Bomba de calor "aigua-aigua": dispositiu, principi de funcionament, regles per organitzar la calefacció en funció d'ella

Tipus d'aigua del sòl col·lector

El col·lector d'una bomba de calor terrestre pot ser de dos tipus (Fig. 2):

• Vertical;
• Horitzontal.

Arròs. 2 Tipus de col·lectors per a bombes de terra: verticals i horitzontals

Un col·lector vertical és una canonada llarga baixada en un pou, la longitud de la qual és de 40 a 150 m. Aquest tipus d'intercanviador de calor és millor que els horitzontals, ja que la temperatura és més alta a aquesta profunditat. Si el pou és molt profund, l'intercanviador de calor també està equipat amb una carcassa protectora, i si la profunditat és relativament petita, això no és necessari.Però un desavantatge important d'aquest mètode de col·locació de dipòsits és l'alt cost d'aquest pou.

Per descomptat, els experts recomanen perforar un pou més profund. Però si la tècnica o el sòl no ho permet, es poden fer diversos pous. Per exemple, podeu fer un pou amb una profunditat de 80 m, o podeu fer 4 pous de 20 m cadascun, el més important és que el resultat total sigui suficient per escalfar la casa. Pot haver-hi sòl rocós, que és bastant difícil de treballar, és possible perforar pous de no més de 15-20 metres.

Col·lector horitzontal (Fig. 3): aquest tipus de col·lector de sòls per a una bomba d'aigua del sòl sembla una canonada que es disposa en una posició horitzontal fins a una certa profunditat, sota una capa de terra. Aquest col·lector és fàcil d'instal·lar.

Arròs. 3 Circuit exterior de la bomba d'aigua subterrània

La zona on s'instal·la el col·lector d'una bomba de calor de terra és bastant gran, en contrast amb la versió vertical, que requereix un petit tros de terra. Com a regla general, un intercanviador de calor horitzontal ocupa de 25 a 50 m2, i potser més, depenent de la zona escalfada. El factor negatiu d'aquesta opció és que la zona amb aquest col·lector només es pot utilitzar per a la gespa.

Depenent de diverses circumstàncies, l'intercanviador de calor es pot col·locar en ziga-zaga, bucles, serp, etc.

És molt important quina és la conductivitat tèrmica del sòl on està instal·lat l'intercanviador de calor. Depèn de la qualitat del terreny, per exemple, si el sòl està humit, la conductivitat tèrmica és més gran, i si el sòl és sorrenc, la conductivitat tèrmica és petita.

Si hi ha molts bucles a l'intercanviador de calor, la bomba de circulació s'ha d'incloure a la configuració.

Portadors d'energia a favor o en contra?

Tanmateix, això no és tot. L'augment dels preus dels portadors d'energia i els elevats costos del seu lliurament condueixen a un ràpid augment del cost de la calor i l'electricitat. I això obliga els consumidors a buscar noves maneres d'estalviar. Fins i tot dels llibres de text escolars, recordem que la transferència de calor flueix dels cossos escalfats als més freds, però no a l'inrevés. La nostra experiència centenària no recorda el procediment invers, i la ciència ho demostra. Tanmateix, les tècniques d'enginyeria modernes astutes permeten transferir la calor en la direcció oposada: d'un cos menys escalfat a un de més calent.

Esquema de transferència de calor en una bomba de calor

Per a nosaltres, no hi ha res d'estranyar, per exemple, en el funcionament de la nevera. On la calor del congelador, la temperatura en la qual sovint és negativa, s'allibera a l'ambient. Si aquesta calor s'utilitza per escalfar edificis i la cambra de refrigeració es substitueix per una font de calor natural provada i que funciona constantment, aquesta serà l'anomenada bomba de calor.

Una simple bomba de calor aire-aire amb la qual es pot escalfar un espai habitable és un aire condicionat conegut per a tothom, amb una funció de calefacció. Podeu utilitzar-lo amb èxit, perquè avui dia hi ha aparells d'aire condicionat que poden funcionar fins i tot a temperatures importants sota zero, fins a -15 gr. i per sota. Tanmateix, si volem obtenir la màxima eficiència i comoditat a l'hora d'escalfar tota la casa d'una manera tan econòmica (i una bomba de calor és tres vegades més econòmica que els calefactors convencionals, o fins i tot més), cal utilitzar sistemes més avançats.

