¡Las energías alternativas son el futuro! Bombas de calor para calefacción doméstica.

Se suele usar gas o electricidad para calentar las instalaciones. Sin embargo, este método de calefacción es bastante caro, ya que ambos son bastante caros.

Por eso se utilizan fuentes de energía alternativas para calentar casas particulares y casas de campo. Uno de los métodos de calefacción más populares es el uso de bombas de calor.

¿Qué es una bomba de calor para calentar una casa particular? ¿Cómo funciona?

Un dispositivo especial que Capaz de extraer calor del ambiente se llama bomba de calor.

Estos dispositivos se utilizan como método principal o adicional de calefacción de locales. Algunos dispositivos también... Trabajos de refrigeración pasiva del edificio — La bomba se utiliza tanto para refrigeración en verano como para calefacción en invierno.

La energía del medio ambiente se utiliza como combustible.Este tipo de calentador extrae calor del aire, del agua, del agua subterránea, etc., por lo que este dispositivo se clasifica como una fuente de energía renovable.

Todos los dispositivos de calefacción incluyen evaporador, compresor, condensador y válvula de expansiónSegún la fuente de calor, se distinguen agua, aire y otros dispositivos. El principio de funcionamiento es muy similar al de un refrigerador (solo que el refrigerador expulsa aire caliente y la bomba absorbe el calor).

La mayoría de los dispositivos funcionan tanto a temperaturas positivas como negativas, pero la eficiencia del dispositivo depende directamente de las condiciones externas (es decir, cuanto mayor sea la temperatura ambiente, más potente será el dispositivo). En general, el dispositivo Funciona de la siguiente manera:

1. bomba de calor entra en contacto con las condiciones circundantesNormalmente, el dispositivo extrae calor del suelo, del aire o del agua (dependiendo del tipo de dispositivo).
2. En el interior del dispositivo se instala un evaporador especial., que está lleno de refrigerante.
3. Al entrar en contacto con el ambiente externo El refrigerante hierve y se evapora.
4. Después El refrigerante entra al compresor en forma de vapor.
5. Allí se encoge - gracias a esto Su temperatura aumenta significativamente.
6. Después de esto, el gas calentado ingresa al sistema de calefacción., lo que provoca el calentamiento del refrigerante principal, que se utiliza para calentar el local.
7. El refrigerante se enfría poco a poco. Al final vuelve a convertirse en líquido.
8. Luego, el refrigerante líquido entra en una válvula especial., lo que reduce seriamente su temperatura.
9. Al final, el refrigerante regresa al evaporador., después de lo cual se repite el ciclo de calentamiento.

Foto 1. Principio de funcionamiento de una bomba de calor de agua subterránea. El portador de calor frío se muestra en azul, el caliente en rojo.

Ventajas:

• Respetuoso con el medio ambiente. Estos dispositivos se consideran fuentes de energía renovables, que no contaminan la atmósfera con sus emisiones (mientras que en el caso del uso de gas natural se forman gases nocivos de efecto invernadero y a menudo se utiliza la combustión de carbón para producir electricidad, que también contamina el aire).
• Una buena alternativa al gas. Una bomba de calor es ideal para calentar habitaciones donde el uso del gas es difícil por alguna razón (por ejemplo, cuando la casa está lejos de las principales redes de suministro). La bomba también tiene la ventaja sobre la calefacción a gas de que no requiere permiso estatal para su instalación (aunque al perforar un pozo profundo, sí lo requiere).
• Fuente de calor adicional económicaLa bomba es ideal como fuente de energía auxiliar barata (la mejor opción es utilizar gas en invierno y una bomba en primavera y otoño).

Defectos:

1. Limitaciones térmicas al utilizar bombas de aguaTodos los aparatos de calefacción funcionan correctamente a temperaturas positivas, mientras que, a temperaturas negativas, muchas bombas dejan de funcionar. Esto se debe principalmente a que el agua se congela, lo que impide su uso como fuente de calor.
2. Pueden surgir problemas con dispositivos que utilizan agua como calor. Si se utiliza agua para calefacción, será necesario encontrar una fuente estable de suministro. Generalmente, se requiere perforar un pozo, lo que puede incrementar el costo de instalación del dispositivo.

Tipos principales, sus principios de funcionamiento

Todas las bombas de calor se diferencian entre sí en su fuente de energía. Principales clases de dispositivos: suelo-agua, agua-agua, aire-agua y aire-aire.

La primera palabra indica la fuente de calor., A el segundo significa en qué se convierte el dispositivo.

Por ejemplo, en el caso de un dispositivo de suelo-agua El calor se extrae de la tierra y luego se convierte en agua caliente., que se utiliza como calentador en el sistema de calefacción. A continuación, analizaremos con más detalle los tipos de bombas de calor para calefacción.

Suelo-agua

Instalaciones de tipo agua subterránea Extraer calor directamente del suelo mediante turbinas o colectores especialesEn este caso, la fuente es la tierra, que calienta el freón. Esta calienta el agua en el tanque del condensador. En este caso, el freón se enfría y regresa a la entrada de la bomba, y el agua calentada se utiliza como refrigerante en el sistema de calefacción principal.

Ciclo de calentamiento de líquidos continúa mientras la bomba reciba electricidad de la red. El método más caro, desde el punto de vista económico, es el método suelo-agua, ya que para instalar turbinas y colectores será necesario perforar pozos profundos o cambiar la ubicación del suelo en una gran extensión de terreno.

Agua-agua

Según sus características técnicas, las bombas agua-agua Muy similar a los dispositivos de clasificación de aguas subterráneas con la única diferencia de que en este caso se utiliza agua, en lugar de tierra, como fuente principal de calor. La fuente puede ser tanto aguas subterráneas como agua de varios embalses.

