Guia de utilização do simulador de bombas de calor ar‑ar

Introdução

1.1 O que é uma bomba de calor ar‑ar?

Uma bomba de calor ar‑ar (também conhecida como ar condicionado split) é um sistema de aquecimento e arrefecimento de elevada eficiência que capta calor do ar exterior e o transfere diretamente para o ar interior. Ao contrário das bombas de calor ar‑água, funciona sem circuito de água, o que permite uma instalação particularmente rápida e flexível.

Constituição de um sistema split:

• Unidade exterior: Contém o compressor e o permutador de calor, extrai calor do ar exterior
• Unidade(s) interior(es): Transfere(m) o calor para o ambiente (ou retira(m) calor no modo de arrefecimento)
• Tuberia de refrigerante: Liga a unidade exterior às unidades interiores

1.2 Single‑split vs. multi‑split

Vantagens do single‑split:

• Instalação mais simples
• Investimento inicial mais baixo
• Funcionamento independente

Vantagens do multi‑split:

• Uma unidade exterior para várias divisões
• Menor ocupação de espaço na fachada
• Possibilidade de controlo centralizado

1.3 Diferença para bombas de calor ar‑água

1.4 Casos de aplicação típicos

1. Complemento ao aquecimento existente (funcionamento bivalente)

• A bomba de calor ar‑ar cobre a carga base nas meias‑estações
• O sistema de aquecimento existente entra em funcionamento a temperaturas exteriores mais baixas
• Possível poupança de 30‑60% nos custos de aquecimento

2. Aquecimento total de uma divisão

• Sala, escritório em casa, marquise
• Calor rápido sem ter de aquecer todo o sistema de aquecimento
• Arrefecimento no verão

3. Arrefecimento de verão

• Utilização principal como ar condicionado
• Função de aquecimento como benefício adicional

4. Otimização do autoconsumo fotovoltaico

• Utilização de excedentes de energia solar para aquecer/arrefecer
• Particularmente interessante no verão (arrefecimento em horas de pico de produção FV)

1.5 Base normativa

Este simulador baseia‑se em:

• EN 14825:2022: Cálculo do SCOP (aquecimento) e SEER (arrefecimento)
• EN 14511: Medição de potência em condições nominais
• Metodologias de cálculo sazonais equivalentes às da VDI 4650 para o fator de desempenho sazonal (JAZ), adaptadas ao contexto europeu

Fundamentos de cálculo

2.1 SCOP – eficiência sazonal em aquecimento

O SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) é o indicador mais importante da eficiência em aquecimento. Indica quanta energia térmica é produzida, em média anual, por cada kWh de eletricidade consumida.

Fórmula:

SCOP = Energia térmica anual [kWh] / Consumo elétrico anual [kWh]

Exemplo: SCOP = 4,2 significa: por cada 1 kWh de eletricidade são produzidos 4,2 kWh de calor.

Valores SCOP típicos:

2.2 Dados climáticos e localização

O simulador utiliza duas fontes de dados para os cálculos:

1. Zonas climáticas EN 14825 (para cálculo do SCOP):

A EN 14825 define três zonas climáticas europeias com diferentes fatores de ponderação para o cálculo do SCOP:

2. Dados TMY do PVGIS (para perfis de carga e cálculos de detalhe):

Para análises detalhadas, o simulador carrega dados meteorológicos reais do PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) para a sua localização:

• TMY (Typical Meteorological Year): 8.760 valores horários (um ano completo)
• Temperaturas horárias: Dados representativos de um ano típico
• Utilização para: Perfis de carga, cálculo de horas de arrefecimento, resultados mensais detalhados

O simulador determina automaticamente a zona climática e carrega os dados TMY com base na sua localização.

2.3 COP vs. SCOP

Designações COP:

• A7/W35: Ar exterior 7°C, fluido aquecido a 35°C
• A2/W35: Ar exterior 2°C, fluido aquecido a 35°C
• A‑7/W35: Ar exterior ‑7°C, fluido aquecido a 35°C

2.4 SEER – eficiência sazonal em arrefecimento

O SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) é o equivalente do SCOP para o modo de arrefecimento.