En una nota: molts es pregunten: com és, perquè hi ha una llei de conservació de l'energia.Per què una relació tan desproporcionada entre la transferència de calor i el consum d'electricitat? Tot el secret és que en una bomba de calor, l'electricitat es gasta només en el bobinatge electromagnètic del compressor (que, per descomptat, s'escalfa, però aquesta calor no s'utilitza per escalfar l'habitació) i es genera energia tèrmica ", xuclat. " de l'entorn extern, gràcies als processos especials de la bomba de calor (la mateixa paraula bomba ho indica). Per entendre-ho, cal saber més que un curs escolar de física. Però intentem recórrer els conceptes bàsics a continuació.

Rebre bé

El problema més gran a l'hora d'instal·lar una bomba de calor de circuit obert és quan l'aigua es descarrega des de dalt al pou. Tan malament. La canonada ha d'anar gairebé fins al fons del pou i pujar-ne 0,5-1 metre. Tot a sota hauria d'estar bullint. Quan l'aigua s'aboca des de dalt, el pou es pot envasar ràpidament i deixar de rebre aigua. Es produeix un desbordament. Si això passa amb un bon menys al carrer, la pista de patinatge està disponible per a vostè. Per tant, si hi ha un riu o algun tipus d'embassament a prop, un desguàs de tempestes o una rasa de drenatge, és millor connectar-hi el pou receptor amb una canonada de desbordament, en cas de desbordament. Si no hi ha res a prop, haureu de perforar no un, sinó dos o més pous per a la recepció. Ningú sap la resposta a la pregunta de quant de temps durarà un pou receptor. Pot trigar molts anys o es pot obstruir després d'una temporada de calefacció. Per tant, el major desavantatge d'un circuit obert és la impredictibilitat.

Un altre punt important. El pou receptor s'ha d'ubicar aigües avall del pou de dèbit, a una distància d'almenys 6 metres. Aquesta és una altra ambigüitat. Com determinar en quina direcció flueix un riu subterrani. La resposta a aquesta pregunta es donarà només per experiment.Si l'aigua no s'enfonsa bé al dèbit després de posar en marxa la bomba de calor, tot està bé, ho heu endevinat. Si comença a baixar de temperatura, cal canviar els pous i moure la bomba submergible. Les canonades dels pous de dèbit i drenatge es fan millor amb canonades HDPE, com a material més barat. La fiabilitat i la durabilitat d'aquestes canonades també són suficients.

L'opció ideal és quan els pous es troben a través del flux subterrani. Aleshores n'hi ha prou amb fer una connexió desmuntable de la canonada al pou del pou, llançar energia als dos pous amb un endoll impermeable desmuntable i podeu revertir els pous un cop a l'any, canviant els llocs de dèbit i recepció.

Principi de funcionament

Per a aquells que no coneguin gaire el tema, val la pena explicar què és una bomba de calor aire-aigua. De fet, es tracta d'un "refrigerador al revés", un dispositiu que refreda l'aire exterior i escalfa l'aigua que hi ha al dipòsit. Aquesta aigua es pot utilitzar per a l'aigua calenta sanitària o la calefacció de la llar.

La bomba de calor utilitza un cicle tancat, només consumeix electricitat. La seva eficiència es mesura com la relació entre l'energia elèctrica consumida i la calor rebuda. L'eficiència de les bombes de calor també es mesura en COP (Coeficient de rendiment). El COP 2 correspon a una eficiència del 200% i significa que per 1 kW d'electricitat aportarà 2 kW de calor.

Principi de funcionament

El funcionament de la bomba de calor es deu a la calor extreta de l'aigua. Llacs, taxes, rius, pous, pous esdevenen una font d'aigua. La profunditat de l'embassament al centre de Rússia hauria de ser d'almenys 2 metres perquè les capes inferiors no es congelin. Segons la ubicació de l'intercanviador de calor, els dipòsits de calor es divideixen en:

• horitzontal (les canonades es col·loquen en anelles a la part inferior);
• vertical (l'intercanviador de calor es troba verticalment al pou).

Com que els dipòsits lliures de gelades no es troben a prop de totes les cases, la majoria de les vegades es col·loquen canonades en pous. Una bomba de calor aigua-aigua estàndard té diverses parts principals:

• canonades de calefacció;
• canonades de subministrament i descàrrega d'aigua;
• evaporador (bobina en la qual s'evapora el freó);
• compressor;
• condensador (bobina en la qual es liqua el freó).

Depenent de l'època de l'any, la temperatura de les aigües subterrànies és de 4-10 °C, varia en petits intervals. Això garanteix un funcionament estable i productiu de la bomba de calor. Es foren dos pous a una distància de 8-10 m l'un de l'altre. L'aigua subterrània entra a la canonada des del primer pou i puja fins a l'evaporador, escalfant-la. Al mateix temps, el freó liquat s'introdueix a l'evaporador. Com a conseqüència de la caiguda de pressió a l'evaporador, la calor de les parets passa al refrigerant. El refrigerant (freó) esdevé gasós.

