Período de retorno do investimento da bomba de calor

Conteúdo:

Período de retorno do investimento de uma bomba de calor.
Caraterísticas do sistema, informações de especialistas.
Retorno do investimento de uma bomba de calor para aquecimento doméstico.
Como funciona uma bomba de calor?
O que é uma bomba de calor?
Em quanto tempo é que os investimentos numa bomba de calor são compensados?
Conclusões.

Sem dúvida, a decisão de instalar uma bomba de calor é bastante complexa e levanta muitas questões: vale a pena investir nesta tecnologia, é rentável, qual é o período de retorno do investimento de uma bomba de calor? É por isso que deve definitivamente consultar um especialista antes de tomar tal decisão.

A bomba tem as suas próprias caraterísticas de funcionamento; pode servir não só como fonte de calor no inverno, mas também de refrigeração no verão. Por isso, a instalação de uma bomba de calor deve ser considerada em conjunto com outros sistemas da casa. Durante a estação de aquecimento, o calor é perdido da casa através das paredes exteriores, do chão e do telhado, e através das janelas. Quanto mais eficiente e melhor for o isolamento da casa e quanto melhores forem as janelas, menor será a perda de calor através delas no inverno.

Um sistema deste tipo requer uma caldeira ou bomba de calor mais pequena, o que reduz significativamente os custos de funcionamento. Numa casa moderna, é também importante dispor de um sistema de ventilação para garantir ar fresco e condições de vida confortáveis. O aquecimento do ar fresco no inverno pode consumir uma quantidade significativa de energia térmica (em média, 30% da perda de calor de todo o edifício), pelo que a instalação de um sistema de ventilação com recuperação também reduzirá significativamente os custos. E todos estes sistemas podem, naturalmente, ser combinados de forma eficaz com uma bomba de calor.

O que considerar

Se já estiver a utilizar um sistema com uma caldeira a gás para aquecimento, com as tarifas actuais do gás natural e da eletricidade, a instalação não lhe garantirá uma poupança imediata e significativa. No entanto, um sistema combinado baseado numa bomba de calor e numa caldeira a gás irá certamente proporcionar-lhe maior independência e conforto, a possibilidade de escolher a sua fonte de calor em função das tarifas do gás natural e da eletricidade no futuro, porque a bomba é um investimento na sua independência durante muitos anos.

No entanto, se estiver a utilizar uma caldeira eléctrica para aquecer a sua casa, uma bomba de calor será uma opção fiável para reduzir significativamente a energia eléctrica consumida e poupar dinheiro nas suas contas de eletricidade várias vezes.
O investimento será mais rápido do que o aquecimento com uma caldeira a pellets ou uma caldeira a lenha.

As caldeiras de combustível sólido requerem recursos e tempo significativos para serem limpas durante o funcionamento, para garantir a composição do combustível (toros ou pellets) e para limpar atempadamente a chaminé da fuligem. Para uma bomba de calor, a única coisa que importa é a disponibilidade da energia eléctrica necessária.

A figura mostra os custos operacionais aproximados para aquecer uma casa de ^150m2 em Kiev com um nível médio de isolamento, utilizando diferentes tipos de combustível.

É de notar que se trata de uma fonte de aquecimento amiga do ambiente. Durante o funcionamento da bomba de calor, não há "chaminé", não há emissões de substâncias nocivas que destroem a camada de ozono do nosso planeta, e a instalação será uma decisão responsável em relação às nossas gerações futuras.

Ao planear a instalação de uma bomba de calor, faça a si próprio 5 perguntas importantes:

A casa tem um isolamento térmico de alta qualidade para minimizar a perda de calor no inverno?
Qual é a potência eléctrica disponível para instalar a bomba?
É possível operar o sistema de aquecimento a uma temperatura não superior a +55°C?
É necessário instalar uma segunda caldeira (de reserva)?
É possível utilizar a bomba de calor não só para aquecimento e aquecimento de água quente, mas também para arrefecimento?

