A la hora de elegir una alternativa a los sistemas de calefacción estándar, conviene saber qué es una bomba de calor. Tal diseño se usa activamente en el extranjero, en Rusia tal configuración es una novedad. Esto se debe al alto costo del equipo y su instalación, así como al conocimiento insuficiente sobre todas las sutilezas y ventajas de este dispositivo. Como referencia: más del 90% de las casas en Noruega y Suecia se calientan de esta manera. Considere las funciones y características de este diseño.
Descripción
¿Qué es una bomba de calor? Este dispositivo es una bomba que absorbe energía térmica potencialmente baja del ambiente, transfiriéndola a sistemas de suministro de calor con una temperatura aumentada. Vale la pena señalar que la mayoría de los recursos naturales tienen reservas de energía, incluidas las heladas. Incluso en el invierno más duro, una casa puede calentarse con energía natural.
La modificación de los dispositivos considerados depende del tipo de fuente de energía recibida (tierra, aire, agua). por la mayoríaUn dispositivo popular y práctico es una unidad geotérmica que transforma la energía del suelo. Además, es ideal para las características climáticas domésticas. Esto es bastante relevante para casi todas las regiones de la Federación Rusa.
Principio de funcionamiento
Una bomba de calor geotérmica para un hogar funciona según uno de estos tres principios:
- A través de una tubería especial en el pozo, el agua subterránea se lleva a la superficie. Tienen un régimen de temperatura determinado, al pasar por el intercambiador ceden el calor disponible, que calienta la vivienda. Después de eso, el agua regresa naturalmente (aguas abajo).
- Se introduce un recipiente con anticongelante en el pozo a una profundidad de 70 a 100 metros, cuya temperatura difiere de la del suelo circundante. La bomba de calor del suelo acelera el líquido y luego lo entrega al intercambiador térmico. Como resultado de este proceso, se libera calor.
- En esta opción, no se requiere perforar un pozo. Vale la pena señalar que la casa debe estar ubicada cerca del embalse. La línea de trabajo se coloca a lo largo del fondo del estanque, como resultado de lo cual se bombea agua con una mayor extracción de calor. El matiz de este método es la profundidad suficiente del depósito, que permitirá extraer energía bajo el hielo hasta 15 metros cúbicos de agua disponible.
La operación de un sistema geotérmico, como otros análogos, permite no solo calentar el sector residencial, sino también calentar el garaje, el invernadero y otras comunicaciones.
Dignidad
Qué es una bomba de calor y para qué sirve se indica arriba. A continuación, veamos las ventajas de este sistema.
- Alta eficiencia. Alrededor de 4 a 6 kilovatios de suministro de calor salen de un kilovatio de consumibles (electricidad). Este es un orden de magnitud mayor que cualquier caldera de combustible tradicional.
- La autonomía del dispositivo radica en que su funcionamiento no requiere de materia orgánica. Esto elimina el problema de establecer las comunicaciones apropiadas.
- Versatilidad. Un conjunto combina unidades de agua, calefacción y refrigeración.
- Alto nivel de seguridad. A diferencia de las calderas, que tienen el potencial de explotar o incendiarse, este diseño no incluye elementos que, si se calientan, puedan provocar un incendio. Además, todas las piezas son seguras para el medio ambiente y las temperaturas extremas.
- La fiabilidad de la unidad está garantizada por la automatización integrada, que puede ser mantenida por un operador sin habilidades especiales.
- Larga vida laboral. El dispositivo dura de 30 a 50 años, mucho más que los sistemas de calefacción estándar.
Características
El funcionamiento de la bomba de calor no solo es económico sino también práctico. Los siguientes hechos atestiguan esto:
- sitio mínimo para la disposición (la sonda se encuentra bajo tierra, lo que excluye su daño);
- ambiente no contaminado, que cumple con todos los estándares internacionales;
- sin especialpermiso para instalar este equipo, lo que simplifica enormemente el proceso de trámites en toda la etapa de construcción;
- La construcción se amortiza en un par de años.
Operación y Mantenimiento
El funcionamiento de una bomba de calor para el hogar es idéntico al funcionamiento de un frigorífico familiar para todos. La diferencia es que en lugar de frío, la unidad produce calor. El freón es la sustancia activa en este sistema. Es un gas líquido que tiene un punto de ebullición bajo. Evaporándose, toma calor, devolviéndolo en el proceso de condensación. Para garantizar un funcionamiento correcto, las dimensiones del accesorio no deben superar las dimensiones de una lavadora automática estándar.
Bomba de calor - principio del circuito interno:
- el sistema de trabajo está en el agua o bajo tierra;
- el esquema de diseño incluye un intercambiador colector y tuberías de conexión con interacción interna con suministro desde el suelo o el agua;
- el sistema incluye dispositivos de comunicación configurados para configuración general;
- es posible controlar el sistema controlando el proceso a través de una computadora personal o tableta (teléfono inteligente).
- la unidad de refrigeración está diseñada para la ubicación central y local de los sistemas de refrigeración;
- hay una unidad de bomba adicional responsable de la calefacción por suelo radiante.