Aleshores, el freó entra al compressor i es comprimeix. Després entra al condensador, es converteix en líquid i la calor que s'allibera com a resultat d'aquest procés passa al refrigerant (la majoria de vegades és aigua). El refrigerant, al seu torn, escalfa les canonades del radiador. Així s'escalfa la casa. L'aigua subterrània s'aboca al segon pou. El diagrama de la bomba de calor ofereix una imatge completa dels principis de funcionament. Com que la temperatura de les aigües subterrànies és més estable que la de les capes inferiors dels embassaments, és molt més eficient utilitzar pous. Però aquí també hem de tenir en compte el cost de la perforació de pous.S'instal·la una bomba de calor amb caldera aigua-aigua que escalfa l'habitació i escalfa aigua per a necessitats domèstiques. L'energia elèctrica gastada en el funcionament de la bomba és 4-5 vegades menor que l'energia que genera.

Esquema de calefacció de la casa mitjançant una bomba de calor Aigua-Aigua

Això és interessant: Col·lector solar per escalfar una casa privada - bateria casolana

Consells útils

En totes les etapes de la construcció d'una casa, a partir de l'etapa de disseny, cal recordar que HP és un sistema inercial. Es pot comparar amb una estufa russa massiva, que normalment s'escalfava un cop al dia durant la cocció. Aleshores, la calor acumulada va escalfar l'habitatge fins al matí següent.

Les parets fetes de troncs pesats tenen un grau d'inèrcia tèrmica força elevat. En poques paraules, es refreden lentament quan la nit es fa més freda. Bona inèrcia tèrmica per a parets de pedra gruixudes, així com per a formigó o maó pesat.

Polyfoam i formigó d'escuma tenen bones propietats d'aïllament tèrmic. Però a causa de la baixa gravetat específica, tenen una baixa inèrcia tèrmica. Una bomba de calor en un edifici amb parets fetes d'aquests materials, amb una forta caiguda de la temperatura exterior, no sempre podrà "bombejar" prou calor des de l'exterior al sistema de calefacció de "pis calent".

També cal tenir en compte altres factors:

1. Per reduir les pèrdues de calor o no congelar les canonades a la línia entre la casa i els pous o el col·lector, cal col·locar-les a una profunditat per sota del nivell de congelació. A Crimea n'hi ha prou amb 0,75 metres, i a la latitud de Moscou, almenys 1,5.
2. La major pèrdua de calor es produeix normalment a través de les finestres. Per tant, el triple vidre no és en absolut un luxe, sinó una solució de construcció econòmicament sòlida.L'opció ideal és utilitzar ulleres que puguin reflectir els raigs infrarojos.
3. En el cas d'utilitzar l'opció de 2 pous per a la presa i l'abocament d'aigua, la distància entre ells ha de ser almenys de 20 metres.
4. És millor provar un TN fet a casa primer en un safareig o garatge. La instal·lació de la calefacció per terra radiant en una zona residencial requerirà costos addicionals.

Fet a casa amb una nevera antiga

És bastant difícil muntar una bomba de calor aire-aire a partir de compressors i condensadors individuals amb les vostres pròpies mans sense coneixements especialitzats en enginyeria. Però per a una habitació petita o un hivernacle, podeu utilitzar una nevera antiga.

La bomba de calor d'aire més senzilla es pot fer des d'una nevera estenent-hi un conducte d'aire des del carrer i penjant un ventilador a la reixa posterior de l'intercanviador de calor.

Per fer-ho, heu de fer dos forats a la porta principal de la nevera. Pel primer, l'aire del carrer entrarà al congelador, i pel segon inferior, tornarà al carrer.

Al mateix temps, durant el pas per la cambra interior, cedirà part de la calor que conté al freó.

També és possible instal·lar simplement la màquina de refrigeració a la paret amb la porta oberta a l'exterior i l'intercanviador de calor a la part posterior a l'habitació. Però cal tenir en compte que la potència d'aquest escalfador serà petita i consumeix molta electricitat.

L'aire de l'habitació s'escalfa mitjançant un intercanviador de calor situat a la part posterior de la nevera. Tanmateix, aquesta bomba de calor només pot funcionar a temperatures exteriors no inferiors a més de cinc graus centígrads.

Aquest aparell està dissenyat només per a ús en interiors.

En una casa de camp gran, el sistema de calefacció d'aire s'haurà de complementar amb conductes d'aire que distribueixin l'aire calent uniformement per totes les habitacions.