Valores SEER típicos:

2.5 Funcionamento bivalente

No funcionamento bivalente trabalham em conjunto dois geradores de calor. A bomba de calor ar‑ar é combinada com um sistema de aquecimento existente.

Modos bivalentes:

Ponto de bivalência: Temperatura exterior a partir da qual o aquecimento existente entra em funcionamento. Valores típicos:

• ‑2°C a +2°C: Padrão para edifícios bem isolados
• +5°C: Em edifícios antigos com isolamento fraco
• ‑5°C a ‑10°C: Em sistemas ar‑ar muito eficientes

2.6 Necessidade anual de aquecimento

O simulador estima a necessidade anual de aquecimento através de um método simplificado baseado na zona climática:

Qh = Carga de aquecimento [kW] × Horas_aquecimento_zona × 0,4

Parâmetros:

• Qh: Necessidade anual de aquecimento [kWh/ano]
• Carga de aquecimento: Carga de projeto [kW]
• Horas_aquecimento_zona: Da EN 14825 (4.910 h para Average, 3.590 h para Warmer, 6.446 h para Colder)
• Fator 0,4: Considera que a carga máxima não é necessária em todas as horas (funcionamento em carga parcial)

Exemplo para zona “Average”:

Carga de aquecimento = 5 kW
Horas de aquecimento = 4.910 h
Qh = 5 × 4.910 × 0,4 = 9.820 kWh/ano

Guia passo a passo

O simulador conduz‑lo através de um assistente em 6 etapas. Explicamos de seguida cada passo em detalhe.

3.1 Passo 1: Escolher o tipo de sistema

No primeiro passo escolhe entre single‑split e multi‑split.

Ajuda à decisão:

3.2 Passo 2: Introduzir a localização

A localização determina os dados climáticos utilizados no cálculo.

Campos de entrada:

• País: Portugal (e outros países europeus disponíveis)
• Código postal: Código postal da localização
• Localidade: Preenchido automaticamente ou introduzido manualmente

Valores determinados automaticamente:

• Temperatura exterior de projeto: Temperatura mínima de dimensionamento (por ex. ‑2°C a 0°C em grande parte de Portugal continental, dependendo da região)
• Zona climática: Average, Warmer ou Colder segundo a EN 14825

Pode substituir manualmente a temperatura exterior de projeto se pretender utilizar outros valores.

3.3 Passo 3: Selecionar os equipamentos

Neste passo escolhe os equipamentos concretos a partir do catálogo.

Selecionar a unidade exterior

Opções de filtro:

• Fabricante: Daikin, Mitsubishi, LG, Samsung, etc.
• Potência em aquecimento: Intervalo em kW (por ex. 2,5‑5,0 kW)
• Potência em arrefecimento: Intervalo em kW

Dados importantes do equipamento:

• Potência nominal em aquecimento: Potência em condições padrão (p.ex. A7/W20)
• SCOP: Eficiência sazonal em aquecimento declarada pelo fabricante
• SEER: Eficiência sazonal em arrefecimento
• Nº máx. de unidades interiores: Em sistemas multi‑split
• Temperatura mínima de funcionamento: Temperatura exterior mínima a que o equipamento opera

Selecionar as unidades interiores

Tipos de unidades interiores:

Em multi‑split: Adicione sucessivamente as unidades interiores. Verifique a relação de capacidade:

Relação de capacidade = Soma das potências das unidades interiores / Potência da unidade exterior

3.4 Passo 4: Caracterizar divisões / carga de aquecimento

Aqui introduz as divisões a aquecer com a respetiva carga térmica.

