BOMBA DE CALOR

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BOMBA DE CALOR
ENGENHARIA MECATRONICA
UNISALESIANO 2009
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HISTÓRICO
Princípio de funcionamento descoberto por William Thomson (Lord Kelvin) em 1852;
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HISTÓRICO
Tecnologia pouco conhecida e aplicada no Brasil, os primeiros equipamentos datam do início da década de 80 (aquecimento de piscina);
Nos países de clima frio, verifica-se a larga aplicação de Bombas de Calor na calefação de ambientes.
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DEFINIÇÃO
Move o calor de um lugar para outro, tira o calor de um ambiente quente e o transfere para um ambiente frio.
 São equipamentos que realizam trocas térmicas entre dois fluídos com emprego de TRABALHO externo, independente da temperatura dos fluídos. 
Tipicamente chamado de ar-condicionado, que opera ao contrário.
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MITO DO AQUECIMENTO COM BOMBA DE CALOR
PROCESSO LENTO?
PROCESSO CARO?
CUSTO BENEFÍCIO?
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FONTES DE CALOR
O desempenho de uma bomba de calor está diretamente relacionado com as características da fonte de calor empregada. Uma fonte de calor ideal para bombas de calor tem uma temperatura alta e estável, deve ser também disponível em abundância, não ser corrosiva ou poluída e sua utilização necessitar de poucos investimentos e ter um custo de utilização baixo.
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ALGUMAS FONTES DE CALOR
Ar ambiente 
Ar de exaustão (ventilação) 
Lençóis d’água 
Solo
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Calor geotérmico (rochas) 
Água de rios e lagos 
Água do mar 
Água proveniente de processos industriais e efluentes 
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COEFICIENTE DE PERFORMANCE - COP
É a relação entre o calor transferido (QH) e o trabalho aplicado (W)
É definido como a razão entre o calor transferido para a água, através do condensador ('QH'= energia que sai da máquina) e o trabalho realizado ('W'= energia aplicada) 
Quanto maior for o COP, maior será o rendimento do equipamento.
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COP
 Usando como exemplo um aquecedor elétrico com resistência e admitindo que seu rendimento seja aproximadamente de 100%, se uma bomba de calor tivesse o mesmo rendimento desse aquecedor elétrico, teríamos QH = W , e portanto, um COP=1, assim quando afirmamos que o COP de uma bomba de calor é de 5, dizemos que este equipamento aquece cinco vezes mais do que a energia elétrica consumida.
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COP REAL
	
Quando a Bomba de Calor está em operação o seu rendimento (COP) varia de acordo com as condições do meio.
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	COP REAL
	A temperatura ambiente é um dos fatores que mais afetam o desempenho da bomba de calor, já que é do ar que é retirado o calor para ser transferido para a água da piscina. 
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COP NOMINAL
Como o COP real varia com as condições de operação é definido um COP de referência ou nominal, levantado em laboratório, em condições padronizadas de teste, para poder ser usado para avaliação dos equipamentos. Infelizmente, a determinação deste COP nominal, ainda não está sob a monitoração do INMETRO.
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TIPOS DE BOMBAS DE CALOR
As Bombas de Calor podem ser classificadas quanto ao sistema de aquecimento e quanto aos meios em que vão realizar a troca de calor.
Classificação quanto ao sistema de aquecimento as Bombas:
Bomba de Calor Não Reversível
Bomba de Calor Reversível
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TIPOS DE BOMBAS DE CALOR
Classificação quanto aos meios em que vão realizar a troca de calor:
Bomba de Calor Ar/Ar
Bomba de Calor Ar/Água: 
Bomba de Calor Água/Água: 
Bomba de Calor Geotérmica:
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Alguns Tipos de Bombas de Calor
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FUNCINAMENTO DE UMA BOMBA DE CALOR
Uma bomba de calor ar/ar funciona da seguinte forma. O compressor bombeia gás refrigerante em alta pressão e alta temperatura para o condensador. O gás se torna líquido devido a alta pressão.
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	Este líquido vai para a válvula de expansão, onde liquido se expande perdendo pressão e resfriando, voltando ao estado gasoso, passa pelo evaporador com baixa pressão e baixa temperatura, absorvendo o calor do ar do ambiente e voltando novamente para o compressor para fechar o ciclo
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Enquanto isso um ventilador circula o ar quente da casa através do evaporador, aonde a energia quente é removida, e o ar resfriado. Primeiramente gasoso depois líquido e novamente gasoso refrigerante carrega essa energia quente para o ambiente externo. Aqui o refrigerante passa através do condensador, onde as aletas transferem o calor para o ar externo que é circulado pelo condensador por um ventilador. Aquele ar que sai de seu aparelho no lado de fora é tão quente porque contém energia do calor, que estava dentro de sua casa, há apenas alguns minutos atrás.
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PRINCIPAL COMPONENTE DA 
BOMBA DE CALOR
É basicamente o coração da máquina.
É importante salientar, que o compressor tem um certo consumo de energia que, embora baixo, deve ser levado em consideração
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PRINCIPAL COMPONENTE DA 
BOMBA DE CALOR
	
