COP bomba de calor
Está a pensar em adquirir uma bomba de calor? Então, muito provavelmente já ouviu falar do chamado fator de desempenho anual e do coeficiente de desempenho (COP). Mas, o que revelam realmente estes indicadores sobre a eficiência das bombas de calor? Com a Bosch, compreenda de forma simples o que significam estes indicadores e como interpretar corretamente o desempenho da sua bomba de calor.
Índice
- Qual é o significado do coeficiente de desempenho (COP) das bombas de calor?
- Como calcular o fator de desempenho anual?
- Comparação dos fatores de eficiência anual: análise de rentabilidade
- Como garantir um bom desempenho anual da minha bomba de calor?
- Calcular e interpretar corretamente o COP da bomba de calor
- O que se considera um bom valor de COP?
- Do COP and APR play a role in heat pump subsidies?
- FAQ´s - Perguntas frequentes sobre COP bomba de calor
Qual é o significado do coeficiente de desempenho (COP) das bombas de calor?
O fator de desempenho anual e o coeficiente de desempenho representam a eficiência das bombas de calor. Tanto um como o outro descrevem a proporção existente entre a energia térmica (calor) produzida pelo equipamento e a energia elétrica consumida durante este processo. Importa também mencionar que existe o coeficiente de desempenho sazonal (SCOP).
Definição dos coeficientes de uma bomba de calor
- O valor de COP obtém-se através de ensaios realizados em laboratório e refere-se exclusivamente à bomba de calor, não ao sistema de aquecimento no seu todo. Este valor é essencial para comparar diferentes equipamentos antes da compra.
- O SCOP representa o desempenho da bomba de calor considerando várias temperaturas exteriores (12 °C, 7 °C, 2 °C e -7 °C). Assim, o SCOP proporciona uma perspetiva mais realista e fiável do que o COP, que apenas avalia a eficiência em condições específicas.
- A eficiência real do sistema é medida no local, após a instalação, indicando a proporção entre a energia consumida e o calor produzido pelo sistema. Este valor anual só pode ser calculado com precisão cerca de um ano depois da instalação do sistema de bombas de calor.
Qual é a diferença entre o COP e o fator de eficiência anual?
O coeficiente de desempenho e o fator de eficiência energética anual são indicadores essenciais para medir a eficiência de uma bomba de calor, mas cada um mede o rendimento de uma forma específica. O COP determina a eficiência instantânea do equipamento em condições de laboratório controladas, sendo sobretudo útil para comparar modelos antes da adquisição. Já o fator de eficiência energética anual reflete a eficiência real do sistema ao longo de um ano, tendo em consideração variáveis como a temperatura exterior, os padrões de utilização e as características específicas da instalação. Em conjunto, estes dois indicadores desempenham um papel fundamental: o COP ajuda a escolher o equipamento mais eficiente em termos técnicos, enquanto o fator de eficiência energética anual permite estimar com maior precisão os custos e o desempenho reais do sistema ao longo do tempo.
Nota importante: é fundamental compreender que o desempenho real de uma bomba de calor depende tanto do equipamento como das características da habitação. Um modelo que apresente um COP baixo pode ser, numa habitação com isolamento adequado, mais eficiente e económico do que um sistema com COP elevado instalado numa habitação antiga sem isolamento adequado. Assim, antes de instalar uma bomba de calor, sobretudo em habitações mais antigas, é essencial consultar um instalador profissional para verificar as condições da mesma e obter as recomendações pertinentes.
Como calcular o fator de desempenho anual?
O fator de desempenho anual determina o desempenho real do sistema ao longo de um ano. O cálculo é realizado com base numa fórmula simples:
Fator de eficiência energética anual = Energia Térmica Gerada / Energia Elétrica Consumida
Nesta fórmula, a "energia térmica gerada" corresponde ao calor total que o sistema produziu ao longo de um ano, enquanto a "energia elétrica consumida" se refere à eletricidade total que consumiu no mesmo período. Simplificando, divide-se a quantidade de calor gerado anualmente pela eletricidade necessária para o produzir, sendo ambos os valores expressos em kilowatt-hora (kWh).
A obtenção destas medições implica instalar um contador de energia térmica e um contador de eletricidade dedicado ao sistema de aquecimento.
O recurso a software de simulação durante o projeto ajuda a calcular o fator de desempenho anual da bomba de calor. É importante frisar, porém, que se trata de valores orientativos, visto que a eficiência observada em funcionamento poderá variar.
Comparação dos fatores de eficiência anual: análise de rentabilidade
O fator de eficiência ernergética anual de uma bomba de calor é um indicador determinante da sua eficiência e, por conseguinte, da sua rentabilidade. Quanto mais elevado for este valor, maior será a eficiência do equipamento, resultando em menor consumo de eletricidade e, consequentemente, em custos de aquecimento mais reduzidos.
