Tipos de bombas de calor y principio de funcionamiento. El principio de funcionamiento de las bombas de calor para calentar una casa. Elementos estructurales y principio de funcionamiento.

La bomba de calor aire agua transforma la energía del ambiente exterior en calor que calienta el espacio interior. Es decir, con la ayuda de este dispositivo, una vivienda o edificio puede "calentarse" con aire normal. Además, el aire no se quema en el horno, sino que simplemente cede sus calorías a una unidad compleja: una bomba de calor, que transporta esta energía a la habitación y la entrega al sistema de calefacción.

De acuerdo, tales manipulaciones con energías son similares a la magia. Pero no hay nada fantástico en las bombas de calor de este tipo. Y en este artículo consideraremos los principios de funcionamiento y el dispositivo de dicha unidad.

El esquema de funcionamiento de una bomba de calor de fuente de aire se copia de un refrigerador o aire acondicionado, a saber:

• Un portador de energía bajo en calorías (aire) hierve un refrigerante cargado en un circuito cíclico que conecta un evaporador (trampa de calor) a un condensador (emisor de calor).
• En el condensador, los vapores de refrigerante pasan a otro estado de agregación (líquido) y ceden energía al sistema de calefacción.
• Después de eso, el refrigerante líquido vuelve al evaporador, donde se convierte en vapor. Y todo vuelve a empezar.

Es decir, en el trabajo se utiliza el mismo principio de Carnot inverso, pero la parte principal de la instalación no es un evaporador que acumula calor del espacio circundante, sino un condensador que entrega las calorías acumuladas al consumidor.

Al mismo tiempo, el funcionamiento cíclico de la unidad es proporcionado por un compresor especial, que no solo bombea el refrigerante a lo largo del circuito, sino que también lo comprime, aumentando así la transferencia de calor en el condensador. Sin embargo, esta no es la única unidad de potencia de la instalación: la bomba de calor está equipada con un ventilador suficientemente potente que sopla sobre el evaporador.

Bueno, como consumidor de calor, un convector calienta el aire dentro de la habitación, o un sistema de "piso caliente" u otros radiadores con un área grande.

Pero con baterías estándar, los ventiladores térmicos no funcionan de manera muy eficiente.

Además, el convector con condensador está montado en el interior, y el evaporador con ventilador está en el exterior, en la fachada o en el interior del ramal de escape del sistema de ventilación.

Ventajas y desventajas de las bombas de calor aerotérmicas

Las críticas sobre la bomba de calor aire-agua son buenas y malas. Después de todo, este dispositivo, con todas sus innegables ventajas, no está exento de inconvenientes.

Además, las ventajas incluyen los siguientes hechos:

• En primer lugar, dicha unidad es fácil de montar. En efecto, para el circuito primario, cerrado al evaporador, no son necesarios ni movimientos de tierra ni depósitos.
• En segundo lugar, el aire come en todas partes, pero la tierra, en propiedad personal, está solo fuera de la ciudad, pero hay aún más problemas con los embalses artificiales o naturales. Por lo tanto, las bombas de calor de fuente de aire para calefacción se pueden instalar incluso en áreas urbanas sin pedir permiso a las autoridades reguladoras.
• En tercer lugar, la bomba de aire se puede combinar con el sistema de ventilación, utilizando la potencia de la unidad para aumentar la eficiencia del intercambio de aire en la habitación.

Además, dicha bomba funciona casi en silencio y es fácil de programar.

Bueno, las desventajas inevitables se pueden representar como una lista de este tipo:

• La eficiencia de la unidad depende de la temperatura ambiente. Por lo tanto, la eficiencia del dispositivo en verano es mayor que en invierno.
• La bomba de aire solo se puede encender en heladas relativamente ligeras. Además, a -7 grados centígrados, una bomba de aire doméstica ya no funcionará. Aunque las unidades industriales se encienden a -25 grados centígrados.

Además, una bomba de aire no es una planta de energía completamente autónoma. La unidad consume electricidad, transformando 1 kWh en 11-14 MJ.

Bomba de calor de fuente de aire de bricolaje: diagrama de ensamblaje

A diferencia de los sistemas geotérmicos e hidrotérmicos bastante complejos, una bomba de calor aire-agua está disponible para su fabricación incluso por su cuenta.

Además, para la fabricación de un sistema de aire, necesitamos un conjunto relativamente económico que consta de las siguientes piezas y conjuntos:

• Compresor de sistema dividido: se puede comprar en un centro de servicio o taller de reparación
• Tanque de acero inoxidable de 100 litros - se puede quitar de cualquier lavadora vieja
• Un recipiente de polímero con boca ancha: una lata común o polipropileno es adecuada.
• Tubos de cobre con un diámetro de paso de más de 1 mm. Habrá que comprarlos, pero esta es la única compra cara de todo el proyecto.
• Un conjunto de válvulas de cierre y control, que incluirá una válvula de drenaje, una válvula de grabado de aire, una válvula de seguridad.
• Sujetadores: soportes, clips para tuberías, abrazaderas y otras cosas.

Además, necesitamos el refrigerante más barato: freón y al menos la unidad de control más simple, sin la cual el uso de bombas de calor será muy difícil debido a la necesidad de sincronizar el funcionamiento del compresor con la temperatura en la superficie del evaporador. y condensador.

Montaje de la unidad

Bueno, el proceso de compilación en sí es el siguiente:

• Hacemos una bobina a partir de un tubo de cobre, cuyas dimensiones deben corresponder a la sección transversal y la altura del tanque de acero.
• Montamos la bobina en el depósito, dejando las salidas del tubo de cobre en el exterior. A continuación, sellamos el tanque y lo equipamos con un accesorio de entrada (inferior) y salida (superior). Como resultado, se obtiene el primer elemento del sistema, un condensador, con grifos prefabricados para un tubo de calefacción recto (accesorio superior) y un tubo de retorno (accesorio inferior)
• Montamos el compresor en la pared (usando el soporte). Conectamos el racor de presión del compresor con la salida superior del tubo de cobre.
• Hacemos una segunda bobina a partir de un tubo de cobre, cuyas dimensiones coinciden con la sección transversal y la altura de la lata de polímero.
• Montamos la bobina en una lata instalando un ventilador en su extremo que sopla aire sobre la bobina. Además, dos cuestiones deberían salir de la lata. Como resultado, toda esta estructura, que es el evaporador del sistema, se monta en la fachada o en el pozo de ventilación.
• Conectamos la salida inferior del tanque (condensador) con la salida inferior de la lata (evaporador) insertando un acelerador de control en esta tubería.
• Conectamos la salida superior de la lata con el tubo de succión del compresor.

Eso es básicamente todo. Usando el principio de funcionamiento de una bomba de calor de fuente de aire, el sistema está casi listo. Solo queda llenar el refrigerante en el compresor y conectar la válvula de mariposa a la unidad de control.

Calentamiento de aire con bomba de calor: cálculo de la capacidad de la instalación

La potencia de una bomba de calor depende de muchos factores, a saber: el volumen de refrigerante, el área de superficie de los serpentines en el evaporador y el condensador, el volumen esperado de transferencia de calor al sistema de calefacción, etc. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, el cálculo de la potencia se realiza en programas especiales que tienen en cuenta otros datos de entrada.

