A eficiência do ar condicionado deve ser discutida em termos de "COP operacional real"! Diferenças entre sistemas de ar condicionado e as vantagens do ar condicionado com água subterrânea.

O que é COP?

O COP (Coeficiente de Desempenho) é um índice que representa a capacidade de refrigeração e aquecimento (kW) por kW de consumo de energia, sob condições de temperatura específicas. Esse índice consta nos catálogos de quase todos os equipamentos de aquecimento e refrigeração. Naturalmente, quanto maior o valor do COP, maior a capacidade de climatização e menor a potência necessária para o seu funcionamento.

Embora o COP (Coeficiente de Desempenho) esteja melhorando gradualmente graças aos esforços de desenvolvimento dos fabricantes de equipamentos de ar condicionado, seu valor aproximado é basicamente determinado pelo sistema de ar condicionado e pelas condições de uso. Portanto, compreender as características do COP e decidir qual sistema de ar condicionado adotar é importante no projeto de sistemas com foco em economia de energia.

Sistema de ar condicionado e COP

① Caldeira

Embora a fonte de calor utilizada varie, desde combustível até eletricidade, esses dispositivos aquecem fundamentalmente água ou ar diretamente com o calor fornecido, resultando em um COP (Coeficiente de Desempenho) sempre inferior a 1. Apesar de diversas melhorias na eficiência e tecnologias de recuperação de calor aproximarem o COP de 1, o aquecimento nunca ultrapassará a quantidade de calor fornecida. Do ponto de vista da economia de energia, esses dispositivos não são particularmente eficientes. No entanto, eles podem lidar com altas temperaturas que os condicionadores de ar não suportam, e a diferença nos custos de energia é pequena, portanto, devem ser utilizados em aplicações apropriadas.

② Resfriadores de absorção e geradores de água quente/fria

Um chiller de absorção é um dispositivo que resfria utilizando água como refrigerante, sem o uso de fluorocarbonos alternativos, através de quatro processos: evaporação, absorção, regeneração e condensação. É utilizado em sistemas de ar condicionado centralizados para grandes instalações. Geralmente, opera com combustível e seu COP (coeficiente de desempenho) fica em torno de 1,0 a 1,5. Isso é consideravelmente menor do que o de um ar-condicionado convencional, mas quando comparado em termos de custos de combustível, similar a uma caldeira, não é tão desproporcionalmente pior.

③ GHP

GHP, abreviação de Gas Heat Pump (Bomba de Calor a Gás), é um ar-condicionado que utiliza gás combustível para acionar um motor, diferentemente dos aparelhos de ar-condicionado convencionais que usam eletricidade para acionar o compressor. Os aparelhos de ar-condicionado elétricos são às vezes chamados de EHP, em contraste com os GHPs. Embora os GHPs normalmente tenham um COP (Coeficiente de Desempenho) em torno de 1,2 a 1,5, eles têm a vantagem de possuir um "COP operacional real" que não cai com facilidade, especialmente no inverno.

④ Ar condicionado

Geralmente, quando as pessoas se referem a condicionadores de ar, estão falando desse tipo de bomba de calor elétrica (EHP). Existem diversas variações dependendo do tamanho e formato, como condicionadores de ar compactos e sistemas multi-split para edifícios, mas o mecanismo básico é o mesmo: o aquecimento e o resfriamento são realizados pela compressão e expansão de fluidos refrigerantes. Atualmente, esse é o método de climatização mais difundido, e o COP (Coeficiente de Desempenho) varia de acordo com o equipamento. A maioria dos fabricantes nacionais apresenta valores de 3,5 ou superiores, e alguns chegam a anunciar valores surpreendentemente altos, de 6 ou mais.

Fonte: Do site da série VRV X da Daikin.