Single‑split: uma divisão

Campos de entrada:

• Nome da divisão: p.ex. “Sala”
• Piso: Cave, RC, 1.º, sótão
• Área útil: em m²
• Carga de aquecimento: em kW (ou utilizar estimativa)
• Temperatura de conforto: Temperatura interior desejada (padrão: 20°C)

Estimativa da carga de aquecimento: Se não conhecer a carga de aquecimento, pode usar a função de estimativa:

• Bem isolado (edifícios recentes / reabilitados): 40‑50 W/m²
• Isolamento médio (anos 90‑2010): 50‑70 W/m²
• Pouco isolado (anteriores a 1990 sem reabilitação): 70‑100 W/m²

O simulador utiliza por defeito 60 W/m² como valor médio.

Multi‑split: várias divisões

Em multi‑split, caracteriza várias divisões numa tabela:

Importação de projeto de carga térmica: Se já tiver realizado um cálculo de carga de aquecimento, pode importar as divisões:

1. Clique em "Importar divisões"
2. Introduza a chave do projeto
3. Selecione as divisões a importar

Recomendações de dimensionamento

O simulador apresenta indicações de dimensionamento com código de cores:

3.5 Passo 5: Bivalência & rentabilidade

Este passo configura o modo de funcionamento e os parâmetros económicos.

Escolher o modo bivalente

1. Monovalente (apenas bomba ar‑ar)

• A bomba de calor ar‑ar é o único gerador de calor
• Adequado para edifícios bem isolados e zonas de inverno suave
• Não é necessário manter o aquecimento existente

2. Bivalente alternativo

• Abaixo do ponto de bivalência a bomba ar‑ar desliga
• O aquecimento existente assume 100% da carga
• Regulação simples

3. Bivalente paralelo

• Ambos os sistemas funcionam em simultâneo abaixo do ponto de bivalência
• Para necessidades elevadas de calor a baixas temperaturas
• Regulação mais complexa

4. Bivalente parcialmente paralelo

• A bomba ar‑ar fornece a carga base (p.ex. 70%)
• O aquecimento existente cobre os picos
• Utilização otimizada de ambos os sistemas

5. Apenas arrefecimento/meias‑estações

• A bomba ar‑ar é usada apenas para arrefecimento ou nas meias‑estações
• O aquecimento existente é o gerador principal

Configurar o aquecimento existente

Nos modos bivalentes 2‑5 define o seu sistema de aquecimento atual:

Valores típicos por tipo de aquecimento:

Definir o ponto de bivalência

O ponto de bivalência é a temperatura exterior a partir da qual o aquecimento existente entra em funcionamento.

• Cursor: ‑20°C a +10°C
• Intervalo típico: ‑2°C a +5°C

Regras práticas:

• Edifício bem isolado: ‑5°C a 0°C
• Isolamento médio: 0°C a +3°C
• Isolamento fraco: +3°C a +5°C

Ativar arrefecimento (opcional)

Se pretender utilizar a função de arrefecimento:

Regulação de temperatura:

• Temperatura absoluta: Temperatura interior alvo fixa (p.ex. 24°C)
• Relativa ao exterior: Máxima diferença em relação à temperatura exterior (p.ex. máx. 6 K abaixo)

Limite de arranque do arrefecimento: Temperatura exterior a partir da qual o arrefecimento é ativado (p.ex. 24°C)

Parâmetros económicos

3.6 Passo 6: Iniciar o cálculo

Após concluir todas as entradas, clique em "Calcular". O simulador executa os seguintes cálculos:

1. Cálculo do SCOP segundo EN 14825
2. Necessidade anual de aquecimento
3. Consumo elétrico e custos de exploração
4. Repartição bivalente (se aplicável)
5. Análise de rentabilidade
6. Balanço de CO2

Os resultados são apresentados em 7 separadores (tabs).

Compreender os resultados

4.1 Tab 1: Visão geral

A visão geral apresenta os principais indicadores num relance.

Indicadores principais:

Resumo bivalente (em funcionamento bivalente):

• Gráfico de barras: repartição de calor bomba ar‑ar vs. aquecimento existente
• Custos anuais de energia discriminados
• Poupança face ao funcionamento apenas com o sistema existente

Comparação monovalente (sem bivalência):

• Comparação de custos com uma referência a gás
• Poupança de CO2

4.2 Tab 2: Comparação (apenas em bivalência)

Comparação detalhada dos dois sistemas de aquecimento:

Questões chave:

• Que parte da necessidade de calor é coberta pela bomba ar‑ar?
• Qual é a poupança anual?
• Quanto CO2 é evitado?

