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

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

Ao combinar duas características-chave numa única unidade, este sistema oferece muitas vantagens em termos de eficiência energética, poupança de custos e optimização do espaço.

No entanto, como qualquer aparelho, também tem os seus limites e inconvenientes... que podem ser neutralizados com outra opção, o termoacumulador termodinâmico. Eis algumas explicações...

Bomba de calor com produção de água quente sanitária

O sistema de bomba de calor com AQS é composto por uma bomba de calor ar-água e um depósito de armazenamento e, portanto, fornece 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. Quando aquecido, transforma-se num gás no evaporador da unidade exterior da bomba de calor;
• Para aumentar ainda mais a sua temperatura, este gás passará pelo compressor, onde será 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 regressa ao estado líquido;
• Válvula de expansão: a temperatura do fluido é ainda mais reduzida através da redução da sua pressão para poder recuperar novamente o calor do ar exterior. E o ciclo recomeça.

No caso de uma bomba de calor com AQS integrada, a unidade interior inclui também um depósito de água quente com uma capacidade geralmente entre 170 e 300 litros, dependendo da dimensão do agregado familiar. Complementa os outros emissores de calor, como os radiadores e o pavimento radiante. Existe também um sistema de controlo para gerir as diferentes necessidades.

O cilindro de água quente 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 pela válvula de expansão que reduz a sua pressão e volta a recolher o calor do exterior da casa.

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

A utilização de uma bomba de calor para produzir água quente sanitária tem várias vantagens: 

• Optimização do consumo de energiaA bomba de calor pode ser utilizada para aquecer a casa, quer tirando partido do sistema de aquecimento aerotérmico para produzir AQS, quer tirando partido da tecnologia "Inverter" que adapta a potência da bomba de calor às necessidades da casa (se escolher um modelo equipado com esta tecnologia). Dependendo do COP da bomba de calor, a poupança de energia pode atingir os 70 % ;
• Economia de espaçoIsto deve-se ao facto de o depósito de água quente sanitária e a unidade interior da bomba de calor estarem localizados na mesma coluna. Esta é uma vantagem, especialmente se tivermos em conta que o preço por metro quadrado está a aumentar constantemente, sobretudo nas zonas urbanas. Nota: com um cilindro de AQS, a unidade interior é maior;
• Investimento inicial mais baixoIsto é especialmente verdade se estiver a planear substituir uma caldeira de serviço duplo, que fornece tanto aquecimento como AQS. De facto, a alternativa a uma bomba de calor com AQS integrada seria, por exemplo, a instalação de dois novos sistemas separados, um para aquecimento e outro para AQS (por exemplo, uma bomba de calor ar-água convencional e um aquecedor de água eléctrico);
• A integração ou não da AQS não é realmente o que mais afecta o 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 as desvantagens?

As vantagens do sistema de bomba de calor com AQS integrada são interessantes, mas existem algumas desvantagens que podem afectar o seu conforto.

Em regiões com invernos rigorosos, a eficiência do sistema de bomba de calor com AQS integrada é reduzida. De facto, a bomba de calor dará prioridade à produção de água quente sanitária, o que tem um impacto directo 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 electricidade 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 o crescimento de bactérias, incluindo a legionela, a água quente deve ser regularmente aquecida a uma temperatura de pelo menos 60°C. É o chamado "ciclo da legionela". Este 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 seu desgaste. É por isso que a bomba de calor de alta temperatura (70°C) é fortemente recomendada.

Por último, mesmo que haja uma economia de espaço, na medida em que uma única coluna é suficiente para o sistema bomba de calor + depósito de AQS (por oposição a duas colunas com um sistema remoto), todo o sistema pode ser relativamente pesado, com uma altura de 2 metros no caso de um grande depósito.

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. Aqui, o depósito de água quente e a bomba de calor estão fisicamente separados, mas o princípio de funcionamento permanece o mesmo.

Esquentador termodinâmico independente

Esta opção é igualmente interessante, na medida em que se mantém o mesmo princípio de funcionamento da 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, o termoacumulador termodinâmico foi concebido especificamente para aquecer água doméstica. Eis como funciona um termoacumulador termodinâmico:

1. Extracção de calor Aquecedores de água termodinâmicos: tal como a bomba de calor, o aquecedor de água termodinâmico retira energia térmica do ar ambiente, por exemplo, do ar exterior, do ar de uma divisão não aquecida ou mesmo do ar extraído de um sistema de ventilação. Na maior parte das vezes, está localizado numa sala técnica, numa cave ou numa lavandaria;
2. Aquecimento da água A energia térmica removida pela evaporação de um refrigerante num evaporador. O refrigerante torna-se gasoso e circula através de um compressor que aumenta a sua temperatura. Este fluido quente passa então por um condensador, onde cede o seu calor por condensação à água do depósito de armazenamento;
3. Regresso ao estado líquido Depois de ceder o seu calor, o refrigerante regressa ao 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 AQS.

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?

O esquentador termodinâmico tem várias vantagens, incluindo a eficiência energética e o baixo impacto ambiental:

1. Eficiência energética O termoacumulador termodinâmico é muito eficiente em termos energéticos, uma vez que pode reduzir o consumo de energia para a produção de água quente sanitária até três vezes em comparação com um termoacumulador eléctrico convencional;
2. Impacto ambiental O esquentador termodinâmico tem um menor impacto ambiental, uma vez que emite dez vezes menos CO2 do que um aparelho que utiliza combustíveis fósseis;
3. Elegibilidade para as subvenções Este aparelho é elegível para auxílios estatais porque utiliza energias renováveis; 
4. Capacidade de armazenamento O esquentador termodinâmico tem geralmente um grande depósito para armazenar água quente (até 300 litros);
5. Independência do sistema Ao separar o aquecimento da produção de água quente, pode evitar o desgaste prematuro do seu sistema de aquecimento no Verão, quando só precisa de água quente;
6. Aquecedor de reforço O esquentador termodinâmico tem um elemento de aquecimento eléctrico que pode ser utilizado se necessário, por exemplo, nos dias mais frios do Inverno.

Quais são as desvantagens do termoacumulador termodinâmico?

Apesar da poupança de energia, o termoacumulador termodinâmico é relativamente caro.

Em segundo lugar, o facto de incluir 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. Finalmente, no caso mais comum em que o reservatório termodinâmico bombeia calor para o ar da divisão em que se encontra, isto resulta numa descida da temperatura ambiente desta divisão de cerca de um grau (dependendo do volume da divisão).

O que 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 sua escolha.

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

Bomba de calor com AQS integrada: o que precisa de saber

O sistema de bomba de calor (HPS) com produção integrada de água quente sanitária (AQS) é uma solução económica e ecológica para aquecer e produzir a AQS de que necessita.

O resultado: optimização do espaço, redução do investimento inicial (no caso da substituição de uma caldeira de dupla função), redução da pegada ecológica da casa, elegibilidade para auxílios estatais e poupança na factura energética.

No entanto, esta opção tem algumas desvantagens, especialmente em zonas com Invernos rigorosos, onde o desempenho do aquecimento pode ser afectado. Além disso, a produção de AQS pode levar a um consumo excessivo de electricidade 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 muito eficiente em termos energéticos, tem um baixo impacto ambiental, é elegível para auxílios estatais, oferece uma grande capacidade de armazenamento de água quente e permite a independência do sistema. No entanto, requer um espaço dedicado para instalação, pode produzir ruído e é relativamente caro.