Em tempos onde a economia é uma meta imprescindível para o crescimento de uma empresa, buscar soluções que sejam práticas e inovadoras, capazes de gerar menos custo e sem prejudicar a produtividade, é praticamente uma obrigação.
E são várias as soluções que podem ser aplicadas em uma indústria para tal finalidade. Desde o uso de refrigerantes de melhor eficiência, até o uso de equipamentos como é o caso das bombas de calor.
Também chamadas de bombas térmicas, elas são itens que podem ser bastante úteis em diversas situações dentro de uma empresa. E é sobre elas que vamos falar no artigo de hoje.
Portanto, se você quer conhecer mais sobre esse item que, talvez possa ser uma excelente alternativa para a sua empresa começar a faturar mais, é só me acompanhar nesta leitura.
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O que são bombas de calor
Bombas de calor, também chamadas de bombas térmicas, são equipamentos responsáveis por fornecer aquecimento para um fluido ou no auxílio de alguma atividade que a requeira.
E, no contexto industrial, a temperatura cumpre uma função extremamente importante para várias das suas operações.
O motivo? Bom, na verdade é muito simples.
Acontece que a temperatura é uma excelente fonte de energia, e, ter um item capaz de fornecer essa temperatura sem que seja necessário a queima de combustíveis fósseis e, ainda, gastando o mínimo de energia possível (principalmente se comparado a outros métodos de aquecimento), é uma alternativa bastante promissora.
Ainda mais se, dentro dos processos operacionais da sua empresa, envolvem a necessidade de aquecimento e resfriamento.
Como as bombas de calor funcionam
Bom, já que não existem combustíveis fósseis envolvidos nesse processo de aquecimento e nem é necessário utilizar um alto volume de energia elétrica para tal, como exatamente as bombas de calor funcionam?
Vamos te explicar passo a passo.
Acontece que esse calor que ela repassa para as atividades não é necessariamente gerado. Na verdade, trata-se de um calor que é recuperado do ambiente e de outras atividades.
Funciona da seguinte forma:
Antes de mais nada, a bomba de calor necessita de um fluido refrigerante.
Na primeira etapa, o evaporador absorve o calor externo. E, isso é possível, pois a temperatura do refrigerante no evaporador é muito baixa.
E, à medida que ele aquece, ele evapora. Mesmo se ele estiver a uma temperatura muito baixa.
Na segunda etapa, o compressor entra em ação, e o gás, que foi gerado no evaporador, é comprimido de modo que ele aqueça ainda mais.
Após passar pelo compressor, o vapor já se encontra em uma temperatura suficientemente alta e necessária para avançar para a próxima etapa.
Nesta próxima etapa, surge o condensador que é o responsável por transferir o calor do vapor para o fluido que é utilizado para a produção de uma indústria.
E, conforme ocorre essa troca de calor, o refrigerante inicial começa a perder temperatura. Mas, não o suficiente para voltar para o primeiro estágio.
É aí que se faz necessário uma quarta etapa, onde a válvula de expansão ajuda a diminuir a pressão do fluido refrigerante, fazendo com que a temperatura do mesmo venha a cair rapidamente.
E, desse modo, o ciclo do fluido refrigerante se inicia outra vez na bomba de calor.
Neste processo, a energia só é necessária para acionar o compressor. Fazendo com que, o comparativo entre energia consumida e energia gerada seja bastante favorável para a energia gerada.
O Mercado Emergente e os Conceitos Técnicos das Bombas de Calor
Na perspectiva da Agência Internacional de Energia (AIE), as bombas de calor são agora amplamente reconhecidas como tecnologia crucial para a descarbonização, especialmente no setor industrial.
Projetando um crescimento robusto nos próximos anos, o mercado global de bombas de calor atingiu a marca de US$ 81,58 bilhões em 2022.
A Associação Europeia de Bombas de Calor destaca um aumento de 36% nas instalações nos últimos dois anos, com a Polônia implementando notáveis 200.000 unidades apenas em 2022.
Esses dispositivos, capazes de fornecer calor e frio simultaneamente, utilizando apenas eletricidade como fonte de energia, estão se tornando protagonistas na substituição de equipamentos térmicos tradicionais, como caldeiras e fornos que dependem de combustíveis fósseis.
