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?
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Como 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.
