existem bombas iônicas no corpo que servem para transportar um determinado íon contra seu gradiente de concentração. Você deve ter visto uma bomba d’água bombeando água contra a gravidade. Portanto, há transporte de uma área de baixa concentração para uma região de alta concentração. O mesmo se aplica à bomba de calor. Aqui temos uma 'fonte de calor' para a 'região de baixa concentração' e um 'dissipador de calor' para a 'região de alta concentração'.
Sim. Você ouviu certo. A concentração, seja alta ou baixa, não é o que importa aqui. A verdadeira diferença está entre as rotas naturais e as movidas pela energia. Um fluxo ou transporte que de outra forma não aconteceria.
Definir uma bomba de calor tornou-se muito mais fácil. Qualquer dispositivo que conduza o fluxo de calor de uma fonte de calor para um dissipador de calor é uma bomba de calor. UM bomba de calor tem mais a ver com o mecanismo e a aplicação do princípio mencionado acima do que com o dispositivo em si, porque você observará essa aplicação em várias regiões ao seu redor.
A maioria das pessoas pode pensar que esta é uma invenção recente. Na verdade, é uma façanha do século XIX. Não é tão novo!
Robert C. Weber, um inventor americano, inventou a bomba de calor. Ele aplicou o princípio ao seu freezer como fonte de calor e a um galão de água como dissipador de calor. Estes tornaram-se populares quando os preços dos combustíveis subiram na década de 1970.
O calor pode ser extraído do subsolo, das águas subterrâneas ou do ar. Um sistema perfeitamente projetado é necessário para conseguir isso.
Existem vários tipos de bombas de calor. Falaremos sobre todos eles daqui a pouco, mas o mais comum é o bomba de calor de fonte de ar.
O calor é transferido do ar externo para o interno por um refrigerante. É o seu ar condicionado funcionando ao contrário. Muitas unidades de ar condicionado têm a opção de serem convertidas em bomba de calor. O mesmo acontece com os refrigeradores.
Quando a temperatura da superfície está abaixo de zero, as temperaturas do solo são muito mais altas. Por exemplo, num dia frio de inverno, a uma profundidade de 10 pés, quando a temperatura do ar é de 30 F, a temperatura do solo será de 50 F. Os especialistas dizem que a temperatura da Terra permanece constante 20 a 30 pés abaixo do solo (algo entre 60 a 65 C). Tubulações podem ser colocadas sob o solo para levar o calor à superfície. Isso pode ser feito de duas maneiras:
Tubulação de circuito fechado: tem a mesma água circulando continuamente.
Tubulação de circuito aberto: extrai a água e canaliza de volta para o solo.
A água quente do solo vai para um trocador de calor e a bomba de calor faz circular o calor no ambiente.
Aqueles que vivem perto de lagos ou lagoas têm uma vantagem maior. O calor pode ser extraído através da água por um sistema de tubulação em circuito fechado. Um tubo fechado é colocado sob a água. A circulação de água traz água quente para o topo. Muitos usam um refrigerante para melhorar a eficiência. Esta bomba de calor é muito rara devido ao seu custo e processo complicado.
O processo é bastante simples, mas ainda assim a maioria das pessoas o acha confuso. Não é complicado se for entendido com a mente aberta.
Primeiramente falarei sobre geladeiras.
O princípio de funcionamento é o mesmo para frigoríficos e bombas de calor. Em uma geladeira, o refrigerante líquido frio passa pelo evaporador dentro do compartimento da geladeira. Ele retira o calor do ar interno e se transforma em gás. O gás é então comprimido. Seu volume diminui e a temperatura aumenta. O gás é então passado por um condensador onde um poderoso ventilador dissipa todo o calor. Um condensador é apenas uma bobina preta na parte traseira. Se você ficar na frente de um ar condicionado ligado, poderá sair ar quente. Mas não há ventilador na geladeira porque o local a ser resfriado é pequeno. Quando o gás condensa, sua temperatura diminui. O líquido ainda está quente. Assim, ele passa por uma válvula de expansão, que possui uma pequena abertura em forma de agulha. O refrigerante pressurizado é empurrado para fora desta abertura e se expande. A expansão faz com que a temperatura caia abaixo de zero.
Não se confunda com a bobina do condensador e a bobina do evaporador. Numa bomba de calor, a condensação ocorre dentro da sala, por isso chamamos-lhe condensador. Em um ar condicionado, a evaporação ocorre dentro da sala, por isso chamamos de evaporador. Na verdade, fazem parte do sistema da bomba de calor e desempenham funções individuais.
