Uma bomba de calor geotérmica (fonte subterrânea) não gera calor da mesma forma que um forno ou aquecedor de resistência elétrica - ela move o calor existente do solo para sua casa, e é por isso que pode fornecer mais energia na forma de calor do que consome como eletricidade. O coeficiente de desempenho (COP) é ​​o único número que captura a eficiência com que isso é feito. Esta calculadora calcula o COP medido a partir de leituras reais, o teto teórico de Carnot a partir das temperaturas do solo e de saída e a economia em dólares versus aquecimento por resistência elétrica.

Como funciona a calculadora COP da bomba de calor geotérmica

A guia COP usa COP = produção de calor ÷ entrada de trabalho, convertendo leituras de produção de calor de BTU/h em kW (1 kW ≈ 3.412 BTU/h) para que ambos os lados da proporção compartilhem unidades. Esta é a mesma definição usada pelo DOE e ENERGY STAR para avaliar equipamentos de bomba de calor.

A guia Máximo Teórico aplica a fórmula de Carnot, COP_carnot = T_quente / (T_quente - T_frio), usando temperaturas absolutas em Kelvin. Este é um limite físico, não uma classificação de equipamento - ele informa o melhor que qualquer bomba de calor poderia teoricamente fazer entre as temperaturas específicas do solo e de saída, independentemente do fabricante ou modelo.

A guia Economia vs Resistência compara o uso de eletricidade do seu sistema com o aquecimento por resistência elétrica, que por definição tem COP = 1 (cada watt de eletricidade se torna um watt de calor, sem calor movido de um reservatório). Um sistema com COP = X utiliza apenas 1/X da eletricidade do aquecimento por resistência para o mesmo calor fornecido.

Entradas e o que elas significam

Saída de calor é a taxa de calor utilizável que seu sistema fornece — a partir de uma folha de especificações do fabricante, uma capacidade nominal ou uma medição de campo. Alterne entre kW e BTU/h, dependendo do que sua documentação usa.

Entrada de trabalho é a energia elétrica que o compressor e o equipamento auxiliar consomem - é o que aparece em seu medidor elétrico, não o calor fornecido.

As temperaturas do solo e de saída (guia Teórico Máximo) devem refletir seu local específico: circuito de aterramento ou temperatura da água subterrânea para a fonte e a temperatura de fornecimento que seu sistema de distribuição (piso radiante, ar forçado, etc.) exige. Uma lacuna menor entre os dois aumenta o teto teórico - é exatamente por isso que os sistemas radiantes de baixa temperatura combinam tão bem com as bombas de calor geotérmicas.

A taxa de eletricidade e a demanda anual de calor (guia Economia) devem refletir sua taxa de serviço público real e a carga de aquecimento anual estimada da sua casa em kWh - disponível em uma auditoria de energia doméstica ou no cálculo de carga Manual J.

Limites e casos extremos

O COP medido a partir de uma única leitura de produção de calor/entrada de trabalho é um instantâneo, não uma média sazonal — o COP real varia com a temperatura do solo, carga e ciclos de degelo durante uma estação de aquecimento. Para obter uma classificação que leve em conta isso, procure o Índice de Eficiência Energética Integrada (IEER) publicado pelo equipamento ou o equivalente ao Fator de Desempenho Sazonal de Aquecimento, em vez de confiar em uma medição.

O cálculo de Carnot é um limite físico rígido, não uma meta de projeto - nenhum ciclo real do compressor chega perto dele, portanto, uma porcentagem baixa de Carnot (40-60% é normal) não indica necessariamente um problema. É mais útil para comparar dois sistemas ou dois cenários de temperatura entre si, e não como um limite de aprovação/reprovação.

A estimativa de economia pressupõe que sua demanda anual de calor é atendida inteiramente por uma fonte de aquecimento com um COP constante — ela não modela faixas de resistência de backup, perdas no ciclo de degelo ou cobranças de demanda que algumas concessionárias aplicam. Use-o para uma comparação inicial, não para uma projeção final da conta de serviços públicos.