Sistema de ar condicionado com bomba de calor
Introdução
Em geral
A bomba de calor é uma máquina térmica que retira calor de um espaço frio e o transfere para outro mais quente graças ao trabalho mecânico fornecido pelo exterior; Ou seja, faz exatamente a mesma coisa que a máquina de refrigeração; a única coisa que muda é o objetivo. Na máquina de refrigeração o objetivo é resfriar e manter frio o espaço frio, enquanto na bomba de calor seria o contrário, ou seja, manter aquecido o espaço quente.
A máquina reversível
Tal como na máquina de refrigeração, na bomba de calor o ciclo mais utilizado é o Ciclo Rankine, ver também compressão de vapor, que funciona da mesma forma que na primeira, utilizando os mesmos refrigerantes, os mesmos elementos e as mesmas fases de funcionamento. Tendo em conta que a mesma máquina pode arrefecer e aquecer, parece coerente utilizar um único dispositivo para ambas as funções.
Para conseguir isso sem ter que desmontar a máquina a cada mudança de estação, surgem as máquinas reversíveis, que embora sejam frequentemente conhecidas como bombas de calor reversíveis, podem perfeitamente ser chamadas de máquinas de refrigeração reversíveis. Também é um erro generalizado pensar que uma bomba de calor é um dispositivo que produz frio e calor, embora de tudo o que foi dito fique claro que não é esse o caso.
Para fazer uma bomba de calor reversível, basta adicionar à máquina uma válvula reversora de quatro vias, como a mostrada na figura. A válvula é elétrica, ou seja, acionada por solenóide. Esta válvula está inserida no circuito de refrigeração e geralmente é controlada por um interruptor inverno-verão. Ao operar a válvula, o sentido de circulação do fluido refrigerante é alterado, de modo que o evaporador se torna um condensador "Condensador (termodinâmica)") e vice-versa.[1].
Durante o verão, o trocador de calor localizado no interior atua como evaporador, e o localizado na rua funciona como condensador, enquanto no inverno é o contrário. Como tanto um trocador quanto o outro podem ser um evaporador e um condensador, neste tipo de máquinas são chamados de unidade interna e unidade externa.
A reversibilidade da máquina não representa nenhum problema, exceto quanto ao número de horas de operação, que será logicamente muito superior ao de qualquer máquina monofunção. Quanto aos refrigerantes, embora existam muitas opções, apenas algumas como 407C, 410A, 134a e algumas outras são escolhidas pela maioria dos fabricantes e as mesmas são utilizadas para todos os tipos de máquinas, pois cobrem mais do que a faixa de temperatura das instalações de conforto. A única parte da máquina que deverá suportar condições “extraordinárias” comparativamente às máquinas monofuncionais será a unidade exterior, cujo permutador, dependendo da zona climática, deverá evaporar com temperaturas exteriores que podem atingir os -10 °C no inverno, e também condensar com temperaturas próximas dos 40 °C no verão, o que requer apenas um bom dimensionamento da superfície de permuta.