A bomba de calor é um equipamento híbrido, que funciona de maneira
similar, porém inverso, a um ar condicionado, ou seja, ele transfere o calor
natural do ar para a água.
Funciona
da seguinte forma: O ar captado pela bomba de calor passa por um uma serpentina
que contém gás proveniente de um compressor. Ao passar por esta serpentina o ar
eleva a temperatura do gás que por sua vez chega a um trocador de calor
que transfere seu calor para a água. Após isso o ar sairá gelado da bomba de
calor.
Sendo assim, este sistema tem a característica de ser um sistema
limpo, que não libera poluentes no ar.
O equipamento é hibrido porque necessita de energia elétrica para
fazer funcionar o compressor, porém o calor que aquece a água provém do ar que
circula na bomba de calor por intermédio de ventiladores.
Como o calor do ar é aproveitado, consegue-se uma economia de 30 a
35% em relação ao sistema elétrico. Além disso, apesar de ser um equipamento de
alto investimento, a longo prazo o aquecimento de piscinas por bomba de
calor tem se mostrado um sistema econômico.
Além de expelir ar frio, a bomba de calor também gera muito
barulho. Por isso e por se aproveitar do ar ambiente recomenda-se que ela seja
instalada em ambiente externo devidamente cercado para evitar curiosos, desta
forma a sua eficiência é maior.
O dimensionamento da potência necessária para aquecer a piscina de
forma satisfatória irá depender do volume da piscina, área e localização externa
ou interna. Poderá ser instalada em bateria ou não, conforme dimensionamento
necessário.
Esquema abaixo mostra o funcionamento de uma bomba de calor de piscina (ar-água):
1) Fluído expande (válvula de expansão), muda de estado (gás) e diminui de temperatura.
O ar do ambiente transfere energia térmica (calor) para o fluído resfriado (no
evaporador).
2) Fluído é então comprido (compressor), muda de estado
(líquido), aumento de
temperatura, e tem seu calor dissipado na água da piscina por meio de um trocador
de calor.
No caso das piscinas, importante destacar o papel das capas
térmicas. Elas são responsáveis pela redução da demanda por aquecimento, pois
minimizam a dissipação de calor para o ambiente, já que a maior parte da perda
térmica de uma piscina se dá por meio de sua superfície.
Por aproveitar o calor do ambiente, o aquecimento de piscina por
bomba de calor é a solução ideal para o clima do Brasil. Mas nas regiões muito
frias deve-se tomar cuidado, pois por trocar calor com o ar, sua eficiência cai
muito quando a temperatura ambiente é abaixo de 10ºC. Nesta situação as serpentinas do equipamento (evaporadores)
congelam e evitam a circulação do ar, e assim torna prejudicial a troca de
calor.
As bombas de calor são uma solução econômica já que cerca de 80%
da energia necessária provém do ar. Por cada 1kW consumido de eletricidade, as
bombas de calor podem chegar a gerar 5kW para aquecer a água da piscina, em
função da qualidade desta.
A relação entre a potência que a bomba gera e o seu consumo
elétrico denomina-se COP (Coeficiente de Rendimento). Quanto mais elevado este
for, maior será o rendimento da bomba de calor e menor o valor do custo de
eletricidade.
Abaixo segue um vídeo demonstrando
o princípio de seu funcionamento:
Referencias:
Aluno: Willian Tozetto
![{\displaystyle \Delta F\;=\;{\frac {\rho gW}{2}}\left[\left(h_{0}\;+\;{\frac {La_{H}}{2g}}\right)^{2}\;-\;\left(h_{0}\;-\;{\frac {La_{H}}{2g}}\right)^{2}\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/aaa340e0ecbf8ab8203e5aa3c8371fa87c1b14eb)
![{\displaystyle \Delta F\;=\;{\frac {\rho gW}{2}}\left[4{\frac {La_{H}h_{0}}{2g}}\right]\;=\;\rho WLh_{0}a_{H}\;=\;ma_{H}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9fe89dad17fdb702a6ad5a42fcb3b3df8e090316)