De forma simplificada, estos programas están diseñados como "calculadoras" en línea, con campos abiertos para ingresar los siguientes parámetros:

• El área de la habitación y la altura de los techos: se utilizan para calcular el volumen.
• La región donde se encuentra el edificio: con este parámetro, se determina la temperatura promedio anual del aire, lo que afecta el rendimiento del evaporador.
• El grado de aislamiento de la tarea: con este parámetro, se determina el "contenido calórico" esperado del sistema de calefacción.

En la etapa final, los dos últimos parámetros se convierten en coeficientes por los cuales se multiplica el volumen de la habitación. La cifra obtenida como resultado de tales manipulaciones se compara con valores tabulares que vinculan la potencia de la bomba con el volumen calentado.

Como resultado, resulta que calentar una casa con un área de 100 metros cuadrados, por regla general, requiere una bomba de calor de 5 kilovatios, y una vivienda de 350 metros cuadrados se puede calentar con una bomba de 28 kilovatios.

Bomba de calor de fuente de aire: los matices del mantenimiento de la unidad

La bomba de calor aire-agua no requiere ningún mantenimiento especial, con desmontaje/montaje parcial.

Para mantener el rendimiento del sistema, el propietario solo tendrá que realizar las siguientes manipulaciones:

• Limpieza periódica del ventilador y la parrilla en el evaporador de residuos obstruidos (hojas, polvo, etc.).
• Lubricación periódica del compresor, realizada según el esquema proporcionado por el fabricante.
• Cambio de aceite en unidades de potencia (compresor, ventilador).
• Verifique periódicamente la integridad de la tubería de refrigerante de cobre y el cable de alimentación que alimenta el compresor y el ventilador.

Un tipo de bomba de calor con un diseño simple es la bomba de calor aire-aire. El principio de funcionamiento de la bomba es similar al de una bomba de calor geotérmica. La diferencia radica en que el calor no se toma del suelo ni del agua, sino de las masas de aire exteriores. En consecuencia, la calefacción del edificio se produce calentando el aire del local.

Podemos decir que una bomba de calor aire-aire es un aire acondicionado al revés. Esta es la principal ventaja de una bomba de calor aire-aire: para su instalación y operación, no se requiere la perforación de pozos ni el tendido de un circuito subterráneo.

Si, por varias razones, no es posible colocar el contorno de un intercambiador de calor subterráneo para la extracción de calor (no hay oportunidad financiera, no hay suficiente espacio en el sitio para la colocación horizontal, no hay agua subterránea debajo del sitio o no hay un lago al lado, la presencia de una capa de granito a poca profundidad) - una bomba de calor del tipo aire-aire será la solución más aceptable para una calefacción económica y respetuosa con el medio ambiente.

El dispositivo y el principio de funcionamiento de la bomba de calor aire-aire.

La bomba de calor aire-aire consta de unidades exteriores e interiores. El exterior, también conocido como unidad de evaporación, se encuentra fuera del edificio. Es con su ayuda que se extrae calor del aire exterior. Este calor calienta el refrigerante, que hierve a un estado gaseoso. El compresor luego comprime este gas, elevando significativamente su temperatura. El calor del gas comprimido se transfiere al condensador (unidad interior), que se encuentra en el interior. El condensador cede calor al aire interior. Este proceso tiene lugar de forma continua y se controla automáticamente hasta alcanzar la temperatura ambiente deseada.

Si es necesario calentar varias habitaciones o una grande, en este caso se utilizan varios sistemas de distribución y suministro de aire caliente.

Debido al hecho de que las bombas de calor de este tipo solo calientan el aire del local (hay calefacción de aire directa), dichas bombas de calor solo se pueden usar para calefacción. Es decir, para calentar agua en el baño o la cocina, es necesario aportar otras soluciones.

Ventajas de usar

La ventaja de una bomba de calor aire-aire, en comparación con una bomba aire-agua, es la baja temperatura del aire que pasa por el serpentín del condensador. En pocas palabras, si las bombas de calor aire-agua para calefacción de alta calidad requieren calentar el portador de calor (agua) a temperaturas suficientemente altas, entonces en el caso de una bomba de calor aire-aire, la temperatura de calentamiento del aire requerida es Mucho más bajo. Además, el coeficiente de eficiencia de una bomba de calor es mayor cuanto menor es la diferencia entre la temperatura de la fuente de calor y la temperatura en el sistema de calefacción.

Las principales ventajas de una bomba de calor aire-aire:

• simplicidad de diseño, instalación y operación: para la instalación de tales bombas de calor no es necesario perforar, establecer comunicaciones complejas, asignar habitaciones especiales, etc.;
• la posibilidad de instalación en casi cualquier zona climática;
• Las bombas de calor de este tipo se pueden instalar en una casa ya construida con un sistema de calefacción convencional existente, consiguiendo así un importante ahorro en los costes de calefacción. La instalación requerirá modificaciones e intervenciones mínimas en el diseño existente;
• tener el costo más bajo y el período de recuperación más corto, en comparación con otros tipos de bombas de calor;
• bajo consumo de energía;
• autonomía, compacidad y silencio del trabajo;
• en verano, las bombas de calor aire-aire se pueden cambiar al modo de refrigeración, y la presencia de filtros de aire de alta eficiencia ayudará a crear el microclima requerido en las instalaciones.

Desventajas de una bomba de calor aire-aire

Desafortunadamente, las bombas de calor aire-aire también tienen sus desventajas. Uno de ellos es la dependencia del valor de rendimiento de las fluctuaciones en la temperatura del aire exterior.

A una temperatura del aire exterior de 0 °C, el coeficiente de eficiencia energética de la bomba de calor cae al nivel de 2-2,5, es decir, se producirán 2-2,5 kW de calor por 1 kW de energía consumida.

En comparación, a temperaturas más altas, estas bombas de calor tienen un factor de eficiencia energética de 3-4. Y cuando la temperatura baja a -20 °C, el coeficiente de eficiencia energética baja a 1. Es decir, se hace necesario calentar la habitación por otros medios. Aunque, en este momento, hay fabricantes con nombres de fama mundial que ofrecen bombas de calor aire-aire que pueden funcionar de manera eficiente a temperaturas de hasta -25 °C.

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El término bomba de calor significa un conjunto de unidades diseñadas para acumular energía térmica de varias fuentes en el medio ambiente y transferir esta energía a los consumidores.

Por ejemplo, dichas fuentes pueden ser conductos ascendentes de aguas residuales, desechos de varias industrias importantes, calor generado durante la operación de varias plantas de energía, etc. Como resultado, varios medios y cuerpos con una temperatura de más de un grado pueden actuar como fuente.

La tarea de una bomba de calor es convertir la energía natural del agua, la tierra o el aire en energía térmica para las necesidades del consumidor. Dado que estos tipos de energía se autorregeneran constantemente, podemos considerarlos una fuente ilimitada.

Bomba de calor para el principio de funcionamiento de la calefacción doméstica

El principio de funcionamiento de las bombas de calor se basa en la capacidad de los cuerpos y medios de ceder su energía térmica a otros cuerpos y medios similares. Según esta característica, se distinguen varios tipos de bombas de calor, en los que necesariamente están presentes un suministrador de energía y su receptor.