4.3 Tab 3: Evolução anual

Repartição mensal dos resultados.

Dados mensais:

• Necessidade de aquecimento em kWh
• Quota bomba ar‑ar vs. aquecimento existente
• Temperatura exterior média
• Valores COP (médio, mínimo, máximo)

Gráficos:

• Gráfico de barras empilhadas: repartição de calor por mês
• Gráfico de linhas: evolução do COP ao longo do ano

4.4 Tab 4: Eficiência

Análise detalhada da eficiência.

Valores JAZ (fator de desempenho sazonal):

• JAZ aquecimento: Eficiência real ao longo da época de aquecimento
• JAZ arrefecimento: Eficiência real em arrefecimento (se ativado)
• JAZ total: Média ponderada

Classificação de eficiência: De acordo com a etiqueta energética da UE (A+++ a G)

Curva COP: Gráfico do COP em função da temperatura exterior:

• A ‑10°C: COP aprox. 2,5
• A 0°C: COP aprox. 3,5
• A +10°C: COP aprox. 5,0
• A +20°C: COP aprox. 6,0

JAZ mensal: Tabela com valores COP para cada mês, incluindo mínimo/máximo.

4.5 Tab 5: Rentabilidade

Análise financeira do investimento.

Custos de investimento:

Custos de exploração:

• Custos anuais de eletricidade
• Custos anuais de manutenção
• Custos de combustível (em bivalência)

Indicadores:

Tabela de cash‑flow: Ano a ano com:

• Investimento
• Custos de exploração
• Poupança
• Cash‑flow acumulado
• ROI em percentagem

4.6 Tab 6: Ambiente

Balanço de CO2 e impacto ambiental.

Emissões de CO2:

• Emissões anuais (kg/ano)
• Poupança face à referência (kg/ano)
• Poupança percentual
• Poupança ao longo da vida útil (toneladas)

Cenários de mistura elétrica: Comparação de diferentes origens de eletricidade:

1. Mix atual: Média nacional (Portugal ~ 150‑250 g/kWh, dependendo do ano)
2. Eletricidade 100% renovável: p.ex. contrato verde (≈ 50 g/kWh)
3. Mix fóssil: Cenário de referência (valores elevados de CO2)

Energia primária:

• Consumo em kWh/ano
• Poupança face à referência

Equivalentes ilustrativos:

• Árvores plantadas
• Quilómetros de automóvel evitados
• Voos evitados

4.7 Tab 7: Divisões (apenas multi‑split)

Visão geral de resultados por divisão.

Tabela por divisão:

Estados:

• Verde (OK): Equipamento adequado à carga
• Amarelo (Aviso): Dimensionamento no limite
• Vermelho (Erro): Subdimensionamento evidente

Rentabilidade e balanço ambiental

5.1 Compreender o tempo de retorno

O tempo de retorno simples indica em quantos anos o investimento se paga através das poupanças obtidas.

Cálculo:

Tempo de retorno = Investimento / Poupança anual

Exemplo:

• Investimento: 5.000 EUR
• Poupança: 300 EUR/ano
• Tempo de retorno: 5.000 / 300 = 16,7 anos

5.2 Fatores de rentabilidade

Fatores positivos:

• Preços elevados de gás ou gasóleo
• Preço de eletricidade relativamente baixo (p.ex. com autoconsumo FV)
• Elevado número de horas de funcionamento da bomba ar‑ar
• SCOP elevado do equipamento
• Arrefecimento como benefício adicional

Fatores negativos:

• Combustíveis fósseis baratos
• Preço de eletricidade elevado (> 0,35 EUR/kWh)
• Utilização limitada (poucas divisões)
• Invernos muito frios (baixa quota bivalente)

5.3 Potencial de redução de CO2

O balanço de CO2 depende da mistura de eletricidade:

Comparação com gás:

• Gás: aprox. 200 g CO2 por kWh de calor útil
• Bomba ar‑ar com SCOP 4,0 e mix médio: 200 / 2 ≈ 100 g CO2 por kWh de calor (valor ilustrativo)
• Poupança: > 50%

Com eletricidade renovável:

• 50 / 4,0 = 12,5 g CO2 por kWh de calor
• Poupança: > 90%

Dicas e boas práticas

6.1 Dimensionamento

Evitar sobredimensionar:

• Equipamento demasiado grande provoca ciclos frequentes (liga/desliga)
• Reduz a vida útil e a eficiência
• Melhor: dimensionar de forma adequada ou ligeiramente abaixo, com apoio bivalente

Regra prática para potência de aquecimento:

• Bem isolado: 30‑50 W/m²
• Isolamento médio: 50‑70 W/m²
• Isolamento fraco: 70‑100 W/m²

Para uma sala de 30 m², isolamento médio: 30 m² × 60 W/m² = 1.800 W = 1,8 kW de carga de aquecimento

6.2 Utilizar a bivalência de forma ótima

Escolha do ponto de bivalência:

• Demasiado alto (+5°C): a bomba ar‑ar funciona pouco, pouca poupança
• Demasiado baixo (‑10°C): a bomba ar‑ar funciona com COP baixo
• Ideal: mudar quando o COP estiver entre 2,5 e 3,0 (aprox. ‑2°C a +2°C)

Prioridade FV: Se tiver uma instalação fotovoltaica, ative a prioridade FV. A bomba ar‑ar utilizará preferencialmente energia solar.

6.3 Ruído

Posicionamento da unidade exterior:

• Pelo menos 3 m de distância do quarto do vizinho
• Evitar instalação sob janelas de quartos
• Ter em conta reflexões sonoras em paredes e pátios

Opção de funcionamento diurno: Em locais sensíveis, pode limitar o funcionamento noturno (p.ex. apenas 6‑22 h).

Níveis sonoros típicos:

6.4 Manutenção

Manutenção anual recomendada:

• Limpeza de filtros (a cada 2‑4 semanas pelo utilizador)
• Verificação do escoamento de condensados
• Controlo de pressões de refrigerante (técnico credenciado)
• Limpeza da unidade exterior (folhas, sujidade)

Custos: cerca de 100‑150 EUR/ano para manutenção profissional

6.5 Integração com fotovoltaico

Combinação ideal:

• Verão: arrefecimento com excedentes FV
• Inverno: aquecimento nas horas de produção
• Aumenta significativamente a taxa de autoconsumo

Exportação de perfil de carga: O simulador pode exportar um perfil de carga horário. Este pode ser utilizado num simulador fotovoltaico (p.ex. Solarrechner) para dimensionar a instalação.

Perguntas frequentes (FAQ)

Uma unidade split pode aquecer toda a minha casa?

Sim, em determinadas condições:

• Edifício bem isolado (novo ou reabilitado)
• Planta relativamente aberta (boa distribuição de calor)
• Região com inverno ameno
• Sistema multi‑split para várias divisões

Limitações:

• Não produz água quente sanitária
• A temperaturas muito baixas o COP diminui
• Cada divisão necessita de uma unidade interior ou de boa transferência de calor

Qual a diferença entre SCOP e COP?

O SCOP é mais representativo, pois considera as diferentes temperaturas exteriores ao longo da época de aquecimento.

Como escolher o ponto de bivalência correto?

Regras práticas:

1. Mudar a COP = 2,5: Abaixo de COP 2,5 o aquecimento existente pode ser mais económico
2. Comparação económica: Com eletricidade a 0,32 EUR/kWh e gás a 0,10 EUR/kWh → gás é mais barato abaixo de COP 3,2
3. Conforto e segurança: Em situações de geada, caldeiras a gás/gasóleo são muitas vezes mais robustas

Fórmula para o ponto de bivalência económico:

COP_limite = Preço eletricidade / Preço gás
COP_limite = 0,32 / 0,10 = 3,2

À temperatura exterior em que o COP = 3,2 deve ocorrer a comutação (tipicamente cerca de +2°C).