Bombas de calor
Semelhante a um refrigerador, uma bomba de calor possui duas bobinas. Ambos são ocos e feitos de cobre. A bobina do evaporador absorve o calor do ambiente, fazendo com que o refrigerante aqueça e se transforme em gás. O mesmo ventilador é usado para soprar ar sobre o evaporador. O ponto de ebulição do refrigerante é tão baixo que absorve calor mesmo do ar frio. O gás é então comprimido e isso faz com que sua temperatura aumente significativamente. O fluido quente passa então pela serpentina do condensador dentro da sala. É aqui que ocorre a transferência de calor. O refrigerante gasoso condensa, tornando-se líquido. O líquido passa então por uma válvula de expansão, transformando-se em vapor. Isso aumenta a área de superfície do fluido. Ele passa pelo evaporador e torna-se totalmente gasoso ao absorver o calor ambiente. O refrigerante deve estar totalmente gasoso quando chegar ao compressor. Este processo é repetido até que o ar da sala esteja na mesma temperatura do refrigerante.
Considere o seguinte ao instalar uma bomba de calor em sua casa ou no trabalho para fins industriais.
Certifique-se de que tipo de bomba de calor você precisa. Alguns são reversíveis ao resfriamento. Eles são mais caros.
Ao usar uma bomba de calor reversível, devem ser tomadas providências para mudar para o sistema de refrigeração. A ventilação dos aparelhos de ar condicionado fica acima do meio da parede.
O cobre é considerado o melhor devido à sua confiabilidade. É um bom condutor e é uma escolha ideal para bombas de calor subterrâneas ou de fonte de água. Mas o cobre não deve ser usado ao conectar a unidade externa à unidade interna. Em vez disso, alguns materiais isolantes estão disponíveis no mercado.
Agora que você entende seu princípio de funcionamento, vamos facilitar para a bomba de calor. Reduzir a diferença de temperatura entre o dissipador de calor e a fonte de calor pode aumentar a eficiência da bomba de calor. Para garantir isso, instale a bomba de calor num ambiente mais quente. Se você mora em uma área fria, é altamente recomendável que você opte por uma bomba de calor inversor CC de baixa temperatura EVI, que é capaz de funcionar de forma eficiente e estável em baixas temperaturas.
Alguns sistemas de bomba de calor podem ser barulhentos ou podem ficar barulhentos depois de algum tempo. Portanto, ajudaria se você não os colocasse perto das janelas. Pode ser perigoso colocá-los no chão devido às linhas de abastecimento. O telhado seria um local ideal, mas o custo da tubulação aumentaria.
Declaração pós: pese suas prioridades. Optar por um ambiente mais quente pode custar-lhe o risco de sofrer um choque ou ruído perturbador.
As bombas de calor não queimam combustível nem funcionam apenas transformando eletricidade em calor. É por isso que a perda de calor é reduzida e a eletricidade é conservada. Abaixo estão alguns componentes principais de uma bomba de calor que são montados para minimizar a perda de energia e maximizar a eficiência do processo.
O nome explica a finalidade deste componente. Em uma unidade split, o condensador é a bobina presente no interior da sala. O gás quente pressurizado passa por esta bobina, liberando seu calor. O refrigerante condensa e sai no evaporador.
Faz exatamente o oposto do condensador. É colocado na unidade exterior da bomba de calor split. Mas em um ar condicionado, esse componente é chamado de condensador porque agora está ocorrendo condensação nesta parte. Tem um ventilador na frente para aumentar o fluxo de ar sobre ele. Isso ajuda a extrair melhor o calor do ar. O fluido se transforma em uma forma gasosa. O refrigerante gasoso é então comprimido e transformado em gás pressurizado quente.
Válvula reversa
Ele inverte a direção do fluxo do refrigerante. É operado eletricamente e utilizado para transformar a bomba de calor em ar condicionado ou vice-versa. A estrutura é um pouco complicada. Então, para melhor compreensão, assista a uma animação.
O compressor é o coração do sistema. Possui um motor elétrico que aciona um pequeno pistão. O pistão puxa o refrigerante gasoso do evaporador e o empurra para dentro do condensador. À medida que o volume do refrigerante aumenta na bobina, ele fica comprimido e a temperatura aumenta. Em seguida, o refrigerante quente passa pelo condensador.
O refrigerante é o transportador de calor neste sistema. Sem esta substância, o calor não pode circular. Tem que ter as propriedades físicas ideais para a bomba de calor. Existem muitos, mas o mais importante é que deve ter um ponto de ebulição baixo. Pode absorver calor de temperaturas muito baixas se tiver um ponto de ebulição baixo.
Embora sirva ao propósito de um ventilador, não se parece com um. Seu formato movimenta o ar garantindo o máximo contato com o evaporador, aumentando assim a eficiência. Ajuda a desenvolver uma corrente convectiva em sistemas de aquecimento e refrigeração. Como as saídas da bomba de calor são instaladas perto do chão, os circuladores de ar giram e absorvem o ar frio do teto.
