Bomba de calor aire-aire: principi de funcionament, dispositiu, selecció i càlculs

Dispositiu de bomba de calor

El principi de funcionament és conegut des de fa temps. Hi ha tres circuits hermètics tancats: intern, compressor i extern.

Components principals:

1. Sistema de calefacció. El millor és utilitzar calefacció per terra radiant. Una opció addicional és el subministrament d'aigua calenta.
2. Condensador. Transfereix l'energia recollida a l'exterior del refrigerant (generalment freó) al portador de calor (aigua) per a la calefacció.
3. Evaporador. Selecciona l'energia tèrmica del refrigerant (per exemple, etilenglicol) que circula pel circuit extern.
4. Compressor. Bomba el refrigerant des de l'evaporador, convertint-lo d'un estat gasós a un estat líquid, augmentant la pressió i refredant-lo al condensador.
5. Vàlvula d'expansió. Instal·lat amb un evaporador. Regula el flux de refrigerant.
6. Contorn exterior. Es col·loca al fons d'un embassament o es baixa en pous.
7. Bombes de contorn intern i extern.
8. Automatització.Controla el sistema segons una quantitat predeterminada de calefacció de l'espai i els canvis en la temperatura exterior.

El contorn exterior de l'estany prop de l'edifici té aquest aspecte.

El col·lector és efectiu durant tot l'any. A l'hivern, a més de 3 metres de profunditat, la temperatura de l'aigua és suficient per escalfar-se.

Després de l'evaporador, el refrigerant passa pel compressor on augmenta la seva pressió i temperatura. Després, al condensador, desprèn calor al sistema de calefacció.

Aleshores, el refrigerant passa per un orifici on la pressió baixa bruscament a causa de l'expansió. En passar a un estat gasós, la temperatura del refrigerant disminueix gairebé a l'instant. Aquest procés es pot notar a la pràctica en repostar un encenedor de gas amb una llauna de gas liquat. Una diferència significativa de temperatura contribueix a l'absorció eficient de la calor pel refrigerant del circuit extern.

També hi ha una opció de col·leccionista obert. Possible quan l'aigua és de bona qualitat. Aleshores, el sistema i la bomba no es veuen amenaçats per l'envasament, la deposició de sals de duresa, la corrosió accelerada.

Aquests generadors de calor van rebre una aplicació pràctica només després de les crisis energètiques dels anys 70 del segle passat.

Fins aleshores, el seu desenvolupament es veia obstaculitzat per la relativa barata de les fonts d'energia: petroli, gas, etc. A més, la imperfecció de la tecnologia dificultava la introducció massiva de la innovació.

És possible la instal·lació de bricolatge?

Malgrat la complexitat tècnica de les bombes de calor, es poden instal·lar de manera independent. Per ser més precisos, podeu fer tot el "treball brut" amb les vostres pròpies mans: col·locar conductes tècniques i xarxes d'energia, penjar unitats interiors i exteriors.La documentació del passaport per a cada tipus específic de bomba de calor conté informació completa sobre les condicions d'instal·lació dels blocs, el pendent, la longitud i els revolts permesos de les vies tècniques.

Tot el que queda després és convidar a un especialista que comprovarà la correcta instal·lació del sistema i s'assegurarà la seva correcta posada en marxa. No podeu fer aquest treball vosaltres mateixos: necessiteu equips per netejar i desairejar el sistema, carregar refrigerant; en general, aquest procés és força tecnològic i complex.

Cal destacar que la instal·lació d'aquests sistemes d'aire condicionat no es fa "sobre la marxa". Es requereix un càlcul preliminar detallat, en particular, cal determinar la classe d'equip adequat per a condicions climàtiques específiques i calcular la seva potència suficient. Per descomptat, la calefacció urbana basada en bombes de calor provoca encara més dificultats per dissenyar i coordinar el treball amb els constructors.

Normes bàsiques d'instal·lació

Per a una instal·lació d'alta qualitat d'un escalfador de circulació natural, s'han de seguir els següents passos importants:

1. És preferible col·locar escalfadors de radiadors sota les finestres a la mateixa alçada.
2. Instal·leu la caldera.
3. Instal·leu el dipòsit d'expansió.
4. Connecteu els elements instal·lats amb canonades.
5. Col·loqueu el refrigerant al sistema de calefacció i comproveu si hi ha fuites en tots els components.
6. Enceneu la caldera i gaudiu de la calidesa de casa vostra.

