Guía de lectura
As bombas de calor están de moda nestes días, especialmente en Europa, onde algúns países traballan para prohibir a instalación de cociñas e caldeiras de combustibles fósiles en favor de opcións máis respectuosas co medio ambiente, incluídas as bombas de calor eficientes enerxéticamente. (Os fornos quentan o aire e distribúeno a través de tubaxes por toda a casa, mentres que as caldeiras quentan auga para proporcionar auga quente ou calefacción por vapor). Este ano, o goberno dos Estados Unidos comezou a ofrecer incentivos fiscais para a instalación de bombas de calor, que adoitan custar máis por adiantado que os fornos tradicionais. pero son moito máis eficientes a longo prazo.
No eido dos vehículos de nova enerxía, debido a que a capacidade da batería é limitada, tamén provocou que a industria recurra ás bombas de calor. Entón, quizais sexa hora de aprender rapidamente o que significan as bombas de calor e o que fan.
Cal é o tipo máis común de bomba de calor?
Dado o rumor recente, quizais che sorprenda ao saber que xa usas abomba de calor- Probablemente teñas máis dun na túa casa e máis dun no teu coche. Simplemente non lles chamas bombas de calor: usas os termos "frigorífico" ou "aire acondicionado".
De feito, estas máquinas son bombas de calor, o que significa que moven a calor dun lugar relativamente frío a un lugar relativamente quente. A calor flúe espontáneamente de quente a frío. Pero se queres transformalo de frío a quente, cómpre "bombealo". A mellor analoxía aquí é a auga, que flúe por un outeiro por si mesma, pero necesita ser bombeada cara arriba.
Cando bombeas a calor contida nalgún tipo de almacenamento frigorífico (aire, auga, etc.) ao almacenamento quente, o almacenamento frío faise máis frío e o almacenamento quente faise máis quente. En realidade, iso é o que fai a túa neveira ou aire acondicionado: move a calor desde onde non é necesaria a outro lugar e non che importa se desperdicias un pouco de calor extra.
Como facer un práctico refrigerador cunha bomba de calor?
A idea clave que produciubombas de calor veu a principios do século XIX, cando varios inventores, entre eles Jacob Perkins, decatáronse de que podían arrefriar algo deste xeito sen desperdiciar os líquidos volátiles que se evaporaban para lograr o arrefriamento. En lugar de liberar estes vapores á atmosfera, argumentaron, sería mellor recollelos, condensalos nun líquido e reutilizar ese líquido como refrixerante.
Para iso están os frigoríficos e os aires acondicionados. Evaporan os refrixerantes líquidos e usan o vapor frío para absorber a calor do interior dunha neveira ou do coche. Despois comprimen o gas, que se condensa de novo en forma líquida. Este líquido agora está máis quente que cando comezou, polo que parte da calor que contén pode fluír facilmente (posiblemente coa axuda dun ventilador) ao ambiente circundante, xa sexa ao aire libre ou noutro lugar da cociña.
Dito isto: estás moi familiarizado coas bombas de calor; É só que segues referíndose a eles como aire acondicionado e frigorífico.
Agora imos facer outro experimento mental. Se tes aire acondicionado en fiestras, incluso podes facelo como un verdadeiro experimento. Instalar ao revés. É dicir, instalar os seus controis fóra da xanela. Fai isto nun tempo fresco e seco. Que vai pasar?
Como era de esperar, sopla aire frío no seu xardín traseiro e libera calor na súa casa. Polo tanto, aínda transporta calor, facendo que a túa casa sexa máis cómoda quentándoa. Por suposto, arrefría o aire fóra, pero ese efecto faise mínimo cando estás lonxe de Windows.
Agora tes unha bomba de calor para quentar a túa casa. Quizais non sexa o mellorbomba de calor, pero funcionará. Ademais, cando chegue o verán, tamén podes botalo patas arriba e utilizalo como aire acondicionado.
