Consumo de Aquecedor Elétrico versus Ar Condicionado Reverso | Harpyja

Depois de instalarmos o ar condicionado e trazer os detalhes da instalação, a ideia era avaliar o produto, mas desde então só fica cada vez mais frio em Curitiba, então demos uma explorada no sistema de aquecimento do produto e aproveitamos para comparar o consumo com um aquecedor elétrico que também gera movimento de ar, o típico termoventilador.

Já avaliamos algumas marcas diferentes de termoventiladores e a eficiência desses produtos muda muito pouco de um modelo para outro, então podemos considerar nos testes um termoventilador genérico de 1500W de potência.

Por sinal, quando se trata de aquecimento através de resistência elétrica, onde se transforma energia elétrica 100% em calor, não tem muito o que fazer para se ter mais eficiência. Mudando de um aquecedor muda basicamente a velocidade e como é propagado o calor. Mas se tratando de consumo, para aquecer um ambiente até uma certa temperatura, o gasto para atingir isso vai mudar pouco de produto para produto, mesmo quando usando um aquecedor halógeno ou um aquecedor cerâmico.

Aquecimento do Ar Condicionado

Por outro lado, quando se trata de ar condicionado, o processo de troca de energia é outro. Não se está usando a energia elétrica para aquecer uma resistência, e sim usando um motor para realizar a compressão e expansão de um gás. O que gera o aquecimento é a reação química desse gás quando muda de estado (de líquido para gasoso e vice versa) absorvendo e liberando calor no processo. É por isso que é necessário deixar parte do ar condicionado fora da sala onde ele trabalha, pois parte dele esquenta e parte dele esfria. Se deixasse o produto inteiro em uma sala o ar condicionado não aqueceria nada, pois um lado iria esquentar e o outro iria esfriar e o ambiente em si acabaria ficando praticamente na mesma temperatura. 

Por sinal, esse processo químico que permite do ar condicionado poder esquentar ou esfriar usando o mesmo produto. Quando o fluxo no sistema é invertido o lado que esquenta esfria e o lado que esfria, esquenta

A grande vantagem do processo de compressão e expansão do gás é que essa reação acaba roubando energia do ambiente, e com isso sendo mais eficiente que o processo de aquecimento por resistência. 

Ar Condicionado Utilizado

Diferente do processo por resistência, onde basicamente toda a energia se transforma em calor, os condicionadores de ar podem trabalhar com gases diferentes, podem possuir inversores de frequência para melhorar o controle do fluxo do gás, podem ter dutos longos entre as máquinas, tendo perda no caminho, e etc. Ou seja, tem várias variáveis que afetam a eficiência sendo máquinas ou casas diferentes. Sendo assim, é necessário descrevermos a máquina usada no teste.

Quando se tratando de ar condicionado, diferente do aquecedor, há muitos fatores que influenciam no desempenho do produto. Tipo de gás pode variar de produto para produto, o controle do motor pode ser mais preciso usando inversor de frequência (inverter), perda de calor no trajeto entre condensadora e evaporadora, etc. Ou seja, o experimento aqui não se aplica exatamente para qualquer ar condicionado. Vão haver variações de acordo com as máquinas usadas. Sendo assim, é necessário descrevermos a máquina do teste.

O ar condicionado  usado foi o Midea AirStill. com 12000BTU, inversor de frequência e gás R-32, atualmente o gás mais eficiente no mercado (outros gases: R-22 e R-410A).

Ainda não realizamos uma avaliação completa deste Midea, mas o produto possui os principais requisitos para ser altamente eficiente. Resumindo, estamos comparando um ar condicionado eficiente com termoventiladores genéricos.

Os Experimentos

Os testes consistiram em aquecer e manter aquecida uma sala durante uma noite toda. A sala possui 35m²  e foram distribuídos sensores por todos os lados da sala em posições e alturas diferentes. Abaixo está a distribuição dos termopares (sensores de temperatura).

