Energía, equipos costosos, pero la principal ventaja es una rápida recuperación de la inversión. Un tipo de alternativa de este tipo es una bomba de calor para calefacción. Los precios y descripciones de los tipos de dichos sistemas se aclaran en este artículo.

Alternativa a una caldera de gas.

Leer en el artículo

Historia del origen de las bombas de calor.

Los primeros indicios del concepto de bomba de calor aparecieron en 1852. William Thomson fue pionero en este desarrollo, y Robert Weber lo retomó y mejoró en 1940, quien a menudo experimentó y descubrió accidentalmente que el calor se generaba a partir de la unidad del congelador. Primero, el científico enseñó el sistema y, finalmente, toda la casa. Un gran triunfo fue la colocación por parte de Weber de tubos de cobre en el suelo que recogían el calor natural y lo convertían en energía térmica.

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

La bomba de calor está diseñada de tal manera que sus unidades internas pueden procesar el calor del entorno natural (agua, tierra y aire) para convertirlo en calor.

Cómo funciona la bomba desde el interior

Independientemente del método de generación de calor, todas las bombas contienen los siguientes elementos:

• Válvula de expansión;
• Evaporador de alta presión;
• Compresor;
• Condensador;

Proceso de conversión

Una bomba de calor geotérmica a buen precio funciona según el principio convencional que, durante el proceso de ebullición del refrigerante, elimina todo el calor acumulado en el interior de la unidad hacia su pared trasera. Sólo en este caso la energía extraída se libera al interior.

Etapas de creación de energía térmica:

1. Dependiendo del tipo de elemento natural utilizado, la bomba elimina el calor en un rango de 1 a 7 grados.
2. El evaporador, que se encuentra dentro del dispositivo, contiene refrigerante. Este líquido puede hervir a temperatura cero.
3. Con la ayuda del calor natural resultante, el refrigerante hierve y se vuelve gaseoso.
4. El gas ingresa al compresor, lo que aumenta su presión y como resultado aumenta la temperatura.
5. El refrigerante calentado al máximo en forma de gas pasa al condensador, donde desprende calor. Después de enfriar, la sustancia vuelve a su estado líquido.
6. Luego, la válvula de expansión permite el paso del fluido, reduciendo su presión a su nivel original.
7. Y nuevamente el refrigerante acaba en el evaporador, recibe una porción de calor y se repite el proceso.

Por tanto, el refrigerante es el principal elemento de trabajo de la bomba de calor. El calor que recibe de la naturaleza se convierte en 35-65 grados de recurso térmico útil.

¡Nota! Aunque la temperatura de calentamiento del refrigerante no es tan alta, debido al aumento de las secciones de la batería se consigue un calentamiento completo y uniforme del local. Puede conectar un piso con calefacción al sistema, se calentará de manera suave y no agresiva.

Principales tipos de bombas de calor

Los calentadores se diferencian en la forma en que producen calor. Se dividen en tipos como: "agua-agua", "aire-aire", "agua subterránea", "aire-agua".

Agua agua

La esencia del sistema es extraer calor de un depósito o. Los equipos de este tipo se diferencian de otros por su mayor eficiencia de transferencia de calor. Esto se explica por el hecho de que el agua es menos sensible a los cambios de temperatura, especialmente en el suelo.

aire-aire

Cómo navegar a la hora de elegir una bomba de calor

Para elegir un tipo específico de calefacción a buen precio, es necesario decidirse por los siguientes parámetros:

• La cantidad que está dispuesto a desembolsar para comprar equipo;
• El tipo de área donde se encuentra la casa que pretende dotar de un método de calefacción alternativo. El tipo de instalación depende de la ubicación de las estacas o del agua subterránea;
• Debe decidir si tiene la oportunidad de perforar para una bomba de calor;
• El matiz principal es el cálculo exacto de la potencia necesaria para calentar completamente la casa;

Cómo calcular la potencia del equipo requerido.

Para determinar con mayor precisión la potencia requerida, es necesario calcular la diferencia de temperatura entre la calle y el microclima en el medio del edificio: T = estaño - Texterior = grado Celsius requerido.

La fórmula final incluye tener en cuenta todos los parámetros anteriores: Q = V x T, kW.

¡Importante! Para evitar la falta de energía para calefacción, es necesario añadir a los cálculos resultantes un 10 por ciento del valor nominal para compensar todas las deficiencias.

Revisión de fabricantes

Para comprar una bomba de calor, el precio debe estar relacionado con la reputación del fabricante y la gama de funciones.

¡Nota! Hay una gran variedad de fabricantes extranjeros, la calidad de sus equipos es muy alta, pero las empresas nacionales no se rinden y pueden eclipsar a muchos competidores europeos. El precio de los fabricantes rusos es mucho más agradable.

Bomba de calor para calentar una casa. Precios para diferentes tipos.

Cada sistema, que se diferencia entre sí en tipo, tiene su propio volumen de elementos estructurales necesarios. Este hecho afecta la política de precios del producto terminado.

Precios de bombas de calor aire-aire y otros tipos

La gama de potencia de los sistemas de agua alcanza hasta 18 kW. Los módulos adicionales pueden ampliar la funcionalidad del sistema hasta una automatización completa. El precio de dichos dispositivos varía de 100 a 500 mil rublos.

En cuanto a los dispositivos de tierra, la potencia alcanza hasta 500 kW y el coste alcanza los 3,5 millones de rublos.

Tabla de rango de precios de bombas de calor llave en mano.

Imagen	Fabricante	potencia, kWt	Tipo	precio, frotar.
	Gree Versati GRS-CQ	5,5	Agua agua	300 000
	Alto 12	12	tierra agua	350 000
	Cooper/Hunter GRS-Cm	18	Aire agua	240 000
	GUISANTE	6	Aire agua	400 000
	Mamut j142	48	Agua agua	650 000
	DHL-L Varius	5,33	aire aire	750 000

Bomba de calor de bricolaje

Para crear una bomba de calor con sus propias manos desde un refrigerador, necesita tener cierta habilidad. Pero es muy posible que la unidad funcione.

• En primer lugar, debe comprar un compresor de un refrigerador o.
• Ahora necesitas montar un condensador, cuyo diseño comienza con una bobina. Por lo general, está hecho de un tubo de cobre de 1 mm de espesor y colocado en una caja de metal. Para colocar la bobina dentro del tanque, primero se corta por la mitad y luego se vuelven a colocar todas las piezas y conexiones roscadas. Para que la bobina gire uniformemente y con la misma distancia entre los anillos, se puede enrollar el tubo en una pieza de trabajo y la distancia se fija con un ángulo de aluminio con nervaduras.
• El montaje completo, la soldadura de los tubos y el bombeo de refrigerante lo realiza únicamente un técnico en refrigeración profesional. De lo contrario, puede ocurrir una emergencia.
• Eso es todo, la estructura está lista para conectarse.

Características adicionales de las bombas de calor.

Gracias a sus diseños únicos, las bombas de calor de fabricación rusa permiten crear procesos adicionales, como la refrigeración y el calentamiento del agua por caldera. El efecto de enfriamiento se logra mediante el proceso inverso de constricción del refrigerante. Es decir, en el compresor se producen las mismas manipulaciones que durante el calentamiento, solo que en orden inverso.

El agua se calienta indirectamente. Dentro de la caldera hay un serpentín a través del cual pasa el agua caliente y el calor del serpentín calienta el agua de la caldera.

