Guia de lectura
Les bombes de calor són tota la ràbia en aquests dies, sobretot a Europa, on alguns països treballen per prohibir la instal·lació de fogons i calderes de combustible fòssil a favor d’opcions més respectuoses amb el medi ambient, incloses les bombes de calor eficients energèticament. (Els forns escalfen l’aire i distribueixen -lo a través de canonades a tota la casa, mentre que les calderes escalfen aigua per proporcionar aigua calenta o calefacció al vapor.) Aquest any, el govern dels Estats Units va començar a oferir incentius fiscals per instal·lar bombes de calor, que solen costar més per endavant que els forns tradicionals però són molt més eficients a llarg termini.
En el camp dels nous vehicles energètics, perquè la capacitat de la bateria és limitada, també ha impulsat la indústria a recórrer a les bombes de calor. Potser és hora d’aprendre ràpidament què signifiquen les bombes de calor i què fan.
Quin és el tipus de bomba de calor més comú?
Tenint en compte el brunzit recent, us sorprendrà saber que ja utilitzeu unBomba de calor- Probablement tingueu més d’un a casa i més d’un al cotxe. Simplement no els anomeneu bombes de calor: utilitzeu els termes "nevera" o "aire condicionat".
De fet, aquestes màquines són bombes de calor, cosa que significa que mouen la calor d’un lloc relativament fred a un lloc relativament calent. La calor flueix espontàniament de calor a fred. Però si voleu convertir -lo en fred a calent, heu de "bombar". La millor analogia aquí és l’aigua, que flueix per un turó per si sol, però s’ha de bombar al turó.
Quan bombeu la calor continguda en algun tipus d’emmagatzematge en fred (aire, aigua, etc.) a l’emmagatzematge calent, l’emmagatzematge en fred fa més fred i l’emmagatzematge calent es fa més calor. En realitat és el que es tracta la nevera o el climatitzador: es mou la calor des d'on no és necessari a un altre lloc i no us importa si malgasteu una mica de calor addicional.
Com fer un refrigerador pràctic amb una bomba de calor?
La visió clau que va produirbombes de calor Va arribar a principis del segle XIX, quan diversos inventors, inclosos Jacob Perkins, es van adonar que podrien refredar alguna cosa d'aquesta manera sense malgastar els líquids volàtils que s'evaporaven per aconseguir el refredament. En lloc d’alliberar aquests vapors a l’atmosfera, van argumentar que seria millor recollir -los, condensar -los en un líquid i reutilitzar aquest líquid com a refrigerant.
Per a això serveixen els refrigeradors i els condicionadors. Evaporen refrigerants líquids i utilitzen el vapor fred per absorbir la calor des de dins d’un refrigerador o cotxe. A continuació, comprimeixen el gas, que es condensa en forma líquida. Aquest líquid ara és més calent que quan va començar, de manera que una mica de calor que manté pot (possiblement amb l’ajuda d’un ventilador) fluir cap a l’entorn que l’envolta, ja sigui a l’aire lliure o a qualsevol altre lloc de la cuina.
Dit això: Esteu molt familiaritzats amb les bombes de calor; És només que seguiu referint -los com a aire condicionat i refrigeradors.
Ara fem un altre experiment de pensament. Si teniu aire condicionat de la finestra, fins i tot ho podeu fer com a experiment real. Instal·leu cap enrere. És a dir, instal·leu els seus controls fora de la finestra. Feu -ho en temps fresc i sec. Què passarà?
Com podríeu esperar, bufa aire fred al pati del darrere i allibera calor a casa vostra. Així que encara transporta calor, fent que la vostra casa sigui més còmoda escalfant -la. Per descomptat, es refreda l’aire fora, però aquest efecte es fa mínim un cop esteu lluny de les finestres.
Ara teniu una bomba de calor per escalfar la vostra llar. Potser no és el millorBomba de calor, però funcionarà. A més, quan arriba l’estiu, també podeu convertir -lo cap per avall i utilitzar -lo com a aire condicionat.
