Per a transformar, transferir i convertir energia de calor s’utilitza un dispositiu especial que s’assembla a un aire condicionat o un refrigerador. La bomba de calor no s'utilitza per escalfar, només transmet més calor de la que rep de la xarxa. Mitjançant l'aparell, és possible bombar l'energia del sòl, l'aire o l'aigua en les comunicacions de calefacció.
Principi d’operació i disseny
La bomba de calor consisteix en un circuit de freó amb un compressor, una vàlvula d'expansió, bescanviadors de calor (condensador, evaporador) i una canonada de coure. Els nodes es connecten entre si mitjançant accessoris i peces automàtiques.
El principi de funcionament de la unitat es basa en la selecció de calor de baix grau:
- aigua (de +2 a +7 graus);
- aire (de -25 a +35 º);
- sòl (de -5 a +5 graus).
En el procés d’aconseguir recursos de calor, el medi inicial es refreda i el refrigerant del circuit intern comença a bullir i es transforma en vapor. El gas és comprimit pel compressor i perd dràsticament volum, alhora que augmenta la temperatura i la pressió. L’acció del freó preescalfat és transferir recursos de calor a la xarxa de calefacció. Les bombes de calor funcionen de forma tancada, utilitzant només energia sense escalfar directament el refrigerant.
La unitat permet obtenir 3-5 kW de calor a partir d’1 kW d’energia usada.
Varietats de bombes de calor
Les bombes de calor per escalfar una casa particular es classifiquen segons diversos criteris. Depenent del tipus de transferència d’energia:
- Compressió: consisteix en un compressor, condensador, evaporador i expansor. L'equip funciona amb el principi d'un cicle de compressió i expansió del refrigerant amb més escalfament.
- Absorció: funciona sobre la base d'absorbent i freó. El dispositiu d’absorció és altament eficient i és una bomba de nova generació.
Segons la font de calor, podeu recollir el dispositiu:
- aire: extreu calor de l’atmosfera;
- geotèrmica: pren energia de l'aigua o del sòl;
- secundari: funciona amb la calor secundària d’aigua o aire.
Els aparells de calor secundaris poden prendre energia de les aigües residuals.
L’aparell de la bomba de calor també varia en l’entorn d’entrada i transformació d’energia, característiques i mètodes d’operació.
Sistema d’aigües subterrànies
Els dispositius permeten obtenir calor de les entranyes de la terra durant tot l'any. Segons el tipus de contorn geotèrmic, es poden seleccionar les següents modificacions:
- Horitzontal: un sistema en forma de canonades situades per sota de la congelació del sòl, a una profunditat de 1,5-2 m. El règim de temperatura durant l'any arriba a + 3 ... + 15 graus, de manera que es pot obtenir calor en qualsevol moment.
- Vertical: el col·leccionista té un pou de 50-200 m de profunditat. A l'interior hi ha sondes especials que treuen la calor d'un gradient de temperatura constant.
A l’hora d’organitzar el contorn vertical, s’ha de tenir en compte la composició geològica del sòl. Al lloc on es troba el contorn horitzontal, no podeu construir cases ni posar rajoles.
Sistema aigua-aigua
Per escalfar l’habitació, haureu d’utilitzar l’energia de les aigües subterrànies amb una temperatura constant de +7 i superiors. La tecnologia preveu el subministrament d’aigua per una bomba centrífuga a una estació especial. L’energia tèrmica és transferida a anticongelant pel circuit inferior del dispositiu. Aquesta opció està permesa en àrees:
- sense aigües subterrànies o amb un nivell mínim d’ocurrència;
- amb pous en què la marca d’aigua no cau;
- amb mínima composició de sal i contaminació;
- equipat amb un pou de desguàs, capaç de rebre des de 2200 litres d’efluent per hora.
La millor opció per a equips d’aigua a aigua és la zona propera a un riu o un altre cos d’aigua.
Sistema aigua-aire
Les bombes de calor no escalfen l’aire dins de les habitacions, sinó el refrigerant en si. Es pot utilitzar per escalfar, preparant aigua calenta. El sistema presenta diversos avantatges:
- instal·lat sense perforar el circuit extern;
- difereix en fiabilitat i durabilitat;
- eficaç a la tardor i la primavera.
Els desavantatges de les bombes inclouen:
- baixada de la COP quan la temperatura arriba a +1,2 graus;
- l'ús del revers per a la descongelació de la unitat exterior
Les estacions no són l’únic mitjà per generar calor. Funcionen conjuntament amb una caldera de calefacció.
Sistema aire-aire
Els aparells aire-aire reben energia tèrmica de les masses d’aire de carrer. A l'exterior, s'assemblen a condicionadors d'aire, però poden funcionar a temperatures baixes. L’aire fred s’escalfa al condensador. Els avantatges de la VT inclouen:
- un preu comparable al preu d’un aparell d’aire condicionat;
- instal·lació ràpida;
- sense risc de fuites de portadors de calor.
Entre els desavantatges dels sistemes:
- la capacitat de funcionar només a temperatures de fins a -20 graus;
- la necessitat d’instal·lar una unitat especial dins de cada habitació;
- manca de condicions per a l’aigua calenta.
L'equip tèrmic "aire a aire" es pot utilitzar per escalfar addicionalment una casa rural o una casa de camp.