Garantía y servicio

Debido al hecho de que el sistema es muy complejo, es inaceptable realizar trabajos de diagnóstico y reparación en las unidades usted mismo. A estos efectos, al adquirir una bomba, el fabricante está obligado a celebrar un acuerdo con usted, en el que se especifica el período de tiempo durante el cual la inspección será realizada por un especialista.

1. La garantía implica un cierto período de servicio gratuito, que incluye trabajos de reparación en todos los componentes y conjuntos.
2. El mantenimiento es una adición integral al sistema mismo. El cronograma según el cual se realiza la inspección puede ser mensual, trimestral, semestral y anual.

conclusiones

Si está seguro de comprar una bomba de calor para calentar su hogar, los precios no deberían asustarlo. Después de todo, la principal prioridad de este tipo de calefacción es que la eficiencia se multiplique por 4 en comparación con otros tipos de calefacción. Esto significa que todo el sistema se amortizará muy rápidamente. Cálidas tardes de invierno para ti.

Bomba de calor- un dispositivo mecánico que permite la transferencia de calor desde un recurso con baja energía térmica potencial (baja temperatura) a un sistema de calefacción (refrigerante) con una temperatura elevada. Intentemos explicar esto en un lenguaje más comprensible.

Atrás quedaron los días en que la gente calentaba sus casas quemando leña en chimeneas o estufas. Están siendo reemplazadas por calderas multifuncionales de combustión prolongada. En las regiones donde se dispone de gas principal, se utilizan equipos de gas eficientes para la calefacción. En lugares inaccesibles a las redes de gas, se utiliza cada vez más.

La humanidad comprende que quemar fuentes de energía no renovables no es un negocio prometedor; los recursos se agotan gradualmente. Los científicos no dejan de buscar nuevas formas de producir energía térmicay desarrollar mecanismos modernos para implementar las tareas asignadas.

En uno de esos proyectos, se diseñó una bomba de calor. De hecho, al igual que a la mayoría En las unidades generadoras de calor, el funcionamiento de una bomba de calor no es posible sin energía eléctrica. Una diferencia importante es que la electricidad no interviene en el calentamiento, por ejemplo, de un elemento calefactor, como en un radiador de aceite, y no cierra la espiral en una pistola de calor. Una bomba de calor no tiene elementos calefactores, no genera energía térmica, la bomba de calor solo sirve como portadora de ésta desde el medio ambiente hasta el consumidor (refrigerante).

La electricidad consumida por la bomba de calor se gasta únicamente en comprimir el refrigerante y bombearlo para que circule. El refrigerante actúa como necesario. ambiente de trabajo, es él quien transfiere el calor del ambiente al sistema de calefacción y al sistema de suministro de agua caliente. Esta revisión nos ayudará a elegir una bomba de calor, el principio de su funcionamiento y también a conocer los pros y los contras de dicho equipo.

Bomba de calor para calefacción

La calefacción tradicional de una casa privada sigue siendo preferible si abundan los recursos económicos. La pregunta es: ¿qué hacer cuando la disponibilidad de fuentes baratas es limitada? Una solución alternativa es una bomba de calor: más de 40 años de experiencia operativa en la Unión Europea nos dicen que puede resultar muy eficaz.

En la Federación de Rusia, la bomba de calor no ha recibido una distribución adecuada. La razón de esto son dos factores. En primer lugar, hay abundancia de petróleo, gas y madera. En segundo lugar, lo frena el alto precio y la falta de popularización. La información sobre las bombas de calor es muy escasa, el principio de su funcionamiento no está claro y no hay suficiente información sobre sus beneficios.

En la Unión Europea, los precios del combustible son tan altos que los sistemas de calefacción geotérmica muestran beneficios en funcionamiento. Por ejemplo, hasta el 95% de los hogares en Suecia y Noruega utilizanBombas de calor como principal fuente de calefacción.. La Agencia Internacional de Energía predice que las bombas de calor comenzarán a cubrir el 10% de la demanda de energía para calefacción en los países de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico en 2020, y en 2050 esta cifra alcanzará el 30%.

Bomba de calor para calefacción - principio de funcionamiento

Del curso de física escolar, recordando la segunda ley de la termodinámica, se sabe con certeza que el calor de un cuerpo caliente se transfiere a uno frío sin ningún mecanismo. ¿El truco es cómo transferir calor en la dirección opuesta? Para ello, necesitaremos una serie de acciones que aseguren resultados.

Estas son las acciones que una bomba de calor nos ayudará a realizar. Los costes energéticos para el funcionamiento de una bomba de calor dependen proporcionalmente de la diferencia de temperatura entre los medios implicados en este proceso.

¿Has tocado alguna vez la rejilla negra de la parte trasera de un frigorífico? Cualquiera puede comprobar que la pared del fondo está muy caliente. Al apuntar un pirómetro láser a la rejilla negra, se puede ver que la temperatura de su superficie es de unos 40°C. De esta forma, los ingenieros de equipos de refrigeración recuperan el calor innecesario del interior del congelador.

Se sabe que a finales de los años cuarenta del siglo pasado, el inventor Robert Weber llamó la atención sobre el inútil calentamiento del aire con un radiador de frigorífico. El inventor lo pensó y le conectó una caldera de calefacción indirecta. Como resultado, Robert suministró a la casa agua caliente en la cantidad necesaria. Fue entonces cuando el entusiasta empezó a pensar en cómo "dar la vuelta" al frigorífico y transformar el dispositivo de refrigeración en un dispositivo de calefacción. Debo admitir que lo logró.

¿Cómo funciona una bomba de calor?

El principio de funcionamiento de una bomba de calor se basa en el hecho de que bajo tierra en cualquier época del año, al descender por debajo del nivel de congelación, nos encontraremos con temperaturas superiores a cero. Resulta que la capa de tierra libre de heladas está justo debajo de nuestros pies. ¿Qué pasa si lo usas como pared trasera del congelador?

Aplicando el principio de funcionamiento de los equipos de refrigeración, Para transferir el calor del subsuelo al espacio de la vivienda se utiliza un sistema de tuberías por las que circula refrigerante. Los refrigerantes freón se calientan con el calor subterráneo y comienzan a evaporarse. El aire frío del exterior lo enfría y hace que el freón se condense.

Al calentar el calor alternando ciclos de evaporación y calentamiento, la bomba de calor obliga al refrigerante a circular. El compresor crea presión, lo que obliga al freón a moverse a través de los tubos de dos intercambiadores de calor.

En el primer intercambiador de calor, el freón se evapora a baja presión, absorbiendo calor de la atmósfera circundante inmediata. Luego, un compresor de alta presión comprime el mismo refrigerante y lo traslada a un segundo serpentín donde se condensa. Luego libera el calor que absorbió anteriormente en el ciclo.

El compresor de refuerzo juega el papel principal en el proceso. Al aumentar la presión, el freón se condensa y produce más calor del que recibe de la tierra cálida. Así, valores positivos a tierra de + 7 ° C yse transforma en cómodas condiciones hogareñas + 24°C.

Al utilizar una bomba de calor para calentar, conseguimos una alta eficiencia.

Me gustaría señalar que toda la estructura no requiere una línea de cableado eléctrico especialmente dedicada. El consumo de energía es comparable al consumo de energía de un hervidor eléctrico doméstico. El truco es que la bomba de calor “produce” energía térmica cuatro veces más de lo que consume electricidad. Para calentar una cabaña de 300 m2, en caso de heladas severas de 30°C, no se gastarán más de 3 kW.