	O melhor compressor do mercado é o Compressor Scroll que é uma tecnologia importada de uma empresa chamada Copeland e está disponível no mercado brasileiro em algumas marcas de trocadores de calor.
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Os compressores scroll, como outras tecnologias rotativas, requerem poucas partes móveis em comparação com os compressores a pistão. Devido à baixa velocidade de deslizamento em todos os pontos de contato, o mecanismo de precisão e as tolerâncias ajustadas dos elementos do scroll, é possível usar o contato físico entre as duas espirais como um vedador, eliminando, assim, a necessidade de usar um grande volume de óleo para esta função. 
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COMPARATIVO ENTRE COMPRESSORES SCROLL E COMPRESSORES À PISTÃO
Eficiência 5 a 10% maiores, em média.
Resistentes a golpes de líquido, devido à ausência de válvulas.
64% menos partes móveis, isso representa menos manutenção ou defeitos.
Operação extremamente suave e silenciosa, quando comparado a um compressor recíproco. 
Baixa variação de torque, o que propicia uma redução na vibração e ruído e um aumento da vida útil do motor. 
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VANTAGENS DA BOMBA DE CALOR
	A Bomba de Calor usa a energia (calor) contida no ar para aquecer a água, e a energia elétrica é utilizada somente para movimentar o ventilador e o compressor. Por isso, contribui para a proteção do meio ambiente não emitindo CO2 e nenhum outro gás causador do efeito estufa.
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uma economia de 50% a 65% em relação a aquecedores com caldeira gás/óleo, tem a possibilidade de controle de temperatura em todas as divisões da casa
As bombas de calor são muito mais eficazes do que os outros sistemas de aquecimento por uma razão muito simples: em vez de gerar o aquecimento direto, o que fazem é "mover o calor".
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TÓPICO DE VANTAGENS
Fácil instalação
Tecnologia limpa
Alta eficiência energética 
Reduzido consumo de energia
Operação segura e confiável
Baixos custos operacionais e de manutenção
Baixo impacto arquitetônico (reduzidas dimensões)
Possibilidade de associar, em um único equipamento, sistemas de aquecimento e de ar-condicionado (redução de investimento)
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COMPARATIVOS EM RELAÇÃO A OUTROS TIPOS DE EQUIPAMENTOS
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BARREIRAS A SEREM VENCIDAS
SOB O PONTO DE VISTA ESTRUTURAL
Ausência de Normas Técnicas para Ensaios, Índices de Eficiência (Qualitativos e Quantitativos) e de Órgão Certificador Nacional;
Desmistificação (Princípio de funcionamento, “Eficiências”);
Desconhecimento da tecnologia (aplicabilidade) e dos resultados jáobtidos;
Falta de um mapeamento do potencial de aplicações e os possíveis resultados de economia.
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BARREIRAS A SEREM VENCIDAS
DE MERCADO (Usuário Final)
Mudança de visão/posição do empresariado nacional no que refere-se àpromoção da Eficiência Energética (“Novo Gasto”→Investimento, “Deslocamento de Custos com Energia”);
Ineficiência/Falta de Gestão de Custos; 
Quebra de paradigmas (Culturas, Conceito de “Tecnologia Alternativa”)
Falta de visão de Investimento a Médio e Longo Prazo;
O aumento da competitividade como fruto da Eficiência Energética;
Aprender a trabalhar com o Risco.
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CONCLUSÃO
	Após o término dessa pesquisa, aprendemos muito pois era um assunto desconhecido para nós do grupo e concluímos que Bombas de Calor usam formas renováveis e estáveis de
energia, pois retira energia do calor do ar, solo e água, não poluindo assim o meio ambiente.
	Assim sendo, Bombas de Calor devem futuramente ser mais utilizadas e substituir outras fontes de geração de calor.
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