Bomba de calor para calefacción doméstica: principio de funcionamiento, descripción general de los modelos, sus ventajas y desventajas. ¿Cómo elegir la bomba de calor adecuada? ¿Qué son las bombas de calor para calefacción doméstica?

Cualquier propietario de una casa particular busca minimizar el coste de calefacción de la vivienda. En este sentido, las bombas de calor son mucho más rentables que otras opciones de calefacción: proporcionan entre 2,5 y 4,5 kW de calor por kilovatio de electricidad consumido. La otra cara de la moneda: para obtener energía barata, habrá que invertir mucho dinero en equipamiento; la instalación de calefacción más modesta con una capacidad de 10 kW costará 3.500 dólares. e.(precio inicial).

La única forma de reducir los costos entre 2 y 3 veces es hacer una bomba de calor con sus propias manos (abreviada 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 sola, sino que, como un aire acondicionado, lo mueve hacia el interior del edificio;
• HP se llama bomba porque "bombea" energía de fuentes de calor de baja calidad: aire ambiente, agua o suelo;
• la unidad funciona exclusivamente con 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 split.

En modo calefacción, un sistema split 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 esté 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, de la tierra y del agua, hasta +2 ° C.

El ciclo de intercambio de calor de Carnot involucra un fluido de trabajo: gas freón, que hierve a temperaturas bajo cero. Evaporándose y condensándose alternativamente en dos intercambiadores de calor, el refrigerante absorbe la energía del entorno y la transfiere al interior del edificio. En general, el principio de funcionamiento de una bomba de calor repite el de 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 paredes metálicas, el refrigerante se calienta, hierve y se evapora.
2. Luego, el gas ingresa al compresor, que lo 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 intercambiador de calor-condensador interno, el gas nuevamente se convierte en líquido y cede 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 receptor-separador de humedad y luego al dispositivo de estrangulación. La presión de la sustancia vuelve a caer, 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 funcionar 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 aires acondicionados domésticos y HP se utilizan varios tipos de válvulas termostáticas para reducir la presión del refrigerante antes del evaporador. En los sistemas domésticos divididos, un simple dispositivo capilar desempeña el papel de regulador; en las bombas se instala una costosa válvula de expansión termostática (TRV).

Tenga en cuenta que el ciclo anterior ocurre en todos los tipos de bombas de calor. La diferencia radica en los métodos de suministro/eliminación 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 de aumento del costo del equipo junto con la instalación. Las instalaciones aéreas son las más baratas, las instalaciones geotérmicas son caras.

El principal parámetro que caracteriza a una bomba de calor para calentar una casa 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 consumido 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: desde un estanque (izquierda) y mediante 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 flujo 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 de HP es de 35 ... 40 grados, aquí las calderas claramente ganan. De ahí la recomendación de los fabricantes: conecte el equipo a calefacción a baja temperatura: agua.

¿Qué TN es mejor recolectar?

Formulamos el problema: es necesario construir una bomba de calor casera al menor coste. De esto se desprenden varias conclusiones lógicas:

1. La instalación deberá utilizar un mínimo de piezas costosas, por lo que no será posible alcanzar un valor COP alto. En términos de rendimiento, nuestro dispositivo perderá frente a los modelos de fábrica.
2. En consecuencia, no tiene sentido hacer aire puro HP, es más fácil usarlo en modo calefacción.
3. Para obtener beneficios reales, es necesario fabricar una bomba de calor aire-agua, agua-agua o construir una instalación geotérmica. En el primer caso, se puede lograr un COP de aproximadamente 2-2,2, en el resto, alcanzar 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 del HP al depósito.

Comentario. Los fabricantes afirman: el sistema split inversor funciona a una temperatura exterior de menos 15-30 ° C. En realidad, la eficiencia de la calefacción se reduce significativamente. Según los propietarios, en los días helados, la unidad interior suministra un flujo de aire apenas cálido.

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 un pozo con suficiente suministro (débito) de agua y un lugar para el drenaje (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 tomar calor, una unidad de agua casera bajará su temperatura entre 4 y 5 ° C, por lo que el volumen del flujo se determina a través de la capacidad calorífica del agua. Para obtener 1 kW de calor (tomamos un delta de temperatura del agua de 5 grados), es necesario 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. Una bomba de agua térmica de este tipo es adecuada para una pequeña casa de campo de 30 a 40 m², preferiblemente aislada.

Métodos de extracción de calor mediante 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 equipo de movimiento de tierras. El método de perforación de pozos es mucho más fácil y económico de implementar y prácticamente no altera el paisaje.

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

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

Consejo. Al comprar un aire acondicionado 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 tendrás que liberar freón y volver a soldar los tubos. Cómo convertir un aire acondicionado en una bomba de calor:

Recomendación. Si no se puede colocar el intercambiador de calor en el tanque sin romper las líneas de freón, intente evacuar el gas y cortar las tuberías en los puntos correctos (lejos del evaporador). Después de montar la unidad de intercambio de calor de agua, será necesario soldar el circuito y llenarlo con freón. La cantidad de refrigerante también está indicada en la etiqueta.

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

Realizar una instalación geotérmica

Si la opción anterior le permite lograr aproximadamente el doble de ahorro, entonces incluso un circuito de tierra casero 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 en Internet muchos ejemplos de cómo ensamblar dichos dispositivos, no existe una instrucción universal con dibujos. Ofreceremos una versión funcional, ensamblada y probada por un verdadero maestro de hogar, aunque tendrás que pensar y completar muchas cosas por tu cuenta; es difícil reunir toda la información sobre las bombas de calor en una sola publicación.

Cálculo del circuito de tierra y de 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 el número de ejes verticales.

Datos iniciales para el ejemplo: es necesario calentar una casa privada aislada con una superficie 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, puedes equipar un colector horizontal, pero luego tendrás que reservar 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; se dedican libros completos 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 no congelante que circula a lo largo del contorno depende del tipo de suelo:

• 1 metro lineal de una sonda vertical sumergida en agua subterránea recibirá aproximadamente 80 W de calor;
• en suelos pedregosos, la disipación de calor será de unos 70 W / m;
• los suelos arcillosos saturados de humedad emitirán aproximadamente 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 llenan de hormigón.

Un ejemplo de cálculo de la longitud de una tubería. Para extraer los 7 kW de energía térmica necesarios de la roca arcillosa en bruto, es necesario dividir 7000 W por 50 W / m, obtenemos una profundidad total de sonda de 140 m. Ahora la tubería se distribuye en pozos de 20 m de profundidad, que Puedes perforar con tus propias manos. En total se realizaron 7 perforaciones de 2 circuitos de intercambio de calor, la longitud total de la tubería es 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, pero en la mayoría de los casos son incorrectas. No nos tomaremos la libertad de recomendar tales métodos y engañarlo, pero le ofreceremos alguna opción engañosa:

1. Póngase en contacto con cualquier fabricante conocido de intercambiadores de calor de placas, como Alfa Laval, Kaori, Anvitek, etc. Puedes ir a la web oficial de la marca.
2. Complete el formulario de selección del intercambiador de calor o llame al administrador 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 de intercambiador de calor. Entre sus características se encuentra la principal: la superficie de intercambio.

Las unidades de placas son muy eficientes, pero caras (200-500 euros). Es más económico montar 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 divida por la circunferencia de la tubería, obtendrá el metraje.

Un intercambiador de calor de placas de acero inoxidable es una opción ideal para el evaporador, 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 dividido de capacidad adecuada (indicada en la placa). ¿Por qué es mejor utilizar 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 conocimientos, este enfoque es bienvenido.

No es aconsejable montar una bomba de calor sobre la base de un frigorífico viejo: la potencia de la unidad es demasiado baja. En el mejor de los casos, será posible “exprimir” hasta 1 kW de calor, suficiente para calentar una habitación pequeña.

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

• Tubería 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 de Ø9,5-12,7 mm con un espesor de pared de al menos 1 mm;
• aislamiento de tuberías y líneas de freón;
• kit para sellar cables calefactores tendidos dentro del sistema de suministro de agua (necesario para sellar los extremos de las tuberías de cobre).

Kit casquillos para entrada sellada de tubo de cobre

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

Montaje del intercambiador de calor.

Antes de comenzar los trabajos de instalación, se debe desmontar el módulo exterior: retire todas las cubiertas, retire el ventilador y un radiador normal grande. Desactive el solenoide que controla la válvula de inversión si no planea utilizar la bomba como refrigerante. Se deben conservar los sensores de temperatura y presión.

Orden de montaje de la unidad HP principal:

1. Fabrice el condensador y el evaporador insertando un tubo de cobre dentro de la longitud estimada de la manguera. En los extremos, instale tees para conectar los circuitos de tierra y calefacción, selle los tubos de cobre que sobresalen con un juego de cables calefactores especiales.
   