Sin embargo, el propietario de una bomba geotérmica tendrá que desembolsar mucho dinero al principio. El costo de equipos y materiales para la conexión es de al menos $4,500. Sumemos el trabajo de instalación y la perforación, y por la misma cantidad, resulta que el sistema más simple costará 10 mil dólares.

Está claro que costará un orden de magnitud más barato. Pero paga mensualmente basado en 1 kW por 10 m2tendré que hacerlo de todos modos. Entonces resulta que por 300 metros cuadrados. En casa, se necesitarán 30 kW de metros cuadrados, 10 veces más de lo que se gastará en una bomba de calor.

Los cálculos para calentar con gas utilizando una caldera de gas dan aproximadamente la misma cantidad de cifras: 2000 rublos por mes, lo que es comparable al funcionamiento de una bomba de calor. Lamentablemente, no todo el mundo vive en una zona gasificada.

La bomba de calor tiene una ventaja innegable. En verano, un "congelador inverso" de este tipo se puede "dar la vuelta" y, con un ligero movimiento de la mano, la bomba de calor se convierte en un aire acondicionado. En los días calurosos afuera hace +30°C, pero en el calabozo hace fresco. Mediante tubos llenos de refrigerante, la bomba transferirá el frío del subsuelo al interior de la casa. A continuación, se enciende el ventilador, por lo que obtenemos un sistema de refrigeración económico.

La práctica operativa indica períodos de recuperación de la inversión de 3 a 7 años. Los países escandinavos llevan mucho tiempo calculando sus beneficios y se calientan con este método. Un ejemplo sorprendente es la bomba de calor gigante de Estocolmo, un equipo geotérmico. La fuente de energía térmica en invierno y de frescor en verano son las aguas del Mar Báltico. El eslogan se aplica plenamente a la bomba de calor: ¡pague ahora, ahorre después! El ahorro es cada vez mayor debido a que los recursos energéticos son cada vez más caros.

Bomba de calor. La verdad sobre su efectividad.

Desafortunadamente, hoy en día no todo es tan color de rosa con la eficiencia. Una de las principales cuestiones que atormenta al consumidor sigue siendo: comprar o no una bomba de calor. Nuestro consejo es sopesar cuidadosamente los pros y los contras, lo más probable es que la opción de comprar uno convencional cueste menos después de su uso y la instalación sea más sencilla.

Si consideramos la bomba de calor como un concepto del futuro, como una nueva idea para generar calor, la idea de la ingeniería definitivamente merece respeto. Los equipos geotérmicos funcionan, se pueden tocar con las manos y cada año se vuelven más eficientes. Sin embargo, si calculamos cuánto dinero gastaremos en su funcionamiento, sumando los costes iniciales de compra e instalación, lo más probable es que obtengamos una cantidad que demuestre que gastaremos mucho más dinero en él que en cualquier otro tipo de dispositivo generador de calor. .

Considerando una bomba de calor como un sistema económico, cuando gasta 100 rublos en su funcionamiento y recibe 300 rublos de energía térmica, no olvide que pagó mucho dinero por el derecho a recibir un beneficio excedente de 200 rublos. Por cierto, en la Unión Europea las ventas de bombas de calor están respaldadas por programas gubernamentales.

Así, en Finlandia se venden más de 60.000 bombas de calor al año y el número de ventas crece a un ritmo del 5%. Pero, en primer lugar, el efecto económico del uso de dichos equipos allí es mayor debido al coste de la electricidad. El coste de la electricidad en Finlandia es de 35 céntimos de euro, en comparación con Rusia: 7 céntimos de euro. En segundo lugar, el programa de subvenciones prevé un reembolso de 3.000 euros para la compra de una bomba de calor.

Mientras los precios del gas y la electricidad sigan siendo bajos, introducir una bomba de calor como competidor importante seguirá siendo un desafío. El consumo masivo sólo será posible en caso de una crisis en la producción de hidrocarburos o una crisis en la generación de electricidad.

Cómo elegir la bomba de calor adecuada

Primera etapa.

Cálculo del calor necesario para calentar una casa. Para seleccionar una bomba de calor (HP) que se incluya en el sistema de calefacción de una casa, es importante calcular la demanda de calor. Un cálculo preciso le ayudará a evitar sobrecostos innecesarios, ya que esto genera gastos innecesarios.

Segunda fase.

Qué fuente de calor elegir para tu bomba de calor. Esta decisión depende de muchos componentes, los principales:

• Componente financiero. Esto incluye el coste directo del propio equipo, así como el trabajo de instalación de una sonda geotérmica o tendido de un circuito térmico subterráneo. Esto depende de la ubicación del sitio en sí, así como del entorno inmediato (embalses, edificios, comunicaciones) y de la geología.

• Componente operativo. El coste principal es el funcionamiento de la bomba de calor. Esta cifra depende del modo de calefacción de su edificio y de la fuente de calor seleccionada.

Tercera etapa.

Análisis de datos iniciales para la selección de una bomba de calor:

1. Presupuesto del sistema propuesto.
2. Sistema de calefacción: radiadores, calefacción por aire, suelo radiante.
3. El área del sitio que se puede asignar para colocar un colector de calor.
4. ¿Es posible perforar en el sitio?
5. Geología del sitio para determinar la profundidad de la sonda geotérmica si se toma tal decisión.
6. ¿Se requiere aire acondicionado en verano?
7. ¿Está disponible o está prevista la calefacción de aire en el futuro?
8. Costo de capital de compra e instalación de HP con todo el trabajo (estimación inicial aproximada).

Pongámoslo todo en orden

Presupuesto del sistema propuesto

Al crear un sistema de calefacción mediante bomba de calor, es posible instalar un circuito aire-agua. Las inversiones de capital serán mínimas, ya que no se requieren costosos trabajos de excavación. Pero habrá altos costos durante la fase de operación de este sistema de calefacción debido a la baja eficiencia operativa.

Si desea reducir significativamente los costos operativos, entonces instalar una bomba geotérmica es lo adecuado para usted. Es cierto que será necesario realizar trabajos de excavación para colocar el circuito térmico. Este sistema también proporcionará frío “pasivo”.

Sistema de calefacción: radiadores, calefacción de aire, calefacción por suelo radiante.

Para aumentar la eficiencia del sistema HP, es deseable reducir la diferencia entre la temperatura del medio calentado y la temperatura de la fuente de calor.
Si aún no ha elegido un sistema de calefacción, se recomienda elegir suelo radiante, que le permitirá utilizar el sistema de calefacción de forma más eficiente.

Área de terreno que se puede destinar para la colocación de un colector térmico.

El área del sitio para instalar el colector es crítica si es imposible perforar e instalar una sonda geotérmica. Luego tendrá que colocar el colector horizontalmente, y esto requerirá un espacio aproximadamente 2 veces mayor que el área de la casa con calefacción. Hay que tener en cuenta que esta zona no se puede utilizar para urbanización, sino únicamente en forma de césped o césped, para no bloquear el flujo de luz solar.

¿Es posible perforar en el sitio?

Si es posible perforar en el lugar (buena geología, acceso, falta de comunicaciones subterráneas), la mejor solución sería instalar una sonda geotérmica. Proporciona una fuente de calor estable y duradera.

Geología del sitio para determinar la profundidad de la sonda geotérmica, si se toma tal decisión

Después de calcular la profundidad total de perforación, es necesario estudiar el plano del sitio y determinar cómo garantizar la profundidad de perforación. En la práctica, la profundidad de un pozo no suele superar los 150 m.

