Ejercicio 3 - Opción A · Tecnología e Ingeniería II PAU Valencia Extraordinaria 2025

EJERCICIO 3. OPCIÓN A

En un invernadero se está analizando la instalación de una bomba de calor para un sistema de calefacción. En el balance energético, realizado en una franja temporal, se recibe el calor procedente del sol $Q_{\text{sol}} = 1000\text{ W}$. Las pérdidas de calor producidas son las debidas a la ventilación ($Q_{\text{ven}} = 2000\text{ W}$), la cubierta ($Q_{\text{cov}} = 1500\text{ W}$) y el suelo ($Q_{\text{suelo}} = 900\text{ W}$). Con el calor aportado por la bomba de calor ($Q_t$) se quiere mantener la temperatura a $25\text{ }^\circ\text{C}$, siendo la temperatura del exterior $T_{\text{ext}} = 10\text{ }^\circ\text{C}$. Teniendo en cuenta:

$$Q_{\text{sol}} + Q_t = Q_{\text{ven}} + Q_{\text{cov}} + Q_{\text{suelo}}$$

$$\text{COP (eficiencia)} = \frac{T_{\text{interior}}}{T_{\text{interior}} - T_{\text{exterior}}}$$

$$T(\text{kelvin}) = T(^\circ\text{C}) + 273.15$$

Se pide:

a)

Calcula el coeficiente de rendimiento (COP) o eficiencia de la bomba de calor, considerando la bomba de calor ideal (siguiendo el ciclo de Carnot). Calcula la potencia eléctrica necesaria a partir del balance energético. [0,50 puntos]

b)

Si partimos de una máquina más realista con una eficiencia o $\text{COP} = 3$, ¿cuánta potencia eléctrica sería necesaria? Valora las diferencias entre la calculada en este apartado y la obtenida en el apartado anterior. [1,00 punto]

c)

Calcula el calor extraído del ambiente exterior por la bomba de calor considerando la máquina del apartado b y las condiciones ambientales del enunciado. [1,00 punto]