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 el lugar del radiador estándar, suelde los tubos de cobre a los terminales correspondientes. Es mejor conectar un intercambiador de calor-condensador "caliente" a los puertos de servicio.
   
4. Instale sensores de fábrica que miden la temperatura del refrigerante. Aísle las secciones desnudas 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 se congele el aceite del compresor. Compre e instale un kit de invierno para calefacción eléctrica por cárter de gasoil.

En foros temáticos, hay otra forma de hacer un evaporador: se enrolla un tubo de cobre 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 cabe en la carcasa del aire acondicionado.

Dispositivo de bucle de tierra

En esta etapa se realizan movimientos de tierra sencillos pero que requieren mucho tiempo y la colocación de sondas en los pozos. Esto último se puede hacer manualmente o con una 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 tendidas en el suelo y cúbralas con tierra.

A la izquierda en la foto, bajando la sonda a la tubería de plástico de la carcasa, a la derecha, colocando delineadores de ojos 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 durante varias horas.

Al conectar las carreteras, guíese por el diagrama siguiente. Se necesitarán ramales con grifos para llenar el sistema con salmuera o etilenglicol. Conduzca los dos tubos principales desde el colector a 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 acercarse uno al otro. Cómo llenar correctamente las líneas del lado "frío", vea el video:

Del mismo modo, el condensador está conectado al sistema de calefacción por suelo radiante de la casa. No es necesario instalar una unidad mezcladora con válvula de tres vías debido a la baja temperatura de flujo. Si es necesario combinar la HP con otras fuentes de calor (colectores solares, calderas), utilice múltiples salidas.

Llenado y puesta en marcha del sistema.

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

El problema se resuelve mediante el método de repostaje según la presión y la temperatura de sobrecalentamiento del freón, medidas en la entrada del compresor (el freón se suministra allí en estado gaseoso). Se establecen instrucciones detalladas para completar el método de medición de temperatura.

La segunda parte del vídeo presentado explica cómo llenar el sistema con freón marca R22 según la presión y temperatura del sobrecalentamiento del refrigerante:

Después de repostar, encienda ambas bombas de circulación a la primera velocidad y encienda el compresor. Controle la temperatura de la salmuera y del refrigerante interno mediante 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 serán necesarias repetidas mejoras, correcciones de errores y ajustes. Como regla general, la mayoría de las averías en los HP caseros se deben a un montaje o llenado inadecuado del circuito principal de intercambio de calor. Si la unidad falla inmediatamente (las automáticas de seguridad funcionaron) o el refrigerante no se calienta, vale la pena llamar a un técnico en refrigeración; él diagnosticará y señalará los errores cometidos.

Desde la antigüedad, la humanidad ha estado "acostumbrada" a utilizar los recursos naturales disponibles. portadores de energía, que simplemente se queman para producir calor o para convertirlos en otras formas de energía. La gente también aprendió a aprovechar el potencial oculto de los flujos de agua: partieron de molinos de agua y llegaron a poderosas centrales hidroeléctricas. Sin embargo, lo que hace cien años parecía suficiente, hoy ya no puede satisfacer las necesidades de la creciente población de la Tierra.

En primer lugar, las "despensas" naturales todavía no son ilimitadas y la producción de energía es cada año más difícil, desplazándose a regiones de difícil acceso o incluso a las plataformas marinas. En segundo lugar, la combustión de materias primas naturales siempre va asociada a la emisión a la atmósfera de productos de combustión, lo que, con los enormes volúmenes actuales de dichas emisiones, ya ha puesto al planeta al borde de un desastre ecológico. La energía de las centrales hidroeléctricas no es suficiente y la alteración del equilibrio hidrológico de los ríos también conlleva muchas consecuencias negativas. La energía nuclear, que alguna vez fue considerada una "panacea", después de una serie de desastres provocados por el hombre de alto perfil, plantea muchas preguntas, y en muchas regiones del planeta, la construcción de centrales nucleares simplemente está prohibida por ley.

Sin embargo, existen otras fuentes de energía casi inagotables que se han utilizado ampliamente hace relativamente poco tiempo. Las tecnologías modernas han hecho posible utilizar de forma muy eficaz la energía del viento, la luz solar, las mareas oceánicas, etc. para producir electricidad o calor. Una de las fuentes alternativas es la energía térmica del interior de la Tierra, los cuerpos de agua y la atmósfera. Es en el uso de tales fuentes que se basa el funcionamiento de las bombas de calor. Para nosotros, estos equipos todavía están incluidos en la categoría de "novedades exóticas" y, al mismo tiempo, muchos europeos calientan sus hogares de esta manera; por ejemplo, en Suiza o los países escandinavos, el número de casas con tales sistemas ha superado los 50. %. Poco a poco, este tipo de generación de calor se está empezando a practicar en los espacios abiertos rusos, aunque los precios de adquisición de equipos de alta tecnología todavía parecen muy alarmantes. Pero, como siempre, hay maestros aficionados que demuestran su creatividad y montan bombas de calor con sus propias manos.

La publicación tiene como objetivo que el lector pueda conocer más de cerca el principio de funcionamiento y el dispositivo básico de las bombas de calor, y conocer sus ventajas y desventajas. Además, hablaremos de experiencias exitosas en la creación por nuestra cuenta de instalaciones existentes.

Cómo funciona una bomba de calor

No todo el mundo lo pensó, pero a nuestro alrededor hay muchas fuentes de calor que “funcionan” durante todo el año y las 24 horas del día. Por ejemplo, incluso en los fríos más severos, la temperatura bajo el hielo de un depósito helado sigue siendo positiva. La misma imagen se produce al profundizar en la profundidad del suelo: por debajo del límite de congelación, la temperatura casi siempre es estable y aproximadamente igual a la característica promedio anual de esta región. El aire también tiene un potencial térmico considerable.

Quizás alguien se sienta confundido por las aparentemente bajas temperaturas del agua, el suelo o el aire. Sí, pertenecen a fuentes de energía de bajo potencial, pero su principal "carta de triunfo" es la estabilidad, y las tecnologías modernas basadas en las leyes de la física térmica permiten convertir incluso una ligera diferencia en la calefacción necesaria. Sí, y verá, cuando la escarcha afuera es de 20 grados en invierno y el suelo está 5 ÷ 7 grados por debajo del nivel de congelación, entonces esa diferencia de amplitud ya es bastante decente.

Es esta propiedad de la continuidad del suministro de energía de bajo potencial la que está incorporada en el circuito de la bomba de calor. De hecho, esta unidad es un dispositivo que "bombea" y "concierta" el calor extraído de una fuente inagotable.

Puedes hacer alguna analogía con el refrigerador familiar. Los productos que se colocan en él para su refrigeración y almacenamiento y el aire que entra en la cámara cuando se abre la puerta tampoco están demasiado calientes. Pero si toca la rejilla de intercambio de calor del condensador en la pared trasera del refrigerador, entonces estará muy caliente o incluso caliente.

El prototipo de bomba de calor es un frigorífico familiar para todos, cuya rejilla del condensador se calienta durante el funcionamiento.

Entonces, ¿por qué no utilizar este principio para calentar el refrigerante? Por supuesto, la analogía con el refrigerador no es directa: no existe una fuente de calor externa estable y la mayor parte de la electricidad se desperdicia. Pero en el caso de una bomba de calor, se puede encontrar (disponer) dicha fuente y luego resultará ser un "refrigerador inverso": el objetivo principal de la unidad será precisamente la obtención de calor.

¿Bajo qué principio funciona?

Es un sistema de tres circuitos por los que circulan refrigerantes.