Por lo tanto, si por ejemplo la profundidad de perforación estimada es de 360 ​​m, entonces, según las características del sitio, se puede dividir en 4 pozos de 90 m cada uno, o 3 de 120 m cada uno, o 6 de 60 m cada uno. Pero hay que tener en cuenta que la distancia entre los pozos más cercanos no debe ser inferior a 6 m.
El costo del trabajo de perforación es directamente proporcional a la profundidad de perforación.

¿Se requiere aire acondicionado en verano?

Si se requiere aire acondicionado en verano, entonces la opción obvia es una bomba de calor del tipo “agua-agua” o “tierra-agua”; otras bombas de calor no están preparadas para realizar funciones de aire acondicionado de manera efectiva y económica; .

¿Está disponible o está prevista la calefacción de aire en el futuro?

Es posible integrar la bomba de calor en un único sistema de calefacción de aire. Esta solución permitirá unificar las redes de ingeniería.

Costo de capital de comprar e instalar una bomba de calor con todo el trabajo.

Los costes de capital estimados iniciales* para la compra y la instalación dependen del tipo de bomba de calor:

HP con colector subterráneo:

Obras - $2500
Costos operativos: $350/año

VT con sonda:
Equipos y materiales - $4500
Obras - $4500
Costos operativos: $320/año

VT aéreo:
Equipos y materiales - $6500
Obras - $400
Costos operativos: $480/año

TN “agua-agua”:
Equipos y materiales - $4500
Obras - $3500
Costos operativos: $280/año

* – precios medios aproximados de mercado. El costo final depende del fabricante del equipo seleccionado, la región de trabajo realizada, el costo de las operaciones de perforación y las condiciones del sitio, etc. Nota del departamento de estimación

Cuarta etapa. tipos de trabajo

Soltero. La bomba de calor es la única fuente de calor y proporciona el 100% de la demanda de calor. Funciona para temperaturas de funcionamiento no superiores a 55 °C.
Emparejado. El HP y la caldera trabajan juntos, lo que permite que la caldera alcance temperaturas de funcionamiento más altas.

Monoenergético. La HP y la caldera eléctrica forman un sistema de energía con una sola fuente de energía externa. Esto le permite regular suavemente el consumo de energía, pero aumenta la carga en la máquina de entrada.

Seleccionar una bomba de calor

Después de recopilar todos los datos iniciales y elaborar las principales soluciones técnicas, es posible seleccionar el tipo de HP adecuado. La configuración y elección del proveedor de equipos dependerá de sus capacidades financieras. Lo principal es abordar la elección del sistema con una comprensión total de lo que se desea. Le ayudaremos a elegir e implementar un sistema de calefacción cómodo. Puede tener en cuenta todos los matices: desde la función de control del clima hasta la distribución del calor entre las zonas de la casa.

Conclusión

Al elegir un sistema de calefacción ecológico con bomba de calor, puede tener confianza en el futuro. Obtiene total independencia de las organizaciones de suministro de calor, los precios mundiales del petróleo y la situación política del país. Lo único que necesitas es electricidad. Pero con el tiempo, la generación de electricidad se puede llevar a una autonomía absoluta con la ayuda de un molino de viento.

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Una unidad como una bomba de calor tiene un principio de funcionamiento similar al de los electrodomésticos: un frigorífico y un aire acondicionado. Toma prestada aproximadamente el 80% de su energía del medio ambiente. La bomba bombea calor de la calle a la habitación. Su funcionamiento es similar al principio de funcionamiento de un frigorífico, solo que la dirección de transferencia de energía térmica es diferente.

Por ejemplo, para enfriar una botella de agua, la gente la mete en el frigorífico, luego el electrodoméstico "toma" parcialmente el calor de este objeto y ahora, según la ley de conservación de la energía, debe liberarlo. ¿Pero donde? Todo es sencillo, para ello el frigorífico dispone de un radiador, normalmente situado en su pared trasera. A su vez, el radiador, al calentarse, desprende calor a la estancia en la que se encuentra. Así, el frigorífico calienta la habitación. El grado de calentamiento se puede sentir en las pequeñas tiendas durante el caluroso verano, cuando se encienden varios equipos frigoríficos.

Y ahora un poco de imaginación. Supongamos que se colocan constantemente objetos calientes en el refrigerador y este calienta la habitación, o se coloca en la abertura de una ventana, la puerta del congelador se abre hacia afuera y el radiador está en la habitación. Durante su funcionamiento, el electrodoméstico, al enfriar el aire exterior, transferirá simultáneamente la energía térmica existente en el exterior al edificio. El principio de funcionamiento de una bomba de calor es exactamente el mismo.

¿De dónde obtiene calor la bomba?

• aire ambiente;
• cuerpos de agua (ríos, lagos, mares);
• suelo y aguas artesianas y termales subterráneas.

Sistema de calefacción con bomba de calor.

El refrigerante, que absorbe el calor del ambiente, circula por el circuito exterior. Entra en el evaporador de la bomba y libera aproximadamente 4 -7 °C al refrigerante, a pesar de que su punto de ebullición es -10 °C. Como resultado, el refrigerante hierve y luego pasa a estado gaseoso. El refrigerante ya enfriado en el circuito externo se envía al siguiente turno para elevar la temperatura.

El circuito funcional de la bomba de calor consta de:

• evaporador;
• refrigerante;
• compresor eléctrico;
• condensador;
• capilar;
• Dispositivo de control termostático.

• Después de hervir, el refrigerante, que se mueve a través de la tubería, ingresa al compresor, que funciona con electricidad. Este dispositivo comprime el refrigerante gaseoso a alta presión, provocando un aumento de su temperatura;
• el gas caliente ingresa a otro intercambiador de calor (condensador), en el que el calor del refrigerante se transfiere al refrigerante que circula por el circuito interno del sistema de calefacción o al aire de la habitación;
• al enfriarse, el refrigerante pasa a un estado líquido, después de lo cual pasa a través de la válvula reductora de presión capilar, pierde presión y luego nuevamente termina en el evaporador;
• así el ciclo ha terminado y el proceso está listo para repetirse.

Cálculo aproximado de la potencia de calefacción.

Q = (T 1 - T 2) x V, donde:
V – flujo de refrigerante por hora (m 3 /hora);
T 1 - T 2 - diferencia de temperatura entre entrada y entrada (°C).

Tipos de bombas de calor

• agua subterránea: para su funcionamiento en un sistema de calentamiento de agua, se utilizan contornos de suelo cerrados o sondas geotérmicas ubicadas en profundidad (más detalles: " ");
• agua-agua: el principio de funcionamiento en este caso se basa en el uso de pozos abiertos para recolectar agua subterránea y descargarla (léase: " "). En este caso, el circuito externo no tiene bucle y el sistema de calefacción de la casa es agua;
• agua-aire: instale circuitos de agua externos y utilice estructuras de calefacción de tipo aire;
• aire-aire: para su funcionamiento utilizan el calor disipado de masas de aire externas más el sistema de calefacción de aire de la casa.