La instal·lació d'una bomba de calor aire-aire és extremadament senzilla. Cal instal·lar les unitats externes i internes i, a continuació, connectar-les entre elles amb un circuit amb un refrigerant.

La primera part del sistema s'instal·la a l'exterior: directament a la façana, coberta o al costat de l'edifici. El segon de la casa es pot col·locar al sostre o a la paret.

Es recomana muntar la unitat exterior a pocs metres de l'entrada de la casa i lluny de les finestres, no us oblideu del soroll produït pel ventilador.

I l'interior s'instal·la de manera que el flux d'aire calent es distribueixi uniformement per tota l'habitació.

Si està previst escalfar una casa amb diverses habitacions en diferents pisos amb una bomba de calor aire-aire, haureu d'equipar un sistema de conductes de ventilació amb injecció forçada.

En aquest cas, és millor demanar un projecte a un enginyer competent, en cas contrari, la potència de la bomba de calor pot no ser suficient per a totes les instal·lacions.

El comptador d'electricitat i el dispositiu de protecció han de ser capaços de suportar les pics de càrrega generades per la bomba de calor. Amb una forta punxada de fred fora de la finestra, el compressor comença a consumir electricitat moltes vegades més de l'habitual.

El millor és col·locar una línia de subministrament separada de la centralita per a aquest escalfador d'aire.

S'ha de prestar especial atenció a la instal·lació de canonades per freó. Fins i tot els xips més petits de l'interior poden danyar l'equip del compressor

Aquí no podeu prescindir de les habilitats de soldadura de coure. Generalment, l'ompliment de refrigerant s'ha de confiar a un professional per tal d'evitar problemes posteriors amb les seves fuites.

Eficiència i principi de funcionament d'una bomba de calor

L'eficiència d'una bomba de calor per a la calefacció sempre serà superior a 1. Per als sistemes geotèrmics, el factor de conversió de calor és més correcte. Si és igual a 4, això significa que a una potència d'1 kW, la bomba de calor a la sortida proporciona 4 kW d'energia, dels quals 3 kW els proporciona la terra.

El principi subjacent al funcionament d'una bomba de calor per escalfar una casa es va desenvolupar a principis del segle XIX. l'enginyer Sadi Carnot i s'anomenava cicle de Carnot. En base a això funcionament d'una nevera domèstica convencional, en què els productes es refreden a causa del fet que la calor dissipada s'elimina a través del radiador cap a l'exterior. Però per sol·licitar la calefacció de cases, quan tot passa exactament el contrari, és a dir, el funcionament de la bomba de calor es basa en el principi del cicle invers de Carnot, s'ha convertit recentment.

Una bomba de calor per a la calefacció de la llar és un dispositiu en què la calor de baixa temperatura es converteix en calor d'alta temperatura, que s'utilitza per a la calefacció. La font de calor és la terra, l'aigua i l'aire (la primera d'elles és la més estesa, ja que és eficaç (tot i que importa el nivell d'aïllament tèrmic de l'habitatge, el mètode utilitzat per escalfar la casa, etc.) i té una relació òptima entre preu i qualitats del consumidor).

El funcionament d'una bomba de calor dissenyada per escalfar una casa requereix electricitat, però amb un cost d'1 kW d'electricitat, el retorn és de 4-6 kW d'energia tèrmica.

A més d'escalfar la casa a l'estiu, la bomba de calor pot funcionar com a aire condicionat, per a la qual cosa n'hi ha prou que el sistema sigui capaç de funcionar inversament. Les bombes de calor es classifiquen en diversos tipus:

• "terra - aigua";
• "terra - aire";
• "aigua - aigua";
• "aigua - aire"
• "aire - aigua";
• "aire-aire".

A continuació es mostra una descripció detallada de com funcionen els diferents tipus de bombes de calor per escalfar una casa.

Tecnologia de muntatge

El muntatge d'aquest tipus d'equips es realitza en diverses etapes:

• s'està elaborant un projecte;
• es munten comunicacions de col·lectors;
• s'instal·la una bomba de calor al sistema;
• l'equip s'instal·la a l'interior de la casa;
• s'està omplint de refrigerant.

A continuació, analitzarem com instal·lar una bomba de calor clau en mà amb les vostres pròpies mans pas a pas.