• En la propia carcasa de la bomba de calor (pos. 1) se encuentran dos intercambiadores de calor (pos. 4 y 8), un compresor (pos. 7), un circuito frigorífico (pos. 5), dispositivos de ajuste y control.
• El primer circuito (pos. 1) con su propia bomba de circulación (pos. 2) se coloca (sumergido) en una fuente de calor de baja calidad (su dispositivo se analizará a continuación). Recibir energía térmica de una fuente externa ininterrumpida (mostrada por una flecha rosa ancha), calentada solo unos pocos grados (generalmente, cuando se usan sondas o colectores en el suelo o en el agua, hasta 4 ÷ 6 ° CON), el refrigerante circulante entra intercambiador de calor del evaporador(pos. 4). Aquí tiene lugar la transferencia primaria de calor recibido del exterior.
• El refrigerante utilizado en el circuito interno de la bomba (pos. 5) tiene un punto de ebullición extremadamente bajo. Por lo general, aquí se utiliza uno de los freones modernos y respetuosos con el medio ambiente, o dióxido de carbono (esencialmente dióxido de carbono licuado). Entra en la entrada del evaporador (pos. 6) en estado líquido, a presión reducida; esto proporciona un acelerador ajustable (pos. 10). La forma especial de la entrada del capilar y la forma del evaporador contribuyen a la transición casi instantánea del refrigerante al estado gaseoso. Según las leyes de la física, la evaporación siempre va acompañada de un fuerte enfriamiento y absorción del calor ambiental. Dado que esta sección del circuito interno está ubicada en el mismo intercambiador de calor que el circuito primario, el freón toma energía térmica del refrigerante y al mismo tiempo lo enfría (flecha naranja ancha). El refrigerante enfriado continúa circulando y nuevamente gana energía térmica de una fuente externa.
• El refrigerante, ya en estado gaseoso, transfiriendo el calor que se le transfiere, ingresa al compresor (pos. 7), donde, bajo la influencia de la compresión, su temperatura aumenta bruscamente. Además, ingresa al siguiente intercambiador de calor (pos. 8), en el que se encuentran el condensador y las tuberías del tercer circuito de la bomba de calor. (pos. 11).
• Aquí ocurre un proceso completamente opuesto: el refrigerante se condensa y pasa a un estado líquido, mientras cede su calor al refrigerante del tercer circuito. Además, en estado líquido a alta presión, pasa a través de un estrangulador, donde la presión disminuye y el ciclo de transformaciones físicas del estado agregado del refrigerante se repite una y otra vez.
• Ahora pasa al tercer circuito (pos. 11) de la bomba de calor. A través del intercambiador de calor (pos. 8), se le transfiere energía térmica desde el refrigerante calentado por compresión (flecha roja ancha). Este circuito dispone de su propia bomba de circulación (pos. 12), que asegura el movimiento del refrigerante a través de las tuberías de calefacción. Sin embargo, es mucho más razonable utilizar un tanque acumulador cuidadosamente aislado (pos. 13), en el que se acumulará el calor transferido. El suministro acumulado de energía térmica ya se gasta en las necesidades de calefacción y suministro de agua caliente, y se gasta gradualmente, según sea necesario. Esta medida le permite asegurarse contra cortes de energía o utilizar una tarifa nocturna más económica para la electricidad necesaria para el funcionamiento de la bomba de calor.

Si se instala un tanque de almacenamiento intermedio, entonces ya está conectado un circuito de calefacción (pos. 14) con su propia bomba de circulación (pos. 15), que garantiza el movimiento del refrigerante a través de las tuberías del sistema (pos. 16). Como ya se mencionó, puede haber un segundo circuito, que proporciona agua caliente para las necesidades domésticas.

La bomba de calor no puede funcionar sin electricidad: es necesaria para el funcionamiento del compresor (flecha verde ancha) y las bombas de circulación en los circuitos externos también consumen electricidad. Sin embargo, como aseguran los desarrolladores y fabricantes de bombas de calor, el consumo de electricidad es incomparable con el "volumen" recibido de energía térmica. Entonces, con un montaje adecuado y condiciones óptimas de funcionamiento, a menudo se habla de una eficiencia del 300 por ciento o más, es decir, con un kilovatio de electricidad gastado, una bomba de calor puede producir 4 kilovatios de energía térmica.

De hecho, tal afirmación sobre la eficiencia es algo incorrecta. Nadie anuló las leyes de la física y la eficiencia superior al 100% es la misma utopía que " perpetummobile"- máquina de movimiento perpetuo. En este caso, estamos hablando del uso racional de la electricidad con el fin de "bombear" y convertir energía proveniente de una fuente externa inagotable. Aquí es más apropiado utilizar el concepto de COP (del inglés "coeficiente de rendimiento") que en ruso a menudo se denomina "coeficiente de conversión de calor". En este caso, efectivamente, pueden resultar valores superiores a uno:

CO R = qn / A, Dónde:

CO R es el coeficiente de conversión de calor;

qPAG- la cantidad de energía térmica recibida por el consumidor;

A- el trabajo realizado por la unidad compresora.

Hay un matiz más, que a menudo simplemente se olvida: no solo el compresor, sino también las bombas de circulación en los circuitos externos requieren una cierta cantidad de energía para el funcionamiento normal de la bomba. Su consumo de energía, por supuesto, es mucho menor, pero, sin embargo, también se puede tener en cuenta, y esto a menudo simplemente no se hace con fines de marketing.

La cantidad total de energía térmica recibida se puede gastar:

1 - la solución óptima es un sistema de suelos de agua caliente. Como regla general, las bombas de calor dan un "aumento" de temperatura a un nivel de aproximadamente 50 ÷ 60 ° CON- Esto es suficiente para la calefacción por suelo radiante.

2 - suministro de agua caliente sanitaria. Por lo general, en los sistemas de ACS la temperatura se mantiene a este nivel: aproximadamente 45 ÷ 55 ° С.

3 - pero para los radiadores convencionales, dicha calefacción claramente no será suficiente. La salida es aumentar el número de secciones o utilizar radiadores especiales de baja temperatura. Los calentadores de convección también ayudarán a resolver el problema.

4 - una de las ventajas más importantes de las bombas de calor es la posibilidad de cambiarlas al modo de funcionamiento "opuesto". En verano, una unidad de este tipo puede realizar la función de aire acondicionado: tomar calor de la habitación y transferirlo al suelo o a un depósito.

Fuentes de energía de bajo potencial.

¿Qué fuentes de energía de bajo potencial son capaces de utilizar bombas de calor? Este papel lo pueden desempeñar rocas, suelos a diferentes profundidades, agua de reservorios naturales o acuíferos subterráneos, atmósfera aire o corrientes de aire caliente extraídas de edificios o de complejos tecnológicos industriales.

A. Aprovechamiento de la energía térmica suelos

Como ya se mencionó, por debajo del nivel de congelación del suelo característico de esta región, la temperatura del suelo es estable durante todo el año. Esto es lo que se utiliza para el funcionamiento de bombas de calor según el esquema "suelo - agua".

Diagrama esquemático de la extracción de energía "suelo - agua".

Para crear un sistema de este tipo, se están preparando campos térmicos de superficie especiales, sobre los cuales se eliminan las capas superiores de suelo a una profundidad de aproximadamente 1,2 ÷ 1, 5 metros. Contienen contornos de tubos de plástico o metal-plástico con un diámetro habitual de 40 mm. La eficiencia de la eliminación de energía térmica depende de las condiciones climáticas locales y de la longitud total del circuito que se está creando.

Tentativamente, para Rusia central, se podrá operar con los siguientes ratios:

• Suelos arenosos secos: 10 W de energía por metro lineal de tubería.
• Suelos arcillosos secos - 20 W / m.
• Suelos arcillosos húmedos - 25 W / m.
• Roca arcillosa con una alta ubicación de agua subterránea: 35 W / m.

A pesar de la aparente simplicidad de dicha transferencia de calor, el método no siempre es la solución óptima. El hecho es que implica una cantidad muy importante de movimiento de tierras. Lo que parece simple en un diagrama es mucho más difícil en la práctica. Juzgue usted mismo: para "eliminar" incluso sólo 10 kWt de energía térmica del circuito subterráneo en suelo arcilloso, se necesitarán unos 400 metros de tubería. Si además tenemos en cuenta la regla obligatoria de que entre las vueltas del circuito debe haber un intervalo de al menos 1, 2 metros, luego, para la colocación, se requerirá una parcela de 4 acres (20 × 20 metros).

Establecer un campo para extraer calor del suelo es una tarea de gran escala y que requiere mucho tiempo.

En primer lugar, no todo el mundo tiene la oportunidad de asignar ese territorio. En segundo lugar, en esta zona quedan completamente excluidos los edificios, ya que existe una alta probabilidad de que se dañe el circuito. Y en tercer lugar, es posible que la extracción de calor del suelo, especialmente con cálculos de mala calidad, no quede sin dejar rastro. No se excluye el efecto de un enfriamiento excesivo del sitio, cuando el calor del verano no puede restablecer completamente el equilibrio de temperatura en la profundidad del contorno. Esto puede afectar negativamente el equilibrio biológico en las capas superficiales del suelo y, como resultado, algunas plantas simplemente no crecerán en una zona sobreenfriada, una especie de efecto local de la "edad de hielo".

B. Energía térmica de pozos

Incluso el pequeño tamaño del sitio no será un obstáculo para organizar el cuidado de la energía térmica de un pozo perforado.

Como fuente de calor de baja calidad: un pozo profundo.

La temperatura del suelo a medida que aumenta la profundidad se vuelve más estable, y a profundidades de más de 15 — 20 metros está firmemente en la marca de 10 grados, aumentando de dos a tres grados por cada 100 m de inmersión. Además, este valor es absolutamente independiente de la época del año o de los caprichos del tiempo, lo que convierte al pozo en la fuente de calor más estable y predecible.

