Tipos de bombas de calor e a dupla perfeita com sistemas solares

Introdução: A bomba de calor certa para cada situação

Cada edifício é diferente e exige um sistema de aquecimento bem pensado. As bombas de calor não existem apenas num único formato – há vários tipos para diferentes aplicações.

Os três tipos de bomba de calor mais comuns:

Bomba de calor ar‑água
Bomba de calor solo‑água (geotermia)
Bomba de calor ar‑ar

A designação indica sempre:

Primeira palavra: fonte de calor (de onde vem a energia térmica?)
Segunda palavra: fluido de distribuição (como é distribuído o calor no edifício?)

Em Portugal, o dimensionamento e a avaliação de desempenho das bombas de calor devem respeitar o REH – Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação e o RECS – Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços, aprovados pelo Decreto‑Lei n.º 101‑D/2020, bem como as normas europeias harmonizadas (por exemplo EN 14825 para desempenho sazonal e EN 14511 para condições de ensaio).

Bomba de calor ar‑água

É atualmente a variante mais utilizada em Portugal para moradias unifamiliares e pequenas habitações coletivas. Retira calor ao ar exterior e transfere‑o para a água do sistema de aquecimento.

Princípio de funcionamento

Ar exterior (fonte de calor)
    │
    ▼ Ventilador aspira o ar
    │
Evaporador (captação de calor)
    │
    ▼ Circuito de fluido frigorigéneo
    │
Condensador (cedência de calor)
    │
    ▼
Água de aquecimento → piso radiante / radiadores

Constituição

Unidade exterior: evaporador com ventilador
Unidade interior: compressor, condensador, comando/regulação
Sistema split: unidade interior e exterior separadas (muito comum)
Monobloco: todos os componentes num único equipamento (mais compacto)

Vantagens

A bomba de calor ar‑água destaca‑se sobretudo pela instalação simples:

Vantagem	Explicação
Instalação mais económica	Não exige furações profundas nem escavações extensas
Aplicável quase em todo o lado	Não requer características especiais do terreno
Montagem rápida	Instalação em poucos dias
Adequada para reabilitação	Pode substituir caldeiras existentes em edifícios em uso

Desvantagens

A utilização do ar exterior também traz alguns inconvenientes:

Desvantagem	Explicação
Eficiência com frio	Menor eficiência em temperaturas exteriores muito baixas
Ruído	A unidade exterior pode ser audível; é importante o correto posicionamento
Impacto visual	A unidade exterior fica visível na fachada ou no jardim
Potência variável	Depende fortemente da temperatura exterior

Quando faz sentido?

Solução padrão para a maioria das moradias unifamiliares
Quando não é viável fazer trabalhos de escavação ou furações profundas
Em projetos com orçamento de instalação limitado
Para substituição de sistemas existentes em edifícios já construídos

Nota regulamentar (Portugal):
Para integração em projetos novos ou reabilitações relevantes, o sistema deve cumprir os requisitos de eficiência do SCE – Sistema de Certificação Energética dos Edifícios e contribuir para atingir a classe energética prevista no certificado energético. O cálculo das necessidades de aquecimento segue metodologias nacionais baseadas nas normas EN (por exemplo, cálculo de cargas térmicas segundo EN 12831, transposta em metodologias do SCE).

Bomba de calor solo‑água (geotermia)

Este tipo de bomba de calor utiliza a temperatura praticamente constante do solo como fonte de calor. É também conhecido como bomba de calor geotérmica.

O que é a “salmoura” (sole)?

Salmoura (sole) = água + anticongelante

Esta mistura circula em tubagens enterradas no solo e transporta o calor até à bomba de calor.