Ventajas de las bombas de calor

1. Rentable y eficiente. El principio de funcionamiento de las bombas de calor que se muestran en la foto no se basa en la producción de energía térmica, sino en su transferencia. Por tanto, la eficiencia de la bomba de calor debe ser mayor que la unidad. Pero, ¿cómo es esto posible? En relación al funcionamiento de las bombas de calor, se utiliza un valor que se denomina coeficiente de conversión de calor, o abreviado como CCT. Las características de unidades de este tipo se comparan precisamente según este parámetro.El significado físico de la cantidad es determinar la relación entre la cantidad de calor recibido y la energía gastada para obtenerlo. Por ejemplo, si el coeficiente CPT es 4,8, esto significa que 1 kW de electricidad consumido por la bomba produce 4,8 kW de calor, de forma gratuita desde la naturaleza.
2. Aplicación universal universal. Si no hay líneas eléctricas accesibles para los consumidores, el compresor de la bomba funciona con un motor diésel. Dado que el calor natural está en todas partes, el principio de funcionamiento de este dispositivo permite su uso en todas partes.
3. Respetuoso con el medio ambiente. El principio de funcionamiento de la bomba de calor se basa en el bajo consumo eléctrico y la ausencia de productos de combustión. El refrigerante utilizado por la unidad no contiene clorocarbonos y es completamente seguro para el ozono.
4. Modo de funcionamiento bidireccional. Durante la temporada de calefacción, la bomba de calor puede calentar el edificio y enfriarlo en verano. El calor extraído de la habitación se puede utilizar para abastecer de agua caliente a la casa y, si hay una piscina, para calentar el agua que contiene.
5. Operación segura. No hay procesos peligrosos en el funcionamiento de las bombas de calor: no hay fuego abierto y no se liberan sustancias nocivas para la salud humana. El refrigerante no tiene una temperatura alta, lo que hace que el dispositivo sea seguro y al mismo tiempo útil en la vida cotidiana.
6. Control automático del proceso de calefacción de la habitación.

Algunas características del funcionamiento de la bomba.

• la habitación debe estar bien aislada (las pérdidas de calor no pueden superar los 100 W/m²);
• Es ventajoso utilizar una bomba de calor para sistemas de calefacción de baja temperatura. El sistema de calefacción por suelo radiante cumple este criterio, ya que su temperatura es de 35-40°C. El CPT depende en gran medida de la relación entre la temperatura del circuito de entrada y el circuito de salida.

El principio de funcionamiento de las bombas de calor es la transferencia de calor, lo que permite obtener un coeficiente de conversión de energía de 3 a 5. En otras palabras, cada 1 kW de electricidad consumido aporta de 3 a 5 kW de calor a la casa.

Cada vez más usuarios de Internet se interesan por métodos de calefacción alternativos: bombas de calor.

Para la mayoría, se trata de una tecnología completamente nueva y desconocida, por lo que surgen preguntas como: "¿Qué es?", "¿Cómo es una bomba de calor?", "¿Cómo funciona una bomba de calor?". etc.

Aquí intentaremos dar respuestas sencillas y accesibles a todas estas y muchas otras preguntas relacionadas con las bombas de calor.

¿Qué es una bomba de calor?

Bomba de calor- un dispositivo (es decir, una “caldera térmica”) que elimina el calor disipado del ambiente (suelo, agua o aire) y lo transfiere al circuito de calefacción de su vivienda.

Gracias a los rayos del sol, que entran continuamente en la atmósfera y en la superficie de la tierra, se produce una liberación constante de calor. Así es como la superficie de la Tierra recibe energía térmica durante todo el año.

El aire absorbe parcialmente el calor de la energía de los rayos del sol. La energía solar térmica restante es absorbida casi por completo por la Tierra.

Además, el calor geotérmico de las entrañas de la tierra garantiza constantemente una temperatura del suelo de +8°C (a partir de una profundidad de 1,5 a 2 metros o menos). Incluso en invierno frío, la temperatura en las profundidades de los embalses se mantiene en el rango de +4-6°C.

Es este calor leve del suelo, el agua y el aire el que la bomba de calor transfiere del ambiente al circuito de calefacción de una casa privada, habiendo aumentado previamente el nivel de temperatura del refrigerante al nivel requerido de +35-80°C.

VIDEO: ¿Cómo funciona una bomba de calor Agua Subterránea?

¿Qué hace una bomba de calor?

Bombas de calor- motores térmicos que están diseñados para producir calor mediante un ciclo termodinámico inverso. transferir energía térmica de una fuente de baja temperatura a un sistema de calefacción de mayor temperatura. Durante el funcionamiento de una bomba de calor se producen costes energéticos que no superan la cantidad de energía producida.

El funcionamiento de una bomba de calor se basa en un ciclo termodinámico inverso (ciclo de Carnot inverso), formado por dos isotermas y dos adiabáticas, pero a diferencia del ciclo termodinámico directo (ciclo de Carnot directo), el proceso transcurre en sentido contrario: en sentido contrario a las agujas del reloj.

En el ciclo inverso de Carnot, el ambiente actúa como una fuente de calor frío. Cuando funciona una bomba de calor, el calor del ambiente externo se transfiere al consumidor debido al trabajo realizado, pero a una temperatura más alta.

Es posible transferir calor de un cuerpo frío (suelo, agua, aire) sólo mediante el gasto de trabajo (en el caso de una bomba de calor, el gasto de energía eléctrica para el funcionamiento de un compresor, bombas de circulación, etc.) u otro proceso de compensación.

Una bomba de calor también se puede llamar "refrigerador al revés", ya que una bomba de calor es la misma máquina de refrigeración, solo que a diferencia de un refrigerador, una bomba de calor toma calor del exterior y lo transfiere a la habitación, es decir, calienta la habitación. (un frigorífico enfría tomando calor de la cámara de refrigeración y lo expulsa a través del condensador).

¿Cómo funciona una bomba de calor?

Ahora hablemos de cómo funciona una bomba de calor. Para entender el principio de funcionamiento de una bomba de calor, necesitamos entender varias cosas.

1. La bomba de calor es capaz de extraer calor incluso a temperaturas bajo cero.

La mayoría de los futuros propietarios no pueden comprender el principio de funcionamiento (en principio, de cualquier bomba de calor alimentada por aire), porque no comprenden cómo se puede extraer calor del aire a temperaturas bajo cero en invierno. Volvamos a los conceptos básicos de la termodinámica y recordemos la definición de calor.

Calor- una forma de movimiento de la materia, que es un movimiento aleatorio de partículas que forman un cuerpo (átomos, moléculas, electrones, etc.).

Incluso a 0˚C (cero grados Celsius), cuando el agua se congela, todavía hay calor en el aire. Es significativamente menor que, por ejemplo, a una temperatura de +36˚С, pero aún así, tanto a temperaturas cero como negativas, se produce el movimiento de los átomos y, por lo tanto, se libera calor.

El movimiento de moléculas y átomos se detiene por completo a una temperatura de -273˚C (menos doscientos setenta y tres grados Celsius), que corresponde a la temperatura del cero absoluto (cero grados en la escala Kelvin). Es decir, incluso en invierno, a temperaturas bajo cero, hay un calor insignificante en el aire que puede extraerse y transferirse a la casa.

2. El fluido de trabajo de las bombas de calor es refrigerante (freón).

¿Qué es un refrigerante? Refrigerante- una sustancia de trabajo en una bomba de calor que elimina calor del objeto enfriado durante la evaporación y transfiere calor al medio de trabajo (por ejemplo, agua o aire) durante la condensación.

La peculiaridad de los refrigerantes es que pueden hervir tanto a temperaturas negativas como a temperaturas relativamente bajas. Además, los refrigerantes pueden cambiar de estado líquido a gaseoso y viceversa. Es durante la transición del estado líquido al gaseoso (evaporación) que se absorbe calor, y durante la transición del estado gaseoso al líquido (condensación) se produce la transferencia de calor (liberación de calor).