Se baja una sonda a los pozos, que es un bucle en forma de U de tuberías de plástico (metal-plástico) por las que circula un refrigerante. La mayoría de las veces, se hacen varios pozos con una profundidad de 40 ÷ 50 y hasta 150 metros, a no menos de 6 m entre sí, que están conectados en serie o con una conexión a un colector común. La transferencia de calor del suelo con esta disposición de tuberías es mucho mayor:

• Con rocas sedimentarias secas - 20 W / m.
• Capas de suelo rocoso o rocas sedimentarias saturadas de agua: 50 W / m.
• Rocas sólidas con alta conductividad térmica: 70 W / m.
• Si tiene suerte, obtendrá un acuífero subterráneo, alrededor de 80 W / m.

En caso de espacio insuficiente o dificultades en la perforación profunda debido a las características del suelo, se pueden realizar varios pozos inclinados con vigas desde un mismo punto.

Por cierto, en el caso de que el pozo caiga sobre un acuífero con un débito estable, a veces se utiliza un circuito primario abierto de intercambio de calor. En este caso, el agua se bombea desde una profundidad mediante una bomba, participa en el intercambio de calor y luego, enfriada, se descarga en un segundo pozo del mismo horizonte. a ubicado encierto distancia del primero (esto se calcula al diseñar el sistema). Al mismo tiempo, se puede organizar la ingesta de agua para las necesidades domésticas.

La principal desventaja del método de extracción de calor de fondo de pozo es el alto costo de la perforación, que es muy difícil o simplemente imposible de realizar por nuestra cuenta sin el equipo adecuado. Además, la perforación de pozos suele requerir permisos de las autoridades medioambientales. Por cierto, también se puede prohibir el uso de intercambio de calor directo con descarga inversa de agua al pozo.

¿Puedes perforar un pozo tú mismo?

Por supuesto, esta es una tarea extremadamente difícil, pero existen tecnologías que permiten, bajo ciertas condiciones, realizarla de forma independiente.

Sobre cómo puede hacerlo, en una publicación especial de nuestro portal.

B. Uso de cuerpos de agua como fuentes de calor

Un depósito de suficiente profundidad ubicado cerca de la casa bien puede convertirse en una buena fuente de energía térmica. El agua, incluso en invierno, debajo de la capa superior de hielo permanece en estado líquido y su temperatura es superior a cero: esto es lo que necesita la bomba de calor.

La transferencia de calor aproximada desde un circuito sumergido en agua es de 30 kW/m. Esto significa que para obtener un rendimiento de 10 kW se necesita un circuito del orden de 350 m.

Estos circuitos colectores se montan en tierra a partir de tuberías de plástico. Luego entran al estanque y se sumergen. hasta el fondo, hasta lo más profundo al menos 2 metros, para los cuales se aplican cargas a razón de 5 kg por 1 metro lineal de tubería.

Luego se ejecuta aislado térmicamente Colocar tuberías a la casa y conectarlas a intercambiador de calor térmico bomba.

Sin embargo, no se debe pensar que cualquier masa de agua es totalmente adecuada para tales fines; nuevamente, se necesitarán cálculos de ingeniería térmica muy complejos. Por ejemplo, un estanque pequeño y poco profundo o un arroyo pequeño y tranquilo no sólo no pueden hacer frente a la tarea de suministrar ininterrumpidamente energía de bajo potencial, sino que simplemente pueden congelarse por completo hasta el fondo, matando así a todos sus habitantes. del embalse.

Las ventajas de las fuentes de calor de agua: no es necesario perforar, los movimientos de tierra también se reducen al mínimo: solo se deben cavar zanjas hasta la casa para colocar tuberías. Y como desventaja, se puede observar la baja accesibilidad para la mayoría de los propietarios simplemente debido a la falta de cuerpos de agua en una proximidad razonable a la vivienda.

Por cierto, para el intercambio de calor, a menudo se utilizan desagües: tienen una temperatura positiva bastante estabilizada incluso en climas fríos.

D. Tomar calor del aire

El calor para calentar una casa o para el suministro de agua caliente se puede extraer literalmente del aire. Las bombas de calor aire-agua funcionan según este principio. aire – aire».

En general, este es el mismo aire acondicionado, solo que está en modo "invierno". La eficiencia de un sistema de calefacción de este tipo depende en gran medida de las condiciones climáticas de la región y de los caprichos del tiempo. Aunque las instalaciones modernas están diseñadas para funcionar incluso a temperaturas muy bajas (hasta -25, y algunas incluso hasta -40 ° CON), pero el coeficiente de conversión de energía cae drásticamente, la rentabilidad y conveniencia de este enfoque inmediatamente comienzan a plantear muchas preguntas.

Pero, por otro lado, una bomba de calor de este tipo no requiere ninguna operación que requiera mucha mano de obra; la mayoría de las veces, su unidad de intercambio de calor principal se instala en la pared (techo) del edificio o en sus inmediaciones. Por cierto, es casi imposible distinguirlo de la unidad exterior de un sistema de aire acondicionado split.

Estas bombas de calor se utilizan a menudo como fuente adicional de energía térmica para calefacción y, en verano, como generador de calor para el suministro de agua caliente.

El uso de este tipo de bombas de calor está plenamente justificado para la recuperación: el uso de calor secundario, por ejemplo, en las salidas de los conductos (canales) de ventilación. Por lo tanto, la instalación recibe una fuente de energía bastante estable y de alta temperatura; esto se usa ampliamente en empresas industriales, donde constantemente hay fuentes de calor secundario para su eliminación.

En los sistemas aire-aire y aire-agua, no existe ningún circuito primario de intercambio de calor. Los ventiladores crean una corriente de aire que sopla directamente a los tubos del evaporador con el refrigerante circulando a través de ellos.

Por cierto, existe una línea completa de bombas de calor tipo DX (del inglés "direct exchange", que significa "intercambio directo"). De hecho, tampoco en ellos existe un circuito primario. Intercambio de calor con una fuente de calor de baja calidad (en pozos o V capa de tierra) pasa inmediatamente por tuberías de cobre llenas de refrigerante. Por un lado, esto es más caro y más difícil de implementar, pero permite reducir significativamente tanto la profundidad de los pozos (un vertical de 30 metros, uno o varios inclinados de hasta 15 m es suficiente), como el total área del campo horizontal de intercambio de calor, si está ubicado debajo de la capa superior de suelo. En consecuencia, podemos hablar de un mayor factor de conversión y, en general, de la eficiencia de la bomba de calor. Pero solo las tuberías de intercambio de calor de cobre son mucho más caras que las de plástico y más difíciles de instalar, y el costo del refrigerante es mucho mayor que el de un refrigerante anticongelante convencional.

¿Y cómo está dispuesto el aire acondicionado? ¿Se puede montar de forma independiente?

Ya se ha dicho que principio básico las acciones del aire acondicionado y de la bomba de calor son prácticamente “gemelas”, pero en “espejo”.

Más sobre el dispositivo y las reglas básicas, en una publicación especial del portal.

Vídeo: información útil sobre la teoría y la práctica del uso de bombas de calor.

Ventajas y desventajas generales de las bombas de calor.

Por lo tanto, podemos trazar una cierta línea en la consideración de las bombas de calor, centrándonos en sus principales ventajas y desventajas, imaginarias y reales.

A. Alta eficiencia y rentabilidad global de este tipo de calefacción.

Esto ya se mencionó anteriormente: en un sistema bien pensado y correctamente instalado, en condiciones óptimas de funcionamiento, puede contar con recibir 4 kW de energía térmica en lugar de 1 kW de energía eléctrica gastada.

Todo esto será justo sólo si la vivienda ha recibido un aislamiento de la más alta calidad. Esto, por supuesto, se aplica a cualquier sistema de calefacción, solo que estos "números mágicos" del 300% muestran en mayor medida la importancia de un aislamiento térmico confiable.

En cuanto a los costes habituales de los recursos energéticos consumidos, las bombas de calor ocupan el primer lugar en términos de eficiencia, algo por delante incluso del gas de red más barato. Al mismo tiempo, también hay que tener en cuenta el hecho de que no es necesario transportar ni almacenar reservas de combustible, ya sea que se trate de combustibles sólidos o líquidos.

B. La bomba de calor puede convertirse altamente económico Fuente principal de calefacción y agua caliente.

Esta cuestión también ya ha sido abordada. Si la casa se utiliza como fuente principal de calefacción en las instalaciones, entonces una bomba de calor de la potencia adecuada debe "tirar" de dicha carga. Para la mayoría de radiadores habituales, una temperatura de 50 ÷ 55 grados será claramente insuficiente.

