Per a la transformació, transferència i conversió d’energia tèrmica, s’utilitza un dispositiu especial que s’assembla a un aparell d’aire condicionat o nevera. La bomba de calor no s’utilitza per escalfar: només transporta més calor del que rep de la xarxa. Amb l'ajuda del dispositiu, podeu bombar l'energia del sòl, l'aire o l'aigua a les comunicacions de calefacció.
Principi de treball i disseny
La bomba de calor consisteix en un circuit de freó amb un compressor, una vàlvula d’expansió, intercanviadors de calor (condensador, evaporador) i una canonada de coure. Els conjunts s’uneixen mitjançant accessoris i peces automàtiques.
El principi de funcionament de la unitat es basa en la selecció de calor de baixa qualitat:
- aigua (de +2 a +7 graus);
- aire (de -25 a +35 graus);
- sòl (de -5 a +5 graus).
En el procés d’agafar recursos de calor, el medi inicial es refreda i el refrigerant del circuit intern comença a bullir i es transforma en vapor. El gas es comprimeix amb el compressor i perd bruscament el volum alhora que augmenta la temperatura i la pressió. L'acció del freó escalfat és transferir els recursos de calor a la xarxa de calefacció. Les bombes de calor funcionen segons un principi de circuit tancat, utilitzant només energia sense escalfar directament el refrigerant.
La unitat us permet obtenir 3-5 kW de calor a partir d’1 kW de recursos energètics usats.
Varietats de bombes de calor
- Compressió: consisteix en un compressor, condensador, evaporador i expansor. L'equip funciona segons el principi d'un cicle de compressió i expansió del portador de calor amb un escalfament posterior.
- Absorció: actua sobre la base d’un absorbent i un freó. El dispositiu d’absorció és eficient i és una bomba de nova generació.
Segons la font de calor, podeu seleccionar el dispositiu:
- aire: extreu recursos tèrmics de l'atmosfera;
- geotèrmica: pren energia de l'aigua o del sòl;
- secundària: funciona amb calor secundària d’aigua o aire.
Els dispositius de calor secundaris poden treure energia de les aigües residuals.
L’aparell de la bomba de calor també difereix pel que fa al medi ambient per a la ingesta i transformació d’energia, les característiques i els mètodes d’operació.
Sistema d'aigües subterrànies
Els aparells permeten rebre calor de les entranyes de la terra durant tot l’any. Es poden seleccionar les següents modificacions segons el tipus de circuit geotèrmic:
- Horitzontal: un sistema en forma de canonades situades per sota de la congelació del sòl, a una profunditat d’1,5-2 m. El règim de temperatura durant tot l’any arriba a + 3 ... + 15 graus, de manera que es pot obtenir calor en qualsevol moment .
- Vertical: l'embassament sembla un forat de 50-200 m de profunditat. A l'interior hi ha sondes especials que prenen la calor d'un gradient de temperatura constant.
A l’hora d’organitzar un contorn vertical, s’ha de tenir en compte la composició geològica del sòl. Al lloc on es troba el contorn horitzontal, no es poden construir cases, col·locar rajoles.
Sistema aigua-aigua
Per escalfar una habitació, haureu d’utilitzar l’energia de les aigües subterrànies amb una temperatura constant de +7 i més graus. La tecnologia permet subministrar aigua mitjançant una bomba centrífuga a una estació especial. L’energia tèrmica es transfereix a l’anticongelant pel circuit inferior del dispositiu.Aquesta opció està permesa als llocs:
- sense aigües subterrànies o amb un nivell mínim d’aparició;
- amb pous en què la marca de l’aigua no disminueix;
- amb una mínima composició salina i contaminació;
- equipat amb un pou de drenatge, capaç de rebre des de 2200 litres d’aigües residuals per hora.
La millor opció per a equips d'aigua a aigua és una zona propera a un riu o a una altra massa d'aigua.
Sistema "aigua-aire"
Les bombes de calor no escalfen l’aire a l’interior de les habitacions, sinó el propi portador de calor. Es pot utilitzar per escalfar, preparar ACS. El sistema té una sèrie d’avantatges:
- instal·lat sense foradar un contorn extern;
- és fiable i durador;
- eficaç a la tardor i primavera.
Els desavantatges de les bombes inclouen:
- disminució de COP quan la temperatura arriba a +1,2 graus;
- mitjançant revers per descongelar la unitat exterior.
Les estacions no són l’únic mitjà per generar calor. Funcionen conjuntament amb una caldera de calefacció.
Sistema aire-aire
- cost comparable al preu d’un aparell d’aire condicionat;
- instal·lació ràpida;
- no hi ha risc de fuites de calefactors.
Entre els desavantatges dels sistemes:
- la capacitat d'operar només a temperatures de fins a -20 graus;
- la necessitat d’instal·lar un bloc especial dins de cada habitació;
- manca de condicions per obtenir aigua calenta.
