Para ajudar a conter as mudanças climáticas, o presidente dos EUA, Joe Biden, definiu uma meta de reduzir as emissões de gases de efeito estufa dos EUA 50% a 52% abaixo dos níveis de 2005 a 2030. Para cumprir essa meta, será necessário converter rapidamente o maior número possível de combustíveis fósseis. atividades energizadas em eletricidade quanto possível. e então gerar essa eletricidade a partir de fontes de baixo carbono e livres de carbono, como eólica, solar, hidrelétrica e nuclear.
Os edifícios onde as pessoas vivem e trabalham consomem quantidades substanciais de energia. Edifícios comerciais e residenciais foram responsáveis por mais de um sétimo das emissões de gases de efeito estufa dos EUA em 2019. Novas estratégias de aquecimento e resfriamento são uma peça importante do quebra-cabeça.
Felizmente, existe uma tecnologia que pode fazer isso: bombas de calor elétricas que são três a quatro vezes mais eficientes do que os fornos. Esses dispositivos aquecem as casas no inverno e as resfriam no verão, movendo o calor para dentro e para fora dos edifícios, em vez de queimar combustíveis fósseis.
Por que você deve comprar uma bomba de calor?
Como cientista com foco em energia renovável e limpa, estudo o uso de energia em moradias e o que significa desacelerar as mudanças climáticas para os países industrializados e em desenvolvimento. Vejo prédios com eletricidade limpa e renovável como uma estratégia essencial que também economizará o dinheiro dos consumidores.
As bombas de calor funcionam movendo o calor, não o ar
A maioria dos sistemas de aquecimento nos EUA usa fornos de ar forçado que funcionam com gás natural ou eletricidade ou, em alguns casos, com óleo para aquecimento. Para aquecer o edifício, os sistemas queimam combustível ou usam eletricidade para aquecer o ar e, em seguida, sopram o ar quente por meio de dutos em quartos individuais.
Uma bomba de calor funciona mais como uma geladeira, extraindo energia do ar dentro da geladeira e despejando essa energia na sala, deixando o interior mais frio. Para aquecer um edifício, uma bomba de calor retira energia do ar externo ou do solo e a converte em aquecimento para a casa.
Funciona assim: Um fluido extremamente frio circula pelas bobinas dos tubos na unidade externa da bomba de calor. Esse fluido absorve energia na forma de calor do ar circundante, que é mais quente que o fluido. O fluido vaporiza e então circula para um compressor. Ao comprimir qualquer gás, ele se aquece, então esse processo gera calor. O vapor então se move através de bobinas de tubulação na unidade interna da bomba de calor, aquecendo o edifício.
No verão, a bomba de calor funciona ao contrário e tira energia da sala e move o calor para fora, embora seja mais quente do lado de fora, basicamente funciona como uma versão maior de uma geladeira.
Quanta eletricidade as bombas de calor consomem?
As bombas de calor requerem alguma eletricidade para funcionar, mas é uma quantidade relativamente pequena. Os sistemas modernos de bomba de calor podem transferir três a quatro vezes mais energia térmica na forma de calor do que consomem em energia elétrica para fazer esse trabalho, e o proprietário paga por isso.
Pelo contrário, converter energia de uma forma para outra, como fazem os sistemas de aquecimento convencionais, sempre desperdiça parte dela. Isso é verdade para queimar óleo ou gás para aquecer o ar em uma fornalha, ou usar aquecedores elétricos para aquecer o ar, embora, nesse caso, o desperdício ocorra quando a eletricidade é gerada. Cerca de dois terços da energia usada para produzir eletricidade em uma usina é perdida no processo.
A modernização de edifícios residenciais e comerciais com bombas de calor aumenta a eficiência do aquecimento. Quando combinado com uma mudança de combustíveis fósseis para renováveis, reduz ainda mais o uso de energia e as emissões de carbono.
Bombas de calor vs. fornos
As crescentes restrições ao uso de combustíveis fósseis e políticas proativas estão impulsionando as vendas de bombas de calor nos Estados Unidos e internacionalmente. As bombas de calor são usadas atualmente em 5% dos sistemas de aquecimento em todo o mundo, uma proporção que precisará aumentar para um terço até 2030 e muito mais depois para atingir as emissões líquidas zero até 2050.
Em áreas mais quentes com demandas de aquecimento relativamente baixas, as bombas de calor são mais baratas de operar do que os fornos. Créditos fiscais, abatimentos de serviços públicos ou outros subsídios também podem fornecer incentivos para ajudar nos custos iniciais, incluindo incentivos federais restabelecidos pela administração Biden.
Em climas extremamente frios, esses sistemas têm um aquecedor interno adicional para ajudar. Esta unidade não é tão eficiente e pode aumentar significativamente as contas de luz. As pessoas que vivem em locais frios podem considerar as bombas de calor geotérmicas como uma alternativa.
Esses sistemas tiram vantagem do fato de que a temperatura do solo é mais quente do que o ar no inverno. Os sistemas geotérmicos coletam calor do solo e usam o mesmo fluido e tecnologia de compressor das bombas de calor de fonte de ar para transferir calor para edifícios. Eles custam mais, já que instalá-los envolve cavar para enterrar o cano no subsolo, mas também reduzem o uso de eletricidade.
Os sistemas de bomba de calor “mini-split” mais novos e menores funcionam bem em todos os climas, exceto nos mais frios. Em vez de exigir dutos para mover o ar pelos edifícios, esses sistemas se conectam a unidades montadas na parede que aquecem ou resfriam salas individuais. São fáceis de instalar e podem ser usados seletivamente em apartamentos individuais, facilitando a remodelação de grandes edifícios.
A importância do isolamento
Mesmo com os melhores sistemas de aquecimento e resfriamento, a instalação de isolamento adequado e vedação de vazamentos em edifícios é fundamental para reduzir o uso de energia. Você também pode fazer experiências com seu termostato para ver o quão pouco ele pode aquecer ou resfriar sua casa, mantendo todos confortáveis nele.
Se precisar de ajuda para descobrir se uma bomba de calor pode funcionar para você, uma boa fonte de informação é o seu fornecedor de eletricidade. Muitas empresas de serviços públicos oferecem auditorias de energia doméstica que podem identificar maneiras econômicas de tornar sua casa mais eficiente em termos de energia. Outras boas fontes incluem o Departamento de Energia dos Estados Unidos e o Conselho Americano para uma Economia com Eficiência Energética. À medida que o impulso para eletrificar a sociedade ganha velocidade, as bombas de calor estão prestes a desempenhar um papel central.
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