Multi‑split é melhor do que vários single‑split?

Recomendação:

• 1‑2 divisões: single‑split
• 3+ divisões, exigência estética: multi‑split
• Aplicações críticas: vários single‑split para redundância

Quão ruidosa é uma unidade split?

Valores típicos:

Para comparação:

• Sussurro: 30 dB(A)
• Frigorífico: 35‑40 dB(A)
• Conversa normal: 60 dB(A)

Posso substituir completamente a minha caldeira a gás?

Substituição total é possível se:

• O edifício tiver baixa necessidade de aquecimento (< 50 kWh/m².ano)
• Existir sistema multi‑split para todas as divisões relevantes
• A água quente sanitária for assegurada por termoacumulador de bomba de calor ou outro sistema dedicado

Funcionamento bivalente é muitas vezes mais sensato se:

• Se tratar de edifício antigo com elevada necessidade de aquecimento
• Apenas parte das divisões for climatizada
• A água quente continuar a ser produzida pelo sistema existente

Informações de fundo

8.1 Funcionamento de uma bomba de calor ar‑ar

Princípio de aquecimento (simplificado):

1. A unidade exterior extrai calor do ar exterior (mesmo com temperaturas negativas)
2. O refrigerante evapora e absorve calor
3. O compressor comprime o gás (a temperatura aumenta)
4. A unidade interior transfere o calor para o ar da divisão
5. O refrigerante condensa e o ciclo recomeça

Princípio de arrefecimento: O processo inverte‑se: a unidade interior retira calor ao ar interior e a unidade exterior dissipa‑o para o exterior.

8.2 Valores COP típicos em diferentes temperaturas

8.3 Tipos de unidades interiores em detalhe

Unidade mural (a mais comum):

• Montagem: Na parede, tipicamente a 2,2 m de altura
• Distribuição de ar: Para baixo e lateralmente
• Vantagens: Instalação simples, custo reduzido
• Desvantagens: Visível, possível sensação de corrente de ar

Unidade tipo console:

• Montagem: Ao nível do pavimento, sob janelas
• Distribuição de ar: Para cima
• Vantagens: O ar quente sobe naturalmente, ideal sob vãos envidraçados
• Desvantagens: Ocupa espaço ao nível do chão

Unidade cassete:

• Montagem: Em teto falso
• Distribuição de ar: 360° para baixo
• Vantagens: Discreta, distribuição uniforme
• Desvantagens: Requer altura de teto e teto falso, custo superior

Unidade de conduta:

• Montagem: Em teto falso ou sótão
• Distribuição de ar: Através de condutas e grelhas
• Vantagens: Completamente invisível
• Desvantagens: Instalação complexa, perdas de carga em condutas

8.4 Refrigerantes e ambiente

Refrigerantes atuais:

GWP (Global Warming Potential): O GWP indica o contributo de um gás para o efeito de estufa (CO2 = 1).

8.5 Normas, regulamentos e enquadramento em Portugal

• EN 14825:2022: Cálculo de SCOP/SEER para equipamentos de climatização
• EN 14511:2022: Medição de potência em condições nominais
• EN ISO 6946: Cálculo de coeficientes de transmissão térmica (valores‑U), aplicada em Portugal através do SCE
• Decreto‑Lei n.º 101‑D/2020 e Portaria n.º 138‑I/2021: Requisitos de desempenho energético dos edifícios e certificação energética em Portugal
• Sistema de Certificação Energética (SCE): Certificados energéticos obrigatórios para edifícios novos, grandes renovações e transações imobiliárias
• Regulamento Geral do Ruído (DL n.º 9/2007): Limites de ruído para unidades exteriores
• Regulamento (UE) 517/2014 (F‑Gases): Regras sobre refrigerantes fluorados

9. Ligações úteis

• Simulador de bombas de calor ar‑ar
• Simulador de carga de aquecimento
• Simulador solar
• PVGIS – dados climáticos e solares

Última atualização: janeiro de 2026