Informació important dels instal·ladors:

1. La caldera s'ha d'instal·lar el més baix possible.
2. Les canonades s'han de col·locar amb un pendent cap enrere.
3. Es recomana evitar un gran nombre de bobinatges al sistema.
4. Utilitzeu canonades de gran diàmetre.

Esperem haver revelat tots els matisos d'un sistema de calefacció sense bomba que us ajudarà a escalfar la vostra llar.

Per obtenir informació sobre com instal·lar un sistema de calefacció sense bomba, vegeu l'explicació del circuit de gravetat al vídeo següent:

Pàgina 3

Les bombes de circulació estan disponibles actualment com a opció en sistemes de calefacció de fluids. S'utilitzen per escalfar tot tipus de combustible.

En la majoria dels casos, la instal·lació d'una bomba addicional al sistema de circulació natural augmenta significativament la velocitat de moviment i la calefacció de l'habitació. El dispositiu en si no té un disseny especialment complex i és de mida petita.

S'ha de prestar especial atenció als paràmetres de la bomba i el sistema addicionals

Durabilitat i manteniment del sistema

Molts es poden espantar per la vida útil del sistema de 7-10 anys declarada pel fabricant. A la pràctica, aquesta xifra és significativament més alta, només una bomba de calor pot perdre rendiment amb el temps.

Això es deu principalment a la fuita gradual del refrigerant a l'entorn extern i la seva contaminació amb humitat i altres impureses. En aquest cas, es proporciona un procediment de manteniment bastant senzill, que consisteix a netejar el refrigerant i reposar-ne la concentració.

El desgast dels components mecànics com un compressor o un ventilador és inevitable. No obstant això, una bona bomba de calor ofereix la possibilitat de substituir modularment les seves parts constitutives. La durabilitat de l'equip està totalment determinada per les condicions del seu funcionament i la perfecció tècnica del sistema.Treballar al límit, congelació periòdica de la unitat exterior i altres violacions del mode de funcionament normal: això és el que s'ha d'excloure des del principi perquè l'equip tingui temps per pagar-se completament i, al mateix temps, aportar el desitjat. calidesa i comoditat des de l'ús fins a la casa.

rmnt.ru

Pros i contres

Els avantatges d'utilitzar una bomba de calor inclouen:

1. Possibilitat d'aplicació en pobles remots on no hi ha gasoducte.
2. Consum econòmic d'electricitat només per al funcionament de la pròpia bomba. Els costos són molt més baixos que quan s'utilitzen aparells elèctrics per a la calefacció d'espais. Una bomba de calor no consumeix més energia que una nevera domèstica.
3. Capacitat d'utilitzar un generador dièsel i plaques solars com a font d'energia. És a dir, en cas d'un tall d'electricitat d'emergència, la calefacció de la casa no s'aturarà.
4. L'autonomia del sistema, en la qual no cal afegir aigua i controlar el treball.
5. Respecte al medi ambient de la instal·lació. Durant el funcionament de la bomba, no es formen gasos i no hi ha emissions a l'atmosfera.
6. Seguretat laboral. El sistema no es sobreescalfa.
7. Versatilitat. Podeu instal·lar una bomba de calor per a calefacció i refrigeració.
8. Durabilitat de funcionament. El compressor requereix substitució una vegada cada 15 o 20 anys.
9. L'alliberament del local, que estava destinat a la sala de calderes. A més, no cal comprar ni emmagatzemar combustibles sòlids.

Desavantatges de les bombes de calor:

1. La instal·lació és cara, tot i que es compensa en cinc anys;
2. A les regions del nord, es requerirà l'ús de dispositius de calefacció addicionals;
3. La instal·lació del sòl, encara que lleugerament, viola l'ecosistema del lloc: no funcionarà per utilitzar el territori per a un jardí o hort, estarà buit.

El funcionament del sistema de calefacció des d'aquesta bomba

El principi de funcionament de la pròpia instal·lació s'ha descrit anteriorment. Com a resultat, el portador de calor s'escalfa al segon circuit de l'intercanviador de calor, que després servirà com a font de calor per escalfar l'edifici o les habitacions individuals.

L'opció clàssica per distribuir el refrigerant escalfat és connectar l'intercanviador de calor amb dues línies separades al col·lector de distribució i a l'escalfador d'aigua. Al seu torn, els calefactors, la calefacció per terra radiant i altres equips estan connectats a la pinta. Aquesta distribució és necessària a causa dels diferents modes de funcionament dels sistemes d'aigua calenta i calefacció.