Duas variantes principais

Coletores horizontais

Tubagens colocadas horizontalmente a pouca profundidade (cerca de 1–1,5 m)
Necessitam de uma área de terreno relativamente grande
Regra prática: 1 m² de coletor ≈ 25 W de potência térmica

A área de coletor necessária depende da potência de aquecimento pretendida:

Potência de aquecimento	Área necessária
5 kW	~200 m²
8 kW	~320 m²
10 kW	~400 m²

Sondas verticais

Perfurações verticais profundas (tipicamente 40–150 m)
Menor necessidade de área à superfície
Temperatura mais estável em profundidade
Regra prática: 1 metro de profundidade ≈ 40–80 W de potência

A profundidade total de furação varia consoante o tipo de solo e a potência desejada:

Potência de aquecimento	Profundidade de furação
5 kW	60–125 m
8 kW	100–200 m
10 kW	125–250 m

Em Portugal, perfurações geotérmicas verticais podem exigir licenciamento junto da APA/ARH e da autarquia, sobretudo quando interferem com aquíferos. É fundamental envolver um projetista credenciado e verificar o Plano Diretor Municipal e o regime jurídico dos recursos hídricos antes de avançar.

Vantagens

A utilização do calor constante do solo oferece vantagens importantes:

Vantagem	Explicação
Elevada eficiência	Temperatura do solo relativamente constante (~10–15 °C em grande parte do país)
Desempenho estável todo o ano	Pouco dependente da temperatura exterior
Muito silenciosa	Não necessita de ventilador exterior
Longa durabilidade	Coletores e sondas podem durar várias décadas
JAZ muito elevada	Fator de desempenho sazonal frequentemente > 4,5

Desvantagens

A alta eficiência vem acompanhada de algumas limitações:

Desvantagem	Explicação
Custos de instalação elevados	Escavações ou perfurações profundas são dispendiosas
Necessidade de licenças	Perfurações verticais exigem frequentemente autorização
Requer área de terreno	Coletores horizontais precisam de grande superfície livre
Nem sempre viável	Tipo de solo, aquíferos e acessos podem limitar a solução

Quando faz sentido?

Novas construções com terreno disponível (coletores horizontais)
Terrenos com condições geológicas adequadas para sondas verticais
Quando se pretende uma investimento de longo prazo com custos de exploração reduzidos
Quando se procura máxima eficiência energética e melhor classe no certificado energético

Bomba de calor ar‑ar

A bomba de calor ar‑ar transfere o calor diretamente através do ar – sem utilizar água de aquecimento.

Também conhecida como: aparelho de ar condicionado

Os aparelhos de ar condicionado usados em hotéis ou em climas quentes são, na realidade, bombas de calor ar‑ar. Podem:

Aquecer (transportar calor do exterior para o interior)
Arrefecer (transportar calor do interior para o exterior)

Duas variantes principais

Sistema split

Unidade exterior: funciona como evaporador/condensador consoante o modo
Unidade interior: cede ou retira calor diretamente ao ar do compartimento
Ligação através de tubagens de fluido frigorigéneo

Aquecimento por ar com recuperação de calor

Utiliza o ar de extração (ar viciado) como fonte de calor
O ar novo é aquecido pela energia recuperada
Muito utilizado em edifícios de muito baixo consumo, como edifícios quase zero energia (nZEB)

Vantagens

A bomba de calor ar‑ar é especialmente interessante em edifícios bem isolados:

Vantagem	Explicação
Função de arrefecimento	Atua como ar condicionado no verão
Resposta rápida	O aquecimento é feito diretamente no ar ambiente
Instalação económica	Não exige rede de aquecimento hidráulica
Controlo por compartimento	Cada divisão pode ser regulada individualmente

Desvantagens

Como sistema de aquecimento exclusivamente por ar, apresenta algumas limitações:

Desvantagem	Explicação
Não produz AQS	É necessário outro sistema para águas quentes sanitárias
Possível sensação de corrente de ar	O ar quente é insuflado no espaço
Pó e alergénios	A filtragem e manutenção dos filtros é essencial
Eficiência de aquecimento inferior	Em geral menos eficiente do que sistemas ar‑água para aquecimento central

Quando faz sentido?