A saída do ar condicionado está a 2,3 metros de altura. Em alguns testes o vento foi direcionado para baixo e em algumas foi direcionado na horizontal. O termoventilador ficou mais baixo, perto de 1,15 metros de altura , mas foi colocado na mesma localização da sala que o ar condicionado. 

Deixamos o aquecedor elétrico em uma posição que fosse plausível de alguém usar, mas ao mesmo tempo que não se distanciasse da posicão do ar condicionado para assim minimizar as variações. 

A temperatura externa durante as noites de teste ficou em torno de 13°C a 16.5°C. No teste com o termoventilador a temperatura acabou ficando um pouco mais alta, então nos testes o termoventilador teve uma vantagem. O gráfico abaixo mostra a temperatura externa do termoventilador e de um dos testes nas primeiras três horas do teste. Durante as primeiras horas da noite a temperatura externa cai alguns graus. 

Consumo do Termoventilador

Como esperado o aquecedor elétrico funcionou na potência máxima durante a noite toda, terminando às 10 horas com um consumo de 13,45kWh! Apesar do produto ser declarado com 1500W, esses produtos acabam sendo um pouco mais fracos. A potência não muda nada durante a noite inteira.

Apesar de pequeno, o termoventilador conseguiu esquentar a sala consideravelmente e teve também uma boa distribuição do calor. Houve uma variação considerável entre o sensor mais alto e os mais baixos, mas isso é algo normal devido ao ar quente subir. No gráfico abaixo estão as curvas de temperatura durante o teste. O sensor com temperatura muito alta é aquele que ficou praticamente na frente do sensor, pois o termoventilador ficou em um dos cantos, próximo da altura do sensor. 

Consumo do Ar Condicionado

Nos testes com o ar condicionado foi possível explorar mais, pois o produto consegue aquecer muito mais do que os 24°C que o termoventilador entregou na potência máxima. 

Fizemos alguns experimentos e depois das 10 horas programado na temperatura de 24°C este ar condicionado teve um consumo de 6,2kWh. É menos da metade do consumo do do aquecedor elétrico!

Exploramos também aumentar a temperatura de referência. Em um teste onde a temperatura média ficou em torno de 28°C o produto consumiu perto de 9,4 kWh. e trabalhou grande parte da noite abaixo de ¾ da potência máxima. Ou seja, este ar condicionado ainda tem uma folga grande para aquecer mais o ambiente, ou manter ele aquecido lidando com temperaturas muito mais baixas.

Abaixo está um gráfico das temperaturas durante a noite usando o ar condicionado para atingir 28°C. 

E Quanto esses Consumos Impactam no seu Bolso?

Tudo varia de acordo com a cidade onde você se encontra. A energia é paga por quilowatt-hora (kWh) consumido. Supondo que estamos em uma cidade onde o custo do kWh é R$0,80 o gasto que tivemos com o termoventilador rodando por 10 horas foi de R$10,72!

O ar condicionado gastou somente 6,2kWh, o que resultaria em um aumento de R$4,96 na conta de luz. 

Mesmo deixando a sala em um temperatura absurdamente alta o gasto durante a noite de uso foi de R$7,52 reais, cerca de 37% mais barato que o gasto do termoventilador que entregou a sala 4° mais baixa.

Os testes foram feitos por longos períodos de tempo de funcionamento e com temperaturas relativamente altas para serem usadas no inverno, mas era para realmente deixar clara a diferença entre os produtos em termos de consumo e custo. Usando esses produtos com moderação os valores na conta de luz podem cair consideravelmente. 

Assim mesmo, seguindo nessa linha se utilizassemos os produtos nas condições do teste 50 vezes durante o ano, a diferença de gasto do ar condicionado para o termoventilador chegaria em R$288! É impressionante pensar que a economia gerada poderia comprar quase 3 aquecedores. 

Claro que os custos dos produtos são incomparáveis, assim como o que cada um proporciona. Assim mesmo, se o propósito é esquentar um quarto, essa é a real diferença no teu bolso usando cada um. 

E você o que acha disso tudo?