Por suposto, non o fagas en realidade. Se o probas, sen dúbida fallará a primeira vez que chova e entre auga no controlador. Pola contra, podes mercarche unha bomba de calor comercial "fonte de aire" que use o mesmo principio para quentar a túa casa.
O problema, por suposto, é que o vodka é caro e axiña quedarás sen el para arrefriar o viño. Aínda que substitúas o vodka por un alcohol máis barato, pronto te queixarás do gasto.
Algúns destes dispositivos dispoñen do que se denominan válvulas inversoras, que permiten que un mesmo dispositivo realice unha dobre función: poden bombear calor desde fóra cara a dentro ou desde dentro para fóra, proporcionando tanto calor como aire acondicionado, como se describe a continuación.
Por que as bombas de calor son máis eficientes que os quentadores eléctricos?
As bombas de calor son máis eficientes que os quentadores eléctricos porque non precisan de electricidade para xerar calor. A electricidade utilizada por abomba de calorxera algo de calor, pero o máis importante é que bombea calor do exterior á túa casa. A relación entre a calor liberada na casa e a enerxía enviada ao compresor eléctrico chámase coeficiente de rendemento ou COP.
Un aquecedor eléctrico simple que proporciona toda a calor xerada polo elemento calefactor eléctrico ten un COP de 1. Por outra banda, o COP dunha bomba de calor pode ser unha orde de magnitude superior.
Non obstante, o COP dunha bomba de calor non é un valor fixo. É inversamente proporcional á diferenza de temperatura entre os dous depósitos nos que se bombea calor. Dito isto, se bombeas calor desde un depósito non demasiado frío a un edificio non moi quente, o COP será un valor elevado, o que significa que a túa bomba de calor é moi eficiente para usar electricidade. Pero se intentas bombear calor desde un depósito extremadamente frío a un edificio xa quente, o valor COP redúcese, o que significa que a eficiencia redúcese.
O resultado é o que esperas intuitivamente: o mellor é usar o máis quente que podes atopar como depósito de calor ao aire libre.
As bombas de calor de fonte de aire, que utilizan o aire exterior como depósito de calor, son a peor opción neste sentido porque o aire exterior é moi frío durante a estación de calefacción invernal. Aínda mellor son as bombas de calor terrestres (tamén coñecidas como bombas de calor xeotérmicas), porque mesmo no inverno, o chan a profundidades medias aínda está bastante quente.
Cal é a mellor fonte de calor para as bombas de calor?
O problema coa fonte terrestrebombas de caloré que precisa un xeito de acceder a este depósito de calor soterrado. Se tes espazo suficiente na túa casa, podes cavar cunetas e soterrar un montón de tubos a unha profundidade razoable, como uns poucos metros de profundidade. Despois podes facer circular un líquido (xeralmente unha mestura de auga e anticongelante) por estes tubos para absorber a calor do chan. Alternativamente, podes perforar buratos profundos no chan e instalar tubos verticalmente nestes buratos. Con todo, todo isto será caro.
Outra estratexia dispoñible para uns poucos afortunados é extraer calor dunha masa de auga próxima mergullando un tubo na auga a certa profundidade. Estes chámanse bombas de calor de fonte de auga. Algunhas bombas de calor empregan a estratexia máis inusual de extraer calor do aire que sae do edificio ou da auga quente solar.
En climas moi fríos, ten sentido instalar unha bomba de calor terrestre, se é posible. Probablemente é por iso que a maioría das bombas de calor en Suecia (que ten un dos maiores número de bombas de calor per cápita) son deste tipo. Pero incluso Suecia ten unha gran porcentaxe de bombas de calor de fonte de aire, o que desmente a afirmación común (polo menos nos Estados Unidos) de que as bombas de calor só son adecuadas para quentar fogares en climas suaves.
Polo tanto, onde queira que esteas, se podes pagar os custos iniciais máis altos, a próxima vez que teñas que decidir sobre como quentar a túa casa, considera usar unha bomba de calor en lugar dunha cociña ou caldeira tradicional.
Hora de publicación: 19-Oct-2023