Criteris de selecció del sistema
Abans de comprar una bomba de calor, heu de tenir en compte:
- El cost d’organitzar el sistema. Per connectar la VT a Moscou, haureu de presentar un esquema horitzontal. S’excava una fossa (10 mil rubles / torn per llogar una excavadora) i es fa la preparació per al treball (5.000 rubles). Un pou costa 1000 rubles / mp, tenint en compte la instal·lació i l’enllaç de la sonda. Perquè el sistema funcioni correctament, necessiteu 350 m de circuit o 350 mil rubles.
- Consum d'energia. Un VT de 9 kW consumeix 2,7 kWh d’electricitat, que és més barat que una caldera elèctrica similar.
- Devolució. La calefacció alternativa, tenint en compte els costos d’instal·lació i el consum d’electricitat, es farà efectiu al cap de 3 anys.
- Condicions climàtiques de la regió de residència. Les VT són poc eficaces en zones amb hiverns gelats. No podran recollir la quantitat adequada de calor del sòl, de l’aire o de l’aigua.
- Alimentació del dispositiu. El propietari d'una casa d'una planta de 10x10 places ha de fer càlculs en funció de: la temperatura màxima negativa (-20 graus); diferències de temperatura al carrer i a l’habitació (20 - -20 = 40); Pèrdua de calor de les parets (maó - 13,5 kW) S'hauria d'afegir al voltant del 50% al darrer indicador de potència mínima
- La capacitat del tanc d’emmagatzematge. Amb 3 arrencaments de la bomba es necessiten 30 litres d’aigua, amb 5 arrencaments: 20 litres.
A l’hora de seleccionar equips, es té en compte l’estat de la casa i les característiques de la zona on es troba.
Avantatges i inconvenients
Les comunicacions de calefacció amb bomba de calor tenen diversos avantatges:
- estalvi d’energia: a un cabal d’1 kW / h, s’obtenen 4 kW / h de calor;
- reducció dels costos de reparació del sistema;
- universalitat: adequat per a la instal·lació en regions sense gasoductes, línies elèctriques, com funcionarà des de l’aire, el sòl o l’aigua;
- automatització completa del sistema: en cas d’absència prolongada, el propietari pot establir un règim de temperatura constant de +10 graus;
- seguretat ambiental: no produeix òxids, àcids i compostos benzoics;
- sense situacions d’emergència: el refrigerant i els components del sistema no s’escalfen fins a temperatures crítiques;
- la capacitat de funcionar a temperatures de fins a -15 graus;
- reversibilitat: les instal·lacions refreden la casa a l'estiu, eliminant la calor de les habitacions i dirigint-la a un entorn de reserva;
- ús a llarg termini: sense reparacions importants, la bomba s’utilitza de 25 a 50 anys, la peça de recanvi del compressor falla una vegada cada 15-20 anys.
Els desavantatges d’utilitzar bombes de calor inclouen:
- despeses financeres per organitzar un sistema geotèrmic;
- de llarga durada (5-10 anys) del sistema;
- la necessitat de calefacció addicional a les regions fredes.
En sistemes de calefacció per terra radiant, es pot utilitzar unitats de ventilació que transfereixen calor o fred a l’aire de l’aigua. Si teniu habitatge vell, necessitareu una reurbanització de la calefacció.
Fabricants de bombes de calor populars
Les bombes de calor són fabricades principalment per empreses d’Àsia. Els primers a llançar productes europeus van ser Daikin, Mitsubishi Electric i Hitach. L'equip també està produït per fabricants de Corea del Sud (LG i Samsung), Xina (Midea i Gree).
Les marques europees Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus també tenen modificacions ATW.
Bomba de calor DIY
Fer una bomba de calor tu mateix només és possible escalfar una casa petita.
- Compreu una nevera antiga i desmunteu-la eliminant l’automatització.
- Feu un condensador a partir d’un dipòsit d’acer de 100 L, tallat per la meitat. Es col·loca al dipòsit una bobina de coure amb parets d’1 mm de gruix.
- Per fer una bobina embolicant un tub de coure sobre un cilindre de gas o oxigen amb la mateixa distància entre els girs.
- Bloqueu les bobines passant el filferro pels forats de les cantonades d'alumini.
- Peces del tanc de soldadura.
- Feu un evaporador d’un recipient de plàstic de 60-80 litres. Instal·la una bobina i fil per a canonades de drenatge i alimentació.
- Instal·leu l’equip a l’habitació i porteu-hi 2 conductes d’aire tallats a la part frontal.
- Tubs de coure de soldadura, freó de bomba.
- Feu una posada en marxa i connecteu l'estructura a la calefacció.
L’aire s’abastirà a través del canal superior al congelador, que es refredarà i s’introduirà dins de la carcassa. Després d’escalfar-se amb un intercanviador de calor a la paret posterior, les masses d’aire entraran a l’habitació.
Com a resultat del treball, s’obté un sistema amb bucle tancat. El refrigerant circula per ell, agafant i transportant energia des de l’evaporador fins al condensador. L’energia tèrmica rebuda té una potència petita, per tant, cal connectar addicionalment un sòl càlid o radiadors de baixa inèrcia.
La temperatura de l’aigua de sortida no serà superior als 50-60 graus.
Esquema
Estalviar en la fabricació independent del dispositiu i la seva instal·lació ajudarà a l’esquema bivalent del sistema de calefacció. Es tracta de calcular la potència del VT en funció de la temperatura mínima. Durant l'any, la instal·lació no funcionarà a ple rendiment.
En aquest cas, Nanos és una unitat passiva a la qual es connecta una caldera de gas o combustible sòlid. El bypass està connectat amb aquest últim.
La modificació tèrmica de les bombes és un equip efectiu, però car. Amb un llarg període de devolució, seran l’única alternativa en zones sense subministrament de gas.
