Água quente sanitária (AQS) através de bomba de calor: vantagens e desvantagens

Uma bomba de calor com produção integrada de água quente sanitária (AQS) é uma solução atractiva para satisfazer duas necessidades com energia limpa, renovável e gratuita.

Ao combinar duas funções essenciais numa única unidade, este sistema oferece inúmeras vantagens em termos de eficiência energética, economia de custos e otimização do espaço.

No entanto, como qualquer sistema, também tem as suas limitações e desvantagens... que podem ser neutralizadas com outra opção, o termoacumulador termodinâmico. Eis como...

Bomba de calor com produção de água quente sanitária

A bomba de calor com sistema de AQS é constituída por uma bomba de calor aerotérmica ar-água e um depósito de armazenamento, fornecendo aquecimento e AQS para a casa. 

Bomba de calor com AQS integrada: como funciona?

O funcionamento da bomba de calor pode ser resumido da seguinte forma: 

• O fluido frigorigéneo, que é muito frio no seu estado líquido, capta o calor do ar exterior, mesmo a baixas temperaturas. Aquecido desta forma, transforma-se num gás no evaporador da unidade exterior da bomba de calor;
• Para aumentar ainda mais a sua temperatura, este gás é passado através do compressor, onde é aquecido por compressão;
• Condensador: este calor é depois transferido para a água do circuito de aquecimento. Ao transferir o seu calor para a rede de aquecimento, o fluido frigorigéneo arrefece e volta ao seu estado líquido;
• Válvula de expansão: a temperatura do fluido é ainda mais reduzida através da redução da sua pressão, de modo a poder recuperar novamente o calor do ar exterior. E o ciclo começa de novo.

No caso de uma bomba de calor com AQS integrada, a unidade interior também inclui um cilindro de água quente, que geralmente comporta entre 170 e 300 litros, dependendo do tamanho da casa. Este cilindro complementa os outros emissores de calor, como os radiadores e o pavimento radiante. Existe também um sistema de controlo para gerir as várias necessidades.

Este cilindro de água quente sanitária é atravessado por um tubo em serpentina que contém o gás aquecido, que transfere o seu calor, actuando o cilindro como uma reserva de energia. Depois de transmitir o seu calor, o gás volta ao estado líquido, passa pelo redutor de pressão, que reduz a sua pressão, e volta a recolher o calor do exterior da casa.

Bombas de calor com AQS integrada: quais são as vantagens?

Há várias vantagens em utilizar uma bomba de calor para produzir água quente sanitária: 

• Otimização do consumo de energiaPoderá também beneficiar da tecnologia Inverter, que adapta a potência da bomba de calor às necessidades do agregado familiar (se optar por um modelo equipado com esta tecnologia). Em função do COP da bomba de calor, a poupança de energia pode atingir 70 %;
• Poupar espaçoEsta situação é particularmente vantajosa se tivermos em conta que o preço do metro quadrado está constantemente a aumentar, especialmente nas zonas urbanas. Este facto é ainda mais atrativo se considerarmos que o preço do metro quadrado está em constante aumento, especialmente nas zonas urbanas. Nota: com um cilindro de AQS, a unidade interior ocupa mais espaço;
• Investimento inicial mais baixoIsto é especialmente verdade se estiver a planear substituir uma caldeira de serviço duplo que fornece aquecimento e AQS. A alternativa a uma bomba de calor com AQS integrada, por exemplo, seria instalar dois novos sistemas separados, um para aquecimento e outro para AQS (uma bomba de calor ar-água convencional e um aquecedor de água elétrico, por exemplo);
• O facto de a AQS estar ou não integrada não é realmente o que tem maior impacto no preço de compra da bomba de calor;
• Reduzir a pegada ecológica de habitação ;
• O dispositivo é elegível para ajuda do Estado.

Bombas de calor com AQS integrada: quais são os inconvenientes?