3. El funcionamiento de una bomba de calor es posible gracias a sus cuatro componentes clave.

Para comprender el principio de funcionamiento de una bomba de calor, su dispositivo se puede dividir en 4 elementos principales:

1. Compresor, que comprime el refrigerante para aumentar su presión y temperatura.
2. Válvula de expansión- una válvula termostática que reduce drásticamente la presión del refrigerante.
3. Evaporador- un intercambiador de calor en el que un refrigerante de baja temperatura absorbe calor del ambiente.
4. Condensador- un intercambiador de calor en el que el refrigerante ya caliente, después de la compresión, transfiere calor al entorno de trabajo del circuito de calefacción.

Son estos cuatro componentes los que permiten que las máquinas de refrigeración produzcan frío y las bombas de calor produzcan calor. Para comprender cómo funciona cada componente de una bomba de calor y por qué es necesario, le sugerimos ver un video sobre el principio de funcionamiento de una bomba de calor geotérmica.

VIDEO: Principio de funcionamiento de la bomba de calor Agua Subterránea

Principio de funcionamiento de una bomba de calor.

Ahora intentaremos describir en detalle cada etapa del funcionamiento de la bomba de calor. Como se mencionó anteriormente, el funcionamiento de las bombas de calor se basa en el ciclo termodinámico. Esto significa que el funcionamiento de una bomba de calor consta de varias etapas del ciclo que se repiten una y otra vez en una secuencia determinada.

El ciclo de trabajo de una bomba de calor se puede dividir en las siguientes cuatro etapas:

1. Absorción de calor del ambiente (ebullición del refrigerante).

El evaporador (intercambiador de calor) recibe refrigerante, que está en estado líquido y tiene baja presión. Como ya sabemos, a bajas temperaturas el refrigerante puede hervir y evaporarse. El proceso de evaporación es necesario para que la sustancia absorba calor.

Según la segunda ley de la termodinámica, el calor se transfiere de un cuerpo con una temperatura alta a un cuerpo con una temperatura más baja. Es en esta etapa del funcionamiento de la bomba de calor que un refrigerante de baja temperatura, que pasa a través de un intercambiador de calor, toma calor del refrigerante (salmuera), que anteriormente subía de los pozos, donde eliminaba el calor de baja temperatura de el suelo (en el caso de bombas de calor subterráneas de agua subterránea).

El hecho es que la temperatura del suelo subterráneo en cualquier época del año es de + 7-8 ° C. Cuando se utilizan, se instalan sondas verticales a través de las cuales circula salmuera (refrigerante). La tarea del refrigerante es calentarse a la máxima temperatura posible mientras circula por las sondas profundas.

Cuando el refrigerante ha tomado calor del suelo, ingresa al intercambiador de calor de la bomba de calor (evaporador) donde "se encuentra" con el refrigerante, que tiene una temperatura más baja. Y según la segunda ley de la termodinámica, se produce el intercambio de calor: el calor de una salmuera más calentada se transfiere a un refrigerante menos calentado.

Aquí hay un punto muy importante: La absorción de calor es posible durante la evaporación de una sustancia. y viceversa, la transferencia de calor se produce durante la condensación. Cuando el refrigerante se calienta a partir del refrigerante, cambia su estado de fase: el refrigerante pasa de un estado líquido a un estado gaseoso (el refrigerante hierve y se evapora).

Después de pasar por el evaporador El refrigerante está en fase gaseosa.. Ya no es un líquido, sino un gas que ha tomado calor del refrigerante (salmuera).

2. Compresión del refrigerante mediante un compresor.

En el siguiente paso, el refrigerante ingresa al compresor en estado gaseoso. Aquí, el compresor comprime el freón que, debido a un fuerte aumento de presión, se calienta hasta una determinada temperatura.

El compresor de un frigorífico doméstico normal funciona de forma similar. La única diferencia significativa entre un compresor de frigorífico y un compresor de bomba de calor es un rendimiento significativamente menor.

VIDEO: Cómo funciona un frigorífico con compresor

3. Transferencia de calor al sistema de calefacción (condensación).

Después de la compresión en el compresor, el refrigerante, que tiene una temperatura alta, ingresa al condensador. En este caso, un condensador es también un intercambiador de calor en el que, durante la condensación, se transfiere calor del refrigerante al medio de trabajo del circuito de calefacción (por ejemplo, agua en un sistema de suelo radiante o radiadores de calefacción).

En el condensador, el refrigerante vuelve a pasar de la fase gaseosa a la fase líquida. Este proceso va acompañado de la liberación de calor, que se utiliza para el sistema de calefacción de la casa y el suministro de agua caliente (ACS).

4. Reducir la presión del refrigerante (expansión).

Ahora se debe preparar el refrigerante líquido para repetir el ciclo de funcionamiento. Para ello, el refrigerante pasa a través de la estrecha abertura de la válvula de expansión (válvula de expansión). Después de "empujar" a través de la estrecha abertura del acelerador, el refrigerante se expande, como resultado de lo cual su temperatura y presión caen.

Este proceso es comparable a rociar un aerosol desde una lata de aerosol. Después de la pulverización, la lata se enfría durante un breve periodo de tiempo. Es decir, hubo una fuerte caída en la presión del aerosol debido a la presión hacia afuera y la temperatura también cae en consecuencia.

Ahora el refrigerante vuelve a estar bajo tal presión que puede hervir y evaporarse, lo cual es necesario para absorber el calor del refrigerante.

La tarea de la válvula de expansión (válvula de expansión termostática) es reducir la presión del freón expandiéndola a la salida de un orificio estrecho. Ahora el freón está listo para hervir nuevamente y absorber calor.

El ciclo se repite nuevamente hasta que el sistema de calefacción y agua caliente sanitaria recibe la cantidad de calor necesaria de la bomba de calor.

Pagar la electricidad y la calefacción se vuelve cada año más difícil. Al construir o comprar una casa nueva, el problema del suministro económico de energía se vuelve especialmente grave. Debido a las crisis energéticas que se repiten periódicamente, es más rentable aumentar los costos iniciales de los equipos de alta tecnología para luego recibir calor a un costo mínimo durante décadas.

La opción más rentable en algunos casos es una bomba de calor para calentar una casa. El principio de funcionamiento de este dispositivo es bastante sencillo. Es imposible bombear calor en el sentido literal de la palabra. Pero la ley de conservación de la energía permite que los dispositivos técnicos reduzcan la temperatura de una sustancia en un volumen, al mismo tiempo que calientan otra cosa.

¿Qué es una bomba de calor (HP)?

Tomemos como ejemplo un frigorífico doméstico normal. Dentro del congelador, el agua rápidamente se convierte en hielo. En el exterior se encuentra una parrilla del radiador caliente al tacto. Desde allí, el calor acumulado en el interior del congelador se transfiere al aire de la habitación.

El TN hace lo mismo, pero en orden inverso. La parrilla del radiador, situada en el exterior del edificio, es mucho más grande para recoger suficiente calor del ambiente para calentar la casa. El refrigerante dentro del radiador o de los tubos colectores transfiere energía al sistema de calefacción dentro de la casa y luego se calienta nuevamente fuera de la casa.