La línia de bombes de calor aire-aigua determina la potència de les instal·lacions de 2 a 120 kW, la qual cosa permet triar equips per a la calefacció i el subministrament d'aigua calenta d'un edifici residencial de qualsevol zona.

Mode d'aire fred

El disseny de les bombes de calor permet no només escalfar la casa a l'hivern, sinó també proporcionar aire refrigerat en dies calorosos a l'estiu. Per fer-ho, s'inicia la circulació del refrigerant en un cicle invers. No obstant això, la refrigeració dels dispositius de calefacció no proporcionarà l'efecte desitjat, ja que l'aire fred que baixa no podrà crear condicions còmodes a tot el volum de l'habitació. Per tant, per utilitzar la unitat aire-aigua per a l'aire condicionat, cal un convector bufat per un ventilador.

A més, al circuit de circulació s'instal·la una vàlvula de 4 vies, una segona vàlvula d'acceleració i 2 canonades.Quan es canvia la vàlvula, la línia es tanca en la direcció de l'accelerador "d'hivern" i s'obre en la direcció de la "d'estiu", i el refrigerant refrigerat es subministra al convector. També es desactivarà la calefacció d'aigua calenta.

El cost d'aquesta millora, tenint en compte equips, materials i treball addicionals, pot ser bastant comparable al cost d'un aparell d'aire condicionat. Per tant, en la majoria dels casos, serà bastant raonable negar-se a operar en mode dividit, però simplement comprar una unitat d'aire condicionat.

Per què no fusta?

Els veïns fan servir majoritàriament estufes de llenya, però aquesta opció inicialment no els va agradar. Cada any cal fer subministraments de combustible, netejar la caldera, controlar la seva combustió. Amb l'electricitat, tot és molt més senzill: heu premut l'interruptor, es va escalfar. L'únic inconvenient d'aquest mètode és l'elevat cost de l'electricitat. En el moment en què es va posar en marxa el sistema de calefacció, un quilowatt-hora a la regió de Moscou costava 5,29 rubles.

Naturalment, volíem utilitzar un recurs tan valuós de la manera més econòmica possible, i per això ens vam optar per una bomba de calor aire-aire. Aquesta és la versió més barata, funciona gairebé com un aire condicionat.

Sistema de calefacció basat en bomba de calor

L'energia calorífica produïda per la bomba de calor es pot utilitzar de qualsevol manera. Com a regla general, aquest equip s'utilitza per escalfar aigua, que després s'utilitza per al subministrament d'aigua calenta (cuina, bany, bany) i per a la calefacció.

La pràctica demostra que és millor utilitzar la calefacció per terra radiant que la calefacció amb radiadors. A més del fet que es tracta de calor suau i no requereix escalfar aigua a una temperatura elevada, n'hi ha un tercer, important pel que fa a l'economia.

Com més baixa sigui la temperatura de l'aigua a escalfar, més alta serà l'eficiència de qualsevol bomba de calor.Si per als radiadors, l'aigua s'ha d'escalfar a 50-55 graus, per a sòls càlids - 30-35 graus. Fins i tot si la temperatura de l'aigua d'entrada és d'1-2 graus, la diferència d'eficiència serà d'un 30%.

L'aire s'utilitza sovint per a la calefacció d'espais. Això és especialment eficaç a les regions on les temperatures no baixen de 0, i també si s'utilitza una bomba de calor com a font addicional d'energia tèrmica.

El més convenient és utilitzar unitats de fan coil per a això, però per a la seva instal·lació hauràs de construir un fals sostre o sacrificar l'estètica. Si hi ha ventilació forçada, podeu utilitzar-la per subministrar aire calent.

Ara les bombes de calor no estan tan esteses a la CEI com a altres països. Encara tenim fonts de calor tradicionals barates com el carbó, el gas i la fusta. Però la situació canvia constantment i les bombes de calor s'utilitzen cada cop més per escalfar habitatges i edificis no residencials.

En aquest article, hem intentat descriure amb detall els avantatges i els contres dels diferents tipus de bombes de calor. Esperem que us hagi estat útil. No oblidis compartir la publicació amb els teus amics!

Avantatges o inconvenients?

