Um dispositivo especial semelhante a um condicionador de ar ou um refrigerador é usado para transformar, transferir e converter energia térmica. A bomba de calor não é usada para aquecimento - apenas transmite mais calor do que recebe da rede. Usando o dispositivo, é possível bombear a energia do solo, do ar ou da água para as comunicações de aquecimento.
Princípio de Operação e Design
A bomba de calor consiste em um circuito de freon com um compressor, uma válvula de expansão, trocadores de calor (condensador, evaporador) e um tubo de cobre. Os nós são conectados usando acessórios e peças automáticas.
O princípio de operação da unidade baseia-se na seleção de calor de baixa qualidade:
- água (de +2 a +7 graus);
- ar (de -25 a +35 graus);
- solo (de -5 a +5 graus).
No processo de amostragem de recursos de calor, o meio inicial é resfriado e o refrigerante do circuito interno começa a ferver e se transforma em vapor. O gás é comprimido pelo compressor e perde drasticamente o volume, aumentando a temperatura e a pressão. A ação do freon pré-aquecido é transferir os recursos de calor para a central de aquecimento. As bombas de calor operam de maneira fechada, usando apenas energia sem aquecimento direto do líquido de refrigeração.
A unidade permite obter 3-5 kW de calor a partir de 1 kW de energia usada.
Variedades de bombas de calor
As bombas de calor para aquecimento de uma casa particular são classificadas de acordo com vários critérios. Dependendo do tipo de transferência de energia:
- Compressão - consiste em um compressor, condensador, evaporador e expansor. O equipamento opera com o princípio de um ciclo de compressão e expansão do líquido de refrigeração com aquecimento adicional.
- Absorção - opere com base em absorvente e freon. O dispositivo de absorção é altamente eficiente e é uma bomba de nova geração.
De acordo com a fonte de calor, você pode pegar o dispositivo:
- ar - extrai calor da atmosfera;
- geotérmica - consome energia da água ou do solo;
- secundário - trabalha com o calor secundário da água ou do ar.
Dispositivos de aquecimento secundário podem consumir energia do esgoto.
O aparelho da bomba de calor também varia no ambiente de ingestão e transformação de energia, características e métodos de operação.
Sistema de águas subterrâneas
Os dispositivos permitem que você receba calor das entranhas da Terra o ano todo. De acordo com o tipo de contorno geotérmico, as seguintes modificações podem ser selecionadas:
- Horizontal - um sistema na forma de tubos localizados abaixo do congelamento do solo, a uma profundidade de 1,5-2 m. O regime de temperatura durante o ano atinge + 3 ... + 15 graus, para que o calor possa ser obtido a qualquer momento.
- Vertical - o coletor parece um poço de 50 a 200 m de profundidade. No interior, existem sondas especiais que retiram o calor de um gradiente de temperatura constante.
Ao organizar o contorno vertical, a composição geológica do solo deve ser levada em consideração. No local em que o contorno horizontal está localizado, você não pode construir casas ou colocar ladrilhos.
Sistema água-a-água
Para aquecer a sala, você precisará usar a energia das águas subterrâneas com uma temperatura constante de +7 e acima de graus. A tecnologia fornece o fornecimento de água por uma bomba centrífuga para uma estação especial. A energia térmica é transferida para o anticongelante pelo circuito inferior do dispositivo. Esta opção é permitida em áreas:
- sem água subterrânea ou com um nível mínimo de ocorrência;
- com poços nos quais a marca d'água não cai;
- com composição mínima de sal e poluição;
- equipado com um poço de drenagem, capaz de receber de 2200 litros de efluente por hora.
A melhor opção para equipamentos de água a água é a área próxima a um rio ou outro corpo d'água.
Sistema água-ar
As bombas de calor não aquecem o ar dentro dos quartos, mas o próprio líquido de refrigeração. Pode ser usado para aquecimento, preparação de água quente. O sistema possui várias vantagens:
- instalado sem perfurar o circuito externo;
- difere em confiabilidade e durabilidade;
- eficaz no outono e primavera.
As desvantagens das bombas incluem:
- redução da COP quando a temperatura atinge +1,2 graus;
- o uso do reverso para descongelar a unidade externa.
Estações não são os únicos meios de gerar calor. Funcionam em conjunto com uma caldeira de aquecimento.
Sistema ar-ar
Os dispositivos ar-ar recebem energia térmica das massas de ar da rua. Externamente, eles se assemelham a aparelhos de ar condicionado, mas podem funcionar a baixas temperaturas. O ar frio é aquecido no condensador. Os benefícios da TV incluem:
- um preço comparável ao preço de um ar condicionado;
- instalação rápida;
- sem risco de vazamento de transportadores de calor.
Entre as desvantagens dos sistemas:
- a capacidade de operar apenas em temperaturas de até -20 graus;
- a necessidade de instalar uma unidade especial dentro de cada quarto;
- falta de condições para a água quente.
O equipamento térmico "ar-ar" pode ser usado para aquecer adicionalmente uma casa de campo ou uma casa de campo.