Edifícios muito bem isolados ou nZEB com ventilação mecânica controlada
Aquecimento complementar de divisões específicas (sótãos, anexos, escritórios)
Quando se pretende também arrefecimento com o mesmo equipamento
Em reabilitações parciais onde não é viável instalar uma rede de aquecimento hidráulica

Comparação dos tipos de bomba de calor

Os três tipos de bomba de calor diferem em vários aspetos importantes:

Critério	Ar‑água	Solo‑água	Ar‑ar
JAZ típica (SCOP)	3,0–4,0	4,0–5,0	2,5–3,5
Custos de instalação	Médios	Elevados	Baixos
Custos de exploração	Médios	Baixos	Médios
Necessidade de espaço	Reduzida	Elevada	Reduzida
Produção de AQS	Sim	Sim	Não
Possibilidade de arrefecimento	(Com complemento)	(Com complemento)	Sim
Nível de ruído	Médio	Muito baixo	Médio
Licenças/autorização	Raramente	Frequentemente	Raramente

Em Portugal, a seleção do tipo de bomba de calor deve ser articulada com o projeto térmico do edifício, que segue as metodologias do SCE. O cálculo de coeficientes de transmissão térmica (valores‑U) dos elementos da envolvente baseia‑se na EN ISO 6946, aplicada através de regulamentos e guias nacionais (por exemplo, requisitos de U‑valor e espessuras mínimas de isolamento definidos no DL 101‑D/2020 e respetivas portarias).

A dupla perfeita: bomba de calor + sistema solar

Melhor do que uma tecnologia sustentável? Duas tecnologias sustentáveis a trabalhar em conjunto.

A combinação de bomba de calor com sistema solar fotovoltaico pode permitir aquecer a habitação com emissões de CO2 muito reduzidas, aproximando‑se da neutralidade carbónica, sobretudo quando se utiliza eletricidade de origem renovável.

Porque combinam tão bem?

As duas tecnologias complementam‑se de forma ideal, como se vê neste resumo:

Componente	Fornece	Necessita
Sistema fotovoltaico	Energia elétrica	Radiação solar
Bomba de calor	Calor para aquecimento e AQS	Energia elétrica

O sistema fotovoltaico produz eletricidade durante o dia – precisamente quando a bomba de calor pode operar para aquecer a água do depósito e, em muitos casos, o próprio edifício.

Funcionamento da combinação

Módulos fotovoltaicos
    │
    ▼ Energia solar (DC)
    │
Inversor ─────────────┬──► Bomba de calor
                      │
                      ├──► Consumos do agregado familiar
                      │
                      └──► Bateria (opcional)

Vantagens da combinação

A combinação dos dois sistemas traz vários benefícios:

Vantagem	Explicação
Aquecimento com baixas emissões de CO2	Utilização prioritária de eletricidade solar própria
Custos de exploração reduzidos	Menor dependência da eletricidade da rede
Maior independência energética	Redução do consumo em horas de ponta e da exposição a aumentos tarifários
Elegível para apoios	Programas públicos de incentivo à eficiência energética e renováveis
Sinergia técnica	A produção solar e o consumo da bomba de calor podem ser otimizados em conjunto

Incentivos em Portugal (situação típica recente):

Programa “Edifícios Mais Sustentáveis” (Fundo Ambiental): apoios a fundo perdido para bombas de calor, isolamento térmico e sistemas solares térmicos/fotovoltaicos em habitação própria permanente. Percentagem de apoio frequentemente entre 60–85% do investimento elegível, com tetos por medida (por exemplo, alguns milhares de euros para bombas de calor e PV), sujeito a candidaturas em fases.

Incentivos municipais: alguns municípios concedem reduções de IMI ou taxas urbanísticas para edifícios com melhor classe energética ou com integração de renováveis.

Benefícios fiscais pontuais: em determinados anos, parte do investimento em eficiência energética em habitação própria pode ser dedutível em sede de IRS, de acordo com o Orçamento do Estado em vigor.
As condições concretas variam ao longo do tempo; é essencial consultar o Fundo Ambiental e a ADENE para informação atualizada.