De que forma o fator de eficiência anual mede a eficiência de uma bomba de calor? O fator de eficiência energética anual é determinado individualmente para cada habitação e sistema de aquecimento, variando conforme a fonte de calor utilizada (ar, água ou terra). Por exemplo, um fator de eficiência ernergética anual de 5 significa que, para cada 1 kWh de energia elétrica consumida, o sistema fornece 5 kWh de calor. As bombas de calor modernas costumam atingir um fator de eficiência ernergética anual entre 3 e 5.
A seguinte tabela resume os valores médios de desempenho anual para cada tipo de bomba de calor:
| Tipo de bomba de calor | Fator de desempenho anual |
|---|---|
| Bombas de calor de fonte de ar | 2,5 a 3 |
| Bomba de calor geotérmica (sondas verticais) | 4 a 4,5 |
| Bomba de calor geotérmica (coletores horizontais) | 3.5 a 4 |
| Bomba de calor água-água | 5 |
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Como garantir um bom desempenho anual da minha bomba de calor?
O fator de eficiência energética anual de uma bomba de calor depende de vários fatores, nomeadamente do isolamento térmico da habitação e dos hábitos de consumo. Para garantir um desempenho ótimo, considere os seguintes pontos essenciais:
- Fonte de calor: as bombas de calor geotérmicas ou hidrotérmicas são mais dispendiosas, contudo, beneficiam de fontes energia com temperatura constante todo o ano, alcançando, normalmente, um fator de eficiência energética anual mais elevado do que as bombas de calor aerotérmicas.
- Temperatura de impulsão: manter uma temperatura de impulsão baixa, próxima da temperatura da fonte, é crucial. Sistemas de baixa temperatura, nomeadamente piso radiante e paredes radiantes, são os mais indicados.
- Isolamento térmico: quanto melhor for o isolamento da habitação (paredes, janelas, portas, etc.), menor será a necessidade de climatização. Um bom isolamento é fundamental para um sistema de aquecimento eficiente e para um fator de eficiência energética anual elevado.
- Condições meteorológicas da zona: no caso das bombas de calor ar-água, a fonte de energia é o ar exterior. Naturalmente, em climas mais frios, o desempenho anual do sistema pode ser inferior ao que se verifica em regiões com temperaturas médias mais amenas.
- Necessidades de conforto: a percepção de conforto térmico varia de pessoa para pessoa, influenciando diretamente a temperatura desejada nos espaços interiores e, consequentemente, o consumo energético. Além disso, práticas como uma ventilação adequada da habitação também desempenham um papel importante no consumo de energia.
Um coeficiente de desempenho (COP) elevado indica que o sistema de bomba de calor produz mais energia em relação à energia consumida, resultando em maior eficiência e menor custo operacional. Para otimizar a relação custo-benefício, recomendam‑se valores mínimos específicos consoante o tipo de bomba: no caso das bombas de calor hidrotérmicas ou geotérmicas, devem alcançar, em condições normais, um índice em aquecimento de pelo menos 4. Ainda assim, o desempenho anual efetivo de uma bomba de calor depende das particularidades de cada instalação, da construção da habitação e do clima local, por isso, só pode ser estimado com fiabilidade através de uma planificação detalhada e um cálculo personalizado que considerem todas estas variáveis. Importa salientar que o fabricante apenas garante o COP obtido em condições de laboratório, mas não o desempenho anual efetivo de cada sistema em determinadas instalações.
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Calcular e interpretar corretamente o COP da bomba de calor
O coeficiente de desempenho (COP) de uma bomba de calor é calculado segundo a norma EN 14511, que estipula as condições de teste ideais e os requisitos para a sua medição. Para determinar COP da bomba de calor, é necessário conhecer dois parâmetros: a potência térmica fornecida ao sistema e a potência elétrica consumida pelo compressor. O COP é calculado dividindo a potência térmica pela potência elétrica. Este índice representa a quantidade de calor produzido em relação à energia elétrica consumida, refletindo a eficiência energética do sistema em condições específicas de operação.
A fórmula para o cálculo do COP é:
COP = potência térmica fornecida ao sistema / potência elétrica consumida pelo compressor
O cálculo do COP não é da responsabilidade do utilizador, pois trata-se de um valor determinado em laboratório, segundo as condições operacionais específicas definidas por normas técnicas. Toda a informação sobre o coeficiente de desempenho de uma bomba de calor consta na ficha técnica do produto, fornecida pelo fabricante. A seguir, explicamos o significado das siglas do COP para que possa interpretá-las corretamente.