Mención especial merecen las bombas que extraen calor del aire. Son extremadamente sensibles a las condiciones climáticas actuales. Aunque los fabricantes afirman la posibilidad de trabajar a -25 e incluso -40° CON, la eficiencia cae drásticamente y no se puede hablar del 300%.

Una solución razonable es crear un sistema de calefacción combinado (bivalente). Mientras el HP tenga suficiente potencia, actúa como principal fuente de calor, en caso de potencia insuficienteofensivo real clima frío: calefacción eléctrica, caldera de combustible líquido o sólido, colector solar, etc., acuden al rescate. En este caso no se consideran los equipos de gas: si es posible utilizar gas de red para calefacción, entonces la necesidad de una bomba de calor parece muy dudosa, al menos con el nivel actual de precios de la energía.

EN. Un sistema de calefacción con bomba de calor no requiere chimenea. Funciona casi en silencio.

De hecho, los propietarios no tendrán dificultades con la disposición de la chimenea. En cuanto al silencio del trabajo, como cualquier otro electrodoméstico con varios accionamientos, el ruido de fondo todavía está presente: el funcionamiento del compresor y las bombas de circulación. Otra cuestión es que en los modelos modernos este nivel de ruido, con la correcta depuración de la unidad, es muy pequeño y no preocupa a los vecinos. Además, probablemente a pocas personas se les ocurriría instalar este tipo de equipos en las salas de estar.

GRAMO. Total respeto al medio ambiente del sistema: no hay emisiones a la atmósfera, no hay amenaza para los residentes de la casa.

Así es, especialmente en lo que respecta a los modelos en los que se utiliza como refrigerante el moderno freón, inofensivo para la capa de ozono (por ejemplo, R-410A).

También puedes marcar inmediatamente el fuego - y seguridad contra explosiones En dicho sistema, no hay sustancias inflamables o combustibles, se excluye la acumulación de sus concentraciones explosivas.

D. Las bombas de calor modernas son unidades climáticas universales capaces de funcionar tanto para calefacción como para aire acondicionado en verano.

Esta es una ventaja muy importante que, de hecho, brinda a los anfitriones muchas comodidades adicionales.

MI. El funcionamiento de la bomba de calor está totalmente controlado por automatización y no requiere intervención del usuario. Un sistema de este tipo, a diferencia de otros, no necesita mantenimiento regular ni mantenimiento preventivo.

Podemos estar totalmente de acuerdo con la primera afirmación, sin embargo, sin olvidar mencionar que la mayoría de las instalaciones modernas de calefacción a gas o eléctricas también están totalmente automatizadas, es decir, no solo las bombas de calor tienen esta ventaja.

Pero sobre la segunda pregunta se puede entrar en debate. Probablemente, ninguna de las unidades de calefacción industrial o doméstica pueda prescindir de controles periódicos y mantenimiento preventivo. Incluso si es justo suponer que no vale la pena ingresar al circuito interno con refrigerante y a la automatización, los circuitos externos con anticongelante u otro refrigerante aún requerirán cierta participación. Aquí y la limpieza periódica (especialmente en los sistemas de aire), el control de la composición y el nivel del refrigerante, la auditoría del funcionamiento de las bombas de circulación, la comprobación del estado de las tuberías para comprobar su integridad y la presencia de fugas en los accesorios, y mucho más. - en una palabra, algo que no se puede hacer sin un sistema de calefacción. En una palabra, la afirmación sobre la total inutilidad del mantenimiento parece, al menos, infundada.

Y. Rápida recuperación de la inversión de un sistema de calefacción con bomba de calor.

Esta cuestión es tan ambigua que merece una atención especial.

Algunas empresas involucradas en la implementación de dichos equipos prometen a sus clientes potenciales un retorno de la inversión muy rápido en la implementación del proyecto. Dan cálculos en tablas, según las cuales, de hecho, se puede formar la opinión de que una bomba de calor es la única solución aceptable si no es posible llevar una tubería de gas a la casa.

Aquí hay uno de esos ejemplos:

Tipos de combustible	Gas natural (metano)	Leña de abedul picada	Correo electrónico energía a una sola tarifa	Combustible diesel	Bomba de calor (tarifa nocturna)
Unidad suministros de combustible	m³	3m³	kWh	litro	kWh
Coste del combustible. con entrega, frotar	5.95	6000	3.61	36.75	0.98
contenido calórico del combustible	38.2	4050	1	36	1
Unidad medidas de calorias	MJ/m³	kWh	kWh	MJ/litro	kWh
Eficiencia de la caldera,% o COP	92	65	99	85	450
Costo de combustible, frotar/MJ	0.17	0.41	1.01	1.19	0,06
Costo de combustible, rublos/kW*h	0.61	1.48	3.65	4.29	0.22
Costo de combustible, frotar/Gcal	708	1722	4238	4989	253
Costo de combustible por año, frotar	24350	59257	145859	171721	8711
Vida útil del equipo, años.	10	10	10	10	15
Costo aproximado del equipo, frote.	50000	70000	40000	100000	320000
Costo de instalación, frote	70000	30000	30000	30000	80000
El costo de conectar redes (condiciones técnicas, equipamiento e instalación), frotar.	120000	0	650	0	0
Inversión inicial, frotar (aproximadamente)	240000	100000	70650	130000	400000
Costos de operación, rublos/año	1000	1000	0	5000	0
Tipos de trabajos de mantenimiento	mantenimiento, limpieza de cámaras	limpieza de la cámara, chimeneas	Reemplazo de elementos calefactores.	limpieza de cámara, inyectores, cambio de filtros	No
Gastos totales durante todo el período de operación (incluidos los costos de combustible), frote	493502	702572	1529236	1897201	530667
Costo relativo total de 1 año de operación (combustible, depreciación, mantenimiento, etc.)	49350	70257	152924	189720	35378

Sí, la línea final es realmente impresionante, pero ¿todo está “bien” aquí?

Lo primero que llamará la atención de un lector atento es que la tarifa eléctrica para calefacción eléctrica se toma como general, y para bomba de calor, por algún motivo, tarifa nocturna reducida. Al parecer, para hacer más visual la diferencia final.

Más. El coste de los equipos de bomba de calor no se muestra del todo correctamente. Si observa más de cerca las ofertas en Internet, los precios de las instalaciones con una capacidad de aproximadamente 7 ÷ 10 kW, que se pueden utilizar para calefacción, comienzan entre 300 y 350 mil rublos (bombas de calor de aire y de bajo consumo). Instalaciones eléctricas utilizadas únicamente para el costo del suministro de agua caliente. algo más pequeño).

Parecería que todo está correcto, pero "el diablo está en los detalles". Este es sólo el coste de la propia unidad de hardware, que, sin periféricos, circuitos, sondas, etc. - inútil. El precio de un solo colector (sin tuberías) dará al menos 12 ÷ 15 mil más, una sonda de pozo no cuesta menos. Y si sumamos el costo de las tuberías, accesorios, elementos de cierre y accesorios, una cantidad suficientemente grande de refrigerante, la cantidad total crece rápidamente.

Las tuberías, los colectores y las válvulas también son una partida de gastos generales bastante "importante".

Pero esto no es todo. Ya se ha mencionado que un sistema de calefacción basado en una bomba de calor, como probablemente ningún otro, necesita cálculos especializados complejos. Al diseñar, se tienen en cuenta muchos factores: el área total y los volúmenes del edificio en sí, el grado de aislamiento y el cálculo de las pérdidas de calor, la disponibilidad de una fuente suficiente de suministro de energía, la presencia del área necesaria. del territorio (depósito cercano) para colocar circuitos horizontales de intercambio de calor o perforar pozos, el tipo y condición de los suelos, la ubicación de los acuíferos y mucho más. Por supuesto, tanto el trabajo de estudio como el de diseño también requerirán tiempo y un pago adecuado a los especialistas.

La instalación de equipos "al azar", sin un diseño adecuado, está plagada de una fuerte disminución en la eficiencia del sistema y, a veces, incluso de "desastres ambientales" locales en forma de hipotermia inaceptable del suelo, pozos o pozos, embalses.

El siguiente es la instalación de equipos y la creación de campos o pozos de intercambio de calor. Ya hemos mencionado la escala de los movimientos de tierras, la profundidad de la perforación. Para llenar los pozos después de la instalación de las sondas, se requiere un mortero de hormigón especial con un alto grado de conductividad térmica. Además de esto: cambiar circuitos, tender carreteras hacia la casa, etc. - Todo esto es otra "capa" considerable de costes de material. Esto también incluye la compra e instalación de un tanque de acumulación con el control automático necesario, la modificación del sistema de calefacción por suelo radiante o la instalación de intercambiadores de calor especiales.