Se for um ar condicionado, o ar se move do teto para o chão à medida que o ar mais quente fica próximo ao teto. Um motor DC é usado para girar este ventilador para que sua direção de rotação possa ser invertida.
Como mencionei anteriormente, existem vários tipos de bombas de calor, então aqui estão alguns.
As três bombas de calor mais comuns são:
Sendo estes os mais comuns são os melhores. O custo inicial é alto, mas pode economizar muito anualmente. O calor é extraído do ar externo para aquecer o ar interno. As bombas de calor de fonte de ar podem ser usadas como aquecedores de água, ao contrário de outras bombas de calor. Eles podem se tornar aparelhos de ar condicionado no verão. Eles são operados eletricamente.
É um pouco semelhante ao sistema de fonte terrestre , exceto que o loop não está subterrâneo. Mas isso requer uma lagoa, lago ou corpo de águas profundas para o funcionamento adequado. Os custos de instalação são menores em comparação com a fonte terrestre. Não há escavação envolvida. A bomba de calor de fonte de água é a menos comum entre as três.
Se você tem um corpo d'água perto de você, isso significa que você deve ir em frente. A eficiência deste sistema depende da localização, área e clima do local. Você pode até precisar de uma torre de resfriamento para transferir calor para dentro e para fora do edifício. Portanto consulte um especialista antes de tomar qualquer decisão.
Um circuito fechado de um tubo sem ferrugem é colocado bem abaixo do solo. A temperatura neste nível é superior à da superfície. A água circula neste circuito. A água aquece abaixo do solo. A água passa então por uma bomba de calor. Este sistema é utilizado em aquecimento ou resfriamento de ambientes. A temperatura do solo permanece constante e funciona de forma eficiente. Este sistema é econômico para edifícios espaçosos.
É necessário ter uma fonte reserva de aquecimento se o clima for extremo. A maioria das bombas de calor não funciona de forma eficiente em temperaturas muito baixas. Isso inclui bombas de calor a ar. A solução é ter um combo.
Combo um: bomba de calor terrestre e aérea
As bombas de calor a ar são usadas para invernos moderados e mudam para o sistema terrestre quando a temperatura cai significativamente.
Combinação dois: bomba de calor e caldeira a gás
Esses são combos mais comuns. Muitas pessoas já possuem caldeiras, por isso utilizam as caldeiras como reserva quando recorrem às bombas de calor.
Painéis solares são instalados no telhado para acionar as bombas de calor. Isso pode levar a um custo operacional zero. Estes são mais benéficos se usados com bombas de calor de fonte de ar, pois são operados eletricamente.
Estes são comuns para indústrias. Os gases quentes de exaustão podem ser transformados em bombas de calor antes de serem liberados na atmosfera.
As bombas de calor são as melhores quando se trata de:
A maior vantagem que você obtém é uma eficiência imensamente aumentada. Se instaladas corretamente, as bombas de calor pneumáticas podem atingir uma eficiência de 300% a 500%. As bombas de calor de origem terrestre podem atingir uma eficiência de 400%.
Por outro lado, se usarmos um aquecedor de serpentina para aquecimento de água, a maior parte dela é desperdiçada. Mesmo se usarmos aquecedores em espiral para aquecimento ambiente, eles só poderão ser 100% eficientes.
Embora as bombas de calor a ar utilizem eletricidade para aquecer ar/água, elas não utilizam tanta eletricidade quanto os aquecedores em espiral.
As bombas de calor de origem hídrica têm eficiência semelhante às bombas de calor de origem subterrânea, mas podem não ser tão confiáveis e requerem fontes de água rasas, como lagos, rios, etc.
Os custos operacionais são muito mais baixos do que os sistemas baseados em combustão. Mesmo que alguns sistemas de bomba de calor possam custar mais de US$ 10.000, você pode economizar até US$ 1.700 por ano, com base em um estudo de pesquisa da Universidade de Melbourne.
Para a bomba de calor geotérmica, cada unidade de eletricidade consumida produz quatro unidades de calor.
As bombas de calor aéreas e terrestres podem até funcionar com painéis solares.
As bombas de calor têm uma vida útil consideravelmente mais longa. Uma bomba de calor normalmente tem uma vida útil estimada de 15 anos. Se a instalação for feita de forma profissional, as bombas de calor podem durar ainda mais.
As bombas de calor de fonte de ar podem ser revertidas no verão para funcionar como ar condicionado se estiverem equipadas com uma válvula reversora. Essa é uma vantagem dois em um.
As bombas de calor geotérmicas também são reversíveis. As temperaturas abaixo do solo podem permanecer baixas por muito tempo. O mesmo acontece com as bombas de calor a água. Ambos também podem fornecer resfriamento de espaço.
A manutenção é quase inexistente, exceto as elétricas. Mas se surgir uma falha, pode ser um processo caro. Vazamentos nos tubos de aterramento podem levar à diminuição da eficiência.
