Quina és la funció de la bomba de calor de la font d'aire?
Una bomba de calor de font d'aire (ASHP) és un tipus de sistema de calefacció i refrigeració que utilitza els principis de la termodinàmica per transferir calor de l'aire exterior per proporcionar calefacció o refrigeració als espais interiors. Aprofitant de manera eficient l'aire ambiental com a font de calor o embornal, ASHP ofereix una alternativa energèticament eficient i respectuosa amb el medi ambient als sistemes tradicionals de calefacció i refrigeració.
La funció principal d'un ASHP és extreure la calor de l'aire exterior durant la temporada de calefacció i transferir-la a l'interior. Això ho aconsegueix mitjançant un procés que implica quatre components principals: l'evaporador, el compressor, el condensador i la vàlvula d'expansió.
El primer pas en el funcionament d'un ASHP és l'absorció de calor de l'aire exterior. La unitat externa de la bomba de calor, coneguda com l'evaporador, consisteix en una serpentina que conté un refrigerant. El refrigerant de baixa temperatura absorbeix l'energia tèrmica de l'aire ambient, la qual cosa fa que s'evapori en un gas.
El següent component, el compressor, juga un paper fonamental augmentant la pressió i la temperatura del gas refrigerant. Comprimeix el gas refrigerant de baixa pressió en un estat d'alta pressió, augmentant significativament la seva energia tèrmica. Aquest procés facilita la transferència de calor a una temperatura més alta, la qual cosa la fa apta per als requisits de calefacció interior.
Aleshores, el refrigerant escalfat passa per un canvi de fase a través del condensador. A la unitat interior de la bomba de calor, la bobina del condensador allibera calor a l'ambient interior, que escalfa l'aire que circula pel sistema. A mesura que el refrigerant allibera la seva calor, torna a condensar-se en estat líquid.
Després d'alliberar calor, s'ha de reduir la pressió del refrigerant per repetir el cicle. Aquí és on entra en joc la vàlvula d'expansió. En crear una caiguda de pressió, la vàlvula d'expansió permet que el refrigerant s'expandeixi i es refredi, tornant a passar a un estat de baixa pressió i baixa temperatura. A continuació, el refrigerant es dirigeix de nou a l'evaporador per repetir el procés d'absorció de calor.
El procés d'escalfament descrit anteriorment es pot invertir per proporcionar refrigeració durant la calor. Mitjançant l'ús d'una vàlvula inversora, els ASHP poden canviar la direcció del flux de refrigerant. En mode de refrigeració, la unitat interior actua com a evaporador, extreu calor dels espais interiors, i la unitat exterior funciona com a condensador, alliberant calor a l'aire circumdant.
La funció general d'un ASHP no es limita als processos termodinàmics dins dels components del sistema. Aquests sistemes també depenen d'una font d'alimentació elèctrica per fer funcionar diversos components com ara ventiladors, bombes i vàlvules. A més, requereixen sistemes de control i sensors per supervisar i regular les operacions del sistema, garantint un rendiment i eficiència òptims.
Bomba de calor de font d'aire ofereixen diversos avantatges i funcions que els converteixen en una opció atractiva per a les necessitats de calefacció i refrigeració:
Eficiència energètica: una de les funcions principals de l'ASHP és la seva alta eficiència energètica. Utilitzen processos de transferència de calor per moure la calor d'un lloc a un altre en lloc de generar calor directament. Això pot comportar un estalvi energètic important en comparació amb els sistemes de calefacció convencionals, com ara escalfadors de resistència elèctrica o calderes de gasoil. Segons el Departament d'Energia dels EUA, ASHP pot ser de dues a tres vegades més eficient que els sistemes de calefacció per resistència elèctrica.
Estalvi de costos: a causa de la seva eficiència energètica, ASHP pot comportar un menor consum d'energia i una reducció dels costos operatius. Tot i que els costos inicials d'instal·lació poden ser més elevats en comparació amb els sistemes de calefacció tradicionals, els estalvis a llarg termini poden compensar aquestes despeses. Amb el pas del temps, la disminució del consum d'energia pot comportar un estalvi substancial de costos.
Beneficis ambientals: els ASHP tenen un impacte ambiental reduït en comparació amb els sistemes que depenen de combustibles fòssils per a la calefacció i la refrigeració. Produeixen menys emissions de gasos d'efecte hivernacle perquè la font principal d'aprofitament d'energia és l'electricitat. Tanmateix, és fonamental tenir en compte l'origen de l'electricitat, ja que l'impacte ambiental pot variar segons si prové de fonts renovables o no renovables.
Versatilitat: la bomba de calor de font d'aire és versàtil i es pot utilitzar en diverses aplicacions i configuracions. Són adequats per a habitatges residencials, edificis comercials i espais industrials. Els ASHP tenen diferents mides i configuracions per adaptar-se a diversos requisits de calefacció i refrigeració, fent-los adaptables a una àmplia gamma d'instal·lacions.
Calefacció suplementària: ASHP també es pot utilitzar com a sistemes de calefacció suplementaris juntament amb sistemes de calefacció existents. A les zones amb climes extremadament freds, on l'ASHP pot perdre eficiència, es poden combinar amb altres fonts de calefacció per garantir una calor constant.
Confort durant tot l'any: com que ASHP ofereix capacitats de calefacció i refrigeració, ofereixen comoditat i control de temperatura durant tot l'any. Amb un únic sistema, els usuaris poden canviar còmodament entre els modes de calefacció i refrigeració per mantenir unes condicions interiors òptimes durant tot l'any.
Reducció de soroll: els ASHP solen generar menys soroll que els sistemes tradicionals de calefacció i refrigeració, com ara aparells d'aire condicionat de finestres o forns d'aire forçat. La unitat interior funciona en silenci, permetent un ambient tranquil i còmode.
És important tenir en compte que el rendiment i l'eficiència reals d'un ASHP poden estar influenciats per diversos factors, com ara la temperatura exterior, l'aïllament de l'edifici i el sistema de distribució utilitzat per transferir la calor als espais interiors. La instal·lació professional per part de tècnics qualificats és crucial per a la correcta dimensionament, configuració i optimització del sistema.
En conclusió, la funció principal d'una bomba de calor de font d'aire és extreure calor de l'aire exterior i transferir-la a l'interior durant la temporada de calefacció, proporcionant una solució de calefacció eficient energèticament i ecològic. A més, ASHP pot revertir el seu funcionament per proporcionar refrigeració durant el clima calorós. Amb la seva eficiència energètica, estalvi de costos, beneficis ambientals, versatilitat i comoditat durant tot l'any, bomba de calor d'aire han guanyat popularitat com a alternativa viable als sistemes tradicionals de calefacció i refrigeració en diverses aplicacions.