A Aerotermia numa Passivhaus, de acordo com Oliver Style

Habitação Passivhaus e a sua certificação

Uma casa passiva caracteriza-se por ter necessidades de aquecimento e arrefecimento muito baixas, em comparação com uma casa convencional. Como é que se consegue? Através de um envelope térmico cuidadosamente dimensionado e executado: espessuras significativas de isolamento sem interrupções e isentas de pontes térmicas, janelas de alta qualidade térmica com proteções solares, muito poucas infiltrações de ar exterior e um sistema de ventilação controlado por fluxo duplo com recuperação de calor. É efetuado um rigoroso controlo no local para garantir que o que foi projetado seja efetivamente executado.

Uma parte fundamental deste teste é o teste "Blower Door", que mede as infiltrações de ar do edifício e garante a qualidade da sua execução. O desenvolvimento do projeto e a sua execução são auditados - do início ao fim - por um certificador Passivhaus, uma figura independente da equipa de design. O seu trabalho é realizar controlo de qualidade e verificar se a construção cumpre os requisitos da norma Passivhaus.

Agora... se precisa de tão pouca energia térmica numa Passivhaus e precisa de um alto nível de eficiência energética em todos os componentes e equipamentos, que tipo de equipamento de produção térmica, aquecimento e arrefecimento se adequão?

A Aerotermia em uma Passivhaus

Uma bomba de calor ar-água ou aerotérmica extrai calor do ar exterior que pode ser usado para aquecer água dentro de um edifício, através de um ciclo fechado de compressão e descompressão de um gás refrigerante. No verão, o ciclo pode ser invertido, e extraímos calor do interior para transferi-lo para o ar exterior. Algumas das vantagens da tecnologia são descritas a seguir: se um tanque DHW for incorporado, pode gerar água quente sanitária, aquecimento e arrefecimento num único equipamento; trata-se de um sistema totalmente elétrico, que permite o fornecimento de eletricidade a partir de fontes de energia renováveis, reduzindo assim a dependência dos combustíveis fósseis, que são geralmente importados; previne a emissão de CO2 e gases nocivos no ambiente de construção; carga de gás refrigerante é fabricado a partir da fábrica, eliminando o seu manuseamento no local e reduzindo o risco de fugas para a atmosfera; oferece rendimentos elevados em que a energia térmica produzida é geralmente entre 3 a 5 vezes maior do que a energia elétrica consumida; e pode ser utilizado com uma grande variedade de elementos terminais (piso radiante ou teto, bobinas de ventilação, radiadores de baixa temperatura, etc.).

Tipicamente, uma casa passiva tem cargas térmicas de aquecimento e/ou arrefecimento entre 10 a 35 W/m2, dependendo do tempo, do design da casa e da sua utilização. A carga térmica é a potência máxima necessária para aquecer ou arrefecer a casa para manter o conforto no momento mais desfavorável, sendo utilizado para dimensionar o equipamento de produção térmica.

Por exemplo: temos uma casa Passivhaus de 120 m2 com uma carga térmica de aquecimento de 20 W/m2 em aquecimento e 30 W/m2 em arrefecimento. Em seguida, precisamos de uma bomba de calor com uma capacidade de calor ≥ de 2,4 kW (aquecimento) e uma capacidade de arrefecimento ≥ 3,6 kW (arrefecimento). Aplicando um fator de segurança de 20% no mais elevado dos dois valores, precisaríamos então de uma bomba de calor com uma capacidade de arrefecimento de 4,3 kW.

Mas com tanta oferta no mercado, como posso ter a certeza de que uma bomba de calor terá o elevado nível de eficiência que o padrão Passivhaus exige?

Bombas de calor certificadas por componente Passivhaus

Uma bomba de calor com certificação passivhaus passou por um teste, especificamente desenvolvido pelo Instituto Passivhaus na Alemanha, que mede o desempenho sazonal do equipamento em modo de aquecimento (SCOP, com ar exterior a -7ºC, 2ºC e 7ºC), e em modo de arrefecimento (EER, com ar exterior a 30ºC,  35ºC e 45ºC). O objetivo da certificação é dar informações empíricas ao designer sobre o desempenho esperado do equipamento em condições de trabalho realistas, de uma entidade independente.

Aqui encontramos a bomba de calor Aquarea da série J de alto desempenho: a primeira bomba de calor ar-água com esta certificação no mercado. De acordo com os dados do certificado Passivhaus, e seguindo o exemplo anterior de uma casa de 120 m2, podemos extrair os dados do consumo final de energia e estimar a fatura anual da energia, mostrada no Quadro 1. O exemplo é para uma bomba de calor de 5 kW Aquarea WH-ADC0309J3E5C + WH-UD05JE5 (KIT-ADC05JE5C) com tanque DHW integrado de 185 litros, num clima húmido, com um sistema de terminais de bobina de ventilação e um preço de eletricidade de €0,25/kWh:

Quadro 1: Estimativa do Consumo Final de Energia & Fatura da Eletricidade, para uma casa Passivhaus de 120m2 com uma bomba de calor Aquarea Série J WH-ADC0309J3E5C +  WH-UD05JE5

As baixas potências das bombas de calor aerotérmicas 3 Aquarea com certificação de componentes Passivhaus estão bem adaptadas às cargas térmicas de casas passivas (3kW, 5kW e 7kW), e oferecem SCOPs até 3,47 em modo de aquecimento e EERs até 3,52 em modo de arrefecimento. Ou seja: por cada 1 kWh de energia elétrica consumida, o equipamento é capaz de introduzir ou extrair da casa, 3,5 kWh de energia térmica para manter o conforto.