Caraterísticas do sistema

O período de retorno do investimento e a eficiência da bomba de calor dependem da temperatura do meio de transferência de calor. Dependendo do modelo e do tipo, podem aquecer o líquido de refrigeração a temperaturas de +60...+70°C. No entanto, a eficiência da bomba de calor depende diretamente da temperatura de alimentação: quanto mais baixa for a temperatura de alimentação da bomba de calor, maior será a eficiência da bomba de calor e menor será o consumo de energia eléctrica.

É necessária uma temperatura elevada do meio de transferência de calor para aquecer a água quente a uma temperatura confortável. Mas o sistema de aquecimento de uma bomba de calor deve ser de baixa temperatura. E quanto mais baixa for a temperatura do meio de aquecimento no sistema de aquecimento, mais eficiente será o funcionamento da bomba de calor.

A tabela mostra um exemplo do valor COP de uma bomba de calor com fonte de ar em diferentes valores da temperatura do fluido de transferência de calor e da temperatura do ar exterior.

Para um funcionamento fiável da bomba de calor, é necessário ter uma reserva da energia eléctrica necessária. Se a casa não tiver a reserva total de energia eléctrica, é necessário considerar a instalação de uma caldeira de reserva adicional.
A produção de calor da bomba ar-água depende da temperatura exterior.

Quanto mais baixa for a temperatura, menor será a produção de calor da bomba de calor. As bombas de calor ar-água modernas funcionam a temperaturas exteriores até -25...-27°C. No entanto, durante esses períodos, a sua produção de calor diminui significativamente e, nesses casos, deve também considerar a instalação de uma caldeira adicional de reserva.

De acordo com os especialistas, a instalação de um sistema de bomba de calor tem muitas vantagens: é uma fonte de calor fiável e amiga do ambiente, os custos de funcionamento serão mais baixos do que quando se utiliza qualquer caldeira, uma bomba de calor pode substituir os aparelhos de ar condicionado em casa e pode também ser uma fonte de frio no verão.

Mas se decidir investir numa bomba de calor, é provável que se pergunte se será um bom investimento financeiro e qual é o período de retorno efetivo de uma bomba de calor.

Período de retorno do investimento de uma bomba de calor para aquecimento doméstico

- esta é uma questão bastante importante, porque, em comparação com uma caldeira a gás normal, o preço de uma bomba de calor é significativamente mais elevado. Pode obter o cálculo do período de retorno de uma bomba de calor junto dos especialistas relevantes.

Este cálculo baseia-se na comparação das tarifas dos vectores de energia disponíveis em cada caso (eletricidade, gás natural, pellets, etc.), na capacidade necessária para os sistemas de aquecimento e arrefecimento e inclui tanto os investimentos iniciais como os custos de manutenção do equipamento durante o funcionamento.

O que é preciso ter em conta?

Ao calcular o período de retorno do investimento de um sistema, os engenheiros calculam a quantidade de energia térmica de que o edifício necessitará durante a estação de aquecimento durante um ano. É tido em conta o consumo de água quente por dia para as necessidades domésticas (duche, banho, etc.) e é calculada a capacidade de arrefecimento necessária para arrefecer a casa no verão.

Com base nestes valores, o equipamento da sala da caldeira é selecionado e o consumo de vários recursos energéticos é calculado. Por exemplo, o consumo da quantidade necessária de gás natural durante o funcionamento de uma caldeira a gás, o consumo de pellets durante o funcionamento de uma caldeira a pellets, ou a energia eléctrica consumida durante o funcionamento de uma bomba de calor, a energia eléctrica consumida durante o funcionamento de aparelhos de ar condicionado no verão para arrefecer a casa.

Ao calcular o retorno do investimento, são também calculados os custos anuais de manutenção do sistema e da sala da caldeira. É importante notar que o sistema ar-água não requer quaisquer licenças e que a manutenção é tão simples quanto possível, consistindo principalmente na monitorização dos parâmetros de funcionamento da bomba de calor.