As armadilhas do COP de catálogo (COP nominal) e do "COP operacional real"

Você pode pensar que, se for tão eficiente, os aparelhos de ar condicionado mais modernos devem ser extremamente econômicos, mas há um porém. O COP (Coeficiente de Desempenho) representa o desempenho sob determinadas condições. Na realidade, devido ao funcionamento dos aparelhos de ar condicionado, a eficiência varia significativamente dependendo da temperatura externa, etc. Quanto maior a temperatura externa, menor a eficiência de resfriamento, e quanto menor a temperatura externa, menor a eficiência de aquecimento.

Essas condições específicas são geralmente baseadas nas condições classificadas pelas normas JIS (Normas Industriais Japonesas), com o resfriamento ajustado para uma temperatura externa de 35°C e o aquecimento para 7°C. O COP (Coeficiente de Desempenho) determinado por essas normas JIS é chamado de COP nominal, e esse é o valor normalmente usado para o COP listado em catálogos.

No entanto, isso levanta uma questão: como será o COP em operação real?

Isso representa um grande problema. No Japão atual, temperaturas acima de 35°C durante o verão não são incomuns e se tornaram corriqueiras. Além disso, as temperaturas divulgadas pela Agência Meteorológica do Japão são medidas em condições menos afetadas pela luz solar direta e pelo calor refletido, e a temperatura externa real no local onde os aparelhos de ar condicionado estão instalados é quase sempre superior à temperatura divulgada pela Agência Meteorológica do Japão.

O mesmo se aplica no inverno; o aquecimento provavelmente estará sendo usado mesmo quando a temperatura cair abaixo dos 7 °C nominais. Em particular, quando a temperatura externa se aproxima de 0 °C, a unidade externa pode congelar, acionando uma "operação de degelo" para descongelá-la. Durante a operação de degelo, o aquecimento não pode ser usado e a eletricidade é simplesmente consumida. A eficiência energética não pode ser medida apenas pelo COP listado no catálogo.

Fonte: Do blog "Yomi-Tele: Histórias divertidas para ler na TV"

De quanto diminuirá o COP operacional real?

Atualmente, o APF (Fator de Desempenho Anual) também é usado como um indicador que reflete mais fielmente as condições reais de operação. O APF exibe a capacidade de refrigeração e aquecimento (kWh) por kWh de eletricidade consumida ao usar um ar-condicionado sob determinadas condições ao longo do ano. No entanto, o APF também não reflete adequadamente os ambientes operacionais severos da atualidade. Em vez disso, ele avalia condições de baixa carga durante as estações intermediárias e, portanto, está dissociado das condições reais de operação.

Fonte: Do site da Mitsubishi Electric

No Laboratório Akabayashi da Universidade de Niigata, está sendo feita uma tentativa de avaliar o COP (Coeficiente de Desempenho) usando uma matriz baseada nas condições de operação. Isso demonstra claramente o quanto o COP diminui durante períodos de calor extremo ou inverno rigoroso. Em certas condições, o COP pode piorar em mais de 30% em relação ao COP nominal especificado no catálogo. Para alcançar economia de energia, é necessário considerar as condições de operação em que o ar-condicionado é utilizado.

Fonte: Site da Associação Japonesa da Indústria de Refrigeração e Ar Condicionado

Ar condicionado natural Aqua Green Eternal

Nossos condicionadores de ar movidos a energia renovável utilizam fontes de calor naturais, como água subterrânea, para climatização. As únicas fontes de energia básicas são um ventilador e uma bomba d'água, resultando em um consumo de energia extremamente baixo. Para um modelo com capacidade de refrigeração de aproximadamente 45 kW, o ventilador consome cerca de 0,77 kW. Mesmo incluindo o consumo de energia da bomba, o consumo total permanece abaixo de 2 kW, resultando em um COP (Coeficiente de Desempenho) impressionante de mais de 20. Além disso, como o "COP operacional real" não é afetado pela temperatura externa, ele oferece um desempenho estável de forma consistente.

Ao considerar sistemas de ar condicionado, esperamos que leve em conta as diferenças no COP (Coeficiente de Desempenho) dependendo do sistema, a diferença entre o COP nominal e o COP real de operação, e as vantagens do ar condicionado com energia renovável.