Com fer un projecte

Abans de procedir al muntatge de comunicacions d'aquest tipus, per descomptat, s'han de fer tots els càlculs necessaris. El treball de la part externa del sistema ha d'estar totalment coordinat amb el treball de l'interior. Els càlculs es fan en funció del tipus d'equip seleccionat. Per als col·lectors horitzontals, es realitzen de la següent manera:

• Es determina la quantitat d'anticongelant necessària. En aquest cas, s'utilitza la fórmula Vs = Qo 3600 / (1,05 3,7 t), on Qo és la potència tèrmica de la font, t és la diferència de temperatura entre les línies de subministrament i retorn. El paràmetre Qo es calcula com la diferència entre la potència de la bomba i l'energia elèctrica utilitzada per escalfar el refrigerant.
• Es determina la longitud necessària del col·lector. La fórmula de càlcul en aquest cas és la següent: L = Qo / q, on q és l'eliminació de calor específica. El valor d'aquest últim indicador depèn del tipus de sòl del lloc. Per a l'argila, per exemple, és de 20 W per rm, per a la sorra - 10 W, etc.
• Es determina l'àrea necessària per a la col·locació del col·lector. En aquest cas, el càlcul es realitza segons la fórmula A = L da, on da és el pas de col·locació de canonades.

La potència de la bomba de calor es determina aproximadament a una velocitat de 70 W de calor per 1 m2 amb una alçada de sostre de 2,7 m. Les canonades col·lectores solen col·locar-se a una distància de 0,8 m entre si o una mica més.

Com muntar una bomba de calor

Aquest tipus d'equip és bastant car. El disseny d'una bomba de calor és relativament senzill. Per tant, podeu provar de fer-ho vosaltres mateixos. Aquest procediment es realitza de la següent manera:

• S'adquireix un compressor (l'equip d'un aparell d'aire condicionat és adequat).
• Es fa la carcassa del condensador. Per fer-ho, es talla per la meitat un dipòsit d'acer inoxidable de 100 litres.
• S'està fent una bobina. Una bombona de gas o d'oxigen s'embolica amb un tub de coure de la nevera. Aquest últim es pot fixar amb cantonades perforades d'alumini.
• La bobina s'instal·la al cos, després de la qual cosa es segella aquest últim.
• Un evaporador està fet d'un recipient de plàstic de 80 litres. Hi ha muntat una bobina d'una canonada de ¾ de polzada.
• Les canonades d'aigua estan connectades a l'evaporador per lliurar i drenar l'aigua.
• El sistema està ple de refrigerant. Aquesta operació s'ha de confiar a un especialista. Amb accions ineptes, no només podeu arruïnar l'equip muntat, sinó també fer-vos mal.

Instal·lació de comunicacions del col·lector

La tecnologia per instal·lar el circuit extern del sistema de calefacció també depèn del seu tipus. Per a un col·lector vertical, els pous es foren amb una profunditat de 20-100 m Sota un horitzontal, es trenquen rases amb una profunditat d'1,5 m. A la següent etapa, es col·loquen canonades. Els arbres no haurien de créixer prop del col·lector horitzontal, ja que les seves arrels poden danyar la xarxa. Per al muntatge d'aquest últim, es poden utilitzar tubs de polietilè de baixa pressió.

Instal·lació d'equips

Aquesta operació es realitza de la manera habitual. És a dir, s'instal·len radiadors de calefacció al local, es col·loquen línies i es connecten a la caldera. A la canonada de retorn es munten un dipòsit d'expansió, un filtre i una bomba de circulació al bypass. També podeu muntar i connectar un sistema de "pis calent" a la bomba de calor. En l'etapa final, el tipus de refrigerant seleccionat s'aboca als circuits externs i interns.

Com podeu veure, podeu muntar vosaltres mateixos la bomba de calor i el col·lector. Tecnològicament, el procediment no és especialment complicat. Tanmateix, a diferència d'altres tipus d'equips similars, el muntatge d'aquest sistema, fins i tot de tipus horitzontal, és una operació físicament força laboriosa. Perforar pous per a la perforació vertical pel vostre compte sense equips especials és pràcticament impossible. Per tant, pot ser que valgui la pena contractar especialistes per realitzar càlculs i treballar en el muntatge del sistema. Avui dia, hi ha empreses al mercat que instal·len equips com una bomba de calor clau en mà.

Què és una bomba de calor per escalfar una casa privada? Com funciona?

Un dispositiu especial que és capaç d'extreure calor del medi ambient s'anomena bomba de calor.

Aquests dispositius s'utilitzen com a mètode principal o addicional per a la calefacció de l'espai. Alguns dispositius també funcionen per a la refrigeració passiva de l'edifici, mentre que la bomba s'utilitza tant per a la refrigeració d'estiu com per a la calefacció d'hivern.

L'energia del medi ambient s'utilitza com a combustible. Aquest escalfador extreu calor de l'aire, l'aigua, les aigües subterrànies, etc., de manera que aquest dispositiu es classifica com a font d'energia renovable.