En el nombre de la bomba, se indica en primer lugar la fuente de energía térmica y en segundo lugar se indica el tipo de portador al que se transfiere la energía.

En el diseño de cada bomba de calor para calentar una casa, hay 4 elementos principales:

1. Un compresor diseñado para aumentar la presión y la temperatura del vapor resultante de la ebullición del freón.
2. Un evaporador, que es un tanque en el que el freón pasa de un estado líquido a un estado gaseoso.
3. En el condensador, el refrigerante transfiere energía térmica al circuito interno.
4. La válvula de mariposa regula la cantidad de refrigerante que ingresa al evaporador.

El tipo de bomba de calor aire aire significa que la energía térmica se tomará del ambiente externo (atmósfera) y se transferirá al portador, también aire.

Bomba de calor aire aire: principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento de este sistema se basa en el siguiente fenómeno físico: el medio en estado líquido, al evaporarse, baja la temperatura de la superficie, desde donde se disipa.

Para mayor claridad, consideremos brevemente el funcionamiento del congelador frigorífico. El freón, que circula por los tubos del refrigerador, toma calor del refrigerador y se calienta solo. Como resultado, el calor que recoge se transfiere al ambiente externo (es decir, a la habitación en la que se encuentra el refrigerador). Luego, el refrigerante, comprimido en el compresor, se enfría nuevamente y la circulación continúa. Una bomba de calor de fuente de aire funciona con el mismo principio: toma calor del aire exterior y calienta la casa.

El diseño de la unidad consta de las siguientes partes:

• La unidad de bomba externa consta de un compresor, un evaporador con ventilador y una válvula de expansión.
• Los tubos de cobre con aislamiento térmico se utilizan para hacer circular el freón.
• Un condensador con un ventilador en él. Sirve para disipar el aire ya calentado sobre el área del local.

Durante el funcionamiento de una bomba de calor de fuente de aire, al calentar una casa, ocurren los siguientes procesos en un orden determinado:

• El ventilador atrae aire exterior a la unidad y pasa a través del evaporador externo. El freón, que realiza un ciclo en el sistema, recoge toda la energía térmica del aire exterior. Como resultado, pasa de un estado líquido a un estado gaseoso.
• Posteriormente, el freón gaseoso se comprime en el condensador y pasa a la unidad interior.
• Luego el gas pasa a estado líquido, mientras desprende el calor acumulado al aire de la habitación. Este proceso se lleva a cabo en un condensador ubicado en la habitación.
• El exceso de presión sale a través de la válvula de expansión y el freón en estado líquido pasa a un nuevo círculo.

El freón tomará constantemente energía térmica del aire de la calle, ya que su temperatura siempre será más baja. La excepción es cuando hace mucho frío afuera. Bajo tales condiciones, la eficiencia de la bomba de calor disminuirá.

Para aumentar la potencia de la unidad, maximice las superficies del condensador y del evaporador.

Como cualquier dispositivo complejo, una bomba de calor de fuente de aire tiene sus pros y sus contras. Entre las ventajas cabe destacar:

1. Dependiendo de la necesidad, la unidad puede subir o bajar la temperatura de calefacción de la casa.
2. Este tipo de bomba no contamina el medio ambiente con productos nocivos de la combustión de combustible.
3. El dispositivo es fácil de instalar.
4. La bomba de aire es absolutamente segura en términos de incendio.
5. El coeficiente de transferencia de calor de la bomba es muy alto en comparación con los costos de energía (se generan de 4 a 5 kW de calor por 1 kW de electricidad consumida)
6. Difieren en precio razonable.
7. El dispositivo es cómodo de usar.
8. El sistema se controla automáticamente.

De las desventajas del sistema de aire, vale la pena mencionar:

1. Ligero ruido generado por el funcionamiento del dispositivo.
2. La eficiencia del dispositivo depende de la temperatura ambiente.
3. A bajas temperaturas exteriores, aumenta el consumo eléctrico. (por debajo de -10 grados)
4. El sistema depende totalmente de la disponibilidad de electricidad. El problema se puede resolver instalando un generador autónomo.
5. La bomba de aire no puede calentar el agua.

En general, los aparatos aire-aire son ideales para calentar casas de madera, en las que, por la naturaleza del material, se reducen las pérdidas naturales de calor.

Antes de elegir una bomba de aire, debe averiguar los siguientes puntos clave:

• Índice de aislamiento de las habitaciones.
• Plaza de todas las habitaciones
• Número de personas que viven en una casa particular
• Condiciones climaticas

En la mayoría de los casos, 10 m2. m de la habitación debe representar alrededor de 0,7 kW de potencia del dispositivo.

Bombas de calor para agua de calefacción doméstica.

Al organizar un sistema de calefacción en una casa privada, los sistemas de clase de agua y agua son muy adecuados. Además, podrán dotar a las viviendas de agua caliente. Varios embalses, aguas subterráneas, etc. son adecuados como fuentes de calor natural.

El funcionamiento de la bomba de agua-agua se basa en la ley de que un cambio en el estado de agregación (de líquido a gas y viceversa) de una sustancia, bajo la influencia de varios factores, implica la liberación o absorción de energía térmica.

Este tipo de bomba se puede utilizar para calentar una casa incluso a bajas temperaturas ambientales, ya que la temperatura todavía está por encima de cero en las capas profundas de la tierra.

El principio de funcionamiento de una bomba de calor agua-agua es el siguiente:

• Una bomba especial impulsa el agua a través de las tuberías de cobre del sistema desde una fuente externa hacia la instalación.
• En el dispositivo, el agua del ambiente actúa sobre el refrigerante (freón), cuyo punto de ebullición es de +2 a +3 grados. Parte de la energía térmica del agua se transfiere al freón.
• El compresor aspira el refrigerante gaseoso y lo comprime. Como resultado de este proceso, la temperatura del refrigerante aumenta aún más.
• Luego, el freón se envía al condensador, donde calienta el agua a la temperatura requerida (40-80 grados). El agua calentada ingresa a la tubería del sistema de calefacción. Aquí el freón vuelve a su estado líquido y el ciclo comienza de nuevo.

Cabe señalar que los dispositivos de agua y agua se utilizan para calentar una casa con un área de 50-150 m2.

Bomba de calor agua agua: principio de funcionamiento

Al elegir un dispositivo de esta clase, debe prestar atención a ciertas condiciones:

• Como fuente de energía, se debe dar preferencia a los embalses abiertos (es más fácil instalar tuberías), a una distancia de no más de 100 m. Además, la profundidad del embalse para las regiones más al norte debe ser de al menos 3 metros. (el agua generalmente no se congela a tal profundidad). Las tuberías que conducen al agua deben estar aisladas.
• La dureza del agua afecta en gran medida el funcionamiento de la bomba. No todos los modelos pueden funcionar con altos índices de rigidez. Como resultado, antes de comprar el dispositivo, se toma una muestra de agua y, en función de los resultados, se selecciona una bomba.
• Según el tipo de operación, las unidades se dividen en monovalentes y bivalentes. Los primeros cumplirán perfectamente el papel de la principal fuente de calor (debido a su alta potencia). Este último puede actuar como una fuente adicional de calefacción.
• Con la potencia de la bomba, su eficiencia aumenta, pero al mismo tiempo, también aumenta el consumo de electricidad.
• Características adicionales del dispositivo. Por ejemplo: carcasa insonorizada, función de calentamiento de agua sanitaria, control automático, etc.
• Para calcular la potencia requerida del dispositivo, debe multiplicar el área total de las instalaciones por 0,07 kW (indicador de energía por 1 m2). Esta fórmula es válida para habitaciones estándar, con una altura no superior a 2,7 m.

