Perguntas Frequentes sobre Bombas de Calor Ar para Água

As bombas de calor são um tipo de sistema de aquecimento e resfriamento popular por sua versatilidade e eficiência. Elas são diferentes das unidades padrão de ar condicionado, e o termo 'bomba de calor' é às vezes usado como um termo genérico para vários tipos de sistemas HVAC. Então, para este post, vamos tentar responder a perguntas como:

P. O que é uma bomba de calor?

A bomba de calor é uma tecnologia bem estabelecida e altamente eficiente, alimentada por eletricidade, usada para aquecimento e resfriamento de ambientes, aquecimento de água e secagem de roupas. As bombas de calor utilizam fluido refrigerante e tecnologia muito semelhante à do seu ar condicionado comum, mas, ao contrário dos ar condicionados, as bombas de calor também podem fornecer vários tipos de aquecimento para sua casa.

P. Quais são os diferentes tipos de aparelhos e equipamentos de bomba de calor usados em residências?

As bombas de calor são usadas nas casas, mais comumente, para aquecimento e resfriamento de ambientes e para aquecimento de água. As bombas de calor mais comuns usadas para aquecimento e resfriamento de ambientes (às vezes chamadas de 'condicionamento de ar') trocam calor entre o ar interno e externo e são chamadas de sistemas 'fonte de ar' ou 'ar-a-ar'. Aquecedores de água com bomba de calor são chamados de sistemas 'ar-água' e são instalados separadamente para aquecer a água das chuveiras e pias, assim como os aquecedores de água tradicionais. As bombas de calor geotérmicas usadas para condicionamento de ar (veja detalhes abaixo) são sistemas 'água-ar' ou 'água-água'. Por fim, a tecnologia de bomba de calor também é usada em eletrodomésticos de secadora de roupas.

P. Quais são as vantagens das bombas de calor?

A. Ao contrário de sistemas que queimam gás para gerar calor, as bombas de calor não liberam gases de efeito estufa na atmosfera durante o funcionamento. As bombas de calor podem ser alimentadas por eletricidade gerada por sistemas solares no telhado ou por fontes utilitárias. Dependendo da eficiência do seu sistema atual e se você também realizar melhorias nos dutos e outras medidas de vedação, sua conta anual de utilities provavelmente será menor com um sistema de bomba de calor. A abordagem mais prática é substituir sistemas antigos que estão prestes a falhar por sistemas de bomba de calor geralmente mais eficientes. Os custos do projeto devem ser cerca de $600 a $2.700 menos para substituir tanto um condicionador de ar quanto uma caldeira por uma bomba de calor, em vez de por um novo condicionador de ar e caldeira. Esses custos foram calculados com base em uma variedade de eficiências e tamanhos e foram derivados de manuais de estimativa e uma pesquisa com contratadores.

Q. Existem incentivos para bombas de calor?

A. Sim! No condado de Yolo, o novo programa TECH Clean California permite que contratados participantes ganhem entre $3000 e $4800 em incentivos para bombas de calor de condicionamento de ar, dependendo dos combustíveis e da eficiência dos sistemas existentes, além de incentivos adicionais se for realizado o vedação de dutos e cálculos detalhados de dimensionamento. Também estão disponíveis incentivos para aquecedores de água a bomba de calor de até $3800, que podem ser instalados por encanadores, e, para configurações residenciais multifamiliares, há um adicional de $2800 para atualizações necessárias no painel elétrico. Incentivos semelhantes são oferecidos para apartamentos multifamiliares. Procure por contratados participantes no site do programa TECH.

Os novos incentivos do programa TECH foram projetados para complementar o existente Programa de Incentivo Comfortable Home através da PG&E, cujo site mostra ambos os incentivos lado a lado.

P. Por que devo fazer um plano para substituir meus sistemas existentes por bombas de calor agora?

A. Se você esperar por uma pane, é provável que precise de um novo sistema rapidamente, o que não lhe dá tempo para escolher a bomba de calor certa para você. Se seu ar condicionado tem mais de 15 anos, ou especialmente se estiver com problemas, obter três propostas de contratados participantes agora permitirá que você evite decisões estressantes em uma situação urgente. Além disso, os incentivos nunca estiveram melhores: o programa TECH está programado para terminar em dezembro de 2025 (o Programa Casa Confortável, que compõe uma parte muito menor dos incentivos, é renovado anualmente).

P. Há outras coisas que eu deveria considerar?

A. Absolutamente! Especialmente se você estiver em uma casa mais antiga e as tubulações estiverem no sótão, você deve considerar seriamente remover a espuma isolante do teto, vedar os vazamentos de ar no teto e substituir as tubulações por novas, com isolamento de pelo menos R-6. As tubulações devem ser instaladas de modo que estejam apoiadas no chão do sótão, e depois pode-se adicionar nova espuma isolante R-49 (ou melhor) sobre as tubulações para fornecer mais isolamento. Os trajetos das tubulações também podem ser encurtados para reduzir a área de superfície e as perdas térmicas. Por fim, ao invés de instalar um sistema do mesmo tamanho que o anterior, a nova bomba de calor deve ser dimensionada levando em conta a redução da carga térmica de aquecimento e resfriamento e as perdas nas tubulações. Essas são as coisas mais importantes que você pode fazer para reduzir o consumo de energia em casa, os custos anuais e melhorar o conforto.