Important! Aquestes bombes requereixen una connexió elèctrica per funcionar. La composició de tots els dispositius tèrmics inclou un evaporador, un compressor, un condensador i una vàlvula d'expansió. Segons la font de calor, es distingeixen aigua, aire i altres dispositius.

El principi de funcionament és molt semblant al principi de la nevera (només la nevera llança aire calent i la bomba absorbeix la calor)

Segons la font de calor, es distingeixen aigua, aire i altres dispositius. El principi de funcionament és molt semblant al principi de la nevera (només la nevera llança aire calent i la bomba absorbeix la calor)

La composició de tots els dispositius tèrmics inclou un evaporador, un compressor, un condensador i una vàlvula d'expansió. Segons la font de calor, es distingeixen aigua, aire i altres dispositius. El principi de funcionament és molt similar al principi de la nevera (només la nevera emet aire calent i la bomba absorbeix calor).

La majoria dels dispositius funcionen tant a temperatures positives com negatives, però, l'eficiència del dispositiu depèn directament de les condicions externes (és a dir, com més alta sigui la temperatura ambient, més potent serà el dispositiu). En general, el dispositiu funciona de la següent manera:

1. La bomba de calor entra en contacte amb les condicions de l'entorn. Normalment, el dispositiu extreu calor del terra, l'aire o l'aigua (segons el tipus de dispositiu).
2. A l'interior del dispositiu s'instal·la un evaporador especial, que està ple de refrigerant.
3. En contacte amb el medi ambient, el refrigerant bull i s'evapora.
4. Després d'això, el refrigerant en forma de vapor entra al compressor.
5. Allà es redueix, a causa d'això, la seva temperatura augmenta seriosament.
6. Després d'això, el gas escalfat entra al sistema de calefacció, la qual cosa condueix a l'escalfament del refrigerant principal, que s'utilitza per a la calefacció de l'espai.
7. El refrigerant es refreda a poc a poc. Al final, torna a ser líquid.
8. Aleshores, el refrigerant líquid entra en una vàlvula especial, que redueix seriosament la seva temperatura.
9. Al final, el refrigerant torna a entrar a l'evaporador, després del qual es repeteix el cicle de calefacció.

Foto 1. Principi de funcionament d'una bomba de calor terra-aigua. El blau indica fred, el vermell indica calor.

Avantatges:

• Respecte al medi ambient. Aquests dispositius són fonts d'energia renovables que no contaminen l'atmosfera amb les seves emissions (mentre que el gas natural produeix gasos d'efecte hivernacle nocius i sovint s'utilitza l'electricitat per cremar carbó, que també contamina l'aire).
• Bona alternativa al gas. Una bomba de calor és ideal per a la calefacció d'espais en els casos en què l'ús del gas és difícil per un motiu o un altre (per exemple, quan la casa està lluny de tots els serveis principals). La bomba també es compara favorablement amb la calefacció de gas, ja que la instal·lació d'aquest dispositiu no requereix permís de l'estat (però quan es perfora un pou profund, encara l'has d'aconseguir).
• Font de calor addicional econòmica. La bomba és ideal com a font d'energia auxiliar econòmica (la millor opció és utilitzar gas a l'hivern i una bomba a la primavera i la tardor).

Defectes:

1. Restriccions tèrmiques en cas d'utilitzar bombes d'aigua.Tots els dispositius tèrmics funcionen bé a temperatures positives, mentre que en el cas de funcionament a temperatures negatives, moltes bombes deixen de funcionar. Això es deu principalment al fet que l'aigua es congela, cosa que fa impossible utilitzar-la com a font de calor.
2. Pot haver-hi problemes amb els dispositius que utilitzen l'aigua com a calor. Si s'utilitza aigua per a la calefacció, caldrà trobar una font estable. Molt sovint, s'ha de perforar un pou per a això, de manera que els costos d'instal·lació del dispositiu poden augmentar.

Atenció! Les bombes solen costar de 5 a 10 vegades més que una caldera de gas, per tant, l'ús d'aquests dispositius per estalviar diners en alguns casos pot ser poc pràctic (perquè la bomba pagui, haureu d'esperar uns quants anys)

Principi de funcionament de les bombes de calor

Cal tenir en compte que gairebé qualsevol mitjà té energia tèrmica. Per què no utilitzar la calor disponible per escalfar casa? Una bomba de calor ajudarà amb això.

El principi de funcionament d'una bomba de calor és el següent: la calor es transfereix al refrigerant des d'una font d'energia amb un potencial baix. A la pràctica, tot passa de la següent manera.