Matices de diseño
El sistema de bomba de calor proporciona una distribución uniforme del calor en toda la zona. No se observan zonas de sobrecalentamiento,la temperatura máxima del refrigerante no suele superar los 33 grados. Las estadísticas muestran que esto es un 2-3 por ciento más bajo en términos de ahorro en comparación con los radiadores de tipo estándar.
Estructuralmente, este tipo de calefacción se divide en dos variedades: sistemas bivalentes y monovalentes. Ambas configuraciones incluyen un colector de intercambio de calor y radiadores con tubos de conexión. También se les conectan accesorios con juntas y grifos.
Calefacción
Es más relevante calentar una casa con una bomba de calor en regiones con un clima severo usando un diseño bivalente. Gracias a la segunda fuente de calor, se amplía el rango de temperaturas suministradas, lo que permite alcanzar temperaturas de hasta 20 grados centígrados.
Vale la pena señalar que la potencia al instalar una bomba de calor se limita al 75-80 por ciento del posible efecto. Los parámetros que f altan se compensan con una fuente de calor adicional. Al mismo tiempo, las diferencias de rendimiento son insignificantes. Si nos centramos en la calefacción completa con un sistema geotérmico, es posible conectar un calentador eléctrico de agua al sistema, que funcionará normalmente si la temperatura ambiente no desciende por debajo de los 20 grados bajo cero.
Comparación con fuentes alternativas
La instalación de una bomba de calor es relevante en regiones donde no existe un gasoducto global, y no siempre es rentable y práctico comprar una fuente de calor embotellada. En comparación con la madera y el carbón, el sistema en cuestión es mucho más eficiente y norequiere costos de mano de obra significativos.
Otros beneficios:
- la caldera de refrigerante líquido requiere una cantidad significativa de materia prima y una sala especial, lo que no es apropiado para pequeñas casas de campo;
- la calefacción eléctrica es mucho más cara;
- Los equipos de gas también son caros y requieren todo tipo de permisos y normas de instalación.
A pesar de que la instalación de una bomba de calor es más cara que la instalación de un equipo de gas, la energía del medio ambiente no requiere un pago mensual posterior. El efecto económico se manifestará en unos pocos meses.
Pago
En un valor numérico, el rendimiento del agregado en cuestión no es tan fácil de calcular. Esta información depende del costo inicial de la unidad y sus condiciones de operación. En cualquier caso, la cantidad de energía consumida por el dispositivo especificado es 3-4 veces menor que la de los sistemas de calefacción alternativos.
La máxima eficiencia se logra cuando se observan las siguientes reglas:
- La habitación calentada debe estar aislada con un parámetro de pérdida de al menos 100 W/sq. m. Esta relación es un factor determinante en la rentabilidad de instalar una bomba de calor.
- El equipo en cuestión debe conectarse a fuentes de calor de baja temperatura. El rango térmico de estos proveedores debe variar entre 30-40 grados centígrados (suelos cálidos, convectores, aires acondicionados, etc.).
Instalación y mantenimiento
El intercambiador de calor en todo el sistema es el nodo más "sufrido". Durante la instalación, a menudo se cometen errores en términos de subestimar los diámetros de trabajo de las tuberías. Si elimina los ahorros en materiales, es deseable usar líneas y conectores de polietileno que toleren bien las fluctuaciones térmicas. Se desaconseja encarecidamente el uso de polipropileno.
Conecte todas las partes de la tubería con elementos que cumplan con los requisitos de confiabilidad y las normas de instalación subterránea. En este caso, no debe usar accesorios de compresión baratos que pierden después de varios meses de funcionamiento. La mejor opción es utilizar soldadura por electrofusión.
Es importante utilizar correctamente juntas para pozos, que permitan garantizar el máximo contacto de la sonda térmica con el suelo. Para hacer esto, los nidos preparados en el suelo se llenan con una composición que tiene características de conducción de calor no inferiores a las del suelo mismo. Puede ser arena con una pequeña inclusión de cemento u hormigón. Es mejor excluir la piedra triturada y soluciones similares con componentes puntiagudos.
Errores típicos
Para entender qué es una bomba de calor, es necesario recordar los errores típicos que cometen los usuarios al instalar este dispositivo.
Esto se refiere a:
- Longitud insuficiente de las tuberías conductoras del circuito primario. Esto está plagado de congelación del refrigerante, el problema se corrige cambiando la ruta de la tubería o equipando un circuito adicional.
- Reducirdiámetro de los elementos conjugados. Como resultado, se reduce la potencia de todo el sistema, lo que requiere volver a colocar el intercambiador de calor.
- La colocación máxima cerca de las roscas del circuito implica la congelación del líquido en el sistema. Se requerirá una derivación adicional o una reorganización de la estructura existente.
- Utilizando racores de compresión y piezas de polipropileno. El refrigerante en el sistema se congela, se observa su fuga en las uniones. La forma de salir de la situación es desmantelar el objeto y colocarlo de acuerdo con un nuevo proyecto.
Resumir
Según la información anterior, la bomba de calor será una alternativa buena y económica a los métodos de calefacción tradicionales. La instalación de dichos equipos, además de las ventajas indicadas, garantiza al propietario la independencia de factores externos (interrupciones en el suministro de gas o electricidad). Además, la energía natural es gratuita y está disponible en cantidades ilimitadas.