Exemplo do coeficiente de desempenho de uma bomba de calor: COP A7 / W35 = 4,7
Ao encontrar uma indicação como esta numa bomba de calor, pode parecer um código complexo, mas na verdade é bastante simples de interpretar. A primeira parte, A7, indica a origem e a temperatura do calor captado pelo sistema. A letra A representa o ar, significando que a bomba utiliza o calor do ar ambiente. O número 7 indica que o teste foi realizado com o ar a 7 °C. Se a letra fosse B, significaria calor proveniente da terra (geotermia), e se fosse W, calor da água ou água subterrânea. A segunda parte, W35, descreve para onde o calor é direcionado. A letra W refere-se à água do sistema de aquecimento, como radiadores ou piso radiante. O número 35 indica que a água está a ser aquecida a 35 °C. Finalmente, o valor = 4,7 representa a eficiência da bomba de calor. Este número significa que, sob as condições especificadas, por cada unidade de eletricidade consumida, a bomba gera 4,7 unidades de calor. É como investir 1 € em eletricidade e obter 4,70 € em aquecimento. Portanto, um código como B0/W35 refere-se a uma bomba de calor geotérmica que capta calor da terra a 0 °C para aquecer a água do sistema a 35 °C. Já W10/W50 descreve uma bomba hidrotérmica que utiliza água de um poço a 10 °C para aquecer a água do sistema a 50 °C.
Nota importante: o coeficiente de desempenho (COP) das bombas de calor varia conforme a temperatura exterior e a temperatura de impulsão de água. Uma temperatura de impulsão baixa, a 35 °C, indica que a bomba de calor está a operar com piso radiante. As bombas de calor convencionais funcionam de forma mais eficiente com temperaturas de impulsão abaixo dos 50 °C, o que também é possível com radiadores de baixa temperatura. A eficiência de uma bomba de calor está diretamente relacionada com a temperatura exterior: quanto mais ameno for o clima ou a temperatura, menos "esforço" a bomba precisa de fazer e, consequentemente, mais alto será o seu coeficiente de desempenho (COP). O princípio fundamental para otimizar o COP é, portanto, minimizar a diferença de temperatura entre a fonte de calor (o ar exterior, por exemplo) e a temperatura da água que o sistema precisa de produzir (a temperatura de impulsão). Para comparar equipamentos de forma equitativa, a indústria adotou testes padrão. Um caso de exemplo é a avaliação do COP a 2 °C no exterior, por ser representativo durante o inverno.
O que se considera um bom valor de COP?
A capacidade de "multiplicar" a energia consumida deve-se ao facto de as bombas de calor não gerarem calor diretamente, mas sim de transferirem o calor existente de uma fonte externa (ar, água ou solo) para o interior do espaço.
De modo geral, um bom desempenho situa-se em valores de COP entre 3 e 5. Um valor inferior a 3 pode ser um sinal de que o equipamento não está a operar com a máxima eficiência. No entanto, o COP ideal pode variar consoante a tecnologia da bomba de calor:
- Bombas de calor ar-ar ou ar-água: um desempenho é considerado bom quando o COP atinge um valor de 3 ou superior.
- Bombas de calor água-água: considera‑se bom desempenho um COP igual ou superior a 5.
É importante notar que o COP depende das condições de funcionamento. Quanto mais elevada for a temperatura exterior, menor será a diferença térmica que a bomba de calor precisa de compensar, e consequentemente maior será o COP. Na prática, diminuir o diferencial entre a temperatura da fonte (por exemplo, o ar exterior) e a temperatura de impulsão aumenta a eficiência do sistema.
Que bomba de calor apresenta o melhor valor de COP?
Nas bombas de calor geotérmicas ou hidrotérmicas, a fonte de calor mantém uma temperatura praticamente constante ao longo de todo o ano, o que permite que o equipamento trabalhe com elevada eficiência durante as diferentes estações. Nos sistemas hidrotérmicos, os valores de COP mais elevados registados situam-se entre 4,9 e 5,8. Por outro lado, as bombas de calor geotérmicas também alcançam valores elevados, normalmente entre 4,4 e 4,8. Já os sistemas que utilizam o ar como fonte de energia apresentam valores comparativamente mais baixos, com um COP na ordem dos 3,4 a 4,1, embora continuem a ser considerados ótimas alternativas. Esta diferença deve-se ao facto de, em condições de temperaturas exteriores muito baixas, as bombas de calor com fonte de ar perderem eficiência e exigirem frequentemente o apoio de um sistema elétrico auxiliar. Em síntese, a temperatura exterior exerce uma influência importante no COP de uma bomba de calor de fonte de ar, ao contrário do que acontece com os sistemas geotérmicos e hidrotérmicos.
COP médio por tipo de bomba de calor
A seguir, apresentamos uma comparação da eficiência energética de diferentes bombas de calor, com base nos seus valores médios de Coeficiente de Desempenho (COP)
- Aerotérmicas: 3,4 - 4,1
- Geotérmica: 4,4 - 4,8
- Hidrotérmica: 4,9 - 5,8
- Água quentes sanitária (A.Q.S.): 3,7 - 4,3
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Registe-se na NewsletterFAQ´s - Perguntas frequentes sobre COP bomba de calor
O COP é igual ao fator de desempenho anual?
Um COP elevado significa custos operacionais baixos?
O que é o coeficiente de desempenho (COP)?
Qual é a bomba de calor com o COP mais elevado?
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