Com que aquests dispositius van aparèixer amb nosaltres fa relativament poc temps, molts russos encara els tracten amb gran desconfiança. Als EUA, Europa i Japó s'han utilitzat durant molt de temps i amb èxit. Tanmateix, no es pot dir que aquest equipament sigui un misteri absolut per al nostre país, “terra incognita”.

A l'URSS també es van fer experiments amb aquestes fonts d'energia alternatives. Tanmateix, aquesta tecnologia no ha estat àmpliament adoptada.

Per tant, és important entendre per què, i té molt sentit substituir sistemes familiars per una novetat ecològica? El prefix "eco" en aquest cas pot significar tant ecologia com economia.

Avantatges

El primer i indubtable avantatge de les bombes de calor és l'estalvi energètic important. Sí, ells, a diferència dels col·lectors solars, ho necessiten, però en quantitats molt més petites. Per exemple, una caldera elèctrica (o escalfador) absorbeix tanta energia com produeix calor. Una bomba de calor, en canvi, gasta un mínim d'electricitat i produeix de tres a set vegades més calor. L'equip pot consumir 5 kWh, però genera almenys 17 kWh de calor. L'alta eficiència és la qualitat més atractiva de les calderes tèrmiques.

1. Serious estalvi energètic. Els preus de tot tipus de combustible estan pujant inexorablement, i una bomba de calor et permetrà obtenir més calor amb uns costos energètics reduïts.
2. Possibilitat d'instal·lació a qualsevol zona, ja que l'aire, l'aigua o el sòl poden convertir-se en font de calor. Equips especialment rellevants per a llocs situats lluny del gasoducte.
3. Reversibilitat de la instal·lació. Les bombes de calor són universals. A l'hivern proporcionen calidesa, a l'estiu calorós ofereixen l'oportunitat de proporcionar frescor a l'habitació. Tanmateix, no tots els models tenen aquesta característica.
4. Durabilitat. Els equips cuidats adequadament poden funcionar sense problemes durant 25-50 anys. Es pot requerir la substitució del compressor cada 10-15 (màxim 20) anys.
5. Possibilitat d'ús en qualsevol condició: on no hi ha electricitat, s'instal·la un motor de gasolina o dièsel.
6. Estalvi en manteniment. L'equip no requereix grans despeses per a això.
7. Funcionament ininterromput a -15°.
8. Automatització total de la bomba de calor.
9. Seguretat per al medi ambient.
10. Font de calor gratuïta.

A més dels avantatges, els sistemes també tenen debilitats.

Defectes

Això inclou:

1. El preu de les bombes de calor i el cost d'arranjar un sistema geotèrmic. A més, l'equip no pagarà immediatament. Els propietaris hauran d'esperar almenys 5 anys. L'excepció són els dispositius d'aire que no requereixen inversions addicionals.
2. La necessitat d'afegir una font de calor addicional en aquelles regions on la temperatura sovint és inferior a -20 °. Aquest sistema s'anomena bivalent. Si la bomba de calor falla, el generador de calor (caldera de gas, escalfador elèctric) està connectat.
3. El respecte al medi ambient encara està en qüestió. No hi ha cap amenaça per als humans, però existeix per a l'ecosistema. Per exemple, els microorganismes -anaerobis- viuen al sòl. Amb un fort refredament de l'espai prop de les canonades, s'enfronten a la mort imminent.
4. Gairebé una necessitat de proporcionar una xarxa elèctrica trifàsica a la casa. Per al correcte funcionament de la bomba de calor, cal minimitzar les caigudes de tensió que poden provocar una avaria de la instal·lació.

L'ús d'aquests equips és òptim en sistemes on s'utilitza un refrigerant de baixa temperatura, per exemple, un "pis calent".

Per entendre si és aconsellable comprar i instal·lar una bomba de calor, els propietaris hauran d'avaluar tots els avantatges i contres. Els principals "opositors" són l'estalvi d'energia (combustible) i els costos importants de compra i instal·lació. Els inconvenients importants d'HP inclouen la baixa eficiència en l'estació de fred, però hi ha models que poden generar calor fins i tot a -35 °. Però haureu de pagar encara més per ells.

Val la pena gastar diners en la compra i instal·lació d'una bomba de calor? Cadascú decideix per si mateix. Una inversió única us donarà l'oportunitat d'oblidar-vos de les grans factures de calefacció per sempre. A més, la seva total seguretat per als residents, i gairebé total seguretat per al medi ambient, testimonia a favor de l'equipament.