Para la transformación, transferencia y conversión de energía térmica, se utiliza un dispositivo especial que se asemeja a un aire acondicionado o refrigerador. La bomba de calor no se utiliza para calentar, solo transporta más calor del que recibe de la red. Con la ayuda del dispositivo, puede bombear la energía del suelo, el aire o el agua a las comunicaciones de calefacción.
Principio de funcionamiento y diseño
La bomba de calor consta de un circuito de freón con un compresor, una válvula de expansión, intercambiadores de calor (condensador, evaporador) y una tubería de cobre. Los conjuntos se unen 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 tomar los recursos térmicos, 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 volumen abruptamente mientras aumenta simultáneamente la temperatura y la presión. La acción del freón calentado es transferir recursos de calor a la tubería de calefacción. Las bombas de calor funcionan según un principio de circuito cerrado, utilizando solo energía sin calentar directamente el refrigerante.
La unidad le permite obtener 3-5 kW de calor a partir de 1 kW de recursos energéticos utilizados.
Variedades de bombas de calor.
- Compresión: consta de un compresor, condensador, evaporador y expansor. El equipo funciona según el principio de un ciclo de compresión y expansión del portador de calor con calentamiento adicional.
- Absorción: opere sobre la base de un absorbente y freón. El dispositivo de absorción es eficiente y es una bomba de nueva generación.
Según la fuente de calor, puede seleccionar el dispositivo:
- aire: extrae los recursos térmicos de la atmósfera;
- geotermia: toma energía del agua o del suelo;
- secundario - funciona con calor secundario de agua o aire.
Los dispositivos de calor secundarios pueden tomar energía de las aguas residuales.
El aparato de bomba de calor también difiere en términos del entorno para la entrada y transformación de energía, características y métodos de funcionamiento.
Sistema de agua subterránea
Los dispositivos le permiten recibir calor de las entrañas de la tierra durante todo el año. Se pueden seleccionar las siguientes modificaciones según el tipo de circuito geotérmico:
- 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 todo el año alcanza + 3 ... + 15 grados, por lo que se puede obtener calor en cualquier momento .
- Vertical: el depósito parece un pozo de 50 a 200 m de profundidad. En el interior hay sondas especiales que toman calor de un gradiente de temperatura constante.
Al organizar un 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, colocar baldosas.
Sistema de agua a agua
Para calentar una habitación, deberá utilizar la energía del agua subterránea con una temperatura constante de +7 grados y más. La tecnología prevé el suministro de agua mediante 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 sitios:
- sin agua subterránea o con un nivel mínimo de su ocurrencia;
- con pozos en los que la marca de agua no disminuye;
- con una mínima composición de sal y contaminación;
- equipado con un pozo de drenaje, capaz de recibir desde 2200 litros de aguas residuales por hora.
La mejor opción para el equipo de agua a agua es un área cerca de un río u otra masa de agua.
Sistema "agua-aire"
Las bombas de calor no calientan el aire dentro de las habitaciones, sino el propio portador de calor. Se puede utilizar para calefacción, preparación de ACS. El sistema tiene una serie de ventajas:
- instalado sin perforar un contorno externo;
- es confiable y duradero;
- eficaz en otoño y primavera.
Las desventajas de las bombas incluyen:
- disminución del COP cuando la temperatura alcanza los +1,2 grados;
- usando el reverso para descongelar la unidad exterior.
Las estaciones no son el único medio de generar calor. Funcionan junto con una caldera de calefacción.
Sistema aire-aire
- costo comparable al precio de un acondicionador de aire;
- instalación rápida;
- sin riesgo de fuga de portadores de calor.
Entre las desventajas de los sistemas:
- la capacidad de operar solo a temperaturas de hasta -20 grados;
- la necesidad de instalar un bloque especial dentro de cada habitación;
- falta de condiciones para obtener agua caliente.
El equipo de calefacción aire-aire se puede utilizar para calentar adicionalmente una casa de verano o una casa de campo.
Criterios de selección del sistema
Antes de comprar una bomba de calor, debe considerar:
- Costos de instalación del sistema. Para conectar un VT en Moscú, deberá trazar un contorno horizontal. Se cava un pozo (10 mil rublos / turno para alquilar una excavadora), luego se lleva a cabo la preparación para el trabajo (5 mil rublos). El pozo cuesta 1000 rublos / lm, teniendo en cuenta la instalación y la tubería de la sonda. Para que el sistema funcione con normalidad, se necesitarán 350 m del circuito o 350 mil rublos.