Critérios de seleção do sistema
Antes de comprar uma bomba de calor, é necessário considerar:
- O custo de organizar o sistema. Para conectar o VT em Moscou, você precisará definir um contorno horizontal. Um poço é escavado (10 mil rublos / turno para alugar uma escavadeira) e, em seguida, é feita a preparação para o trabalho (5 mil rublos). Um poço custa 1000 rublos / mp, levando em consideração a instalação e a ligação da sonda. Para que o sistema funcione corretamente, você precisa de 350 m de circuito ou 350 mil rublos.
- Consumo de energia. Um VT de 9 kW consome 2,7 kWh de eletricidade, mais barato que uma caldeira elétrica semelhante.
- Retorno. O aquecimento alternativo, levando em consideração os custos de instalação e o consumo de eletricidade, será compensado após 3 anos.
- Condições climáticas da região de residência. VTs são ineficazes em áreas com invernos gelados. Eles não serão capazes de captar a quantidade certa de calor do solo, ar ou água.
- Potência do dispositivo. O proprietário de uma casa térrea de quadrados 10x10 deve fazer cálculos com base em: temperatura máxima negativa (-20 graus); diferenças de temperatura na rua e na sala (20 - 20 = 40); perda de calor das paredes (tijolo - 13,5 kW). Cerca de 50% devem ser adicionados ao último indicador de energia mínimo.
- A capacidade do tanque de armazenamento. Com 3 partidas da bomba, são necessários 30 litros de água, com 5 partidas - 20 litros.
Ao selecionar o equipamento, são levadas em consideração as condições da casa e as características da área onde está localizada.
Vantagens e desvantagens
As comunicações de aquecimento com uma bomba de calor têm várias vantagens:
- economia de energia: a uma vazão de 1 kW / h, são obtidos 4 kW / h de calor;
- redução nos custos de reparo do sistema;
- universalidade - adequado para instalação em regiões sem gasodutos, linhas de energia, trabalhará do ar, solo ou água;
- automação total do sistema - em caso de ausência prolongada, o proprietário pode definir um regime de temperatura constante de +10 graus;
- segurança ambiental - não produz óxidos, ácidos e compostos benzóicos;
- sem situações de emergência - o líquido de arrefecimento e os componentes do sistema não aquecem a temperaturas críticas;
- a capacidade de operar em temperaturas de até -15 graus;
- reversibilidade - as instalações esfriam a casa no verão, removendo o calor das salas e direcionando-a para um ambiente de reserva;
- uso a longo prazo: sem grandes reparos, a bomba é usada por 25-50 anos, a peça sobressalente do compressor falha uma vez a cada 15-20 anos.
As desvantagens do uso de bombas de calor incluem:
- custos financeiros para organizar um sistema geotérmico;
- retorno longo (5 a 10 anos) do sistema;
- a necessidade de aquecimento adicional em regiões frias.
Nos sistemas de aquecimento por piso radiante, é permitido o uso de ventiloconvectores que transferem calor ou frio para o ar da água. Se você tem uma habitação antiga, precisará de uma reforma do aquecimento.
Fabricantes populares de bomba de calor
As bombas de calor são fabricadas principalmente por empresas da Ásia. Os primeiros a lançar produtos europeus foram Daikin, Mitsubishi Electric e Hitach. O equipamento também é produzido por fabricantes da Coréia do Sul (LG e Samsung), China (Midea e Gree).
As marcas europeias Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus também têm modificações ATW.
Bomba de calor DIY
Fazer você mesmo uma bomba de calor só é possível para aquecer uma casa pequena.
- Compre um refrigerador antigo e desmonte-o removendo a automação.
- Faça um condensador a partir de um tanque de aço de 100 L, cortado ao meio. Uma bobina de cobre com paredes com 1 mm de espessura é colocada no tanque.
- Para fazer uma bobina enrolando um tubo de cobre em um cilindro de gás ou oxigênio com a mesma distância entre as curvas.
- Trave as bobinas enfiando o fio através dos orifícios nos cantos de alumínio.
- Peças do tanque de solda.
- Faça um evaporador a partir de um recipiente de plástico de 60 a 80 litros. Ele instala uma bobina e rosca para tubos de drenagem e alimentação.
- Instale o equipamento na sala e traga 2 dutos de ar cortados na faixa frontal para ele.
- Tubos de cobre de solda, bomba freon.
- Faça uma partida e conecte a estrutura ao aquecimento.
O ar será fornecido pelo canal superior ao freezer, resfriado e alimentado na carcaça. Após o aquecimento com um trocador de calor na parede traseira, as massas de ar entrarão na sala.
Como resultado do trabalho, é obtido um sistema com um circuito fechado. O refrigerante circula nele, levando e transportando energia do evaporador para o condensador. A energia térmica recebida tem uma pequena potência; portanto, é necessário conectar adicionalmente um piso quente ou radiadores de tipo de baixa inércia.
A temperatura da água de saída não será superior a 50-60 graus.
Esquema
Economizar na fabricação independente do dispositivo e sua instalação ajudará o esquema bivalente do sistema de aquecimento. Envolve o cálculo da potência do VT com base na temperatura mínima. Durante o ano, a instalação não funcionará na capacidade total.
Nanos, neste caso, é uma unidade passiva, à qual uma caldeira a gás ou combustível sólido está conectada. O desvio está conectado ao último.
A modificação térmica das bombas é um equipamento eficaz, mas caro. Com um longo período de retorno, eles serão a única alternativa em áreas sem suprimento de gás.