Els equips de calefacció aire-aire es poden 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:
- Costos de configuració del sistema. Per connectar una TV a Moscou, haureu de posar un contorn horitzontal. Es fa una fossa (10 mil rubles / torn per llogar una excavadora) i després es realitza la preparació per al treball (5 mil rubles). El pou costa 1000 rubles / lm, tenint en compte la instal·lació i la canonada de la sonda. Perquè el sistema funcioni amb normalitat, caldran 350 m del circuit o 350 mil rubles.
- Consum d'energia. Una bomba de calor de 9 kW consumeix 2,7 kW / h d’electricitat, que és més barata que una caldera elèctrica similar.
- Recuperació. La calefacció alternativa, tenint en compte els costos d’instal·lació i el consum d’electricitat, pagarà al cap de 3 anys.
- Condicions climàtiques de la regió de residència. Els THs són ineficaços a les zones amb hiverns gelats. No podran treure la quantitat de calor necessària del sòl, de l'aire o de l'aigua.
- Alimentació del dispositiu. El propietari d’una casa d’un pis de 10x10 quadrats ha de fer càlculs en funció de: la temperatura màxima negativa (-20 graus); diferències de temperatura fora i a l'habitació (20 - -20 = 40); pèrdua de calor de les parets (maó - 13,5 kW). Per a l’últim indicador de la potència mínima, cal afegir aproximadament el 50%.
- Capacitat del dipòsit d’emmagatzematge. Amb 3 arrencades de la bomba, es necessiten 30 litres d’aigua, amb 5 arrencades: 20 litres.
A l’hora de seleccionar l’equip, es tenen en compte l’estat de la casa i les característiques de la zona on es troba.
Avantatges i inconvenients
- estalvi d’energia: amb un consum d’1 kW / h s’obtenen 4 kW / h de calor;
- reduir el cost de la reparació del sistema;
- versatilitat: adequat per a la instal·lació en regions sense xarxa de gas, línies elèctriques, perquè operarà sobre l’aire, el sòl o l’aigua;
- automatització completa del sistema: en cas d'absència llarga, 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 d’operar a temperatures de fins a -15 graus;
- reversibilitat: les unitats refreden la casa a l'estiu, eliminant la calor de les habitacions i dirigint-la a l'entorn de seguretat;
- ús a llarg termini: sense revisió, la bomba s'utilitza durant 25-50 anys, una peça de recanvi del compressor falla cada 15-20 anys.
Els desavantatges d’utilitzar bombes de calor inclouen:
- costos financers per a l'organització d'un sistema geotèrmic;
- amortització del sistema a llarg termini (5-10 anys);
- la necessitat d’utilitzar calefacció addicional en zones fredes.
En els sistemes de calefacció per terra radiant, es permet utilitzar fan coils que transmetin calor o fred a l’aire de l’aigua. Si teniu una casa antiga, necessitareu una reurbanització de la calefacció.
Fabricants populars de bombes de calor
Les bombes de calor són produïdes principalment per empreses d'Àsia. Daikin, Mitsubishi Electric i Hitach van ser els primers a subministrar el mercat europeu. L'equip també és 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 de bricolatge
- Compreu una nevera antiga i desmunteu-la traient l’automatització.
- Feu un condensador a partir d’un dipòsit d’acer de 100 L tallat per la meitat. Es col·loca una bobina de coure amb parets d'1 mm de gruix al tanc.
- Feu una bobina enrotllant un tub de coure al voltant d’un cilindre de gas o oxigen, observant la mateixa distància entre els girs.
- Fixeu els girs enfilant el fil pels forats de les cantonades d'alumini.
- Soldeu parts del tanc.
- Feu un evaporador a partir d’un recipient de plàstic de 60-80 litres. Està equipat amb una bobina i un fil per a les canonades de desguàs i subministrament.
- Instal·leu l'equip a l'habitació i porteu-hi 2 conductes d'aire, tallats a la faixa frontal.
- Tubs de coure de soldadura, bomba en freó.
- Feu un inici inicial i connecteu l'estructura a la calefacció.
L’aire es subministrarà a través del canal superior al congelador, es refredarà i es subministrarà a la carcassa. Després d’escalfar-se mitjançant un bescanviador de calor a la paret posterior, entraran masses d’aire a l’habitació.
Com a resultat del treball, s’obté un sistema amb bucle tancat. Hi circula refrigerant, agafant i transportant energia des de l’evaporador fins al condensador. L'energia calorífica rebuda té una potència petita, per tant, cal connectar addicionalment un sòl càlid o radiadors de tipus poc inèrcia.
La temperatura de l’aigua de sortida no superarà els 50-60 graus.
Esquema
Un sistema de calefacció bivalent ajudarà a estalviar en la fabricació independent del dispositiu i la seva instal·lació. Es tracta de calcular la potència de la bomba de calor en funció de la temperatura mínima. La unitat no funcionarà a ple rendiment durant tot l'any.
En aquest cas, Nanos és una unitat passiva a la qual està connectada una caldera de gas o combustible sòlid. La derivació està connectada a aquesta última.
Les modificacions de la bomba tèrmica són equips eficients però costosos. Amb un llarg període de recuperació, seran l’única alternativa a les zones sense subministrament de gas.