O período de retorno mais curto será para os sistemas em que a bomba de calor é utilizada não só para aquecimento, mas também para arrefecimento. No caso do funcionamento de um sistema de aquecimento com temperaturas de refrigeração predominantemente baixas. Depois de considerar todos estes factores, será possível determinar o período de retorno do investimento e o valor financeiro do sistema proposto.

O que é uma bomba de calor?

Umabomba de calor é uma fonte de calor amiga do ambiente, uma alternativa às tradicionais caldeiras a gás ou eléctricas. Durante o funcionamento, uma bomba de calor consome eletricidade, mas converte-a em calor com uma eficiência muito elevada. Por exemplo, uma caldeira eléctrica, que consome 1 kWh de eletricidade, também fornece 1 kWh de energia ao sistema de aquecimento. Uma bomba de calor, por outro lado, ao consumir 1 kWh de energia eléctrica, fornece até 5 kWh de calor útil.

Durante o funcionamento de qualquer caldeira, é utilizada a energia proveniente da combustão de diferentes tipos de combustível. Por exemplo, uma caldeira a gás utiliza a energia térmica libertada durante a combustão do gás natural.

E durante o funcionamento de uma caldeira deste tipo, é necessário pagar a quantidade de gás que é queimado na mesma. As bombas de calor, por outro lado, utilizam energia absolutamente gratuita do ambiente: ar, água, solo, etc.

Por conseguinte, os custos de funcionamento de uma bomba de calor serão sempre inferiores aos de qualquer caldeira que queime combustível. No entanto, o investimento inicial num sistema de bomba de calor será mais elevado, uma vez que é necessário equipar o sistema para extrair o calor do ambiente.

Existem diferentes tipos de bombas de calor: "Ar-água, água-água e terra-água, consoante a fonte de energia da bomba de calor.

Por exemplo, uma bomba de calor de água subterrânea que utiliza o calor livre da terra. Para uma bomba de calor deste tipo, deve ser instalado um permutador de calor especial no exterior da casa, no solo, onde o transportador de calor será aquecido pela temperatura do solo circundante. Pode ser um permutador de calor horizontal ou vertical, no qual o transportador de calor será aquecido a uma temperatura de +3...+8°C, o que é suficiente para que a bomba de calor funcione eficientemente. Para uma bomba de calor água-água, são normalmente necessários dois poços de água.

A água circula de um poço para outro utilizando uma bomba submersível normal e, através de um permutador de calor, transfere o calor da água com uma temperatura de +8...+10°C para a bomba de calor. Para as bombas de calor ar-água, é necessário instalar um permutador de calor sob a forma de uma unidade exterior no exterior da casa, que se assemelha a uma unidade exterior familiar de um ar condicionado convencional. As bombas de calor modernas utilizam eficazmente a energia do ar exterior, mesmo a temperaturas tão baixas como -25°C.

A bomba de calor utiliza a energia do ambiente para aquecer a água no sistema de aquecimento. Uma temperatura da água de +8°C ou uma temperatura do ar de -10°C é suficiente para que a bomba de calor funcione eficientemente e aqueça a água no sistema de aquecimento até +60°C.

Mas, como dissemos anteriormente, o período de retorno do investimento e a eficiência da bomba de calor aumentam a uma temperatura mais baixa da água no sistema de aquecimento. Por exemplo, num sistema de aquecimento com piso radiante, a temperatura do transportador de calor é de aproximadamente +35...+40°C, e a temperatura do transportador de calor num sistema de aquecimento com radiadores é, em média, de +55...+60°C. O consumo de energia eléctrica da bomba de calor num sistema com radiadores será pelo menos duas vezes superior ao de um sistema com aquecimento por piso radiante.

Como funciona uma bomba de calor?