Dispositivo

Proporcionar calor a una vivienda es una tarea técnica más compleja que enfriar un pequeño volumen de un frigorífico donde está instalado un compresor con circuitos de congelación y radiadores. El diseño de una bomba de calor de aire es casi igual de sencillo: recibe calor de la atmósfera y calienta el aire interno. Sólo se añaden ventiladores para soplar los circuitos.

Es difícil obtener un gran efecto económico instalando un sistema aire-aire debido a la baja gravedad específica de los gases atmosféricos. Un metro cúbico de aire pesa sólo 1,2 kg. El agua es aproximadamente 800 veces más pesada, por lo que el poder calorífico también tiene una diferencia múltiple. De 1 kW de energía eléctrica consumida por un dispositivo aire-aire, solo se pueden obtener 2 kW de calor, y una bomba de calor agua-agua proporciona entre 5 y 6 kW. TN puede garantizar un coeficiente de eficiencia (eficiencia) tan alto.

Composición de los componentes de la bomba:

1. Sistema de calefacción del hogar, para el que es mejor utilizar suelo radiante.
2. Caldera para suministro de agua caliente.
3. Un condensador que transfiere la energía recogida externamente al fluido de calefacción interior.
4. Un evaporador que toma energía del refrigerante que circula en el circuito externo.
5. Un compresor que bombea refrigerante desde el evaporador, convirtiéndolo de estado gaseoso a líquido, aumentando la presión y enfriándolo en el condensador.
6. Se instala una válvula de expansión frente al evaporador para regular el flujo de refrigerante.
7. El contorno exterior se coloca en el fondo del depósito, se entierra en trincheras o se baja a pozos. En el caso de las bombas de calor aire-aire, el circuito es una rejilla de radiador exterior, impulsada por un ventilador.
8. Las bombas bombean refrigerante a través de tuberías fuera y dentro de la casa.
9. Automatización para el control según un determinado programa de calefacción de una habitación, que depende de los cambios en la temperatura del aire exterior.

Dentro del evaporador, el refrigerante del registro de tuberías externo se enfría, cediendo calor al refrigerante del circuito del compresor, y luego se bombea a través de las tuberías en el fondo del depósito. Allí se calienta y el ciclo se repite nuevamente. El condensador transfiere calor al sistema de calefacción de la cabaña.

Precios para diferentes modelos de bombas de calor.

Bomba de calor

Principio de funcionamiento

El principio termodinámico de la transferencia de calor, descubierto a principios del siglo XIX por el científico francés Carnot, fue posteriormente detallado por Lord Kelvin. Pero los beneficios prácticos de sus trabajos dedicados a resolver el problema de la calefacción de viviendas con fuentes alternativas no han aparecido hasta los últimos cincuenta años.

A principios de los años setenta del siglo pasado se produjo la primera crisis energética mundial. La búsqueda de métodos de calefacción económicos ha llevado a la creación de dispositivos capaces de recoger energía del ambiente, concentrarla y dirigirla para calentar la casa.

Como resultado, se desarrolló un diseño de HP con varios procesos termodinámicos interactuando entre sí:

1. Cuando el refrigerante del circuito del compresor ingresa al evaporador, la presión y la temperatura del freón caen casi instantáneamente. La diferencia de temperatura resultante contribuye a la extracción de energía térmica del refrigerante del colector externo. Esta fase se llama expansión isotérmica.
2. Luego se produce la compresión adiabática: el compresor aumenta la presión del refrigerante. Al mismo tiempo, su temperatura sube hasta +70 °C.
3. Al pasar por el condensador, el freón se vuelve líquido, ya que a mayor presión desprende calor al circuito de calefacción de la casa. Esta fase se llama compresión isotérmica.
4. Cuando el freón pasa a través del estrangulador, la presión y la temperatura caen bruscamente. Se produce expansión adiabática.

Calentar el volumen interno de una habitación según el principio HP solo es posible utilizando equipos de alta tecnología equipados con automatización para controlar todos los procesos anteriores. Además, los controladores programables regulan la intensidad de la generación de calor según las fluctuaciones de la temperatura del aire exterior.

Combustible alternativo para bombas.

No es necesario utilizar combustible de carbono en forma de leña, carbón o gas para hacer funcionar la HP. La fuente de energía es el calor del planeta esparcido en el espacio circundante, dentro del cual hay un reactor nuclear en constante funcionamiento.

La capa sólida de las placas continentales flota sobre la superficie del magma líquido caliente. A veces estalla durante las erupciones volcánicas. Cerca de los volcanes hay manantiales geotérmicos, donde se puede nadar y tomar el sol incluso en invierno. Una bomba de calor puede recolectar energía prácticamente en cualquier lugar.

Para trabajar con diversas fuentes de calor disipado, existen varios tipos de bombas de calor:

1. "Aire-aire". Extrae energía de la atmósfera y calienta las masas de aire del interior.
2. "Agua-aire". El calor se recoge mediante un circuito externo desde el fondo del depósito para su posterior uso en sistemas de ventilación.
3. "Agua subterránea". Los tubos colectores de calor se encuentran horizontalmente bajo tierra por debajo del nivel de congelación, de modo que incluso en las heladas más severas pueden recibir energía para calentar el refrigerante en el sistema de calefacción del edificio.
4. "Agua agua." El colector se coloca a lo largo del fondo del depósito a una profundidad de tres metros, el calor recolectado calienta el agua que circula por los pisos con calefacción dentro de la casa.

Existe una opción con un colector externo abierto, cuando puede arreglárselas con dos pozos: uno para recolectar agua subterránea y el segundo para drenar al acuífero. Esta opción sólo es posible si la calidad del líquido es buena, porque los filtros se obstruyen rápidamente si el refrigerante contiene demasiadas sales duras o micropartículas en suspensión. Antes de la instalación es necesario realizar un análisis del agua.

Si un pozo perforado se llena rápidamente de sedimentos o el agua contiene muchas sales duras, se garantiza el funcionamiento estable del HP perforando más agujeros en el suelo. En ellos se bajan los bucles del contorno exterior sellado. Luego los pozos se tapan con tapones hechos de una mezcla de arcilla y arena.

Usando bombas de dragado

Puede extraer beneficios adicionales de áreas ocupadas por césped o macizos de flores utilizando HP tierra-agua. Para hacer esto, debe colocar tuberías en zanjas a una profundidad por debajo del nivel de congelación para recolectar el calor subterráneo. La distancia entre zanjas paralelas es de al menos 1,5 m.

En el sur de Rusia, incluso en inviernos extremadamente fríos, el suelo se congela hasta un máximo de 0,5 m, por lo que es más fácil quitar completamente la capa de tierra en el lugar de instalación con una niveladora, colocar el colector y luego llenar el pozo. con una excavadora. En este lugar no se deben plantar arbustos y árboles cuyas raíces puedan dañar el contorno exterior.

La cantidad de calor que se recibe por cada metro de tubería depende del tipo de suelo:

• arena seca, arcilla - 10–20 W/m;
• arcilla húmeda - 25 W/m;
• arena y grava humedecidas - 35 W/m.

Es posible que el área de terreno adyacente a la casa no sea suficiente para acomodar un registro de tuberías externo. Los suelos arenosos secos no proporcionan suficiente flujo de calor. Luego utilizan pozos de perforación de hasta 50 metros de profundidad para llegar al acuífero. Los bucles colectores en forma de U se bajan a los pozos.

Cuanto mayor es la profundidad, mayor es la eficiencia térmica de las sondas dentro de los pozos. La temperatura del interior de la Tierra aumenta 3 grados cada 100 m. La eficiencia de extracción de energía de un colector de pozo puede alcanzar los 50 W/m.