Cualquier propietario de una casa particular busca minimizar el costo de calentar el hogar. En este sentido, las bombas de calor son significativamente más rentables que otras opciones de calefacción, ya que proporcionan 2,5-4,5 kW de calor por kilovatio de electricidad consumido. El reverso de la moneda: para obtener energía barata, tendrás que invertir mucho dinero en equipos, la instalación de calefacción más modesta con una capacidad de 10 kW costará 3500 USD. E. (precio inicial).

La única forma de reducir los costos de 2 a 3 veces es hacer una bomba de calor con sus propias manos (abreviado como TN). Considere varias opciones de trabajo reales, recopiladas y probadas en la práctica por artesanos entusiastas. Dado que la fabricación de una unidad compleja requiere conocimientos básicos de máquinas de refrigeración, comencemos con la teoría.

Características y principio de funcionamiento de HP.

¿En qué se diferencia una bomba de calor de otras instalaciones para calentar casas particulares?

• a diferencia de las calderas y calentadores, la unidad no produce calor por sí misma, sino que, como un acondicionador de aire, lo mueve dentro del edificio;
• HP se llama bomba, porque "bombea" energía de fuentes de calor de bajo grado: aire ambiental, agua o suelo;
• la unidad es alimentada exclusivamente por la electricidad consumida por el compresor, los ventiladores, las bombas de circulación y el tablero de control;
• el funcionamiento de la unidad se basa en el ciclo de Carnot utilizado en todas las máquinas de refrigeración, como aires acondicionados y sistemas divididos.

En el modo de calefacción, un sistema dividido tradicional funciona normalmente a temperaturas superiores a menos 5 grados, en heladas severas, la eficiencia cae bruscamente

Referencia. El calor está contenido en cualquier sustancia cuya temperatura está por encima del cero absoluto (menos 273 grados). Las tecnologías modernas permiten tomar la energía especificada del aire con una temperatura de hasta -30 ° C, la tierra y el agua, hasta +2 ° C.

El ciclo de intercambio de calor de Carnot implica el fluido de trabajo, el gas freón, que hierve a temperaturas bajo cero. Evaporándose y condensándose alternativamente en dos intercambiadores de calor, el refrigerante absorbe la energía del ambiente y la transfiere al interior del edificio. En general, el principio de funcionamiento de una bomba de calor repite el incluido en la calefacción:

1. Al estar en fase líquida, el freón se mueve a través de los tubos del intercambiador de calor del evaporador externo, como se muestra en el diagrama. Al recibir el calor del aire o del agua a través de las paredes metálicas, el refrigerante se calienta, hierve y se evapora.
2. Luego, el gas ingresa al compresor, que se presuriza al valor calculado. Su tarea es elevar el punto de ebullición de la sustancia para que el freón se condense a una temperatura más alta.
3. Al pasar a través del condensador-intercambiador de calor interno, el gas se convierte nuevamente en líquido y transfiere la energía acumulada al portador de calor (agua) o al aire de la habitación directamente.
4. En la última etapa, el freón líquido ingresa al separador de humedad del receptor y luego al dispositivo de estrangulación. La presión de la sustancia cae nuevamente, el freón está listo para pasar por un segundo ciclo.

El esquema de funcionamiento de una bomba de calor es similar al principio de funcionamiento de un sistema dividido.

Nota. Los sistemas divididos convencionales y las bombas de calor de fábrica tienen en común: la capacidad de transferir energía en ambas direcciones y operar en 2 modos: calefacción/refrigeración. La conmutación se implementa mediante una válvula inversora de cuatro vías que cambia la dirección del flujo de gas a lo largo del circuito.

En los acondicionadores de aire domésticos y HP, se utilizan varios tipos de válvulas termostáticas para reducir la presión del refrigerante antes del evaporador. En los sistemas divididos domésticos, un dispositivo capilar simple desempeña el papel de un regulador; se instala una costosa válvula de expansión termostática (TRV) en las bombas.

Tenga en cuenta que el ciclo anterior ocurre en todos los tipos de bombas de calor. La diferencia radica en los métodos de suministro / extracción de calor, que enumeraremos a continuación.

Tipos de racores de mariposa: tubo capilar (foto de la izquierda) y válvula de expansión termostática (TRV)

Variedades de instalaciones.

Según la clasificación generalmente aceptada, los HP se dividen en tipos según la fuente de energía recibida y el tipo de refrigerante al que se transfiere:

Referencia. Las variedades de bombas de calor se enumeran en orden creciente del costo del equipo junto con la instalación. Las instalaciones aéreas son las más baratas, las geotérmicas son caras.

El principal parámetro que caracteriza a una bomba de calor para calentar una vivienda es el coeficiente de eficiencia COP, igual a la relación entre la energía recibida y la energía consumida. Por ejemplo, los calentadores de aire relativamente económicos no pueden presumir de un COP alto: 2.5 ... 3.5. Te explicamos: habiendo gastado 1 kW de electricidad, la instalación suministra 2,5-3,5 kW de calor a la vivienda.

Métodos para extraer calor de fuentes de agua: de un estanque (izquierda) y a través de pozos (derecha)

Los sistemas de agua y suelo son más eficientes, su coeficiente real está en el rango de 3…4.5. El rendimiento es un valor variable que depende de muchos factores: el diseño del circuito de intercambio de calor, la profundidad de inmersión, la temperatura y el caudal de agua.

Un punto importante. Las bombas de calor de agua caliente no pueden calentar el refrigerante hasta 60-90 °C sin circuitos adicionales. La temperatura normal del agua del HP es de 35 ... 40 grados, las calderas claramente ganan aquí. De ahí la recomendación de los fabricantes: conectar el equipo a calefacción de baja temperatura - agua.

Que TN es mejor coleccionar

Formulamos el problema: necesita construir una bomba de calor casera al menor costo. De aquí se derivan una serie de conclusiones lógicas:

1. La instalación deberá utilizar un mínimo de piezas costosas, por lo que no será posible lograr un valor de COP alto. En términos de rendimiento, nuestro dispositivo perderá frente a los modelos de fábrica.
2. En consecuencia, no tiene sentido hacer un HP de aire puro, es más fácil usarlo en modo calefacción.
3. Para obtener beneficios reales, debe fabricar una bomba de calor aire-agua, agua-agua o construir una instalación geotérmica. En el primer caso, puede lograr un COP de aproximadamente 2-2.2, en el resto, alcance un indicador de 3-3.5.
4. No será posible prescindir de los circuitos de calefacción por suelo radiante. Un refrigerante calentado a 30-35 grados es incompatible con una red de radiadores, excepto en las regiones del sur.