El refrigerant passa per canonades que estan enterrades, per exemple, a terra. Aleshores, el refrigerant entra a l'intercanviador de calor, on l'energia tèrmica recollida es transfereix al segon circuit. El refrigerant, que es troba al circuit extern, s'escalfa i es converteix en gas. Després d'això, el refrigerant gasós passa al compressor, on es comprimeix. Això fa que el refrigerant s'escalfi encara més. El gas calent va al condensador, i allà la calor passa al refrigerant, que ja escalfa la casa.

Calefacció geotèrmica a casa: com funciona

Els sistemes de refrigeració es disposen segons el mateix principi. Això significa que les unitats de refrigeració es poden utilitzar per refredar l'aire interior.

Tipus de bombes de calor

Hi ha diversos tipus de bombes de calor. Però sovint, els dispositius es classifiquen per la naturalesa del refrigerant al circuit extern.

Els dispositius poden extreure energia

• aigua,
• terra,
• aire.

L'energia resultant a la casa es pot utilitzar per a la calefacció d'espais, per escalfar aigua. Per tant, hi ha diversos tipus de bombes de calor.

Bombes de calor: terra - aigua

La millor opció per a la calefacció alternativa és obtenir energia tèrmica del sòl. Així, ja a sis metres de profunditat, la terra té una temperatura constant i invariable. S'utilitza un líquid especial com a portador de calor a les canonades. El contorn exterior del sistema està fet de tubs de plàstic. Les canonades a terra es poden col·locar verticalment o horitzontalment. Si les canonades es col·loquen horitzontalment, cal assignar una àrea gran. Quan les canonades s'instal·len horitzontalment, és impossible utilitzar el terreny amb finalitats agrícoles. Només podeu organitzar gespa o plantar plantes anuals.

Per disposar les canonades verticalment a terra, cal fer diversos pous de fins a 150 metres de profunditat. Aquesta serà una bomba geotèrmica eficient, ja que la temperatura és alta a una gran profunditat prop de la terra. Per a la transferència de calor s'utilitzen sondes profundes.

Tipus de bomba aigua-aigua

A més, es pot obtenir calor de l'aigua, que es troba profundament sota terra. Es poden utilitzar estanys, aigües subterrànies o aigües residuals.

Cal tenir en compte que no hi ha diferències fonamentals entre els dos sistemes. Els costos més petits es requereixen quan es crea un sistema per obtenir calor d'un dipòsit. Les canonades s'han d'omplir de refrigerant i submergir-les en aigua. Es necessita un disseny més complex per tal de crear un sistema per generar calor a partir de les aigües subterrànies.

Bombes aire-aigua

És possible recollir calor de l'aire, però a les regions amb hiverns molt freds, aquest sistema no és efectiu. Al mateix temps, la instal·lació del sistema és molt senzilla. Només cal seleccionar i instal·lar el dispositiu desitjat.

Una mica més sobre el principi de funcionament de les bombes geotèrmiques

Per a la calefacció és molt avantatjós utilitzar bombes de calor. Les cases amb una superfície de més de 400 metres quadrats abonen el cost del sistema molt ràpidament. Però si la vostra casa no és molt gran, podeu fer un sistema de calefacció amb les vostres pròpies mans.

Primer cal comprar un compressor. És adequat un dispositiu que estigui equipat amb un aire condicionat convencional. El muntem a la paret. Podeu fer el vostre propi condensador. Cal fer una bobina amb tubs de coure. Es col·loca en una caixa de plàstic. L'evaporador també està muntat a la paret. La soldadura, l'ompliment amb freó i treballs similars només els ha de fer un professional. Les accions ineptes no conduiran a un bon resultat. A més, et pots lesionar.

Abans de posar en funcionament la bomba de calor, cal comprovar l'estat de l'electrificació de la casa. La potència del mesurador ha de ser de 40 amperes.

Bomba de calor geotèrmica casolana

Tingueu en compte que una bomba de calor creada per un mateix no sempre compleix les expectatives. La raó d'això és la manca de càlculs tèrmics correctes. El sistema té poca potència i els costos de manteniment augmenten

Per tant, és important realitzar tots els càlculs amb precisió.

Característiques del sistema tèrmic aire-aigua

La bomba de calor a la qual es dedica aquest article, a diferència d'altres modificacions d'aquest dispositiu (en particular, aigua-aigua i terra-aigua), té una sèrie d'avantatges:

• estalvia electricitat;
• la instal·lació no requereix obres de terra a gran escala, perforació de pous, obtenció de permisos especials;
• Si connecteu el sistema a plaques solars, podeu assegurar-ne la total autonomia.

Un avantatge important d'un sistema tèrmic que extreu energia eòlica i la transfereix a l'aigua és la seguretat ambiental cent per cent.