A essência da bomba de calor envolve um compressor movendo um refrigerante por um ciclo de refrigeração e um trocador de calor extraindo calor da fonte.
Ao utilizar um fluido refrigerante, essas bombas conseguem vaporizar ao absorver calor e condensar ao perdê-lo.
Além de aquecimento, muitas bombas oferecem resfriamento de ambientes, tornando-as versáteis.
Benefícios Pioneiros das Bombas de Calor
O Brasil, com seus notáveis potenciais de geração de eletricidade a partir de fontes renováveis, destaca-se como um terreno fértil para a descarbonização industrial por meio de bombas de calor.
As vantagens desta tecnologia incluem:
- Economia de Energia: Reduções significativas, variando entre 50% a 70%.
- Redução Drástica de CO2: Contribuindo para a sustentabilidade ambiental.
- Eliminação ou Redução do Consumo de Combustível: Menos dependência de recursos não renováveis.
- Diminuição de Custos de Manutenção e Operacionais: Implicações financeiras positivas.
- Redução das Perdas por Evaporação: Notável ao substituir torres de resfriamento.
- Eficiência Comparativa: De três a cinco vezes mais eficiente em comparação com caldeiras e sistemas de refrigeração convencionais.
Principais Aplicações e Desenvolvimentos na Indústria
Conforme apontado pela Agência Internacional de Energia Renovável, quase metade da demanda de calor industrial ocorre em temperaturas abaixo de 200 graus Celsius.
Bombas de calor têm se destacado em diversas aplicações industriais, incluindo:
- Aquecimento de Estufas: Ideal para secagem de materiais como madeira.
- Destilação em Baixas Temperaturas: Utilização eficiente em processos de destilação.
- Aquecimento de Líquidos e Ar: Desde a temperatura ambiente até 120°C.
- Preaquecimento em Processos Industriais: Contribuindo para a eficiência térmica.
- Concentração de Soluções: Em temperaturas abaixo de 120°C, aplicável em setores químicos e farmacêuticos.
- Aproveitamento de Calor Residual: Para geração de frio ambiental.
Exemplos Concretos de Projetos Bem-Sucedidos
O programa PotencializEE destaca projetos eficientes, como a substituição de queimadores a gás por bombas de calor em uma estamparia paulista, gerando economias significativas.
No setor alimentício, uma fábrica de chocolate brasileira adotou a tecnologia, zerando as emissões de CO2 e reduzindo custos operacionais.
Na Áustria, várias indústrias, incluindo alimentos e materiais de construção, estão testemunhando melhorias substanciais em eficiência e economia energética através da adoção de bombas de calor.
A inovação contínua também se destaca, com compressores baseados em refrigerantes naturais, como a amônia, cada vez mais utilizados, minimizando o impacto ambiental.
Comparação e Reflexão sobre o Contexto Nacional
Com o Brasil sendo um cenário promissor para a adoção de bombas de calor devido à sua abundância de fontes renováveis, a conscientização sobre essas tecnologias eficientes pode catalisar transformações significativas.
Comparando com o texto referência, enfatizamos a singularidade do cenário brasileiro, ressaltando seu potencial ecológico e econômico na integração dessas soluções inovadoras em processos industriais.
Principais vantagens no uso de bombas de calor
Com base em tudo que já dissemos até aqui, fica fácil notar alguns benefícios que são bastante importantes no uso de bombas de calor.
Benefícios que se relacionam, principalmente, com a economia e, também, com a preservação do meio ambiente.
Economia pois, a energia gerada é bastante superior à energia gasta pelo processo. Por onde quer que o processo de separação termal fique e há calor, é possível fazer o retrofit utilizando a bomba de calor como aliada.
Então, não tem muito mistério aqui.
Já, do ponto de vista ambiental, precisamos considerar duas coisas. Primeiro que a bomba ajuda a diminuir a emissão de CO2 no ambiente. Afinal de contas, o seu processo aquecimento não necessita que ocorra a queima de combustíveis fósseis.
Em segundo lugar, os fluidos refrigerantes, que podem ser utilizados em uma bomba de calor, possuem baixo potencial de aquecimento global e, em certos casos, esse potencial é nulo.
O que torna as bombas de calor uma solução ecológica e econômica, ao mesmo tempo.