Colocación del contorno externo de la HP al depósito

Comentario. Los fabricantes afirman: el sistema dividido del inversor funciona a una temperatura de la calle de menos 15-30 ° C. En realidad, la eficiencia de calentamiento se reduce significativamente. Según los propietarios de viviendas, en los días helados, la unidad interior proporciona un flujo de aire apenas tibio.

Para implementar la versión de agua del HP, se requieren ciertas condiciones (opcional):

• un depósito a 25-50 m de la vivienda, a mayor distancia, el consumo de electricidad aumentará drásticamente debido a una potente bomba de circulación;
• un pozo o pozo con un suministro suficiente (débito) de agua y un lugar para drenar (pozo, segundo pozo, canalón, alcantarillado);
• alcantarillado prefabricado (si se le permite chocar contra él).

El flujo de agua subterránea es fácil de calcular. En el proceso de toma de calor, un HP casero bajará su temperatura en 4-5 °C, a partir de aquí se determina el volumen del flujo a través de la capacidad calorífica del agua. Para obtener 1 kW de calor (tomamos un delta de temperatura del agua de 5 grados), necesita conducir unos 170 litros a través de una bomba de calor durante una hora.

Calentar una casa con una superficie de 100 m² requerirá una potencia de 10 kW y un consumo de agua de 1,7 toneladas por hora, un volumen impresionante. Tal bomba de agua termal es adecuada para una pequeña casa de campo de 30-40 m², preferiblemente aislada.

Métodos de extracción de calor por bombas de calor geotérmicas

El montaje de un sistema geotérmico es más realista, aunque el proceso es bastante laborioso. La opción de colocar la tubería horizontalmente sobre un área a una profundidad de 1,5 m se descarta de inmediato: tendrá que palear toda el área o pagar dinero por los servicios de equipos de movimiento de tierras. El método de perforación de pozos es mucho más fácil y económico de implementar, prácticamente sin alterar el paisaje.

La bomba de calor más simple de un aire acondicionado de ventana.

Como puede suponer, para la fabricación de una bomba de calor de agua a aire, se requiere un enfriador de ventana en condiciones de funcionamiento. Es muy recomendable comprar un modelo equipado con una válvula de inversión y capaz de funcionar para calefacción, de lo contrario, tendrá que volver a hacer el circuito de freón.

Consejo. Al comprar un acondicionador de aire usado, preste atención a la placa de identificación, que muestra las características técnicas del electrodoméstico. El parámetro que le interesa es (indicado en kilovatios o unidades térmicas británicas - BTU).

La capacidad de calefacción del dispositivo es mayor que la de refrigeración y es igual a la suma de dos parámetros: el rendimiento más el calor generado por el compresor.

Con un poco de suerte, ni siquiera tendrá que liberar freón y volver a soldar los tubos. Cómo convertir un aire acondicionado en una bomba de calor:

Recomendación. Si el intercambiador de calor no se puede colocar en el tanque sin romper las líneas de freón, intente evacuar el gas y corte las tuberías en los puntos correctos (lejos del evaporador). Después de ensamblar la unidad de intercambio de calor por agua, el circuito deberá soldarse y llenarse con freón. La cantidad de refrigerante también se indica en la placa.

Ahora queda poner en marcha un HP casero y ajustar el caudal de agua, consiguiendo la máxima eficiencia. Tenga en cuenta: el calentador improvisado utiliza un "relleno" completamente de fábrica, simplemente movió el radiador del aire al líquido. Cómo funciona el sistema en vivo, mira el video del artesano:

Realización de una instalación geotérmica

Si la opción anterior le permite lograr aproximadamente el doble de ahorro, incluso un circuito de tierra hecho en casa le dará un COP en la región de 3 (tres kilovatios de calor por 1 kW de electricidad consumida). Es cierto que los costos financieros y laborales también aumentarán significativamente.

Aunque se han publicado muchos ejemplos de ensamblaje de dichos dispositivos en Internet, no existe una instrucción universal con dibujos. Ofreceremos una versión de trabajo, ensamblada y probada por un verdadero maestro del hogar, aunque muchas cosas deberán pensarse y completarse por sí mismas; es difícil poner toda la información sobre las bombas de calor en una sola publicación.

Cálculo del circuito de tierra y de los intercambiadores de calor de bombas

Siguiendo nuestras propias recomendaciones, se procede a los cálculos de una bomba geotérmica con sondas verticales en forma de U colocadas en pozos. Es necesario averiguar la longitud total del contorno exterior y luego, la profundidad y la cantidad de ejes verticales.

Datos iniciales para el ejemplo: necesita calentar una casa privada aislada con un área de 80 m² y una altura de techo de 2,8 m, ubicada en el carril central. no produciremos para calefacción, determinaremos la necesidad de calor por área, teniendo en cuenta el aislamiento térmico: 7 kW.

Opcionalmente, puede equipar un colector horizontal, pero luego tendrá que asignar un área grande para la excavación

Una aclaración importante. Los cálculos de ingeniería de bombas de calor son bastante complejos y requieren altas calificaciones del ejecutante; libros enteros están dedicados a este tema. El artículo proporciona cálculos simplificados tomados de la experiencia práctica de constructores y artesanos, amantes de los productos caseros.

La intensidad del intercambio de calor entre el suelo y el líquido anticongelante que circula a lo largo del contorno depende del tipo de suelo:

• 1 metro lineal de una sonda vertical sumergida en agua subterránea recibirá unos 80 W de calor;
• en suelos pedregosos, la disipación de calor será de unos 70 W/m;
• los suelos arcillosos saturados de humedad emitirán alrededor de 50 W por 1 m de colector;
• rocas secas - 20 W / m.

Referencia. La sonda vertical consta de 2 bucles de tuberías que se bajan al fondo del pozo y se rellenan con hormigón.

Un ejemplo de cálculo de la longitud de una tubería. Para extraer los 7 kW de energía térmica necesarios de la roca de arcilla cruda, debe dividir 7000 W por 50 W / m, obtenemos una profundidad de sonda total de 140 m. Ahora la tubería se distribuye en pozos de 20 m de profundidad, que usted puede perforar con sus propias manos. Un total de 7 perforaciones de 2 bucles de intercambio de calor, la longitud total de la tubería es de 7 x 20 x 4 = 560 m.

El siguiente paso es calcular el área de intercambio de calor del evaporador y el condensador. Varios recursos y foros de Internet ofrecen algunas fórmulas de cálculo, en la mayoría de los casos son incorrectas. No nos tomaremos la libertad de recomendar tales métodos y engañarlo, pero le ofreceremos una opción engañosa:

1. Póngase en contacto con cualquier fabricante conocido de intercambiadores de calor de placas, como Alfa Laval, Kaori, Anvitek, etc. Puedes ir al sitio web oficial de la marca.
2. Complete el formulario de selección del intercambiador de calor o llame al gerente y solicite la selección de la unidad, enumerando los parámetros del medio (anticongelante, freón): temperatura de entrada y salida, carga de calor.
3. El especialista de la empresa realizará los cálculos necesarios y ofrecerá un modelo adecuado del intercambiador de calor. Entre sus características encontrará la principal: la superficie de intercambio.

