En l'àmbit de les tecnologies de calefacció i refrigeració, les bombes de calor han sorgit com una solució altament eficient i respectuosa amb el medi ambient. S'utilitzen àmpliament en entorns residencials, comercials i industrials per proporcionar funcions de calefacció i refrigeració. Per entendre realment el valor i el funcionament de les bombes de calor, és essencial aprofundir en els seus principis de funcionament i el concepte de coeficient de rendiment (COP).
Els principis de funcionament de les bombes de calor
Concepte bàsic
Una bomba de calor és essencialment un dispositiu que transfereix calor d'un lloc a un altre. A diferència dels sistemes de calefacció tradicionals que generen calor mitjançant la combustió o la resistència elèctrica, les bombes de calor mouen la calor existent d'una zona més fresca a una de més càlida. Aquest procés és similar al funcionament d'una nevera, però a l'inrevés. Una nevera extreu calor del seu interior i l'allibera a l'entorn circumdant, mentre que una bomba de calor extreu calor de l'entorn exterior i l'allibera a l'interior.
El cicle de refrigeració
El funcionament d'una bomba de calor es basa en el cicle de refrigeració, que implica quatre components principals: l'evaporador, el compressor, el condensador i la vàlvula d'expansió. Aquí teniu una explicació pas a pas de com funcionen junts aquests components:
- EvaporadorEl procés comença amb l'evaporador, que es troba en un ambient més fresc (per exemple, fora de la casa). El refrigerant, una substància amb un punt d'ebullició baix, absorbeix calor de l'aire o del terra circumdant. A mesura que absorbeix calor, el refrigerant canvia de líquid a gas. Aquest canvi de fase és crucial perquè permet que el refrigerant transporti una quantitat significativa de calor.
- CompressorEl refrigerant gasós es mou llavors cap al compressor. El compressor augmenta la pressió i la temperatura del refrigerant comprimint-lo. Aquest pas és essencial perquè eleva la temperatura del refrigerant a un nivell superior a la temperatura interior desitjada. El refrigerant d'alta pressió i alta temperatura ja està llest per alliberar la seva calor.
- CondensadorEl següent pas implica el condensador, que es troba en l'ambient més càlid (per exemple, dins de la casa). Aquí, el refrigerant calent i a alta pressió allibera la seva calor a l'aire o a l'aigua circumdant. A mesura que el refrigerant allibera calor, es refreda i torna a passar de gas a líquid. Aquest canvi de fase allibera una gran quantitat de calor, que s'utilitza per escalfar l'espai interior.
- vàlvula d'expansióFinalment, el refrigerant líquid passa a través de la vàlvula d'expansió, que redueix la seva pressió i temperatura. Aquest pas prepara el refrigerant per absorbir calor de nou a l'evaporador i el cicle es repeteix.
El coeficient de rendiment (COP)
Definició
El coeficient de rendiment (COP) és una mesura de l'eficiència d'una bomba de calor. Es defineix com la relació entre la quantitat de calor subministrada (o eliminada) i la quantitat d'energia elèctrica consumida. En termes més senzills, ens indica quanta calor pot produir una bomba de calor per cada unitat d'electricitat que utilitza.
Matemàticament, el COP s'expressa com:
COP=Energia elèctrica consumida (W)Calor subministrada (Q)
Quan una bomba de calor té un COP (coeficient de rendiment) de 5,0, pot reduir significativament les factures d'electricitat en comparació amb la calefacció elèctrica tradicional. Aquí teniu una anàlisi i un càlcul detallats:
Comparació d'eficiència energètica
La calefacció elèctrica tradicional té un COP d'1,0, és a dir, que produeix 1 unitat de calor per cada 1 kWh d'electricitat consumida. En canvi, una bomba de calor amb un COP de 5,0 produeix 5 unitats de calor per cada 1 kWh d'electricitat consumida, cosa que la fa molt més eficient que la calefacció elèctrica tradicional.
Càlcul de l'estalvi en el cost de l'electricitat
Suposant la necessitat de produir 100 unitats de calor:
- Calefacció elèctrica tradicional: Requereix 100 kWh d'electricitat.
- Bomba de calor amb un COP de 5.0Només requereix 20 kWh d'electricitat (100 unitats de calor ÷ 5,0).
Si el preu de l'electricitat és de 0,5 € per kWh:
- Calefacció elèctrica tradicionalEl cost de l'electricitat és de 50 € (100 kWh × 0,5 €/kWh).
- Bomba de calor amb un COP de 5.0El cost de l'electricitat és de 10 € (20 kWh × 0,5 €/kWh).
Ràtio d'estalvi
La bomba de calor pot estalviar un 80% en les factures d'electricitat en comparació amb la calefacció elèctrica tradicional ((50 - 10) ÷ 50 = 80%).
Exemple pràctic
En aplicacions pràctiques, com ara el subministrament d'aigua calenta sanitària, suposem que cal escalfar 200 litres d'aigua de 15 °C a 55 °C diàriament:
- Calefacció elèctrica tradicionalConsumeix aproximadament 38,77 kWh d'electricitat (suposant una eficiència tèrmica del 90%).
- Bomba de calor amb un COP de 5.0Consumeix aproximadament 7,75 kWh d'electricitat (38,77 kWh ÷ 5,0).
A un preu d'electricitat de 0,5 € per kWh:
- Calefacció elèctrica tradicionalEl cost diari de l'electricitat és d'uns 19,39 € (38,77 kWh × 0,5 €/kWh).
- Bomba de calor amb un COP de 5.0El cost diari de l'electricitat és d'uns 3,88 € (7,75 kWh × 0,5 €/kWh).
Estalvi estimat per a llars mitjanes: bombes de calor vs. calefacció de gas natural
Segons estimacions de tot el sector i les tendències dels preus de l'energia a Europa:
| Ítem | Calefacció de gas natural | Calefacció amb bomba de calor | Diferència anual estimada |
| Cost energètic anual mitjà | 1.200 €–1.500 € | 600 €–900 € | Estalvi aproximat d'entre 300 i 900 € |
| Emissions de CO₂ (tones/any) | 3–5 tones | 1–2 tones | Reducció d'aproximadament 2–3 tones |
Nota:L'estalvi real varia en funció dels preus nacionals de l'electricitat i el gas, la qualitat de l'aïllament dels edificis i l'eficiència de la bomba de calor. Països com Alemanya, França i Itàlia solen mostrar un estalvi més gran, sobretot quan hi ha subvencions governamentals disponibles.
Bomba de calor Hien R290 EocForce Sèrie 6-16kW: Bomba de calor aire-aigua monobloc
Característiques principals:
Funcionalitat tot en un: funcions de calefacció, refrigeració i aigua calenta sanitària
Opcions de voltatge flexibles: 220–240 V o 380–420 V
Disseny compacte: unitats compactes de 6–16 kW
Refrigerant ecològic: refrigerant verd R290
Funcionament silenciós: 40,5 dB(A) a 1 m
Eficiència energètica: SCOP fins a 5,19
Rendiment a temperatures extremes: funcionament estable a –20 °C
Eficiència energètica superior: A+++
Control intel·ligent i preparat per a sistemes fotovoltaics
Funció antilegionella: Temperatura màxima de sortida de l'aigua 75ºC
Data de publicació: 10 de setembre de 2025