Tudo o que você precisa saber sobre aquecedores de água com bomba de calor

Os aquecedores de água com bomba de calor representam uma revolução na tecnologia de aquecimento de água e podem ajudar os proprietários a economizar dinheiro, reduzindo substancialmente a pegada de carbono de uma casa. Pode levar alguns anos de uso para obter a economia - porque os novos aquecedores de água com bomba de calor são mais caros do que os convencionais - mas o período de recuperação financeira geralmente não é longo, especialmente quando substituindo um elétrico convencional aquecedor de água. Além disso, os proprietários podem se qualificar para incentivos, como descontos ou crédito fiscal federal, ao instalar um novo.

Um aquecedor elétrico de água com bomba de calor (HPWH) consome um quarto da eletricidade que aquecedores de água de resistência fazem, e os custos de energia para modelos de bomba de calor são cerca de um terço daqueles associado com aquecedores de água a gás. Isso é o suficiente para excitar qualquer proprietário, mas há mais. Os aquecedores de água com bomba de calor são isentos de emissões (como os aquecedores de água elétricos) e, na verdade, fornecem uma quantidade limitada de resfriamento e desumidificação para o espaço em que estão localizados. Essa é uma ótima notícia para as pessoas que vivem em climas úmidos.

Não há muitas desvantagens, mas uma é que um sistema de bomba de calor não aquece a água às mesmas altas temperaturas que os elementos de aquecimento resistivos ou os queimadores a gás. Por isso, os fabricantes oferecem aquecedores de água com bomba de calor híbrida que empregam uma bomba de calor e um sistema de aquecimento resistivo. Se você tiver esse tipo de aquecedor de água, nunca ficará sem água quente, e se observar simples práticas de economia de água, você nunca deve precisar das temperaturas mais altas produzidas pela resistência elementos.

O que são aquecedores de água com bomba de calor?

Um aquecedor de água com bomba de calor essencialmente puxa o calor do ar e o move para aquecer a água em um tanque de armazenamento que é acessado toda vez que você toma banho, toma banho ou lava a louça. A tecnologia de bomba de calor não é incomum ou difícil de entender porque é a mesma tecnologia empregada em sistemas de refrigeração. UMA bomba de calor é basicamente um refrigerador funcionando ao contrário, ou dito de outra forma, um refrigerador é um tipo de bomba de calor com fonte de ar. Ambos são trocadores de calor.

Um sistema de refrigeração consiste em um circuito fechado de tubos de cobre formados em duas bobinas em cada extremidade. Um compressor pressuriza um refrigerante em uma bobina - a bobina do condensador - que o transforma em líquido e libera calor. As serpentinas são separadas por uma pequena abertura e, à medida que o refrigerante passa por essa abertura para a serpentina do evaporador, ele vaporiza, processo que extrai calor do ar circundante. Em um refrigerador, a serpentina do evaporador extrai calor do compartimento do freezer, e o calor é irradiado para longe da serpentina do condensador, mas em um HPWH, a serpentina do evaporador extrai calor do ar circundante e o transfere para a serpentina do condensador, que está posicionada dentro do tanque de água.

As bobinas do compressor e do evaporador estão normalmente localizadas dentro de uma carcaça no topo de uma bomba de calor aquecedor de água, que adiciona altura extra à unidade - um fato que deve ser considerado ao escolher um localização. Alguns fabricantes adotam um design modificado de um ar condicionado sem dutos/aquecedor ambiente, que é outro tipo de bomba de calor com fonte de ar, e coloque o compressor do aquecedor de água numa unidade exterior separada. Os aquecedores de água com bomba de calor híbrida também têm um ou mais elementos de aquecimento resistivos que se estendem lateralmente para o tanque.

Comparando os custos de compra e operacionais

Cada novo aquecedor de água tem uma etiqueta amarela do Guia de Energia que exibe duas informações importantes. O primeiro é o custo operacional anual do aparelho e o segundo é a classificação da primeira hora - o volume de água quente a unidade produz em uma hora, que depende do tempo de recarga (ou seja, a quantidade de tempo que leva para a água aquecer).

O custo operacional anual de um aquecedor de água elétrico típico de 50 galões está acima de $ 400, enquanto o custo de um modelo de propano ou gás natural do mesmo tamanho é de cerca de US $ 300, o que não é muito mais baixo. O custo operacional de um aquecedor de água híbrido comparável, por outro lado, é um pouco acima de US$ 100. Um novo aquecedor de água híbrido de 50 galões custa cerca de US $ 1.200, em oposição a cerca de US $ 600 para um modelo elétrico a gás ou resistivo. Dada a diferença nos custos operacionais, os proprietários podem compensar essa diferença em dois ou três anos.

Os aquecedores de água com bomba de calor híbrida recarregam um pouco mais lentamente do que os modelos a gás, portanto, a classificação da primeira hora é normalmente menor, mas não muito. Enquanto a classificação de primeira hora para um modelo a gás de 50 galões é de cerca de 86 galões, a de um HPWH híbrido é de cerca de 65 galões. A classificação de primeira hora para um aquecedor de água resistivo comparável é de 61 galões, portanto, um HPWH híbrido, que combina funções de aquecimento resistivo e de bomba de calor, pode realmente superar um padrão elétrico modelo.