La instalación y puesta en marcha de sistemas HP es un conjunto de trabajos tecnológicamente complejos que sólo pueden ser realizados por especialistas experimentados. El costo total de los equipos y materiales de los componentes es significativamente mayor en comparación con los equipos de calefacción de gas convencionales. Por lo tanto, el período de recuperación de los costos iniciales se extiende a lo largo de años. Pero una casa está construida para durar décadas y las bombas de calor geotérmicas son el método de calefacción más rentable para las casas de campo.

Ahorro anual en comparación con:

• caldera de gas - 70%;
• calefacción eléctrica - 350%;
• caldera de combustible sólido - 50%.

Al calcular el período de recuperación de la inversión de un HP, vale la pena tener en cuenta los costos operativos durante toda la vida útil del equipo: al menos 30 años, luego los ahorros superarán con creces los costos iniciales.

Bombas agua-agua

Casi cualquier persona puede colocar tuberías colectoras de polietileno en el fondo de un depósito cercano. Esto no requiere muchos conocimientos, habilidades o herramientas profesionales. Basta con distribuir uniformemente las vueltas de la bobina sobre la superficie del agua. Debe haber una distancia entre las vueltas de al menos 30 cm y una profundidad de inundación de al menos 3 m. Luego es necesario atar los pesos a las tuberías para que lleguen al fondo. Aquí el ladrillo de mala calidad o la piedra natural son muy adecuados.

Instalar un colector HP agua-agua requerirá mucho menos tiempo y dinero que cavar zanjas o perforar pozos. El coste de compra de tuberías también será mínimo, ya que la disipación de calor durante el intercambio de calor por convección en un medio acuático alcanza los 80 W/m. El beneficio obvio de utilizar HP es que no es necesario quemar combustible de carbono para producir calor.

Un método alternativo para calentar una casa se está volviendo cada vez más popular, ya que tiene varias ventajas más:

1. Amigable con el medio ambiente.
2. Utiliza una fuente de energía renovable.
3. Una vez completada la puesta en servicio, no hay costos regulares de consumibles.
4. Ajusta automáticamente la calefacción del interior de la casa en función de la temperatura exterior.
5. El período de recuperación de los costos iniciales es de 5 a 10 años.
6. Puede conectar una caldera para el suministro de agua caliente a la cabaña.
7. En verano funciona como un aire acondicionado, enfriando el aire suministrado.
8. La vida útil del equipo es de más de 30 años.
9. Consumo mínimo de energía: genera hasta 6 kW de calor con 1 kW de electricidad.
10. Total independencia de calefacción y aire acondicionado de la cabaña en presencia de un generador eléctrico de cualquier tipo.
11. Es posible la adaptación al sistema de “hogar inteligente” para control remoto y ahorro energético adicional.

Para operar una HP agua-agua, se requieren tres sistemas independientes: circuitos externo, interno y compresor. Se combinan en un circuito mediante intercambiadores de calor en los que circulan varios refrigerantes.

Al diseñar un sistema de suministro de energía, se debe tener en cuenta que bombear refrigerante a través del circuito externo consume electricidad. Cuanto mayor sea la longitud de las tuberías, curvas y giros, menos rentable será el VT. La distancia óptima desde la casa a la orilla es de 100 m. Se puede ampliar en un 25% aumentando el diámetro de los tubos colectores de 32 a 40 mm.

Aire - split y mono

Es más rentable utilizar aire HP en las regiones del sur, donde la temperatura rara vez desciende por debajo de 0 °C, pero los equipos modernos pueden funcionar a -25 °C. La mayoría de las veces, se instalan sistemas divididos, que constan de unidades interiores y exteriores. El conjunto exterior consta de un ventilador que sopla a través de la rejilla del radiador, el conjunto interior consta de un intercambiador de calor del condensador y un compresor.

El diseño de los sistemas divididos prevé la conmutación reversible de los modos de funcionamiento mediante una válvula. En invierno, la unidad exterior es un generador de calor, y en verano, por el contrario, lo libera al aire exterior, funcionando como un aire acondicionado. Las bombas de calor de aire se caracterizan por una instalación extremadamente sencilla de la unidad exterior.

Otros beneficios:

1. La alta eficiencia de la unidad exterior está garantizada por la gran área de intercambio de calor de la rejilla del radiador del evaporador.
2. El funcionamiento ininterrumpido es posible a temperaturas exteriores de hasta -25 °C.
3. El ventilador está ubicado fuera de la habitación, por lo que el nivel de ruido está dentro de límites aceptables.
4. En verano, el sistema split funciona como un aire acondicionado.
5. La temperatura establecida dentro de la habitación se mantiene automáticamente.

Al diseñar la calefacción de edificios ubicados en regiones con inviernos largos y helados, es necesario tener en cuenta la baja eficiencia de los calentadores de aire a temperaturas bajo cero. Por 1 kW de electricidad consumida se obtienen entre 1,5 y 2 kW de calor. Por tanto, es necesario prever fuentes adicionales de suministro de calor.

La instalación más sencilla de VT es posible cuando se utilizan sistemas monobloque. Solo los tubos de refrigerante entran en la habitación y todos los demás mecanismos están ubicados en el exterior, en una carcasa. Este diseño aumenta significativamente la confiabilidad del equipo y también reduce el ruido a menos de 35 dB; esto está al nivel de una conversación normal entre dos personas.

Cuando instalar una bomba no es rentable

Es casi imposible encontrar terrenos libres en la ciudad para la ubicación del contorno externo de una HP tierra-agua. Es más fácil instalar una bomba de calor aerotérmica en la pared exterior del edificio, lo que resulta especialmente beneficioso en las regiones del sur. En zonas más frías con heladas prolongadas, existe la posibilidad de que se congele la parrilla del radiador exterior del sistema split.

Se garantiza una alta eficiencia de HP si se cumplen las siguientes condiciones:

1. La habitación con calefacción debe tener estructuras de cerramiento externas aisladas. La cantidad máxima de pérdida de calor no puede exceder los 100 W/m2.
2. TN puede funcionar de manera efectiva solo con un sistema inercial de "piso cálido" de baja temperatura.
3. En las regiones del norte, la HP debe utilizarse junto con fuentes de calor adicionales.

Cuando la temperatura del aire exterior desciende bruscamente, el circuito inercial del "piso cálido" simplemente no tiene tiempo para calentar la habitación. Esto sucede a menudo en invierno. Durante el día el sol calentó, el termómetro marcó -5 °C. Por la noche, la temperatura puede bajar rápidamente a -15 ° C, y si sopla un viento fuerte, la escarcha será aún más fuerte.

Luego, debe instalar baterías regulares debajo de las ventanas y a lo largo de las paredes exteriores. Pero la temperatura del refrigerante en ellos debe ser el doble que en el circuito de "piso cálido". Una chimenea con circuito de agua puede proporcionar energía adicional en una casa de campo y una caldera eléctrica puede proporcionar energía adicional en un apartamento de la ciudad.

Sólo queda determinar si la HP será la fuente de calor principal o complementaria. En el primer caso, debe compensar el 70% de la pérdida total de calor de la habitación, y en el segundo, el 30%.

Video

El vídeo ofrece una comparación visual de las ventajas y desventajas de varios tipos de bombas de calor y explica en detalle la estructura del sistema aire-agua.

Evgeniy AfanasyevEditor en jefe