Quando as pessoas pensam em condições invernais difíceis para uma bomba de calor, imaginam frequentemente temperaturas exteriores muito baixas. Mas uma das condições mais desafiantes para uma bomba de calor com fonte de ar no modo de aquecimento nem sempre é o frio extremo. É o tempo frio, húmido e com nevoeiro.

Isso pode parecer contraintuitivo. Afinal, como é que +2 °C pode ser mais problemático do que -15 °C? A resposta é a humidade.

No modo de aquecimento, a serpentina exterior de uma bomba de calor com fonte de ar funciona como evaporador. A sua temperatura superficial está frequentemente abaixo de 0 °C, mesmo quando o próprio ar exterior está acima do ponto de congelamento. Em condições de nevoeiro, o ar contém um nível muito elevado de humidade. À medida que essa humidade passa pela bobina exterior fria, condensa-se imediatamente e, em seguida, congela na superfície da bobina. O resultado é uma rápida acumulação de gelo.

É por isso que o nevoeiro abaixo de cerca de +5 °C pode ser especialmente exigente. No ar frio e seco, há simplesmente menos humidade absoluta disponível para congelar na serpentina. No ar com nevoeiro, em contrapartida, a bomba de calor está exposta a um fluxo contínuo de humidade, o que pode acelerar a formação de gelo e aumentar a necessidade de descongelação. Em termos práticos, isso significa que uma bomba de calor a funcionar a cerca de +2 °C com humidade superior a 95 % pode enfrentar um cenário de formação de gelo mais difícil do que uma que funcione a temperaturas muito mais baixas no ar seco do inverno.

Por que razão a função de descongelação é importante numa bomba de calor?
A descongelação é uma parte normal e necessária do funcionamento da bomba de calor. Quando se acumula gelo na serpentina exterior, o fluxo de ar e a eficiência da troca de calor são reduzidos. Para manter o desempenho, a unidade entra periodicamente num ciclo de descongelação para limpar a serpentina.

Uma preocupação comum é saber se isto afeta o conforto ou a fiabilidade. A boa notícia é que os sistemas modernos são concebidos para gerir este processo com cuidado.

Num teste de laboratório, uma bomba de calor de telhado Trane IH 078 foi submetida a funcionamento durante mais de 24 horas em condições de formação de gelo particularmente severas: temperatura de retorno interior de 10 °C, temperatura exterior de 2 °C e humidade relativa superior a 95%. Mesmo nestas condições exigentes, ocorreram apenas dois ciclos de descongelação ao longo de 4,5 horas. Cada um resultou num tempo de inatividade total de cerca de 8 a 9 minutos. Por outras palavras, num dos piores cenários de funcionamento previstos, a unidade registou apenas cerca de 8 minutos de tempo de descongelação a cada 2 horas e 15 minutos.
Este é um ponto importante tanto para os clientes como para os consultores: o descongelamento ocorre, mas isso não significa que a bomba de calor esteja constantemente a parar e a arrancar. Com uma operação bem gerida, mesmo condições difíceis de nevoeiro podem ser geridas com interrupções limitadas.

Como é que a Trane minimiza o impacto do descongelamento?
É aqui que os controlos fazem realmente a diferença. A Trane utiliza a sua própria plataforma de controlo proprietária, a Symbio, desenvolvida internamente tanto a nível de hardware como de software e utilizada num vasto portfólio de produtos, incluindo unidades de telhado e bombas de calor ar-água, tais como CXAX, FLEX N HP, CXAF e CMAF. Uma plataforma de controlo comum ajuda a proporcionar uma lógica de funcionamento mais consistente em todas as aplicações e oferece aos clientes e às equipas de assistência uma arquitetura de sistema familiar.

Em termos simples, o Symbio não ativa o degelo apenas com base num temporizador básico. Quando as temperaturas exteriores descem para 16 °C ou menos, o controlador monitoriza a relação entre as condições do ar exterior e as condições do refrigerante na bobina exterior. Se detetar que a serpentina está a congelar ao ponto de o desempenho ser afetado, inicia um ciclo de descongelação. Isto significa que o sistema controlado pelo Symbio responde às condições reais de funcionamento, em vez de descongelar com mais frequência do que o necessário.

O controlador também ajuda a manter a descongelação sob controlo. É possível definir um tempo máximo de descongelação, que, para unidades de telhado, ronda normalmente os 8 a 9 minutos. Em muitos casos, o ciclo termina mais cedo se o sistema detetar que as condições normais da bobina foram restabelecidas. Isso ajuda a reduzir o tempo de inatividade desnecessário e permite que a unidade regresse ao modo de aquecimento o mais rapidamente possível.

No caso das bombas de calor ar-água, a duração do degelo pode muitas vezes ser mais curta, uma vez que o lado da água proporciona maior inércia térmica. Como regra simplificada, os sistemas que funcionam com um ponto de regulação da água de 45 °C podem concluir o degelo em cerca de 5 minutos, enquanto os sistemas a 35 °C podem demorar mais tempo, por vezes aproximando-se dos 8 a 9 minutos. Isto depende da conceção do sistema, mas destaca uma verdade importante: o desempenho do produto e a conceção do sistema andam de mãos dadas.

Por que razão a qualidade da instalação continua a ser importante
Mesmo a melhor tecnologia de bombas de calor tem o seu melhor desempenho quando é instalada corretamente. Isto é especialmente verdade em climas onde o nevoeiro, a humidade e as frequentes transições de inverno podem criar condições exigentes.

Uma consideração fundamental é a inércia do sistema. Em aplicações ar-água, o dimensionamento correto do tanque tampão pode ajudar a estabilizar o funcionamento durante o descongelamento e reduzir o seu impacto no edifício. Um sistema hidráulico devidamente concebido proporciona à bomba de calor mais apoio durante transições operacionais temporárias.

É igualmente importante adequar corretamente a unidade à carga do edifício, à estratégia de controlo e aos requisitos de temperatura da água de saída. Escolhas de projeto excessivamente simplificadas podem fazer com que o degelo pareça mais perturbador do que o necessário. Boas práticas de instalação ajudam a garantir que o sistema possa proporcionar conforto e eficiência numa ampla gama de condições meteorológicas reais.

Conclusão
Ao avaliar o desempenho de uma bomba de calor, a verdadeira questão não é se o degelo ocorre, mas sim com que inteligência o sistema o gere.
Com o projeto certo do produto, controlos inteligentes e uma instalação adequada, o degelo pode ser gerido de forma eficaz. As bombas de calor da Trane foram concebidas para detetar com precisão as condições de formação de gelo, limitar o tempo de descongelação e retomar rapidamente o aquecimento, mesmo quando o tempo está húmido, frio e adverso.

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