Se utiliza un dispositivo especial que se asemeja a un aire acondicionado o un refrigerador para transformar, transferir y convertir energía térmica. La bomba de calor no se utiliza para calentar, solo transmite más calor del que recibe de la red. Al usar el dispositivo, es posible bombear la energía del suelo, el aire o el agua a las comunicaciones de calefacción.
Principio de Operación y Diseño
La bomba de calor consiste en un circuito de freón con un compresor, una válvula de expansión, intercambiadores de calor (condensador, evaporador) y una tubería de cobre. Los nodos están conectados entre sí mediante accesorios y piezas automáticas.
El principio de funcionamiento de la unidad se basa en la selección de calor de bajo grado:
- agua (de +2 a +7 grados);
- aire (de -25 a +35 grados);
- suelo (de -5 a +5 grados).
En el proceso de muestreo de los recursos de calor, el medio inicial se enfría y el refrigerante del circuito interno comienza a hervir y se transforma en vapor. El gas es comprimido por el compresor y pierde drásticamente el volumen, mientras bombea temperatura y presión. La acción del freón precalentado es transferir recursos de calor a la calefacción principal. Las bombas de calor funcionan de manera cerrada, utilizando solo energía sin calentamiento directo del refrigerante.
La unidad le permite obtener 3-5 kW de calor de 1 kW de energía utilizada.
Variedades de bombas de calor.
Las bombas de calor para calentar una casa privada se clasifican según varios criterios. Dependiendo del tipo de transferencia de energía:
- Compresión: consiste en un compresor, condensador, evaporador y expansor. El equipo funciona según el principio de un ciclo de compresión y expansión del refrigerante con calentamiento adicional.
- Absorción: operar a base de absorbente y freón. El dispositivo de absorción es altamente eficiente y es una bomba de nueva generación.
Según la fuente de calor, puede recoger el dispositivo:
- aire: extrae calor de la atmósfera;
- geotérmica: toma energía del agua o del suelo;
- secundario: funciona con el calor secundario del agua o el aire.
Los dispositivos de calor secundarios pueden tomar energía de las aguas residuales.
El aparato de bomba de calor también varía en el entorno de admisión y transformación de energía, características y métodos de operación.
Sistema de agua subterránea
Los dispositivos le permiten obtener calor de las entrañas de la tierra durante todo el año. Según el tipo de contorno geotérmico, se pueden seleccionar las siguientes modificaciones:
- Horizontal: un sistema en forma de tuberías ubicadas debajo de la congelación del suelo, a una profundidad de 1.5-2 m.El régimen de temperatura durante el año alcanza + 3 ... + 15 grados, por lo que se puede obtener calor en cualquier momento.
- Vertical: el colector parece un pozo de 50-200 m de profundidad. Dentro hay sondas especiales que eliminan el calor de un gradiente de temperatura constante.
Al organizar el contorno vertical, se debe tener en cuenta la composición geológica del suelo. En el sitio donde se encuentra el contorno horizontal, no puede construir casas ni colocar azulejos.
Sistema de agua a agua
Para calentar la habitación, deberá utilizar la energía del agua subterránea con una temperatura constante de +7 y grados superiores. La tecnología proporciona el suministro de agua por una bomba centrífuga a una estación especial. La energía térmica se transfiere al anticongelante por el circuito inferior del dispositivo. Esta opción está permitida en áreas:
- sin agua subterránea o con un nivel mínimo de ocurrencia;
- con pozos en los que la marca de agua no cae;
- con mínima composición de sal y contaminación;
- equipado con un pozo de drenaje, capaz de recibir desde 2200 litros de efluente por hora.
La mejor opción para equipos de agua a agua es el área cerca de un río u otro cuerpo de agua.
Sistema agua-aire
Las bombas de calor no calientan el aire dentro de las habitaciones, sino el refrigerante en sí. Se puede usar para calentar, preparar agua caliente. El sistema tiene varias ventajas:
- instalado sin perforar el circuito externo;
- difiere en confiabilidad y durabilidad;
- efectivo en otoño y primavera.
Las desventajas de las bombas incluyen:
- reducción de COP cuando la temperatura alcanza +1.2 grados;
- El uso de marcha atrás para descongelar la unidad exterior.
Las estaciones no son el único medio para generar calor. Funcionan conjuntamente con una caldera de calefacción.
Sistema aire-aire
Los dispositivos aire-aire reciben energía térmica de las masas de aire de la calle. Exteriormente, se parecen a los aires acondicionados, pero pueden funcionar a bajas temperaturas. El aire frío se calienta en el condensador. Los beneficios de la TV incluyen:
- un precio comparable al precio de un aire acondicionado;
- instalación rápida;
- Sin riesgo de fugas de los portadores de calor.
Entre las desventajas de los sistemas:
- la capacidad de operar solo a temperaturas de hasta -20 grados;
- la necesidad de instalar una unidad especial dentro de cada habitación;
- falta de condiciones para el agua caliente.
El equipo térmico "aire-aire" se puede utilizar para calentar adicionalmente una casa de campo o una casa de campo.
Criterios de selección del sistema
Antes de comprar una bomba de calor, debe considerar:
- El costo de organizar el sistema. Para conectar el VT en Moscú, deberá colocar un contorno horizontal. Se excava un pozo (10 mil rublos / turno para alquilar una excavadora), luego se prepara el trabajo (5 mil rublos). Un pozo cuesta 1000 rublos / mp, teniendo en cuenta la instalación y el atado de la sonda. Para que el sistema funcione correctamente, necesita 350 m de circuito o 350 mil rublos.