As vantagens de um sistema de bomba de calor com AQS integrada são atractivas, mas existem algumas desvantagens que podem afetar o seu conforto.

Em regiões com Invernos rigorosos, a eficiência de um sistema de bomba de calor com AQS integrada é reduzida. Isto deve-se ao facto de a bomba de calor dar prioridade à produção de água quente sanitária, o que tem um impacto direto na sua capacidade de aquecer a casa. É necessário um sistema de aquecimento de reserva, com todas as desvantagens associadas (custo adicional e redução do conforto térmico).

Em segundo lugar, a produção de água quente sanitária pode levar a um consumo excessivo de eletricidade com uma bomba de calor de baixa ou média temperatura. A produção de água quente sanitária (AQS) por uma bomba de calor de baixa temperatura (HP) requer uma temperatura mais elevada do que a necessária para o aquecimento.

A bomba de calor terá, portanto, de trabalhar mais e com mais frequência para atingir esta temperatura mais elevada, o que pode levar a um desgaste mais rápido do equipamento.

Para evitar a proliferação de bactérias, nomeadamente da Legionella, a água quente sanitária deve ser regularmente aquecida a uma temperatura de pelo menos 60°C. É o chamado "ciclo anti-Legionella".

As bombas de calor de baixa temperatura têm de fazer um esforço suplementar para atingir esta temperatura, o que acelera o desgaste. É por isso que recomendamos vivamente uma bomba de calor de alta temperatura (70°C).

Por fim, embora se poupe espaço pelo facto de ser necessária apenas uma coluna para o sistema bomba de calor + cilindro de AQS (por oposição a duas colunas com um sistema remoto), toda a unidade pode ser relativamente volumosa, com uma altura de 2 metros no caso de um cilindro grande.

Isto pode ser um problema para as casas que não têm uma divisão suficientemente grande. Existe uma alternativa: uma bomba de calor com produção remota de AQS. Neste caso, o depósito de água quente e a bomba de calor estão fisicamente separados, mas o princípio de funcionamento é o mesmo.

Esquentador termodinâmico independente

Esta opção é igualmente interessante, desde que utilize o mesmo princípio de funcionamento que a bomba de calor ar/água.

Como funciona o esquentador termodinâmico?

O termoacumulador termodinâmico é, de facto, uma forma específica de bomba de calor. Enquanto uma bomba de calor ar-água convencional fornece calor a um sistema de aquecimento, um termoacumulador termodinâmico foi concebido especificamente para aquecer água quente sanitária. Eis como funciona um termoacumulador termodinâmico:

1. Extração de calor Tal como a bomba de calor, o esquentador termodinâmico extrai a energia térmica do ar ambiente, como o ar exterior, o ar de uma divisão não aquecida ou mesmo o ar extraído de um sistema de ventilação. Normalmente, está localizado numa despensa, numa cave ou numa lavandaria;
2. Aquecimento da água Recuperação de calor: a energia térmica extraída pela evaporação de um refrigerante num evaporador. O fluido frigorigéneo transforma-se em gás e circula através de um compressor, que aumenta a sua temperatura. O fluido quente passa então por um condensador, onde transfere o seu calor por condensação para a água do depósito de armazenamento;
3. Regresso ao estado líquido Depois de ceder o seu calor, o refrigerante regressa ao seu estado líquido e o ciclo pode recomeçar.

A principal diferença entre uma bomba de calor convencional e um termoacumulador termodinâmico reside na sua utilização. A bomba de calor é geralmente utilizada para aquecer divisões de um edifício e, por vezes, para produzir água quente sanitária, enquanto o termoacumulador termodinâmico é utilizado exclusivamente para produzir água quente sanitária.

Por conseguinte, este equipamento é mais compacto, uma vez que não necessita de ser ligado a um sistema de aquecimento central.

Quais são as vantagens do termoacumulador termodinâmico?