Abans de procedir al disseny de la bomba, cal esbrinar en quins casos el sistema es manifesta de la manera més eficient possible i quan el seu ús no és pràctic.

Un sistema de bomba de calor que extreu energia de la massa d'aire es pot utilitzar per escalfar tot tipus de transportadors de calor utilitzats al CIS: aigua, aire, vapor.

Especificacions d'aplicació i treball

La bomba de calor funciona productivament exclusivament en el rang de temperatures de -5 a +7 graus. A una temperatura de l'aire de +7, el sistema generarà més calor del necessari, i amb un indicador inferior a -5, no n'hi haurà prou per escalfar-se. Això es deu al fet que el freó concentrat a l'estructura bull a una temperatura de -55 graus.

Teòricament, el sistema pot generar calor fins i tot en gelades de 30 graus, però no n'hi haurà prou per escalfar-se, perquè la producció de calor depèn directament de la diferència entre el punt d'ebullició del refrigerant i la temperatura de l'aire.

Per tant, els residents de les regions del nord, on els refredats arriben abans, aquest sistema no funcionarà i, a les llars de les regions del sud, pot servir efectivament durant diversos mesos freds.

Si s'instal·len bateries estàndard a l'habitació, la bomba de calor funcionarà de manera menys eficient. El millor de tot és que el dispositiu aire-aigua es combina amb convectors i altres radiadors amb una gran superfície, així com amb sistemes d'aigua de "pis calent", "paret càlida".

A més, l'habitació en si ha d'estar ben aïllada de l'exterior, tenir finestres integrades de múltiples cambres que proporcionin un millor aïllament tèrmic que les de fusta o plàstic normals.

La bomba de calor interactua millor amb el sistema d'aigua del "pis calent", que no requereix escalfar el refrigerant per sobre de 40 - 45 º C.

Una bomba de calor casolana pot escalfar eficaçment cases de fins a 100 metres quadrats. m i està garantit per produir una potència de 5 kW. S'ha d'entendre que el freó no es pot abocar amb la qualitat suficient en una estructura creada a casa, per la qual cosa s'ha de comptar amb el seu punt d'ebullició a -22 graus.

El dispositiu de muntatge domèstic és ideal per subministrar calor a un garatge, hivernacle, safareig, petita piscina privada, etc. El sistema s'acostuma a utilitzar com a calefacció addicional.

En tot cas caldrà una caldera elèctrica o un altre equipament tradicional per a la temporada de calefacció. Durant les gelades severes (-15-30 graus), es recomana apagar la bomba de calor per evitar malgastar electricitat, ja que durant aquest període la seva eficiència no supera el 10%.

Les bombes de calor proporcionen prou energia per escalfar aigua a les piscines privades cobertes (+)

Com funciona el sistema

La substància de treball de l'estructura és l'aire. A través de la unitat exterior, que està instal·lada al carrer, l'oxigen entra a l'evaporador a través de canonades, on interacciona amb el refrigerant.

El freó sota la influència de la temperatura es torna gasós (perquè bull a -55 graus) i en forma escalfada a pressió entra al compressor. El dispositiu comprimeix el gas, augmentant així la seva temperatura.

El freó calent entra al circuit del dipòsit d'emmagatzematge (condensador), on la calor es transfereix a l'aigua, que posteriorment es pot utilitzar per organitzar la calefacció i l'ACS. Al condensador, el freó només perd una part de la seva calor i encara es troba en estat gasós.

En passar per l'accelerador, el refrigerant es ruixa, com a resultat de la qual cosa la seva temperatura disminueix. El freó es torna líquid i d'aquesta forma passa a l'evaporador. El cicle es repeteix.

La figura mostra esquemàticament la implementació del principi d'una bomba de calor elemental, dividida per un compressor i un expansor en dos circuits: alta i baixa pressió.

Aquells que vulguin construir de manera independent una bomba de calor a partir de materials de rebuig i equips obsolets, per exemple, a partir d'una nevera antiga, es veuran ajudats amb la informació que es presenta a l'article que recomanem.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

El vídeo presentarà el principi de funcionament i les característiques del dispositiu:

Com a resultat, podem concloure que una bomba de calor aigua-aigua es considera un equip eficaç i respectuós amb el medi ambient dissenyat per escalfar habitatges de fins a 150 metres quadrats. La disposició d'una àrea més gran pot requerir ja enquestes d'enginyeria força complexes.

Si teniu cap pregunta mentre llegiu la informació proporcionada, pregunteu-les al bloc següent. Esperem els vostres comentaris, preguntes sobre el tema, històries i fotografies sobre la construcció d'una minicentral hidroelèctrica amb les vostres pròpies mans. Ens interessa la teva opinió.