En una palabra, los costos son muy impresionantes y, probablemente, esto es lo que mantiene a los sistemas de calefacción con bombas de calor en la categoría de "exóticos", inaccesibles para la gran mayoría de los propietarios de casas privadas.

Pero ¿qué pasa con su mayor popularidad y aplicación masiva en otros países? El hecho es que allí están funcionando programas gubernamentales para estimular a la población a utilizar fuentes alternativas de suministro de energía. Los consumidores que han expresado su deseo de cambiar a este tipo de calefacción tienen derecho a recibir subsidios gubernamentales que cubren en gran medida los costos iniciales de diseño e instalación de equipos. Sí, y el nivel de ingresos de los ciudadanos trabajadores, para ser honesto, existe un poco mas alto que en nuestra zona.

Para las ciudades y pueblos europeos, esta es una imagen bastante familiar: un intercambiador de calor con bomba de calor cerca de la casa.

Resumen: las declaraciones sobre la rápida recuperación de la inversión de un proyecto de este tipo deben tratarse con cierta cautela. Antes de emprender un conjunto de medidas tan responsable y de gran escala, conviene calcular y sopesar cuidadosamente toda la "contabilidad" hasta el más mínimo detalle, evaluar el grado de riesgo, las capacidades financieras, la rentabilidad planificada, etc. Quizás haya opciones más racionales y aceptables: instalar gas, instalar otras modernas, utilizar nuevos desarrollos en el campo de la calefacción eléctrica, etc.

Lo que está escrito no debe tomarse como algo “negativo” sobre las bombas de calor. Por supuesto, esta es una dirección extremadamente progresista y tiene grandes perspectivas. La única cuestión es que en tales asuntos no se debe mostrar un voluntarismo precipitado: las decisiones deben basarse en cálculos cuidadosamente pensados ​​y realizados de manera integral.

Precios de la gama de bombas de calor.

Bombas de calor

¿Es posible montar una bomba de calor con tus propias manos?

La perspectiva general de utilizar fuentes "gratuitas" de energía térmica, combinada con el constante precio elevado de los equipos, lleva, quiera o no, a muchos artesanos del hogar a crear este tipo de instalaciones de calefacción por su cuenta. ¿Es posible fabricar una bomba de calor con nuestras propias fuerzas?

Por supuesto, es muy posible montar un motor térmico de este tipo utilizando algunas unidades ya preparadas y los materiales necesarios. En Internet puede encontrar tanto vídeos como artículos con ejemplos de éxito. Es cierto que es poco probable que sea posible encontrar dibujos exactos; por lo general, todo se limita a recomendaciones sobre la posibilidad de fabricar determinadas piezas y conjuntos. Sin embargo, hay un "grano" racional en esto: como ya se mencionó, una bomba de calor es un sistema tan individual que requiere cálculos en relación con condiciones específicas que difícilmente será aconsejable copiar ciegamente los desarrollos de otras personas.

Sin embargo, aquellos que aún así se decidan por la producción independiente deben seguir algunas recomendaciones tecnológicas.

Entonces, "detengamos" la creación de circuitos externos: calefacción e intercambio de calor primario. La tarea principal en este caso es la fabricación de dos intercambiadores de calor, un evaporador y un condensador, conectados por un circuito de tubos de cobre por el que circula un refrigerante. Este circuito, como puede verse en el diagrama del circuito, está conectado al compresor.

El compresor es fácil de encontrar: nuevo o procedente de un equipo desmontado para piezas de repuesto.

El compresor en sí no es tan difícil de conseguir; se puede comprar nuevo en una tienda especializada. Puede buscar en el mercado doméstico: a menudo venden unidades de refrigeradores o aires acondicionados viejos desmontados en busca de piezas. Es muy posible que el compresor se encuentre en sus propias existencias; muchos propietarios entusiastas no tiran esas cosas ni siquiera cuando compran electrodomésticos nuevos.

Ahora la cuestión de los intercambiadores de calor. Hay varias opciones diferentes aquí:

A. Si es posible comprar intercambiadores de calor de placas terminados , sellado en una caja sellada, muchos problemas se resolverán de inmediato. Dichos dispositivos tienen una excelente eficiencia de transferencia de calor de un circuito a otro; no en vano se utilizan en sistemas de calefacción cuando se conecta cableado autónomo dentro del apartamento a las tuberías de la red central.

La conveniencia también radica en el hecho de que dichos intercambiadores de calor son compactos, tienen tuberías, accesorios o conexiones roscadas prefabricadas para la conexión a ambos circuitos.

Video: hacer una bomba de calor usando materiales listos para usar. intercambiadores de calor

B. Versión bomba de calor con intercambiadores de calor fabricados en tubos de cobre y depósito cerrado.

Ambos intercambiadores de calor, en principio, tienen un diseño similar, pero para ellos se pueden utilizar contenedores diferentes.

Para el condensador es adecuado un depósito cilíndrico de acero inoxidable con una capacidad de unos 100 litros. Es necesario colocar en él una bobina de cobre, sacando sus extremos desde arriba y desde abajo hacia el exterior y sellando herméticamente los puntos de paso al final del conjunto. La entrada debe ubicarse en la parte inferior y la salida, respectivamente, en la parte superior del intercambiador de calor.

La bobina en sí está enrollada a partir de un tubo de cobre, que se puede comprar en la tienda con un metraje (espesor de pared: al menos 1 mm). Como plantilla, puede tomar un tubo de gran diámetro. Las espiras de la bobina deben estar algo espaciadas, uniéndolas, por ejemplo, a un perfil de aluminio perforado.

El circuito de agua de calefacción se puede conectar mediante tuberías de agua convencionales montadas (soldadas, soldadas o atornilladas con una junta) en los extremos opuestos del tanque de intercambio de calor. El espacio interno del intercambiador de calor se utiliza para la circulación del agua. El resultado final debería ser algo como esto:

Para un evaporador, tales dificultades no son necesarias: no hay altas temperaturas ni exceso de presión, por lo que un recipiente de plástico voluminoso será suficiente. La bobina se enrolla de la misma manera, sus extremos se sacan. Las conexiones de plomería convencionales también son suficientes para hacer circular el agua desde el circuito primario.

El evaporador también se instala sobre soportes junto al condensador, y cerca de ellos se está preparando una plataforma para montar el compresor con su posterior conexión al circuito.

Recomendaciones para la tubería del compresor, la instalación de una válvula de control del acelerador, el diámetro y la longitud del tubo capilar, la necesidad de un intercambiador de calor de regeneración y etc.., no se indicará; esto sólo debe calcularlo e instalarlo un especialista en refrigeración.

Debe recordarse que esto requiere altas habilidades en soldadura hermética de tuberías de cobre, la capacidad de bombear correctamente el refrigerante: freón, verificar y realizar una prueba. Además, este trabajo es bastante peligroso y requiere el cumplimiento de normas de precaución muy específicas.

EN. Bomba de calor con intercambiadores de calor de tuberías.

Otra opción para fabricar intercambiadores de calor. Para hacer esto, necesitará tubos de metal, plástico y cobre.

Los tubos de cobre se seleccionan en dos diámetros: aproximadamente 8 mm para el condensador y aproximadamente 5 ÷ 6 para el evaporador. Su longitud es respectivamente de 12 y 10 metros.

Las tuberías de metal y plástico están diseñadas para hacer circular agua a través de ellas desde los circuitos primarios de intercambio de calor y calefacción, y en su cavidad se ubicarán tuberías de cobre del circuito interno de la bomba de calor. En consecuencia, el diámetro de las tuberías se puede tomar entre 20 y 16 mm.

Los tubos de metal y plástico se estiran a lo largo para que se puedan insertar sin mucho esfuerzo tubos de cobre, que deben sobresalir unos 200 mm en cada lado.

Se coloca una T y se “empaqueta” en cada extremo de la tubería, de modo que el tubo de cobre pase directamente a través de ella. El espacio entre este y el cuerpo de la T se sella de forma segura con un sellador resistente al calor. La salida perpendicular restante de la T servirá para conectar el intercambiador de calor al circuito de agua.

Los tubos se ensamblan en espiral. Asegúrese de proporcionarles inmediatamente aislamiento térmico usando "camisas" aislantes de gomaespuma. El resultado son dos intercambiadores de calor terminados.

Puedes colocarlos uno encima del otro en un estuche improvisado tipo marco. En el mismo marco también se proporciona una plataforma para instalar el compresor. Y para reducir la transmisión de vibraciones desde él a la estructura general, el compresor se puede montar, por ejemplo, sobre bloques silenciosos de automóvil.

Para realizar la instalación de tuberías del compresor y repostar el circuito resultante con freón, nuevamente será necesario invitar a un especialista en refrigeración.