Las unidades de planchas son muy eficientes, pero caras (200-500 euros). Es más económico ensamblar un intercambiador de calor de carcasa y tubos a partir de un tubo de cobre con un diámetro exterior de 9,5 o 12,7 mm. Multiplique la cifra emitida por el fabricante por un factor de seguridad de 1,1 y divídala por la circunferencia de la tubería, obtenga el metraje.

Un intercambiador de calor de placas de acero inoxidable es una opción de evaporador ideal, es eficiente y ocupa poco espacio. El problema es el alto precio del producto.

Ejemplo. El área de intercambio de calor de la unidad propuesta fue de 0,9 m². Eligiendo un tubo de cobre de ½" con un diámetro de 12,7 mm, calculamos la circunferencia en metros: 12,7 x 3,14 / 1000 ≈ 0,04 m. Determinamos el metraje total: 0,9 x 1,1 / 0,04 ≈ 25 m.

Equipos y materiales

Se propone construir la futura bomba de calor sobre la base de una unidad exterior de un sistema split de capacidad adecuada (indicada en la placa). ¿Por qué es mejor usar un aire acondicionado usado?

• el dispositivo ya está equipado con todos los componentes: un compresor, un acelerador, un receptor y un electricista de arranque;
• se pueden colocar intercambiadores de calor caseros en el cuerpo de la máquina de refrigeración;
• hay puertos de servicio convenientes para repostar freón.

Nota. Los usuarios versados ​​en el tema seleccionan el equipo por separado: compresor, válvula de expansión, controlador, etc. Si tiene experiencia y conocimiento, este enfoque es bienvenido.

No es recomendable ensamblar una bomba de calor sobre la base de un refrigerador viejo: la potencia de la unidad es demasiado baja. En el mejor de los casos, será posible "exprimir" hasta 1 kW de calor, que es suficiente para calentar una habitación pequeña.

Además del bloque externo "dividido", necesitará los siguientes materiales:

• Tubo HDPE Ø20 mm - al circuito de tierra;
• racores de polietileno para montaje de colectores y conexión a intercambiadores de calor;
• bombas de circulación - 2 piezas;
• manómetros, termómetros;
• manguera de agua de alta calidad o tubería de HDPE con un diámetro de 25-32 mm para la carcasa del evaporador y el condensador;
• tubo de cobre Ø9,5-12,7 mm con un espesor de pared de al menos 1 mm;
• aislamiento para tuberías y líneas de freón;
• kit para sellar cables calefactores colocados dentro del sistema de suministro de agua (necesario para sellar los extremos de las tuberías de cobre).

Kit pasatapas para entrada sellada de tubo de cobre

Como refrigerante externo, se utiliza una solución salina de agua o anticongelante para calentar: etilenglicol. También necesitará un suministro de freón, cuya marca se indica en la placa de identificación del sistema dividido.

Montaje del intercambiador de calor

Antes de comenzar el trabajo de instalación, se debe desmontar el módulo exterior: retire todas las cubiertas, retire el ventilador y un radiador normal grande. Deshabilite el solenoide que controla la válvula de inversión si no planea usar la bomba como refrigerante. Los sensores de temperatura y presión deben conservarse.

Orden de montaje de la unidad HP principal:

1. Fabrique el condensador y el evaporador insertando un tubo de cobre dentro de la longitud estimada de la manguera. En los extremos, instale tes para conectar los circuitos de tierra y calefacción, selle las tuberías de cobre que sobresalen con un kit de cable de calefacción especial.
   
2. Usando un trozo de tubo de plástico de Ø150-250 mm como núcleo, enrolle circuitos de dos tubos hechos en casa y lleve los extremos en la dirección correcta, como se hace en el video a continuación.
3. Coloque y fije ambos intercambiadores de calor de carcasa y tubos en lugar del radiador estándar, suelde los tubos de cobre a los terminales correspondientes. Un condensador-intercambiador de calor "caliente" se conecta mejor a los puertos de servicio.
   
4. Instale sensores de fábrica que midan la temperatura del refrigerante. Aísle las secciones descubiertas de los tubos y los propios intercambiadores de calor.
5. Instale termómetros y manómetros en las líneas de agua.

Consejo. Si planea instalar la unidad principal al aire libre, debe tomar medidas para evitar que el aceite del compresor se congele. Adquirir e instalar un kit de invierno para calefacción eléctrica por cárter de aceite.

En los foros temáticos, hay otra forma de hacer un evaporador: un tubo de cobre se enrolla en espiral y luego se inserta en un recipiente cerrado (tanque o barril). La opción es bastante razonable con una gran cantidad de vueltas, cuando el intercambiador de calor calculado simplemente no encaja en la carcasa del aire acondicionado.

Dispositivo de bucle de tierra

En esta etapa, se llevan a cabo movimientos de tierra simples pero que consumen mucho tiempo y la colocación de sondas en pozos. Esto último se puede hacer manualmente o invitar a una máquina perforadora. La distancia entre pozos adyacentes es de al menos 5 m Procedimiento de trabajo adicional:

1. Cava una zanja poco profunda entre los agujeros para colocar las tuberías de suministro.
2. Baje 2 bucles de tubos de polietileno en cada orificio y llene los hoyos con concreto.
3. Lleve las líneas al punto de conexión y monte el colector común utilizando accesorios de HDPE.
4. Aísle las tuberías colocadas en el suelo y cúbralas con tierra.

A la izquierda en la foto, bajando la sonda en el tubo de plástico de la carcasa, a la derecha, colocando delineadores en la zanja

Un punto importante. Antes de hormigonar y rellenar, asegúrese de comprobar la estanqueidad del circuito. Por ejemplo, conecte un compresor de aire al colector, presurice 3-4 bar y déjelo por varias horas.

Al conectar las carreteras, guíese por el diagrama a continuación. Se necesitarán derivaciones con grifos al llenar el sistema con salmuera o etilenglicol. Lleve los dos tubos principales desde el colector hasta la bomba de calor y conéctelos al intercambiador de calor del evaporador "frío".

En los puntos más altos de ambos circuitos de agua se deben instalar salidas de aire, no se muestran convencionalmente en el esquema

No olvide instalar la unidad de bombeo responsable de la circulación del líquido, la dirección del flujo es hacia el freón en el evaporador. Los medios que pasan por el condensador y el evaporador deben moverse uno hacia el otro. Cómo llenar correctamente las líneas del lado "frío", vea el video:

De manera similar, el condensador está conectado al sistema de calefacción por suelo radiante de la casa. No es necesario instalar un grupo mezclador con válvula de tres vías debido a la baja temperatura de impulsión. Si es necesario combinar la HP con otras fuentes de calor (colectores solares, calderas), utilice salidas múltiples.

Llenado y puesta en marcha del sistema.

Después de la instalación y conexión de la unidad a la red eléctrica, comienza una etapa importante: llenar el sistema con refrigerante. Aquí le espera un escollo: no sabe cuánto freón necesita cargar, porque el volumen del circuito principal ha crecido significativamente debido a la instalación de un condensador casero con un evaporador.