Q. Tenho ouvido falar muito sobre “mini splits”. Eles também são bombas de calor?

A. Sim. A maioria das casas unifamiliares tem um sistema de aquecimento e resfriamento 'central' que atende a cada sala usando dutos que entregam ar por meio de registros. Tanto sistemas tradicionais quanto sistemas de bomba de calor podem usar dutos, mas nos últimos dez anos as 'mini-split' ou bombas de calor sem dutos também se tornaram comuns. As mini-splits têm menos capacidade de aquecimento e resfriamento do que os sistemas de bomba de calor centralizados com dutos e geralmente só atendem uma ou duas salas que, por várias razões, são difíceis de aquecer ou resfriar com um sistema centralizado com dutos. Usando 'cabeças' montadas na parede ou no teto, as bombas de calor mini-split tendem a ser mais eficientes. No entanto, a maioria das casas exigiria mais de uma unidade para cobrir várias salas, e o custo de tratar toda a casa dessa maneira poderia se tornar proibitivo. Apesar dessas diferenças, as mini-splits funcionam nos mesmos princípios que as bombas de calor e são elegíveis para reembolsos semelhantes.

P. O que são sistemas 'hibridos' ou de combustível duplo?

Quando as temperaturas se aproximam do ponto de congelamento, as bombas de calor de 'fonte de ar' podem ser menos eficientes porque precisam pausar para descongelar a hélice externa (revertendo o ciclo e entrando brevemente no modo de resfriamento para derreter o gelo da hélice). Uma abordagem para resolver essa limitação são os sistemas híbridos ou de combustível dual. Sistemas híbridos ou de combustível dual incluem um forno a gás natural para cobrir os momentos em que as bombas de calor não conseguem fornecer aquecimento suficiente rapidamente ou de forma eficiente (em dias mais frios ou ao recuperar de um rebaixamento noturno ou de férias). Sistemas híbridos podem proporcionar tranquilidade para indivíduos relutantes em eliminar completamente o gás natural.

P. Quanto custará se eu tiver que atualizar meu serviço elétrico?

Casas construídas antes de 1990 podem precisar aumentar a capacidade do serviço elétrico para acomodar a carga adicional dos sistemas de bomba de calor. Se seu painel elétrico existente estiver classificado para 200 ampères ou mais, com raras exceções, ele deve suportar um sistema de aquecimento e resfriamento por bomba de calor, aquecedor de água por bomba de calor e carregador para veículo elétrico. O custo para atualizar o serviço elétrico é em torno de $3.000 em média. Para casas antigas atendidas por fios aéreos ou para casas mais recentes com serviço subterrâneo com fios passando por condutores, o custo é relativamente baixo. As atualizações de serviço são mais altas onde os fios estão diretamente enterrados e novos condutores e fios devem ser instalados.

P. Preciso de 'heat strips' de resistência elétrica como parte do meu sistema de bomba de calor?

As tiras de aquecimento são um recurso auxiliar de aquecimento menos eficiente, às vezes instalado por contratados para fornecer aquecimento suplementar durante tempo muito frio (e ciclos de descongelação de bombas de calor). Alguns contratados acreditam que as tiras de aquecimento não são necessárias em nosso clima se os sistemas forem projetados corretamente com cálculos de carga precisos e especialmente se os dutos estiverem em espaço condicionado ou bem selados e bem isolados no sótão. Bombas de calor mini-split com compressores de velocidade variável não utilizam tiras de aquecimento. As tiras de aquecimento também exigem um circuito dedicado de 240v, o que aumenta os custos.

P. Estou construindo uma nova casa, que tipo de sistemas de aquecimento devo considerar?

A. Do ponto de vista da redução das emissões de gases de efeito estufa, a climatização do espaço e o aquecimento de água alimentados por eletricidade são as únicas opções. Ir para tudo elétrico com bombas de calor e cooktops de indução é mais caro para instalar, mas — para a construção de novas casas — esse custo é compensado pela eliminação do custo de instalação de tubulações de gás. Além disso, as taxas contínuas de serviço de gás, sejam elas consumidas ou não, são eliminadas. Como as novas casas precisam ter sistemas solares no telhado na Califórnia, a geração de eletricidade no local provavelmente reduzirá os custos operacionais.

P. Como as bombas de calor funcionam?

A. Assim como a água flui morro abaixo sob a força da gravidade, “calor” naturalmente flui para “frio” sob forças termodinâmicas. E assim como a eletricidade pode alimentar uma bomba d'água para levantar água morro acima, ela também pode ser usada para mover calor do frio para o quente utilizando o ciclo de refrigeração. Por exemplo, geladeiras e condicionadores de ar extraem calor de dentro de um compartimento isolado e o “bombeiam” para o ambiente circundante. As bombas de calor podem funcionar nos dois sentidos, ou seja, podem mover calor do interior para o exterior (resfriamento) e do exterior para o interior (aquecimento).

Para fornecer resfriamento, um compressor localizado dentro da unidade externa de 'condensador' comprime o gás refrigerante, aumentando sua temperatura. O gás quente é resfriado e condensado a um líquido ao passar por uma bobina resfriada por ventilador no condensador. O líquido resfriado é encanado para outra bobina localizada no manipulador de ar interno, onde ele passa por um dispositivo de expansão, e à medida que o refrigerante volta a se transformar em gás, ele absorve calor da bobina. Para fornecer aquecimento, o processo é invertido, e o refrigerante é condensado na bobina interna, onde libera calor, e o líquido se expande na bobina externa, onde absorve calor do ar externo.

A referência é de Cool David, obrigado!