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Energía · Entorno · Calor y Eficiencia

Bombas de calor y coeficiente de rendimiento

Un bomba de calor mueve calor del exterior para proporcionar calefacción. No se viola la conservación de la energía si la bomba de calor proporciona más energía de calefacción que la energía suministrada.

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Bomba de calor y coeficiente de rendimiento: vista de la simulación →

Significado y funcionamiento

El COP de calefacción es Qhot/W: el calor entregado al lado caliente dividido por el trabajo consumido. El calor entregado incluye Qcold, extraído del exterior.

A diferencia del calentamiento por resistencia, que convierte la energía eléctrica en calor, una bomba de calor transfiere calor de una temperatura baja a una temperatura alta. Este proceso de transferencia requiere trabajo externo.

Relaciones y condiciones de validez

Qhot = W + Qcold, y la COP de calefacción reversible es Th/(Th−Tc). Una mayor diferencia de temperatura produce una COP más baja bajo la misma referencia reversible.

Calcula las temperaturas en K y distingue el COP de calefacción del de refrigeración. El rendimiento real depende del refrigerante, los intercambiadores de calor, el desescarche y la calefacción auxiliar.

Qué observar en la simulación

La calefacción suma la entrada eléctrica y el calor del exterior. Un coeficiente mayor que uno conserva la energía.

El modelo estacionario aplica el factor a la parte del rendimiento reversible superior a uno. Omite desescarche, refrigerantes, intercambiadores y calefacción auxiliar.

Relaciones y símbolos clave

COPrev = Th/(Th − Tc) · COP = 1 + f(COPrev − 1) · Qhot = W + Qcold

Símbolos y unidades de las fórmulas
SímboloSignificadoUnidad
COPcalor de calefacción/trabajo consumidoAdimensional
Qhot, QcoldCalor entregado para calefacción y calor absorbido del exteriorJ

Ejemplo resuelto

Con entrada eléctrica de 500 W y calefacción de 1500 W, ¿cuánto calor viene del exterior?

1000 W · La calefacción suma la entrada eléctrica y el calor del exterior. Un coeficiente mayor que uno conserva la energía.

Errores frecuentes

  • La eficiencia de los paneles COP que es mayor que 1 no significa que producen energía con una eficiencia que excede el 100%.

Explorar este concepto con experimentos

Referencias

OpenStax · University Physics Volume 2 (inglés)