Calculadora de COP e economia de bomba de calor industrial
Estima o coeficiente de desempenho (COP) de uma bomba de calor industrial que fornece calor de processo e compara o custo de operação dela com o de uma caldeira a gás que entrega o mesmo calor.
Resultado
Economia anual em relação à caldeira a gás
COP estimado
Custo anual de eletricidade da bomba de calor
Custo anual de combustível da caldeira a gás
COP necessário para igualar o custo do gás
Como usar esta ferramenta ferramenta
- Informe a demanda anual de calor do processo em MWh de calor útil, e não a energia que você compra. Leituras do medidor de gás e a potência da caldeira podem ajudar.
- Indique a temperatura em que o processo precisa do calor e a temperatura da fonte da qual a bomba retira calor (ar, água ou calor residual).
- Confira a eficiência em relação ao ideal. O padrão de 55% é uma premissa de planejamento; substitua-a pelo valor do fabricante para suas condições, se tiver.
- Informe seus preços de eletricidade e de gás por kWh e a eficiência da sua caldeira atual.
- Veja o COP estimado e a economia anual. Uma economia negativa significa que a bomba de calor custa mais para operar com esses preços.
Premissas
- A bomba de calor entrega potência constante com COP constante ao longo do ano. O COP real muda com a temperatura da fonte, a carga e o padrão de liga e desliga.
- A eficiência em relação ao ideal é uma premissa de planejamento, não uma medição. Para uma proposta ou um projeto, use os dados do fabricante nas suas temperaturas de operação.
- Gás e eletricidade são valorizados por tarifas unitárias fixas. Taxas fixas e de capacidade, custos de carbono e mudanças em impostos ou encargos ficam de fora.
- Presume-se que as perdas térmicas nas tubulações e no trocador já estejam incluídas no valor de demanda informado.
Detalhes técnicos: o significado dos campos
- Demanda anual de calor de processo
annualHeatDemandMWh - O calor que o processo precisa por ano, em MWh. Um MWh equivale a 1.000 kWh de calor entregue, e não à energia comprada.
- Temperatura de fornecimento do processo
supplyTemperatureC - A temperatura em que o calor precisa chegar ao ponto de uso, em °C. Vai de 80 a 150 °C.
- Temperatura da fonte de calor
sourceTemperatureC - A temperatura média da fonte de calor, em °C, de −20 a 50 °C. Para o ar externo, use a temperatura média do ar durante a época de operação.
- Eficiência da bomba de calor em relação ao ideal
secondLawEfficiencyPercent - Quão perto a bomba de calor chega do COP máximo teórico (Carnot). Máquinas reais atingem só uma fração do ideal. 55% é um valor de planejamento; reduza-o para equipamentos antigos ou mal adequados.
- Preço da eletricidade
electricityPricePerKwh - Sua tarifa unitária de eletricidade comercial em £/kWh, conforme contrato ou conta. Some a taxa fixa separadamente se precisar de um total.
- Preço do gás
gasPricePerKwh - Sua tarifa unitária de gás comercial em £/kWh, conforme contrato ou conta. Deve ser maior que 0.
- Eficiência da caldeira atual
boilerEfficiencyPercent - A eficiência sazonal da caldeira que você usaria no lugar. Caldeiras de condensação costumam ficar entre 85% e 95%; as antigas, abaixo disso.
Metodologia
COP ideal (Carnot) = temperatura de fornecimento (K) ÷ (temperatura de fornecimento − temperatura da fonte), ambas em kelvin. COP estimado = eficiência em relação ao ideal × COP de Carnot. Eletricidade da bomba de calor = demanda anual de calor ÷ COP; custo do gás = demanda anual de calor ÷ eficiência da caldeira × preço do gás. COP de equilíbrio = preço da eletricidade × eficiência da caldeira ÷ preço do gás: o COP em que os dois custos de operação são iguais.
Exemplo resolvido
1.000 MWh por ano de calor de processo a 90 °C a partir de uma fonte a 20 °C, eficiência de 55%, eletricidade a 20 p/kWh, gás a 7 p/kWh, caldeira de 85%
Dados de entrada: Demanda anual de calor de processo: 1000 MWh/yr, Temperatura de fornecimento do processo: 90°C, Temperatura da fonte de calor: 20°C, Eficiência da bomba de calor em relação ao ideal: 55%, Preço da eletricidade: £0.20/kWh, Preço do gás: £0.07/kWh, Eficiência da caldeira atual: 85%
Resultado: COP de cerca de 2,85. A bomba de calor custa cerca de £70.094 por ano, contra cerca de £82.353 do gás: uma economia de cerca de £12.259 por ano. O COP que iguala o gás é 2,43.
A mesma unidade, mas o processo precisa de 120 °C a partir de uma fonte a 5 °C, como ar externo frio
Dados de entrada: Demanda anual de calor de processo: 1000 MWh/yr, Temperatura de fornecimento do processo: 120°C, Temperatura da fonte de calor: 5°C, Eficiência da bomba de calor em relação ao ideal: 55%, Preço da eletricidade: £0.20/kWh, Preço do gás: £0.07/kWh, Eficiência da caldeira atual: 85%
Resultado: O COP cai para cerca de 1,88; a bomba de calor custa cerca de £106.367 por ano, aproximadamente £24.014 a mais que o gás com esses preços. Confira com os dados do fabricante nessas temperaturas antes de se comprometer.
Orientações práticas
- Compare o COP de equilíbrio com o COP do fabricante nas suas temperaturas reais de fornecimento e de fonte, e não com o valor de destaque em condições de teste amenas.
- De modo geral, temperaturas de fornecimento mais baixas dão COP mais alto. Verifique se o processo pode operar mais frio antes de comprar o equipamento.
- Peça a um fornecedor de bombas de calor um COP específico para o seu local e perfil de carga antes de tomar uma decisão de investimento.
Erros comuns
- Informar o gás ou a eletricidade comprados como demanda de calor. A demanda é o calor útil de que o processo precisa.
- Presumir uma fonte mais quente do que o processo precisa. As entradas são limitadas a fornecimentos de 80 a 150 °C a partir de fontes de −20 a 50 °C; fora dessa faixa, a ferramenta mostra uma mensagem de resultado inválido.
- Usar um COP de destaque obtido em condições de teste amenas para um processo de alta temperatura.
Perguntas frequentes
O que é o COP?
O coeficiente de desempenho é o calor entregue dividido pela eletricidade usada. Um COP de 3 significa 3 kWh de calor para cada kWh de eletricidade.
Por que o COP cai quando a temperatura de fornecimento sobe?
Quanto maior a diferença de temperatura entre a fonte e o fornecimento, mais trabalho a bomba de calor faz; assim, cada unidade de eletricidade move menos calor.
O que o COP de equilíbrio me diz?
É o COP em que o custo elétrico da bomba de calor iguala o custo de combustível da sua caldeira a gás. Se o COP real for maior, a bomba de calor economiza dinheiro com seus preços atuais.
Última revisão: 2026-10-18
Trata-se de uma estimativa de planejamento que usa uma aproximação baseada em Carnot e preços unitários fixos. Não substitui dados de desempenho do fabricante, um estudo de carga térmica nem um projeto de engenharia. Não modela o custo de capital, a manutenção, incentivos, fatores de carbono nem a operação em carga parcial.
Esta ferramenta fornece uma estimativa indicativa com base nas premissas informadas acima.
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