b. Suponha que, num mês frio, o aquecedor ou bomba de calor tenha de ficar ligado durante 200h, fornecendo continuamente 15 kW, e que o preço médio de energia elétrica doméstica seja
por kWh. Qual seria a economia obtida com o uso da bomba de calor em comparação com o aquecedor elétrico ao longo deste mês?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente tem um aquecedor elétrico e uma bomba de calor funcionando durante 200 horas, cada um fornecendo 15 kW continuamente. O preço da energia elétrica é de R$ 0,70 por kWh. A ideia é descobrir quanto dinheiro a gente economiza usando a bomba de calor em vez do aquecedor elétrico. Para isso, vamos precisar entender como cada um consome energia e calcular os custos.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o consumo de energia do aquecedor elétrico. Como ele fornece 15 kW continuamente por 200 horas, o total de energia consumida é:
Passo 3
Agora, vamos calcular o custo desse consumo. Sabemos que a energia custa R$ 0,70 por kWh, então:
Passo 4
A bomba de calor é mais eficiente que o aquecedor elétrico porque ela não transforma toda a energia elétrica em calor, mas sim usa energia para transferir calor do ambiente. Isso é medido pelo Coeficiente de Desempenho (COP). Vamos supor que o COP da bomba de calor seja 3, ou seja, para cada kW de energia elétrica, ela fornece 3 kW de calor.
Passo 5
Com o COP de 3, para fornecer os mesmos 15 kW de calor, a bomba de calor consome:
Passo 6
Agora, calculamos o consumo total da bomba de calor em 200 horas:
Passo 7
E o custo dessa energia é:
Passo 8
Finalmente, a economia obtida ao usar a bomba de calor em vez do aquecedor elétrico é a diferença entre os dois custos:
Resposta
A economia obtida com o uso da bomba de calor em comparação com o aquecedor elétrico ao longo deste mês seria de R$ 1.400,00.