A bomba de calor é construída com base num módulo de refrigeração - é um módulo fechado e selado, os seus principais componentes são dois permutadores de calor, um compressor, uma válvula termostática (TRV) e automação de controlo. O refrigerante (freon) circula no módulo de refrigeração.

É circulado por um compressor entre dois permutadores de calor. A principal propriedade do refrigerante é o facto de poder ferver e transformar-se em vapor a baixas temperaturas. Pode mesmo ferver a temperaturas inferiores a 0°C. Para descrever o funcionamento de uma bomba de calor em termos gerais, utilizemos o exemplo de uma bomba de calor água-água:

a água de um poço com uma temperatura de +8°C entra no primeiro permutador de calor da bomba de calor, onde transfere calor para o refrigerante. Ao mesmo tempo, a água é arrefecida a uma temperatura de aproximadamente +5°C e drenada de volta para outro poço;
o refrigerante no permutador de calor ferve a partir desta temperatura de +8°C e transforma-se em vapor (este permutador de calor é chamado evaporador);
o fluido frigorigéneo sob a forma de vapor é fornecido ao compressor, onde é comprimido. Durante a compressão, a sua temperatura aumenta, podendo atingir os +100°C. Este potencial é utilizado para aquecer a água no sistema de aquecimento;
o fluido frigorigéneo a alta temperatura, após o compressor, entra no segundo permutador de calor, onde transfere calor para a água do sistema de aquecimento. O refrigerante condensa-se e volta a transformar-se em líquido (este permutador de calor chama-se condensador);
o fluido frigorigéneo flui de novo para o primeiro permutador de calor através de uma válvula de controlo da temperatura, onde pode novamente retirar calor da água.

A eletricidade consumida pela bomba de calor é utilizada para fazer funcionar o compressor da bomba de calor. E quanto mais elevada for a temperatura a que o refrigerante tem de ser comprimido, maior será o consumo de energia eléctrica da bomba de calor.
Se considerarmos uma bomba de calor ar-água, o calor do refrigerante é transferido do ar exterior para o primeiro permutador de calor (evaporador). Isto acontece na unidade exterior da bomba de calor, que é instalada no exterior. Para aumentar a eficiência do funcionamento, a circulação de ar através do permutador de calor é assegurada por ventoinhas.

Em quanto tempo é que o investimento numa bomba de calor se compensa?

Normalmente, o período de retorno de um sistema de bomba de calor é de 5 a 10 anos, dependendo das fontes de energia disponíveis (gás natural, eletricidade, pellets, etc.) e das suas tarifas.

Numa construção nova, os investimentos numa bomba de calor podem ser comparáveis aos investimentos numa ligação de gás natural (documentação de projeto, colocação de tubos, compra de uma caldeira a gás).

É preciso ter em conta que a bomba de calor que estamos a considerar tem uma série de vantagens óbvias em relação a outras fontes de calor tradicionais.

É claro que esta solução não é absolutamente rentável em todos os aspectos, razão pela qual muitas pessoas ainda hesitam em comprar uma bomba de calor. Isto deve-se principalmente ao elevado custo de um sistema deste tipo em comparação com as caldeiras convencionais.

As vantagens das bombas de calor incluem geralmente

custos mínimos de funcionamento destes sistemas;
comodidade e segurança de utilização;
respeito pelo ambiente - não há chaminés em casa;
independência das fontes de energia tradicionais;
não há necessidade de armazenar e guardar combustível (madeira);
aquecimento e arrefecimento de um dispositivo;
elevada fiabilidade de funcionamento.

Conclusões:

O período de retorno de uma bomba de calor e os investimentos nela efectuados podem variar. O período de retorno de 5-10 anos pode parecer bastante longo, mas será definitivamente um investimento fiável na sua independência, fiabilidade e conforto de funcionamento durante muitos e muitos anos.

É por isso que este investimento será verdadeiramente o mais rentável para muitos em termos de preço e eficiência.

https://mycond.ua/blog/perevagy-teplovyh-nasosiv-mycond

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