A maioria das bombas de calor desacelera no frio intenso. Novos modelos mostrados na CES podem mudar isso
Bombas de calor são o futuro do controle climático de casas. São movidas a eletricidade, eficientes energeticamente e podem aquecer e esfriar casas substituindo o aquecedor e o ar-condicionado de uma só vez. Há apenas um (fatal) defeito. No frio do inverno, elas não funcionam tão bem quanto um aquecedor a gás. Mas novos modelos, como um revelado pela Bosch na CES 2024, fazem parte de um esforço para solucionar esse problema e impulsionar as bombas de calor a se tornarem o futuro tanto do aquecimento quanto do ar-condicionado.
Bombas de calor são vistas como uma ferramenta-chave na eletrificação e descarbonização da América. Elas podem substituir aquecedores, que grandemente funcionam com combustíveis fósseis como gás natural, por um aparelho elétrico. Se essa eletricidade vier de uma fonte limpa e renovável como solar ou eólica, isso corta largamente os combustíveis fósseis da equação energética.
A nova bomba de calor da Bosch, a IDS Ultra, é o primeiro modelo da empresa projetado especificamente para climas mais frios. De acordo com a Bosch, o modelo pode manter a temperatura de uma casa até 5 graus Celsius e continuar funcionando até -13 graus, e é um dos que passou na primeira etapa do Desafio de Bombas de Calor para Climas Frios do Departamento de Energia dos EUA. Outros incluem produtos da Daikin, Midea, Johnson Controls, Lennox International, Carrier, Trane e Rheem.
“De uma perspectiva de clima frio, trata-se realmente do avanço tecnológico”, disse Ashley Armstrong, conselheiro sênior no Escritório de Eficiência Energética e Energias Renováveis do DOE e gerente do programa da Secretaria de Energia Estadual e Comunitária.
Aqui estão os motivos pelos quais seu próximo sistema de aquecimento pode ser totalmente elétrico, mesmo se você recebe neve e geada. Geralmente existem dois tipos de bombas de calor: as de ar exterior e as geotérmicas, mas ambas usam princípios similares para funcionar. Para aquecer, elas captam energia térmica de uma fonte fora de sua casa (o ar ou o solo) e transferem para sua casa usando um refrigerante bombeado. Para resfriar sua casa, fazem o mesmo, apenas em sentido inverso.
“Em termos muito simples, uma bomba de calor está transferindo calor de um lado para o outro”, disse David Lopes, diretor de marketing e estratégia de negócios para a América do Norte do Grupo de Conforto Residencial da Bosch à CNET. “No verão está transferindo calor de dentro para fora. No inverno é o oposto.” Bombas de ar externo ainda funcionam quando faz frio – há ainda energia térmica do lado de fora, apenas menos, apesar de como pode parecer. Mas elas não funcionam tão bem. Por isso é importante, tanto para os proprietários de imóveis em climas frios quanto para a transição energética dos EUA como um todo, que a tecnologia de bomba de calor melhore a operação abaixo de ponto de congelamento.
Uma ampla gama de mudanças é necessária para melhorar a eficiência energética e reduzir as emissões de combustíveis fósseis em todo o país, disse Armstrong. “Essas bombas de calor para climas frios, especialmente as de próxima geração que podem fornecer mais calor no modo de bomba de calor quando as temperaturas ficam ainda mais baixas, são apenas parte das soluções necessárias para reduzir o consumo de energia e também as emissões de carbono nos imóveis”.
O problema de bombas de calor em climas frios é o mesmo que qualquer pessoa que passou por um inverno do norte contará sobre estradas: o gelo faz tudo parar. A bomba de calor está circulando refrigerante através de bobinas do lado de fora de sua casa, tentando captar a energia térmica disponível no ar. Quando faz muito frio, a água no ar começa a condensar nas bobinas e então congelar ao seu redor, bloqueando o refrigerante de ser capaz de absorver essa energia. Bombas de calor têm tecnologia de degelamento para evitar isso, mas geralmente significa que a energia da bomba está sendo gasta tentando aquecer esses bobines em vez de aquecer sua casa. Em certo ponto, se fizer muito frio, torna-se uma batalha perdida.
“Em situações de clima muito frio, acaba fazendo isso o tempo todo e nunca aquece o interior”, disse Lopes. A Bosch afirma que sua nova bomba de calor IDS Ultra para climas frios pode atender às necessidades de aquecimento de uma casa quando a temperatura externa cai tanto quanto 5 graus Celsius. Uma pesquisa da Bosch corroborou o atual problema com bombas de calor: as taxas de propriedade em lugares mais frios como Nova Inglaterra e o Upper Midwest eram seis a sete vezes menores do que em lugares mais quentes, como o Sudeste.
Mesmo tendo uma bomba de calor em uma área de clima frio, talvez você também tenha um aquecedor a gás ou outro sistema de aquecimento a combustível fóssil para aqueles dias e meses especialmente gelados. Não só está queimando combustíveis fósseis, mas mantém-se ligado às linhas de gás, acrescentando a suas contas mensais. A troca para uma bomba de calor certamente mudará sua situação energética doméstica, mas se realmente economizará dinheiro depende de muitas variáveis, como seu equipamento atual, o clima onde você vive e o seu consumo de energia.
“Não se trata de colocá-lo para ser mais ou menos eficiente do que um aquecedor a gás. O aquecedor a gás queima combustível e libera emissões, e este usa eletricidade”, disse Lopes. “Se você não tiver uma unidade capaz de usar eficientemente a eletricidade no inverno, mesmo tendo eletricidade verde, não poderá usá-la de forma confiável para aquecimento no inverno.”
Claro, como você aquece e resfria sua casa é menos importante do que o quão bem isolada ela é. “Esses eficientes bombe de calor, especialmente quando conjugados com medidas de eficiência dos lares como janelas mais eficientes, isolamento de paredes melhorado, isolamento de sobrelojas melhorado, ajudarão a reduzir as contas de energia, bem como a redução das emissões de carbono de sua casa”, disse Armstrong.
Bombas de calor não são baratas. Modelos do tipo duto dividido mais básicos da Bosch podem custar alguns milhares de reais, sem incluir a instalação. O modelo IDS Ultra se conecta à sua rede de dutos existente e provavelmente custará um pouco mais do que outros sistemas de ar exterior quando chegar ao mercado