El problema se resuelve mediante el método de reabastecimiento de combustible de acuerdo con la presión y la temperatura del sobrecalentamiento del freón, medido en la entrada del compresor (el freón se suministra allí en estado gaseoso). Las instrucciones detalladas para completar el método de medición de temperatura se encuentran en.

La segunda parte del video presentado cuenta cómo llenar el sistema con freón marca R22 de acuerdo a la presión y temperatura del sobrecalentamiento del refrigerante:

Después de repostar, encienda ambas bombas de circulación a la primera velocidad y arranque el compresor. Controle la temperatura de la salmuera y del refrigerante interno usando termómetros. Durante la fase de calentamiento, las líneas de refrigerante pueden congelarse y luego la escarcha debería derretirse.

Conclusión

Hacer y operar una bomba de calor geotérmica con sus propias manos es muy difícil. Seguramente, se requerirán mejoras repetidas, correcciones de errores, ajustes. Como regla general, la mayoría de las fallas en los HP caseros ocurren debido a un montaje o llenado inadecuado del circuito principal de intercambio de calor. Si la unidad falló inmediatamente (la seguridad automática funcionó) o el refrigerante no se calienta, vale la pena llamar al técnico de refrigeración: él diagnosticará y señalará los errores cometidos.

El equipo de calefacción, para el que se utilizan tipos de portadores de energía bastante caros, como gas, electricidad, combustibles sólidos y líquidos, recibió recientemente una alternativa digna: una bomba de calor de agua a agua. Para el funcionamiento de dicho equipo, que recién comienza a ganar popularidad en Rusia, se necesitan fuentes de energía inagotables, caracterizadas por un bajo potencial. Al mismo tiempo, la energía térmica se puede extraer de casi cualquier fuente de agua, que se puede utilizar como depósitos naturales y artificiales, pozos, pozos, etc. Si el cálculo y la instalación de dicha unidad de bombeo se realizan correctamente, entonces es capaz para proporcionar calefacción a edificios residenciales e industriales durante todo el invierno.

Elementos estructurales y principio de funcionamiento.

Para las bombas de calor consideradas para calentar una casa, el principio de operación se asemeja al principio de operación del equipo de refrigeración, solo que viceversa. Si la unidad de refrigeración saca parte del calor de su cámara interna hacia el exterior, bajando así la temperatura en ella, entonces el trabajo de la bomba de calor es enfriar el ambiente y calentar el refrigerante que se mueve por las tuberías del sistema de calefacción. Las bombas de calor aire-agua y tierra-agua funcionan con el mismo principio, que también utilizan energía de fuentes de baja calidad para calentar locales residenciales e industriales.

El esquema de diseño de la bomba de calor agua-agua, que es la más productiva entre los dispositivos que utilizan fuentes de energía con bajo potencial, sugiere la presencia de elementos tales como:

• un circuito externo a lo largo del cual se bombea agua desde una fuente de agua;
• circuito interno, a través de la línea de tubería de la cual se mueve el refrigerante;
• un evaporador en el que el refrigerante se convierte en gas;
• un condensador en el que el refrigerante gaseoso vuelve a ser líquido;
• un compresor diseñado para aumentar la presión del refrigerante gaseoso antes de que ingrese al condensador.

Así, no hay nada complicado en el dispositivo de una bomba de calor agua-agua. Si hay un depósito natural o artificial cerca de la casa, es mejor usar una bomba de calor de agua a agua para calentar el edificio, cuyo principio de funcionamiento y características de diseño son las siguientes.

1. El circuito, que es un intercambiador de calor primario por el que circula el anticongelante, se encuentra en el fondo del depósito. En este caso, la profundidad a la que se realiza la instalación del intercambiador de calor primario debe estar por debajo del nivel de congelación del depósito. El anticongelante, que pasa por el circuito primario, se calienta a una temperatura de 6-8 ° y luego se alimenta al intercambiador de calor, emitiendo calor a sus paredes. La función del anticongelante que circula en el circuito primario es transferir la energía térmica del agua al refrigerante (freón).
2. En el caso de que el esquema de funcionamiento de la bomba de calor prevea la captación y transferencia de energía térmica del agua bombeada desde un pozo subterráneo, no se utiliza el circuito antihielo. El agua del pozo pasa a través de una tubería especial a través de la cámara del intercambiador de calor, donde cede su energía térmica al refrigerante.
3. El intercambiador de calor de las bombas de calor es el elemento más importante de su diseño. Este es un dispositivo que consta de dos módulos: un evaporador y un condensador. En el evaporador, el freón, suministrado a través del tubo capilar, comienza a expandirse y se convierte en gas. Al entrar en contacto el freón gaseoso con las paredes del intercambiador de calor, se transfiere energía térmica de bajo potencial al refrigerante. El freón cargado con tal energía se alimenta al compresor.
4. El gas freón se comprime en el compresor, como resultado de lo cual aumenta la temperatura del refrigerante. Después de la compresión en la cámara del compresor, el freón ingresa a otro módulo del intercambiador de calor: el condensador.
5. En el condensador, el freón gaseoso se convierte nuevamente en líquido, y la energía térmica acumulada por él se transfiere a las paredes del recipiente en el que se encuentra el refrigerante. Al ingresar a la cámara del segundo módulo del intercambiador de calor, el freón, que se encuentra en estado gaseoso, se condensa en las paredes del tanque de almacenamiento, les imparte energía térmica, que luego se transfiere al agua en dicha cámara. Si a la salida del evaporador el freón tiene una temperatura de 6 a 8 grados centígrados, entonces en la entrada al condensador de una bomba de calor de agua a agua, debido al principio de funcionamiento anterior de dicho dispositivo, su valor alcanza los 40-70 grados centígrados.

Así, el principio de funcionamiento de una bomba de calor se basa en que el refrigerante, al pasar a estado gaseoso, toma energía térmica del agua, y al pasar a estado líquido en el condensador, libera la energía acumulada para el medio líquido - el portador de calor del sistema de calefacción.

Las bombas de calor aire-agua y tierra-agua funcionan exactamente según el mismo principio, la diferencia está solo en el tipo de fuente que se utiliza para producir energía térmica de bajo potencial. En otras palabras, la bomba de calor tiene un principio de funcionamiento, que no varía según el tipo o modelo del dispositivo.

La eficiencia con la que la bomba de calor calienta el refrigerante del sistema de calefacción está determinada en gran medida por las fluctuaciones en la temperatura del agua, una fuente de energía de bajo potencial. Dichos dispositivos demuestran una alta eficiencia cuando trabajan con agua de pozos, donde la temperatura del medio líquido durante el año está en el rango de 7 a 12 grados centígrados.

La bomba agua-agua es una de las bombas de calor geotérmicas

El principio de funcionamiento de una bomba de calor agua-agua, que garantiza la alta eficiencia de este equipo, permite utilizar dichos dispositivos para equipar sistemas de calefacción para edificios residenciales e industriales no solo en regiones con inviernos cálidos, sino también en regiones del norte.

Para que la bomba de calor, cuyo esquema de operación se describe anteriormente, demuestre una alta eficiencia, debe saber cómo elegir el equipo adecuado. Es muy deseable que la elección de una bomba de calor agua-agua (así como aire-agua y tierra-agua) se realice con la participación de un especialista cualificado y con experiencia.