Puede instalar una bomba de calor de este tipo en el lugar previsto y conectar los accesorios en T de los intercambiadores de calor, cada uno a su propio circuito. Solo queda suministrar energía y poner en marcha la unidad.

Todas las bombas de calor caseras consideradas son diseños bastante viables. Sin embargo, no se debe suponer que es tan fácil resolver por completo el problema de la calefacción doméstica barata. Aquí estamos hablando, más bien, de la creación de modelos existentes que requieren un mayor refinamiento y modernización. Incluso los artesanos experimentados que ya han fabricado más de un dispositivo similar buscan constantemente formas de mejorar, creando nuevas "versiones".

Vídeo: cómo el maestro mejora su propia bomba de calor.

Además, solo se consideró la bomba de calor en sí, y para su funcionamiento normal requiere de equipos de control, monitoreo y ajuste asociados al sistema de calefacción de la vivienda. Aquí ya no se puede prescindir de ciertos conocimientos en el campo de la ingeniería eléctrica y la electrónica.

Una vez más, podemos volver a los problemas de cálculo: ¿una bomba de calor casera “tirará” del sistema de calefacción para convertirse en una alternativa real a otras fuentes de calor? A menudo, en estos asuntos, los artesanos del hogar tienen que "vagar por el tacto". Sin embargo, si se domina el principio básico y se consigue con éxito el primer modelo, esto ya es una gran victoria. Puede adaptar temporalmente su modelo de prueba para proporcionar agua caliente a la casa para fines domésticos y comenzar a diseñar usted mismo una unidad más avanzada, teniendo en cuenta la experiencia ya adquirida y corrigiendo los errores cometidos.

Suministro de agua caliente: ¡a partir de la energía del sol!

Una solución muy práctica sería aprovechar la energía de los rayos del sol para proporcionar agua caliente sanitaria. Esta fuente de energía alternativa es mucho más sencilla y económica que una bomba de calor. Cómo hacerlo - en una publicación especial de nuestro portal.

Una bomba de calor es un dispositivo universal que combina funcionalmente las características de un aire acondicionado, un calentador de agua y una caldera de calefacción. Este dispositivo no utiliza combustible convencional, su funcionamiento requiere fuentes renovables del medio ambiente: la energía del aire, el suelo y el agua.

Por tanto, una bomba de calor hoy en día es la unidad más rentable, ya que su funcionamiento no depende del coste del combustible, además es respetuosa con el medio ambiente, ya que la fuente de calor no es la electricidad ni los productos de combustión, sino fuentes de calor naturales.

Para comprender mejor cómo funciona una bomba de calor para calentar una casa, conviene recordar el principio de funcionamiento de un frigorífico. Aquí la sustancia de trabajo se evapora y desprende frío. Y en la bomba, por el contrario, se condensa y produce calor.

Cómo funciona una bomba de calor

Todo el proceso del sistema se presenta en forma de ciclo de Carnot, que lleva el nombre del inventor. Se puede describir de la siguiente manera. El refrigerante pasa por el circuito de trabajo: aire, tierra, agua, sus combinaciones. , desde donde se envía al primer intercambiador de calor: la cámara de evaporación. Aquí transfiere el calor acumulado al refrigerante que circula en el circuito interno de la bomba.

El principio de funcionamiento de una bomba de calor para calentar una casa.

El refrigerante líquido ingresa a la cámara de evaporación, donde la baja presión y temperatura (5 0 C) lo convierten en estado gaseoso. La siguiente etapa es la transición del gas al compresor y su compresión. Como resultado, la temperatura del gas aumenta bruscamente, el gas pasa al condensador, aquí intercambia calor con el sistema de calefacción. El gas enfriado se convierte en líquido y el ciclo se repite.

Ventajas y desventajas de las bombas de calor.

El funcionamiento de las bombas de calor para calentar una casa se puede controlar mediante controladores de temperatura especialmente instalados. La bomba se enciende automáticamente cuando la temperatura del medio cae por debajo del valor establecido y se apaga si la temperatura excede el punto establecido. Por lo tanto, el dispositivo mantiene una temperatura constante en la habitación; esta es una de las ventajas de los dispositivos.

Las ventajas del dispositivo son su eficiencia: la bomba consume una pequeña cantidad de electricidad y su respeto al medio ambiente, o absoluta seguridad para el medio ambiente. Las principales ventajas del dispositivo:

• Fiabilidad. La vida útil supera los 15 años, todas las partes del sistema tienen una gran capacidad de trabajo y las sobretensiones no dañan el sistema.
• Seguridad. Sin hollín, sin escape, sin llamas abiertas, sin fugas de gas.
• Comodidad. El funcionamiento de la bomba es silencioso, el control climático y un sistema automático, cuyo funcionamiento depende de las condiciones climáticas, ayudan a crear comodidad y confort en la casa.
• Flexibilidad. El dispositivo tiene un diseño moderno y elegante y se puede combinar con cualquier sistema de calefacción doméstico.
• Versatilidad. Se utiliza en la construcción civil privada. Porque tiene un amplio rango de potencia. Gracias a esto, puede proporcionar calor a habitaciones de cualquier tamaño, desde una casa pequeña hasta una cabaña.

La compleja estructura de la bomba determina su principal inconveniente: el alto costo del equipo y su instalación. Para instalar el dispositivo, es necesario realizar movimientos de tierra en grandes volúmenes.

Bombas de calor - clasificación

El funcionamiento de una bomba de calor para calentar una casa es posible en un amplio rango de temperatura, de -30 a +35 grados Celsius. Los dispositivos más comunes son la absorción (transfieren calor a través de su fuente) y la compresión (la circulación del fluido de trabajo se produce debido a la electricidad). Los dispositivos de absorción más económicos, sin embargo, son más caros y tienen un diseño complejo.

Clasificación de bombas por tipo de fuente de calor:

1. Geotérmica. Toman calor del agua o de la tierra.
2. Aire. Toman calor del aire.
3. calor secundario. Toman el llamado calor de producción, generado durante la producción, durante el calentamiento y otros procesos industriales.

El portador de calor puede ser:

• Agua de un embalse artificial o natural, agua subterránea.
• Cebado.
• Masas de aire.
• Combinaciones de los medios anteriores.

Bomba geotérmica: principios de diseño y funcionamiento.

Una bomba geotérmica para calentar una casa utiliza el calor del suelo, que selecciona mediante sondas verticales o un colector horizontal. Las sondas se colocan a una profundidad de hasta 70 metros, la sonda se encuentra a una pequeña distancia de la superficie. Este tipo de dispositivo es el más eficiente, ya que la fuente de calor tiene una temperatura constante bastante alta durante todo el año. Por tanto, es necesario gastar menos energía en el transporte de calor.

Este tipo de equipo es caro de instalar. El alto costo de perforar pozos. Además, el área asignada para el colector debe ser varias veces mayor que el área de la casa o cabaña con calefacción. Importante recordar: el terreno donde se encuentra el recolector no se puede utilizar para plantar hortalizas o árboles frutales; las raíces de las plantas se enfriarán demasiado.

Usar agua como fuente de calor

Un estanque es una fuente de gran cantidad de calor. Para la bomba, se pueden utilizar depósitos anticongelantes a una profundidad de 3 metros o agua subterránea a un nivel alto. El sistema se puede implementar de la siguiente manera: la tubería del intercambiador de calor, cargada con una carga de 5 kg por 1 metro lineal, se coloca en el fondo del depósito. La longitud de la tubería depende del metraje de la casa. Para una habitación de 100 m2. la longitud óptima de la tubería es de 300 metros.

En el caso de utilizar agua subterránea, es necesario perforar dos pozos ubicados uno tras otro en la dirección del agua subterránea. Se coloca una bomba en el primer pozo, que suministra agua al intercambiador de calor. El agua fría ingresa al segundo pozo. este llamado Circuito abierto de captación de calor. Su principal desventaja es que el nivel del agua subterránea es inestable y puede cambiar significativamente.

El aire es la fuente de calor más accesible.

En el caso de utilizar aire como fuente de calor, el intercambiador de calor es un radiador impulsado forzadamente por un ventilador. Si una bomba de calor funciona para calentar una casa mediante un sistema aire-agua, el usuario se beneficia de:

• Posibilidad de calentar toda la casa. El agua, que actúa como portador de calor, se diluye mediante dispositivos de calefacción.
• Con un consumo mínimo de electricidad: la capacidad de proporcionar agua caliente a los residentes. Esto es posible gracias a la presencia de un intercambiador de calor adicional con aislamiento térmico y capacidad de almacenamiento.
• Se pueden utilizar bombas de un tipo similar para calentar agua en piscinas.