Foto 2. Instalación de una estructura para una bomba de calor agua-agua: se sumergen tuberías especiales en el depósito.

Dispositivos de agua a agua significativamente más barato Bombas tierra-agua, ya que su instalación no requiere perforar pozos profundos.

También te puede interesar:

4 fórmulas que determinan el calor en la casa: reglas para calcular una bomba de circulación para un sistema de calefacción

¿En qué casos no se puede prescindir de un sistema de alimentación ininterrumpida para una bomba de calefacción?

Una elección casi perfecta: la estufa de sauna Berezka. ¿Por qué es adecuada para muchos?

Aire-agua

Unidades aire-agua recibir calor directamente del ambiente. Estos dispositivos no requieren un gran colector externo para captar el calor, ya que se utiliza el aire de la calle para calentar el freón. Tras calentarse, el freón cede calor al agua, tras lo cual el agua caliente entra en el sistema de calefacción a través de tuberías. Los dispositivos de este tipo son bastante baratos., ya que la bomba no requiere un colector costoso para funcionar.

Aire

Una unidad aire-aire también recibe calor directamente del ambiente, y para su funcionamiento también requiere No se requiere colector externoTras el contacto con el aire caliente, el freón se calienta y, a su vez, calienta el aire en la bomba. Este aire se libera a la habitación, lo que... provoca un aumento local de la temperatura. Los dispositivos de este tipo también son bastante económicos, ya que su funcionamiento no requiere la instalación de un costoso colector.

Foto 3. Principio de funcionamiento de la bomba de calor aire-aire. Un refrigerante con una temperatura de 35 grados entra en los radiadores de calefacción.

Cálculo para sistemas de calefacción, tabla

El indicador principal que muestra la potencia de un dispositivo de calefacción en particular es Parámetro CPT (en la literatura inglesa se le conoce con la abreviatura POLICÍA). CPT - coeficiente de conversión de calor, que se calcula dividiendo la potencia total del dispositivo entre la cantidad de electricidad consumida por unidad de tiempo. Por ejemplo, una bomba X consume 2 kW/h energía eléctrica y la genera 5 kW/h energía térmica - en este caso el valor CPT = 5/2 = 2,5.

El factor de conversión de la mayoría de los dispositivos está dentro del rango de 3 a 7, sin embargo Cuanto mayor sea el CPT, más caro será el dispositivo. También debe recordarse que el valor de CPT depende de la temperatura ambiente: si es demasiado baja, el valor de CPT comenzará a aumentar. esforzarse por 1 (de hecho, solo se utiliza electricidad para calentar el refrigerante y el calor externo no participará en el calentamiento del edificio).

Foto 4. Tabla con cálculo de la potencia de una bomba de calor aire-agua del fabricante Sapun.

El uso de una bomba específica debe justificarse desde un punto de vista técnico. Para adquirir un dispositivo, primero se calcula la pérdida de calor del edificio. Para ello, se utiliza la siguiente fórmula: CT = (Oz * MTP * KS)/860. Se descifra de la siguiente manera:

• Cantidad de calor (unidades de medida - kW/h).
• ONZ — el volumen total del edificio.
• MTP — Diferencia máxima de temperatura. Para determinar esta cifra, reste la temperatura interior de la temperatura exterior. Por ejemplo, si desea que la temperatura interior en invierno sea 20 °C, Mientras que en la calle estará ubicado junto a la marca -10 °C - en ese caso MTP = 20 - (-10) = 30.
• Kansas — un factor de corrección especial que tiene en cuenta el tipo de pared. Para las de madera, el indicador KS es igual a 3-4 unidades, para paredes de ladrillo - 2-3, para ladrillo en dos capas - 1-2, para ladrillo en 2 capas con aislamiento - 0,5—1.
• Número 860 — un factor de corrección por el cual se divide el valor final para convertir kilocalorías en kilovatios-hora.

Instalación de bomba de calor

El método de instalación del dispositivo depende del tipo y modelo del dispositivo, así como de las características del terreno. Echemos un vistazo Un ejemplo de instalación de una sencilla bomba de calor tierra-agua:

• En primer lugar, se realizan los trabajos preparatorios.En esta etapa, se mide el nivel freático, se determina la potencia de la red eléctrica, etc. Al final de la etapa, se perfora el pozo según el plan.

Foto 5. Instalación de una bomba de calor tierra-agua: se insertan tuberías especiales en pozos previamente excavados.

• Después de lo cual Las sondas geotérmicas se introducen en los pozos., que extraerá calor del suelo. En esta etapa, también se instala un evaporador con refrigerante, que transferirá el calor al compresor.
• Ahora es necesario instalarlo. Por lo general, el dispositivo se coloca en una habitación cerca de la casa; el área del compresor suele estar menos de 1 metro cuadrado, Por lo tanto, como regla general, dicho dispositivo se instala en una habitación pequeña.
• Después de que esto suceda conexión bomba A la red de calefacción de la casa mediante tuberíasEn la etapa final, prueba de funcionamiento, y si se detecta algún defecto, se realiza una depuración.

Vídeo útil

Vea un vídeo que explica cómo funciona una bomba de calor geotérmica.

Seguridad y ecología

Una bomba de calor es un buen dispositivo que resulta ideal para calentar un edificio como fuente de calor auxiliar.

En este caso se utilizan recursos ambientales como combustible, por lo que la bomba de calor Se considera una fuente de energía renovable.

Las principales ventajas son la seguridad y el respeto al medio ambiente., ya que para su funcionamiento no se utiliza combustión de gas ni carbón.

Un dispositivo de este tipo No dañará a los humanos ni al medio ambiente., pero debe usarse con prudencia, porque En algunos casos el uso de este dispositivo Puede que no sea aconsejable desde un punto de vista ingenieril o económico.