Al elegir una bomba de calor para calentar agua, se tienen en cuenta los siguientes parámetros de dicho equipo:

• productividad, de la que depende el área del edificio, cuyo calentamiento puede proporcionar la bomba;
• marca bajo la cual se fabrica el equipo (este parámetro debe tenerse en cuenta porque las empresas serias cuyos productos ya son apreciados por muchos consumidores prestan mucha atención tanto a la confiabilidad como a la funcionalidad de los modelos producidos);
• el coste tanto de los equipos más seleccionados como de su instalación.

Al elegir bombas de calor agua-agua, aire-agua, agua subterránea, se recomienda prestar atención a la presencia de opciones adicionales para dicho equipo. Esto incluye, en particular, la posibilidad de:

• controlar el funcionamiento del equipo en modo automático (las bombas de calor que funcionan en este modo debido a un controlador especial permiten crear condiciones de vida confortables en el edificio al que sirven; se pueden cambiar los parámetros de funcionamiento y otras acciones para controlar las bombas de calor que están equipadas con un controlador) usando un dispositivo móvil o un control remoto);
• uso de equipos para calentar agua en el sistema de ACS (preste atención a esta opción porque no está disponible en algunos modelos (especialmente más antiguos) de bombas de calor, cuyo colector está instalado en cuerpos de agua abiertos).

Cálculo de potencia de equipos: reglas de ejecución

Antes de continuar con la selección de un modelo específico de bomba de calor, es necesario desarrollar un proyecto para el sistema de calefacción al que servirá dicho equipo, así como calcular su potencia. Dichos cálculos son necesarios para determinar la necesidad real de energía térmica de un edificio con ciertos parámetros. Al mismo tiempo, se deben tener en cuenta las pérdidas de calor en dicho edificio, así como la presencia de un circuito de ACS en él.

Para una bomba de calor agua-agua, el cálculo de potencia se realiza según el siguiente método.

• Primero, se determina el área total del edificio, para cuya calefacción se utilizará la bomba de calor comprada.
• Habiendo determinado el área del edificio, es posible calcular la potencia de la bomba de calor capaz de proporcionar calefacción. Al realizar dicho cálculo, cumpla con la regla: por 10 metros cuadrados. m de área de construcción requiere 0,7 kilovatios de potencia de bomba de calor.
• Si la bomba de calor también se utilizará para garantizar el funcionamiento del sistema de ACS, se agrega un 15-20% al valor obtenido de su potencia.

El cálculo de la potencia de la bomba de calor realizado según el método descrito anteriormente es relevante para edificios en los que la altura del techo no supera los 2,7 metros. Los empleados de organizaciones especializadas realizan cálculos más precisos que tienen en cuenta todas las características de los edificios que se calentarán mediante una bomba de calor.

Para una bomba de calor aire-agua, el cálculo de la potencia se realiza de acuerdo con un método similar, pero teniendo en cuenta algunos matices.

Cómo hacer una bomba de calor usted mismo

Habiendo entendido bien cómo funciona una bomba de calor de agua a agua, puede hacer un dispositivo de este tipo con sus propias manos. De hecho, una bomba de calor casera es un conjunto de dispositivos técnicos listos para usar, correctamente seleccionados y conectados en una secuencia determinada. Para que una bomba de calor de bricolaje demuestre una alta eficiencia y no cause problemas durante el funcionamiento, es necesario realizar un cálculo preliminar de sus parámetros principales. Para hacer esto, puede usar los programas apropiados y las calculadoras en línea en los sitios web de los fabricantes de dichos equipos o contactar a especialistas especializados.

Entonces, para hacer una bomba de calor con sus propias manos, debe seleccionar los elementos de su equipo de acuerdo con los parámetros precalculados y realizar su instalación correcta.

Compresor

El compresor para una bomba de calor casera se puede tomar de un refrigerador viejo o de un sistema dividido, prestando atención a la potencia de dicho dispositivo. La ventaja de utilizar compresores de sistemas divididos es el bajo nivel de ruido generado durante su funcionamiento.

Condensador

Como condensador para una bomba de calor casera, puede usar una bobina desmontada de un refrigerador viejo. Algunos lo hacen por su cuenta, usando un tubo de plomería o de refrigeración especial. Como recipiente en el que colocar el serpentín del condensador, puede tomar un tanque de acero inoxidable con un volumen de aproximadamente 120 litros. Para colocar una bobina en un tanque de este tipo, primero se corta en dos mitades y luego, cuando se instala la bobina, se suelda.

Es muy importante calcular su área antes de elegir o autofabricar una bobina. Esto requiere la siguiente fórmula:

P3 \u003d MT / 0.8PT

Los parámetros utilizados en esta fórmula son:

• МТ es la potencia del calor generado por la bomba de calor (kW);
• PT es la diferencia entre las temperaturas a la entrada y salida de la bomba de calor.

Para evitar que se formen burbujas de aire en el condensador de la bomba de calor del refrigerador, la entrada al serpentín debe ubicarse en la parte superior del tanque y la salida debe estar en la parte inferior.

Evaporador

Como recipiente para el evaporador, puede utilizar un barril de plástico simple con una capacidad de 127 litros con una boca ancha. Para crear una bobina, cuyo área se determina de la misma manera que para un condensador, también se usa un tubo de cobre. En las bombas de calor caseras, por regla general, se utilizan evaporadores de inmersión, en los que el freón licuado ingresa desde abajo y se convierte en gas en la parte superior de la bobina.

Con mucho cuidado, usando soldadura, cuando haga la bomba de calor usted mismo, debe instalar el termostato, ya que este elemento no se puede calentar a una temperatura superior a 100 grados centígrados.

Para suministrar agua a los elementos de una bomba de calor de fabricación propia, así como para drenarla, se utilizan tuberías de alcantarillado ordinarias.

Las bombas de calor de agua a agua, en comparación con los dispositivos de aire a agua y de tierra a agua, tienen un diseño más simple, pero más eficientes, por lo que este tipo de equipo se fabrica con mayor frecuencia de forma independiente.

Montaje de una bomba de calor casera y puesta en funcionamiento

Para montar y poner en marcha una bomba de calor casera, necesitará los siguientes consumibles y equipos:

1. maquina de soldar;
2. bomba de vacío (para verificar el vacío de todo el sistema);
3. un cilindro con freón, que se llena a través de una válvula especial (la válvula debe instalarse en el sistema con anticipación);
4. sensores de temperatura que se instalan en los tubos capilares a la salida de todo el sistema ya la salida del evaporador;
5. relé de arranque, fusible, carril DIN y cuadro eléctrico.

Todas las conexiones roscadas y soldadas durante el ensamblaje deben realizarse con la más alta calidad para garantizar la estanqueidad absoluta del sistema a través del cual se moverá el freón.

En el caso de que el agua en un depósito abierto actúe como fuente de energía de bajo potencial, también es necesario hacer un colector, cuya presencia implica el principio de funcionamiento de las bombas de calor de este tipo. Si se supone que debe usar agua de una fuente subterránea, es necesario perforar dos pozos, en uno de los cuales se descargará el agua después de que haya pasado por todo el sistema.

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