Si la bomba funciona con un sistema aire-aire, no se utiliza ningún portador de calor para calentar el espacio. La calefacción se produce mediante la energía térmica recibida. Un ejemplo de implementación de dicho esquema es un aire acondicionado convencional configurado en modo calefacción. Hoy en día, todos los dispositivos que utilizan aire como fuente de calor se basan en inversores. Convierten corriente alterna en corriente continua, proporcionando un control flexible del compresor y su funcionamiento sin detenerse. Y esto aumenta el recurso del dispositivo.

Bomba de calor: un sistema de calefacción doméstico alternativo

Las bombas de calor son una alternativa a los sistemas de calefacción modernos. Son económicos, respetuosos con el medio ambiente y seguros de usar. Sin embargo, el alto costo de los trabajos de instalación y del equipo hoy en día no permite el uso de dispositivos en todas partes. Ahora ya sabes cómo funciona una bomba de calor para calentar una casa y, habiendo calculado todos los pros y los contras, puedes decidir su instalación.

Una bomba de calor es una buena alternativa a la calefacción tradicional de una casa particular. El dispositivo, que se utiliza desde hace 30 años en los países occidentales, sigue siendo una novedad en Rusia. Dos factores impiden su uso generalizado: el alto coste y el desconocimiento sobre las bombas de calor, sus ventajas y principios de funcionamiento. Un indicador de la practicidad de un sistema de calefacción geotérmica es su popularidad en Occidente. Así, alrededor del 95% de las casas se calientan con bombas de calor en Suecia y Noruega. Te invitamos a conocer más sobre el dispositivo y los principios de funcionamiento de este equipo térmico que, por supuesto, es el futuro.

¿Qué es una bomba de calor?

Una bomba de calor es un dispositivo que absorbe energía térmica de bajo potencial del medio ambiente (agua, tierra, aire) y la transfiere a sistemas de suministro de calor con una temperatura más alta.

La naturaleza que nos rodea está saturada de energía. Incluso las heladas tienen calor. La energía del medio ambiente sólo se puede extraer a una temperatura de -273 °C. Por lo tanto, incluso en el invierno más severo, una casa de campo puede ser calentado por energía obtenida de la naturaleza.

Dependiendo de la fuente de energía (agua, tierra, aire), Modificación de bombas de calor. Sin embargo, la más práctica y probada es la bomba de calor geotérmica. Es ideal para las condiciones rusas.

La calefacción geotérmica funciona en una de tres direcciones:

El uso de calefacción geotérmica, como cualquier sistema de suministro de calor, no solo calentará la casa, sino que también proporcionará agua caliente, calentará un estacionamiento o un invernadero, calentará el agua de una piscina.

Beneficios de utilizar una bomba de calor

Cómo funciona una bomba de calor

El funcionamiento de una bomba de calor se puede comparar al de un frigorífico convencional. Sólo que en lugar de frío el aparato produce calor. La sustancia que transmite energía es freón Un gas o líquido con un punto de ebullición bajo. Al evaporarse absorbe calor y al condensarse lo desprende.

La bomba de calor es el elemento principal del sistema. Sus dimensiones no exceda las dimensiones de una lavadora promedio lo que facilita la instalación del dispositivo. La bomba en sí está incluida en dos circuitos: interno y externo.

contorno interior Consta de un sistema de calefacción de la casa (tuberías y radiadores). Bucle exterior ubicado en el agua o bajo tierra. Incluye un colector-intercambiador de calor y tuberías que conectan el colector a la bomba.

Las bombas de calor están equipadas con varios dispositivos adicionales. Puede ser:

• Dispositivo de comunicación controlar el sistema a través de una computadora personal o teléfono móvil;
• bloque de enfriamiento para sistema de refrigeración local o central;
• unidad de bomba adicional puede ser necesario para calefacción por suelo radiante;
• bomba de circulación necesario para la circulación de agua caliente;

El proceso de bombeo consiste en varias etapas:

1. Mezcla anticongelante alimentado al colector. La energía térmica es absorbida y transportada a la bomba.
2. En el evaporador, la energía se transfiere al freón, donde se calienta. hasta 8 ºC, hierve y se convierte en vapor.
3. A medida que aumenta la presión en el compresor, aumenta la temperatura. Puede alcanzar los 70°C.
4. El sistema de calefacción interno recibe energía térmica a través de condensador. El freón se enfría instantáneamente y pasa a un estado líquido, mientras desprende el calor restante. Luego vuelve al coleccionista. Así termina el ciclo.
5. El trabajo adicional se repite según el mismo principio.

La bomba de calor funciona de manera más eficiente cuando la casa tiene calefacción por suelo radiante. El calor se distribuye uniformemente por toda la superficie del suelo. No hay zonas de sobrecalentamiento. El refrigerante del sistema rara vez calienta más de 35 °C, y la calefacción por suelo radiante se considera la más cómoda a 33 °C. Esto es 2 °C menos que cuando se calienta con radiadores. De ahí surge ahorrando hasta un 18% al año de todo el presupuesto de calefacción. Además, se cree que calentar a nivel del suelo es lo más cómodo para vivir para una persona.

El sistema de calefacción puede ser monovalente y bivalente. Los sistemas monovalentes tienen una fuente de calefacción. Satisface plenamente la necesidad de calidez durante todo el año. Los bivalentes, respectivamente, tienen dos fuentes.

Calentar la casa en invierno

En áreas con condiciones climáticas más severas, es importante utilizar sistema de calefacción bivalente. Gracias a la segunda fuente de calor se amplía el rango de temperatura. El funcionamiento de una bomba de calor sólo es suficiente hasta una temperatura de -20 °C. Con una disminución mayor, se conectan un calentador eléctrico, una chimenea, una caldera de combustible líquido o de gas. En este caso, la potencia de la bomba de calor se limita desde la demanda máxima de invierno al 70 - 80%. El 20 - 30% que falta proporciona una fuente adicional de calor. Este reduce la eficiencia general del sistema. Sin embargo, la disminución es insignificante.

Con una transición completa a la calefacción del edificio con un sistema geotérmico (en el caso de que no esté previsto instalar una caldera o aparato eléctrico adicional), la bomba de calor se utiliza junto con un módulo interior que contiene un pequeño calentador eléctrico incorporado. . Sostendrá el instrumento cuando la temperatura ambiente sea por debajo de -20 ºC.

¿Cuándo está justificado el uso de una bomba de calor?

La cuestión de calentar una casa de campo implica considerar varias opciones:

• Gas. En ausencia de un gasoducto cerca de la casa, esto resulta imposible. En algunas regiones el gas sólo se puede comprar en botellas.
• Carbón o leña. Con ellos, calentar se convierte en un proceso laborioso e ineficiente.
• Caldera de gasoil requiere altos costos de combustible y locales especiales. También es necesario un almacenamiento especial para el combustible, lo que resulta inconveniente en una casa pequeña.
• Calefacción con electricidad es muy caro.

En este caso, llega la ayuda. sistema de calefacción geotérmica. Se utiliza incluso cuando hay gas disponible. Instalar una bomba de calor es más caro que instalar un equipo de calefacción de gas. Sin embargo, en el futuro el gas tendrá que pagarse constantemente, a diferencia de la energía extraída del medio ambiente.

La recuperación de la inversión de una bomba de calor es difícil de expresar en un valor numérico medio. Todo depende de su coste inicial. La esencia de la instalación de dicha calefacción se reduce a la perspectiva. Aunque la cantidad consumida electricidad - 3-5 veces menos A diferencia de otros sistemas de calefacción, sigue siendo necesario calcular en términos monetarios todos los costes energéticos del año y compararlos con el coste del sistema, su instalación y funcionamiento.

Es posible conseguir la máxima eficiencia del uso de una bomba de calor si dos condiciones importantes:

• El edificio con calefacción debe ser aislado, y el índice de pérdida de calor no debe exceder los 100 W/m2. Existe una relación directa entre cómo se aísla la casa y qué tan rentable será la instalación de una bomba de calor.
• Conexión de la bomba de calor a fuentes de calor de baja temperatura(convectores, calefacción por suelo radiante), cuyo régimen de temperatura oscila entre 30 y 40 °C.

Por tanto, la bomba de calor será una buena alternativa a los métodos de calefacción tradicionales. El dispositivo garantiza economía y total seguridad. El propietario, tras instalar un sistema de calefacción geotérmica, no tendrá que depender de diversos factores externos, como interrupciones en el suministro de gas o llamar a un proveedor de servicios. La energía extraída del medio ambiente no requiere pago y no se agota.

Según el Comité Mundial de Energía, las bombas geotérmicas representarán tres cuartas partes de todos los equipos de calefacción en 2020.

La práctica de utilizar bombas de calor: vídeo.