8.5: Refrigeración y Calefacción (I)

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Mudanzas de Calor

Hasta el momento, hemos discutido sistemas en los que se quema un combustible y se produce calor y se entrega al hogar. En estos sistemas, compramos toda la energía, y (dependiendo del sistema) rechazamos o perdemos algo de calor al entorno, reduciendo la eficiencia.

Una de las formas en que podemos mejorar la eficiencia de la calefacción es hacer uso del calor que está disponible en el exterior, incluso en un día frío de invierno. En un día frío de invierno con temperatura exterior a 30ºF, el aire aún tiene más energía en comparación con el aire a 10ºF o 5ºF. El aire a cualquier temperatura por encima del cero absoluto (0ºK o -273 ºC) tendrá energía.

Cuanto mayor sea la temperatura del aire, mayor será su contenido energético. Esta energía puede ser transferida al interior.

Un dispositivo que mueve el calor de un ambiente de baja temperatura a un ambiente de alta temperatura se llama un motor de calor.

En circunstancias naturales, el calor solo fluye de altas temperaturas a bajas temperaturas. Para mover el calor de un ambiente de baja temperatura a un ambiente de alta temperatura, es necesario trabajar (o más bien se necesita gastar energía), como se muestra en la Figura 8.2.1.

Diagrama del motor de calor que muestra cómo el calor bajo se mueve a calor alto.

Figura 8.2.1. Mudanza de calor

Bombas de Calor

Un ejemplo de un motor de calor es una bomba de calor. Una bomba de calor es un sistema de calefacción/refrigeración y también un sistema de aire forzado. El aire enfriado (y a veces humidificado o limpiado electrónicamente) generalmente se entrega a través de los mismos conductos y registros utilizados por el aire caliente.

Una bomba de calor utiliza principios de aire acondicionado para extraer calor de un lugar y entregarlo a otro, y viceversa. Además de expulsar el calor del interior, el sistema se puede revertir para calentar el hogar en el invierno. Por lo tanto, una bomba de calor es un dispositivo que mueve el calor de un ambiente de baja temperatura a un ambiente de alta temperatura con la ayuda del trabajo que se pone en.

Las bombas de calor se clasifican en función de la fuente de calor a baja temperatura:

Bomba de calor de fuente de aire o bomba de calor aire-aire. El calor se transfiere desde el aire de baja temperatura exterior al interior de alta temperatura.
Bomba de calor de fuente de tierra o bomba de calor de tierra a aire. La tierra se utiliza como disipador de calor en verano y fuente de calor en invierno; la bomba se basa en el calor relativo de la tierra para su producción de calefacción y refrigeración.
Bomba de calor de fuente de agua o bomba de calor de agua a aire. El calor se transfiere del agua a baja temperatura exterior (de un estanque o un lago) a un interior de alta temperatura.

Información Adicional

Un acondicionador de aire es un sistema de enfriamiento y también un sistema de aire forzado. Funciona con electricidad y elimina el calor del aire con principios básicos de refrigeración.