Os esquentadores termodinâmicos oferecem uma série de vantagens, incluindo eficiência energética e baixo impacto ambiental:

1. Eficiência energética Os termoacumuladores termodinâmicos são altamente eficientes em termos energéticos, uma vez que podem reduzir o consumo de energia para a produção de água quente sanitária até três vezes em comparação com um termoacumulador elétrico convencional;
2. Impacto ambiental Os esquentadores termodinâmicos têm um menor impacto ambiental, emitindo dez vezes menos CO2 do que um aparelho alimentado por combustíveis fósseis;
3. Elegibilidade para as subvenções Este sistema é elegível para auxílios estatais porque utiliza energias renováveis; 
4. Capacidade de armazenamento Os termoacumuladores termodinâmicos têm geralmente um grande depósito para armazenar água quente (até 300 litros);
5. Independência do sistema Ao separar o aquecimento e a produção de água quente sanitária, pode evitar o desgaste prematuro do seu sistema de aquecimento no verão, quando só precisa de água quente;
6. Aquecedor auxiliar Aquecedores de água termodinâmicos: os aquecedores de água termodinâmicos têm um aquecedor elétrico de reserva que pode ser utilizado quando necessário, por exemplo, nos dias mais frios do inverno.

Quais são as desvantagens de um esquentador termodinâmico?

Apesar da poupança de energia conseguida, o esquentador termodinâmico é um equipamento relativamente caro.

Em segundo lugar, o facto de incorporar uma pequena bomba de calor para aquecer a água produzirá inevitavelmente ruído adicional (compressor), o que elimina a possibilidade de o instalar numa sala de estar.

Por conseguinte, deve ser instalado numa sala técnica. Por último, no caso mais comum em que o reservatório termodinâmico bombeia o calor do ar da divisão em que está instalado, o resultado é uma descida da temperatura ambiente da divisão de cerca de um grau (dependendo do volume da divisão). 

Qual escolher: bomba de calor com AQS integrada ou esquentador termodinâmico?

Ambas as opções oferecem grandes poupanças de energia e reduzem a pegada ambiental da sua casa... mas cada uma tem as suas próprias vantagens e desvantagens. A tabela seguinte ajudá-lo-á a fazer a escolha certa.

Bomba de calor com AQS integrada (ou bomba de calor com depósito de armazenamento remoto)	Aquecedores de água termodinâmicos
Substituição de uma caldeira a óleo antigaSubstituição de uma caldeira a gás antigaNecessidade de otimizar o espaço através da utilização de uma única colunaUma região com invernos relativamente temperadosPreferência por um contrato de manutenção único	Apenas AQS, não é necessário aquecimentoCasa sem aquecimento centralCasa situada numa região de clima rigorosoCasa de família (6 pessoas), com grande necessidade de AQS

Bombas de calor com AQS integrada: factos essenciais

Um sistema de bomba de calor (HP) com produção integrada de água quente sanitária (AQS) é uma solução económica e amiga do ambiente para aquecer e produzir a AQS de que necessita.

As principais vantagens são a otimização da utilização do espaço, a redução do investimento inicial (no caso da substituição de uma caldeira de dupla função), a redução da pegada ecológica da casa, a elegibilidade para subsídios governamentais e a poupança na fatura energética.

No entanto, esta opção tem algumas desvantagens, especialmente em regiões com Invernos rigorosos, onde o desempenho do aquecimento pode ser afetado. Além disso, a produção de AQS pode levar a um consumo excessivo de eletricidade e a um desgaste mais rápido do equipamento, especialmente com uma bomba de calor de baixa ou média temperatura.

O termoacumulador termodinâmico independente é uma alternativa interessante para a produção de AQS. É altamente eficiente em termos energéticos, tem um baixo impacto ambiental, é elegível para subsídios governamentais, tem uma grande capacidade de armazenamento de água quente e pode ser utilizado independentemente de outros sistemas. No entanto, requer um espaço dedicado para instalação, pode produzir ruído e é relativamente caro.