Requisitos elétricos do aquecedor de água da bomba de calor

O compressor que alimenta um sistema de bomba de calor é basicamente o mesmo tipo de compressor que um refrigerador usa, embora seja mais potente e consuma um pouco mais de eletricidade. Ele normalmente consome 12,5 amperes ou menos a 120 volts, portanto, se o aquecedor não incluir elementos de aquecimento elétrico, ele poderá ser conectado a um receptáculo de parede padrão de 120 volts.

Em termos práticos, esse tipo de economia de energia é mais um objetivo do que uma realidade comum, porque a maioria dos aquecedores híbridos inclui 240 volts elementos de aquecimento resistivos para reduzir o tempo de recarga e aumentar a classificação da primeira hora. Consequentemente, os aquecedores de água híbridos precisam ser conectados a um circuito de 240 volts, como os aquecedores de água elétricos convencionais.

Os modelos plug-in de 120 volts estão a caminho, e podem até estar disponíveis em alguns lugares. A.O. Smith, Rheem e GE Appliances prometeram apresentá-los em algum momento de 2021. Esses modelos de 120 volts prometem ser mais fáceis de instalar e menos dispendiosos de operar, mas suas classificações de primeira hora serão menores do que os modelos híbridos porque demoram mais para aquecer a água.

Prós e contras dos aquecedores de água da bomba de calor

Aquecedores de água com bomba de calor oferecem muitos benefícios para os proprietários, bem como para o meio ambiente, mas não são isentos de desvantagens. Se você está considerando um como um substituto para um aquecedor de água existente ou está instalando um em uma casa recém-construída, você tem alguns prós e contras para pesar.

Considere os prós dos aquecedores de água da bomba de calor:

• Os custos operacionais dos aquecedores de água com bomba de calor são inferiores aos de qualquer outro tipo de aquecedor de água, incluindo um sem tanque elétrico one, que geralmente requer um circuito de 50 amperes e energia suficiente para operar de três a quatro condicionadores de ar.
• Um HPWH não produz emissões ao contrário de tanques e aquecedores de água sob demanda movidos a gás natural ou propano.
• Como eles liberam ar frio e seco, os aquecedores de água com bomba de calor podem ajudar a resfriar e desumidificar espaços quentes e úmidos.
• Os HPWHs são geralmente fáceis de instalar, exigindo pouco mais do que a conexão ao sistema de água e a um circuito elétrico, bem como uma linha de drenagem para manusear condensação que escorre da serpentina do evaporador. A conduta é necessária apenas para unidades instaladas em espaços pequenos com volume de ar insuficiente para uma troca de ar eficiente.

Considere os contras dos aquecedores de água da bomba de calor:

• Para ser instalado sem dutos, um HPWH precisa ser instalado em uma sala com pelo menos 700 a 1.000 pés cúbicos de espaço aéreo. Se instalado em um espaço menor, precisa de dutos de admissão e exaustão que se estendem para fora do edifício.
• Como ele extrai calor do ar circundante, um HPWH não pode ser instalado em um local frio. A temperatura do ar ambiente deve estar entre 40 e 90 graus Fahrenheit.
• Um aquecedor de água com bomba de calor precisa de um pouco mais de manutenção do que um convencional. Possui um filtro de ar que precisa ser substituído regularmente e, dependendo de como está instalado, a linha de drenagem de condensado pode precisar ser limpa ocasionalmente para evitar mofo.
• Sem os elementos resistivos de backup, um aquecedor de água com bomba de calor pode não ser capaz de atender a alta demanda. Se você tem uma família grande, pode ter que escalonar os chuveiros no inverno para evitar ficar sem água quente. Se reduzir sua pegada de carbono é uma prioridade, esse é um pequeno preço a pagar.

Comprando um aquecedor de água com bomba de calor

Se está a considerar um novo termoacumulador com bomba de calor, pretende tirar partido de todas as vantagens incentivos financeiros, incluindo um crédito fiscal federal de $ 300 e outros incentivos oferecidos no local nível. A melhor forma de garantir isso e maximizar a economia de energia é adquirir uma unidade com a etiqueta ENERGY STAR. Um modelo com certificação ENERGY STAR foi testado pelo Departamento de Energia e a certificação é uma garantia de que você está comprando o modelo mais eficiente em termos de energia disponível. Você pode encontrar modelos qualificados em EnergyStar.gov.

Você deve dimensionar seu novo aquecedor de água de acordo com o número de pessoas em sua casa. Se você escolher um modelo menor, ficará sem água quente mais rapidamente, mas superdimensionar sua água aquecedor significa pagar muito adiantado, bem como nos custos operacionais do dia-a-dia por água quente extra que você nunca usar. Você pode usar uma tabela de tamanhos como uma orientação aproximada:

• 30 a 40 galões serve de uma a duas pessoas.
• 40 a 50 galões serve duas a três pessoas.
• 50 a 60 galões serve de três a quatro pessoas.
• 60 a 80 galões serve cinco ou mais pessoas.

Tenha em mente que a quantidade de água quente que você precisa depende de seus hábitos de uso de água. Se sua família tem o hábito de economizar água quente tomando banhos curtos e combinando as cargas de lavagem, você pode conseguir um tanque menor do que o necessário. Por outro lado, você pode optar por um tamanho de tanque maior se os membros da sua família tomarem banhos ou banhos frequentes.