- Consumo de energía. Una bomba de calor de 9 kW consume 2,7 kW / h de electricidad, que es más barata que una caldera eléctrica similar.
- Recuperación. La calefacción alternativa, teniendo en cuenta los costes de instalación y el consumo de electricidad, se amortizará después de 3 años.
- Condiciones climáticas de la región de residencia. Los TH son ineficaces en áreas con inviernos helados. No podrán absorber la cantidad necesaria de calor del suelo, el aire o el agua.
- Poder del dispositivo. 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 el exterior y en la habitación (20 - -20 = 40); pérdida de calor de las paredes (ladrillo - 13,5 kW). Al último indicador de la potencia mínima, debe agregar aproximadamente un 50%.
- 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 tiene en cuenta el estado de la casa y las características del área donde se encuentra.
Ventajas y desventajas
- ahorro energético: con un consumo de 1 kW / h, se obtienen 4 kW / h de calor;
- reducir el costo de reparación del sistema;
- versatilidad: adecuado para la instalación en regiones sin red de gas, líneas eléctricas, porque funcionará en el aire, el suelo o el agua;
- automatización completa del sistema: en caso de una ausencia prolongada, el propietario puede establecer un régimen de temperatura constante de +10 grados;
- seguridad ambiental: no produce óxidos, ácidos ni 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 unidades enfrían la casa en el verano, eliminando el calor de las habitaciones y dirigiéndolo al entorno de respaldo;
- uso a largo plazo: sin revisión, la bomba se utiliza durante 25-50 años, una pieza de repuesto del compresor falla cada 15-20 años.
Las desventajas de usar bombas de calor incluyen:
- costos financieros para organizar un sistema geotérmico;
- amortización del sistema a largo plazo (5-10 años);
- la necesidad de utilizar calefacción adicional en regiones frías.
En los sistemas de calefacción por suelo radiante, se permite utilizar fan coils que transfieren calor o frío al aire desde el agua. Si tiene una casa antigua, necesitará una remodelación de la calefacción.
Fabricantes populares de bombas de calor
Las bombas de calor son producidas principalmente por empresas de Asia. Daikin, Mitsubishi Electric e Hitach fueron los primeros en abastecer el mercado europeo. 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
- Compre un refrigerador viejo y desmóntelo quitando la automatización.
- Haga un condensador de un tanque de acero de 100 L cortado por la mitad. En el tanque se coloca una bobina de cobre con paredes de 1 mm de espesor.
- Haga una bobina enrollando un tubo de cobre alrededor de un cilindro de gas u oxígeno, observando la misma distancia entre las vueltas.
- Fije las vueltas enhebrando el cable a través de los agujeros en las esquinas de aluminio.
- Suelde partes del tanque.
- Haga un evaporador con un recipiente de plástico de 60 a 80 litros. Está equipado con una bobina y una rosca para las tuberías de drenaje y suministro.
- Instale el equipo en la habitación y traiga 2 conductos de aire, cortados en la hoja frontal.
- Soldar tubos de cobre, bombear freón.
- Haga un comienzo y conecte la estructura a la calefacción.
El aire se suministrará a través del canal superior al congelador, se enfriará y se suministrará a la carcasa. Después de calentar mediante un intercambiador de calor en la pared trasera, las masas de aire entrarán en la habitación.
Como resultado del trabajo, se obtiene un sistema con circuito cerrado. En él circula refrigerante, que toma y transporta energía del evaporador al condensador. La energía térmica recibida tiene poca potencia, por lo que se requiere conectar adicionalmente un piso cálido o radiadores tipo de baja inercia.
La temperatura del agua de salida no será superior a 50-60 grados.
Esquema
Un esquema de sistema de calefacción bivalente ayudará a ahorrar en la fabricación independiente del dispositivo y su instalación. Se trata de calcular la potencia de la bomba de calor en función de la temperatura mínima. La unidad no funcionará a plena capacidad durante todo el año.
Nanos en este caso es una unidad pasiva a la que se conecta una caldera de gas o combustible sólido. El bypass está conectado a este último.
Las modificaciones de la bomba térmica son equipos eficientes pero costosos. Con un largo período de recuperación, serán la única alternativa en áreas sin suministro de gas.