- Consumo de energía. Un VT de 9 kW consume 2,7 kWh de electricidad, que es más barato que una caldera eléctrica similar.
- Payback La calefacción alternativa, teniendo en cuenta los costos de instalación y el consumo de electricidad, dará sus frutos después de 3 años.
- Condiciones climáticas de la región de residencia. Los TV no son efectivos en áreas con inviernos helados. No podrán recoger la cantidad correcta de calor del suelo, el aire o el agua.
- Dispositivo de alimentación. El propietario de una casa de un piso de 10x10 cuadrados debe hacer cálculos basados en: la temperatura máxima negativa (-20 grados); diferencias de temperatura en la calle y en la habitación (20 - -20 = 40); pérdida de calor de paredes (ladrillo - 13.5 kW). Se debe agregar aproximadamente el 50% al último indicador de potencia mínima.
- La capacidad del tanque de almacenamiento. Con 3 arranques de la bomba, se necesitan 30 litros de agua, con 5 arranques - 20 litros.
Al seleccionar el equipo, se tienen en cuenta el estado de la casa y las características del área donde se encuentra.
Ventajas y desventajas
Las comunicaciones de calefacción con una bomba de calor tienen varias ventajas:
- ahorro de energía: a un caudal de 1 kW / h, se obtienen 4 kW / h de calor;
- reducción en los costos de reparación del sistema;
- universalidad: adecuado para la instalación en regiones sin gasoductos, líneas eléctricas, como trabajará desde el aire, el suelo o el agua;
- Automatización completa del sistema: en caso de ausencia prolongada, el propietario puede establecer un régimen de temperatura constante de +10 grados;
- seguridad ambiental: no produce óxidos, ácidos y compuestos benzoicos;
- sin situaciones de emergencia: el refrigerante y los componentes del sistema no se calientan a temperaturas críticas;
- la capacidad de operar a temperaturas de hasta -15 grados;
- reversibilidad: las instalaciones enfrían la casa en verano, eliminan el calor de las habitaciones y lo dirigen a un entorno de reserva;
- uso a largo plazo: sin reparaciones importantes, la bomba se usa durante 25-50 años, la pieza de repuesto del compresor falla una vez cada 15-20 años.
Las desventajas de usar bombas de calor incluyen:
- costos financieros para organizar un sistema geotérmico;
- larga recuperación (5-10 años) del sistema;
- La necesidad de calefacción adicional en regiones frías.
En los sistemas de calefacción por suelo radiante, se permite el uso de unidades de fan coil que transfieren calor o frío al aire del agua. Si tiene una vivienda antigua, necesitará una remodelación de la calefacción.
Fabricantes populares de bombas de calor
Las bombas de calor son fabricadas principalmente por empresas de Asia. Los primeros en lanzar productos europeos fueron Daikin, Mitsubishi Electric e Hitach. El equipo también es producido por fabricantes de Corea del Sur (LG y Samsung), China (Midea y Gree).
Las marcas europeas Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus también tienen modificaciones ATW.
Bomba de calor de bricolaje
Hacer una bomba de calor usted solo es posible para calentar una casa pequeña.
- Compre un refrigerador viejo y desmóntelo quitando la automatización.
- Haga un condensador de un tanque de acero de 100 L, cortado por la mitad. Se coloca una bobina de cobre con paredes de 1 mm de espesor en el tanque.
- Para hacer una bobina envolviendo un tubo de cobre en un cilindro de gas u oxígeno con la misma distancia entre las vueltas.
- Bloquee las bobinas enhebrando el cable a través de los agujeros en las esquinas de aluminio.
- Soldar partes del tanque.
- Haga un evaporador de un recipiente de plástico de 60-80 litros. Instala una bobina y rosca para tuberías de drenaje y alimentación.
- Instale el equipo en la habitación y traiga 2 conductos de aire cortados en la hoja delantera.
- Soldadura de tubos de cobre, bomba de freón.
- Poner en marcha y conectar la estructura a la calefacción.
Se suministrará aire a través del canal superior al congelador, se enfriará y se alimentará a la carcasa. Después de calentar con un intercambiador de calor en la pared posterior, las masas de aire entrarán en la habitación.
Como resultado del trabajo, se obtiene un sistema con un circuito cerrado. El refrigerante circula en él, tomando y transportando energía desde el evaporador al condensador. La energía térmica recibida tiene una pequeña potencia, por lo tanto, es necesario conectar adicionalmente un piso cálido o radiadores de tipo de baja inercia.
La temperatura del agua de salida no será superior a 50-60 grados.
Esquema
Para ahorrar en la fabricación independiente del dispositivo y su instalación ayudará al esquema bivalente del sistema de calefacción. Implica calcular la potencia del VT en función de la temperatura mínima. Durante el año, la instalación no funcionará a plena capacidad.
Nanos en este caso es una unidad pasiva, a la cual se conecta una caldera de gas o combustible sólido. El bypass está conectado a este último.
La modificación térmica de las bombas es un equipo efectivo pero costoso. Con un largo período de recuperación, serán la única alternativa en áreas sin suministro de gas.