Desvantagens da combinação

A combinação não está isenta de desafios:

Desvantagem	Explicação
Investimento inicial elevado	É necessário adquirir e instalar dois sistemas
Produção solar no inverno	Menor produção precisamente quando as necessidades de aquecimento são maiores
Maior complexidade	Mais componentes, necessidade de um projeto integrado e de uma boa gestão de cargas

Como mitigar o problema de inverno

No inverno, a necessidade de aquecimento é elevada, mas a produção fotovoltaica é mais baixa. Possíveis soluções:

Dimensionar uma instalação fotovoltaica maior – para garantir produção suficiente mesmo em dias de inverno com sol.
Instalar um sistema de armazenamento em bateria – para guardar excedentes diurnos e utilizá‑los ao fim do dia.
Otimizar a estratégia de carga – programar a bomba de calor e a bateria para maximizar o uso de energia solar (por exemplo, aquecer o depósito de AQS nas horas de maior produção).
Utilizar a rede como apoio – o restante consumo é coberto pela rede elétrica, idealmente com um comercializador de eletricidade 100% renovável.

Dimensionamento da combinação

Regra prática para dimensionar PV com bomba de calor:

Potência fotovoltaica “normal” para a habitação + 2–3 kWp adicionais para alimentar a bomba de calor

Consoante a potência da bomba de calor, a instalação fotovoltaica deve ser dimensionada em conformidade:

Potência da bomba de calor	PV adicional recomendado
5 kW	+2 kWp
8 kW	+3 kWp
12 kW	+4–5 kWp

Exemplo de configuração

Uma moradia unifamiliar típica em Portugal poderia ser equipada da seguinte forma:

Componente	Dimensionamento
Área útil aquecida	150 m²
Bomba de calor	10 kW (ar‑água)
Sistema fotovoltaico	10 kWp (incluindo a cobertura do consumo da bomba de calor)
Bateria	10 kWh
Grau de autonomia esperado	60–70% do consumo elétrico anual

Certificação energética em Portugal:
A combinação de bomba de calor com fotovoltaico contribui significativamente para melhorar a classe energética do edifício no âmbito do SCE. O certificado energético é obrigatório em:

edifícios novos,

grandes intervenções de reabilitação,

venda ou arrendamento de imóveis.
As classes vão de A+ (mais eficiente) a F (menos eficiente), e a presença de sistemas renováveis é um fator determinante para atingir classes A ou superiores.

Conclusão

Em resumo: A escolha do tipo de bomba de calor depende de vários fatores: em situações com pouco espaço exterior ou em edifícios existentes, a bomba de calor ar‑água é geralmente a opção mais prática. Quem procura a máxima eficiência e dispõe de terreno adequado num edifício novo pode optar por uma bomba de calor solo‑água. A bomba de calor ar‑ar oferece a vantagem de também permitir arrefecimento, sendo interessante em edifícios bem isolados. A combinação com um sistema solar fotovoltaico é a dupla ideal para um aquecimento sustentável em Portugal – com eletricidade solar própria, a bomba de calor aproxima‑se de um sistema de aquecimento praticamente isento de emissões de CO2, contribuindo para melhores classes no certificado energético e para o cumprimento do quadro regulamentar nacional (DL 101‑D/2020).

Mais sobre bombas de calor

Este artigo faz parte da nossa série sobre bombas de calor. Os outros artigos:

Parte	Foco
Funcionamento	O “anti‑frigorífico”: compreender o princípio de base
Componentes	Permutadores de calor, compressor, válvula de expansão
Indicadores	COP, JAZ/SCOP e dimensionamento correto
Modos de funcionamento	Monovalente, bivalente ou híbrido?
Tipos & solar	Este artigo

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Armazenamento de energia: Fundamentos da tecnologia de baterias · Lítio vs. chumbo · Inversores híbridos · Topologias de sistemas AC/DC

Powerstations: Comparação de tecnologias · Powerstations explicadas · Análise de mercado 2025

Fontes

Wolf: Luft-Wasser-Wärmepumpe
Heizung.de: Luft-Wasser-Wärmepumpe
Viessmann: Sole-Wasser-Wärmepumpe
Heizung.de: Flächenkollektoren
Wolf: Luft-Luft-Wärmepumpe
Viessmann: Wärmepumpe + Photovoltaik
Wolf: Wärmepumpe mit Photovoltaik
ADENE – Agência para a Energia: documentação sobre o SCE e regulamentos de desempenho energético dos edifícios em Portugal
Fundo Ambiental: avisos do programa “Edifícios Mais Sustentáveis” e outros apoios à eficiência energética e energias renováveis