As bombas de calor não desumidificam o ar no inverno, mas os aquecedores a gás tradicionais sim. Você não precisará de um umidificador no inverno.
As bombas de calor fazem o oposto no verão. Eles retiram a umidade dos ambientes à medida que ocorre condensação no evaporador.
Muitos governos concedem subsídios para a instalação de sistemas de bombas de calor. O objectivo é promover a utilização de sistemas de aquecimento ecológicos.
O governo da Irlanda anunciou uma subvenção de 4.200 dólares em abril de 2018. Apenas as bombas de calor ar-água eram elegíveis para assistência.
O governo do Reino Unido lançou o esquema RHI, concedendo subsídios pagos ao longo de sete anos. Ainda está disponível para uso. Novamente, é apenas para bombas de calor ar-água.
Contras que vêm com as bombas de calor:
As bombas de calor são caras para instalar. A instalação custa mais do que comprar a bomba de calor.
Fonte de ar a bomba de calor doméstica pode custar entre US $ 2.000 e US $ 8.000, incluindo a instalação. Mas para a bomba de calor de fonte subterrânea, os custos podem estar entre US$ 12.000 e US$ 45.000.
Além disso, se não for manuseada adequadamente, a instalação pode destruir os seus jardins ou deixar buracos nas paredes. Como muitas pessoas estão agora a converter-se para bombas de calor, enfrentam esta destruição.
Instalar bombas de calor é uma tarefa complicada. É necessário conhecimento técnico para alcançar a máxima eficiência. Muitas empresas de qualidade inferior afirmam ter experiência na instalação de bombas de calor. Mas devido à falta de conhecimento, a eficiência total nunca é alcançada.
Um pequeno vazamento na tubulação pode resultar em danos às paredes ou baixa pressão da água. Portanto, não opte por um método mais barato, pois este é um processo único.
As bombas de calor não são recomendadas para quem vive em condições climáticas extremas. Temperaturas muito baixas significam menos calor disponível para a bomba de calor. Portanto, continuará a enfrentar dificuldades e a sua conta de luz continuará a aumentar. Um sistema de aquecimento de reserva é, portanto, importante. Isso torna o processo muito caro.
Para o ajudar a decidir qual a sua bomba de calor preferida e mais adequada, aqui ficam algumas sugestões baseadas em diferentes climas:
As bombas de calor ar-água ou ar não são adequadas para este clima. O refrigerante não será capaz de eliminar o calor do ar frio. Uma bomba de calor geotérmica é ideal para aquecimento ambiente. Mas para água quente, você precisará de uma caldeira a combustível. Normalmente, os combos são necessários para este tipo de clima. Então, não entre em pânico.
Painéis solares podem alimentar uma bomba de calor de fonte subterrânea.
Bomba de calor ar-água ou ar é a combinação perfeita para este clima. Como é operado eletricamente, pode aquecer até a temperatura que você desejar. Você não precisa de ar condicionado no verão, pois é reversível.
Você pode alimentá-lo com painéis solares para obter custos operacionais zero.
Para espaço, o aquecimento de fonte subterrânea ou de água é uma opção excelente e confiável. Eles fornecem aquecimento durante todo o ano, desde que a temperatura do solo permaneça constante. Para aquecimento de água, recomenda-se uma bomba de calor ar-água. Esta combinação é onipresente. E, claro, pode alimentar ambas as bombas de calor através de painéis solares, eliminando assim os custos de funcionamento.
Se a temperatura cair muito abaixo de zero, são recomendadas caldeiras.
Em fábricas onde são necessárias altas temperaturas, as bombas de calor subterrâneas e de água não são uma opção. Para estes fins, as bombas de calor a ar são benéficas. Existem bombas de calor concebidas especialmente para uso industrial. Eles podem atingir temperaturas necessárias para fundir materiais. Queimadores a gás para aquecedores em espiral são muito mais caros para operar em aplicações como essas.
| Imagem | Nome do Produto |
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Série R410A Icefield-M - Bomba de calor de fonte de ar monobloco com inversor DC de 16-26KW A+++ |
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Série R410A Icefield-M - Bomba de calor ar-água com inversor de 9,5KW A+++ DC - Tipo monobloco |
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Série R410A Icefield-S - Bomba de calor de fonte de ar dividida com inversor DC EVI de 9,6KW |
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Série R410A Icefield-S - 16-18KW EVI DC Inversor Ar para Água Bomba de Calor de Baixa Temperatura - Tipo Split |
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Série Homies - 14KW-26KW -25 ℃ Bomba de calor ar-água monobloco EVI para resfriamento de aquecimento em clima frio |
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Bomba de calor comercial de fonte de ar 37KW 45KW para aquecedor de água e aquecimento ambiente |