Per descomptat, no ho feu realment. Si ho proveu, sens dubte fallarà la primera vegada que plou i l’aigua entra al controlador. En lloc d'això, podeu comprar -vos una bomba de calor "font d'aire" comercial que utilitza el mateix principi per escalfar la vostra llar.
El problema, per descomptat, és que el vodka és car i us en sortireu ràpidament per refredar el vi. Fins i tot si substituïu el vodka per un alcohol més barat, aviat us queixareu de la despesa.
Alguns d’aquests dispositius tenen el que s’anomenen vàlvules d’inversió, que permeten al mateix dispositiu realitzar un paper doble: poden bombar calor des de fora o des de dins, proporcionant tant calor com aire condicionat, tal com es descriu a continuació.
Per què les bombes de calor són més eficients que els escalfadors elèctrics?
Les bombes de calor són més eficients que els escalfadors elèctrics perquè no requereixen electricitat per generar calor. L'electricitat utilitzada per unBomba de calorGenera una mica de calor, però el que és més important és la calor des de fora a casa. La relació de la calor alliberada a la llar amb l’energia enviada al compressor elèctric s’anomena coeficient de rendiment o COP.
Un simple escalfador d’espai elèctric que proporciona tota la calor generada per l’element de calefacció elèctrica té un policia d’1. D'altra banda, el policia d'una bomba de calor pot ser un ordre de magnitud més elevat.
Tot i això, la policia d’una bomba de calor no és un valor fix. És inversament proporcional a la diferència de temperatura entre els dos dipòsits en què es bombeja la calor. Dit això, si bombeu calor d’un dipòsit no massa fred a un edifici no massa calent, el policia serà un gran valor, cosa que significa que la vostra bomba de calor és molt eficient a l’hora d’utilitzar electricitat. Però si intenteu bombar calor d’un dipòsit extremadament fred en un edifici ja càlid, el valor de la COP es redueix, cosa que significa que l’eficiència pateix.
El resultat és el que espereu intuïtivament: el millor és utilitzar el més càlid que podeu trobar com a dipòsit de calor a l’aire lliure.
Les bombes de calor de la font d’aire, que utilitzen l’aire exterior com a dipòsit de calor, són la pitjor opció en aquest sentit perquè l’aire exterior fa molt fred durant la temporada de calefacció a l’hivern. Encara són millors les bombes de calor de la font mòlta (també conegudes com a bombes de calor geotèrmiques), perquè fins i tot a l’hivern, el terra a profunditats mitjanes encara és força càlida.
Quina és la millor font de calor per a les bombes de calor?
El problema amb la font de terrabombes de calorés que necessiteu una manera d’accedir a aquest dipòsit de calor enterrat. Si teniu prou espai al voltant de casa, podeu excavar fosses i enterrar un munt de canonades a una profunditat raonable, com ara uns metres de profunditat. A continuació, podeu circular un líquid (normalment una barreja d’aigua i anticongelant) a través d’aquestes canonades per absorbir la calor del terra. De forma alternativa, podeu perforar forats profunds al terra i instal·lar canonades verticalment en aquests forats. Tot això serà car, però.
Una altra estratègia disponible per a uns pocs afortunats és extreure calor d’un cos d’aigua proper en submergir una canonada a l’aigua a una certa profunditat. S’anomenen bombes de calor de la font d’aigua. Algunes bombes de calor utilitzen l'estratègia més inusual d'extreure calor de l'aire que surt de l'edifici o de l'aigua calenta solar.
En climes molt freds, té sentit instal·lar una bomba de calor de font de terra si és possible. Probablement és per això que la majoria de bombes de calor a Suècia (que té un dels majors nombre de bombes de calor per càpita) són d’aquest tipus. Però fins i tot Suècia té un gran percentatge de bombes de calor de font d’aire, cosa que impedeix la reclamació comuna (almenys als Estats Units) que les bombes de calor només són adequades per escalfar cases en climes lleus.
Així que sigui on vulgueu, si podeu permetre’s els costos més elevats, la propera vegada que us trobeu amb una decisió sobre com escalfar la vostra llar, considereu l’ús d’una bomba de calor en lloc d’una estufa o caldera tradicional.
Hora del post: 19 d'octubre de 2013