Bomba de calor de bricolaje YouTube. Bombas de calor de bricolaje. Precios de bomba de calor para suministro de agua.

Las personas que se mudan a vivir fuera de la ciudad tienen que resolver el problema de la calefacción de su hogar. Los gasoductos no están disponibles en todas partes y la instalación de calefacción eléctrica es muy cara. Además, en los complejos turísticos suelen producirse problemas y cortes de electricidad. Instalar una bomba de calor puede ser una salida a esta situación. La industria produce varios tipos de equipos, además, puedes hacer una bomba de calor con tus propias manos.

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

Calor de pozos

El agua subterránea de un pozo rara vez se utiliza para calentar viviendas debido a la complejidad de la instalación. El sistema debe constar de dos pozos. De uno se toma agua para producir calor. El segundo es donde se descarga el líquido que pasa por el sistema de calefacción. La distancia entre pozos debe ser de al menos 15 metros.

Antes de instalar la bomba de calor, determine la dirección del flujo de agua subterránea. El pozo de drenaje debe ubicarse aguas abajo. Además, es necesario garantizar la filtración del agua de impurezas mecánicas y químicas.

Energía térmica del aire.

Una bomba de calor que utiliza energía del aire es la de diseño más simple. No se requieren tuberías ya que el aire ingresa al evaporador directamente desde el ambiente. El calor se transfiere al refrigerante y luego al refrigerante de la habitación. Los refrigerantes pueden ser aire (a través del cierre del ventilador) y agua (en radiadores de calefacción y calefacción por suelo radiante).

Una bomba de calor aire-aire funciona según el principio de un acondicionador de aire con algunas diferencias:

• El sistema funciona a temperaturas negativas;
• t La bomba de calor puede ser la única fuente de calor de la casa;
• mi Económico en comparación con los acondicionadores de aire estándar, que funcionan no solo para enfriar, sino también para calentar.

El diseño de una bomba de calor que utiliza la energía del aire no es difícil de implementar

Ventajas y desventajas

Las ventajas de utilizar una bomba de calor incluyen:

1. Posibilidad de uso en pueblos remotos donde no existe gasoducto.
2. Consumo económico de electricidad solo para el funcionamiento de la propia bomba. Los costos son significativamente más bajos que cuando se utilizan aparatos eléctricos para calentar espacios. Una bomba de calor no consume más energía que un frigorífico doméstico.
3. Posibilidad de utilizar un generador diésel como fuente de energía y paneles solares. Es decir, en caso de un corte de energía de emergencia, la calefacción de la casa no se detendrá.
4. El sistema es autónomo y no requiere agregar agua ni monitorear su funcionamiento.
5. Instalación respetuosa con el medio ambiente. Durante el funcionamiento de la bomba no se generan gases ni emisiones a la atmósfera.
6. Seguridad del trabajo. El sistema no se sobrecalienta.
7. Versatilidad. Puede instalar una bomba de calor que funcione para calefacción y refrigeración.
8. Durabilidad de uso. El compresor requiere reemplazo una vez cada 15 a 20 años.
9. Liberación del local que estaba destinado a sala de calderas. Además, no es necesario comprar ni almacenar combustible sólido.

Desventajas de las bombas de calor:

1. La instalación es cara, aunque se amortiza en cinco años;
2. EN las zonas del norte requerirán el uso de dispositivos de calefacción adicionales;
3. GRAMO La instalación de la pista, aunque ligeramente, altera el ecosistema del sitio: no será posible utilizar el territorio para un jardín o huerto, estará vacío.

Bomba de calor de bricolaje

Para montar una bomba de calor usted mismo, elija los esquemas más simples con un uso mínimo de piezas costosas. Antes de decidirse a fabricar el dispositivo usted mismo, debe cuidar el aislamiento de la casa. Si la vivienda se enfría rápidamente, la bomba de calor no podrá calentarla.

Del refrigerador

Un dispositivo ensamblado a partir de un refrigerador viejo puede servir como fuente adicional de calor en una habitación o servir como piso con calefacción, y también calentará una habitación pequeña.

Antes de comenzar a trabajar, elija un esquema para el diseño futuro y determine la fuente de energía. Generalmente se elige bajo tierra o en un embalse, y se decide su colocación vertical u horizontal.

El diseño del sistema térmico del frigorífico es sencillo y accesible.

Después de elegir un esquema, se hace un dibujo. Las dimensiones deben calcularse e indicarse en él, en base a los datos individuales de la vivienda y el jardín.

Un ejemplo de dibujo para la autoproducción de un sistema térmico desde un refrigerador.

Además del propio electrodoméstico, deberá adquirir las siguientes piezas:

• C bomba de circulación;
• A soportes en forma de L de 30 cm de largo;
• B como de acero inoxidable para cien o ciento veinte litros;
• PAG borradores y recipientes metálicos de 100 litros;
• METRO Tuberías de metal-plástico y cobre de varios diámetros.

La parte principal del frigorífico necesaria para montar la bomba es el compresor. La pieza debe estar en buen estado de funcionamiento.

Herramientas necesarias para el montaje:

• CON Horno;
• Búlgaro;
• norte conjunto de herramientas de cerrajería.

Después de preparar los materiales y herramientas, fije el compresor a la pared mediante soportes. Luego proceda a ensamblar los componentes de la bomba:

1. Se fabrica un condensador. Corta el recipiente de metal preparado por la mitad con un molinillo. En una de las piezas se instala una bobina de cobre. Luego, las mitades se conectan mediante una máquina de soldar. En el contenedor resultante, se perforan orificios roscados para una mayor conexión del circuito del instrumento.
2. Hacen un intercambiador de calor. Se atornilla un tubo de cobre a un tanque de acero inoxidable. Ambos extremos están asegurados con listones y se les unen pasajes de plomería.
3. Montar el evaporador. Coloque la bobina en un recipiente de plástico. El plástico es adecuado ya que esta pieza no se sobrecalienta.
4. El evaporador resultante se fija a la pared con soportes.

Después de preparar los componentes, se monta la instalación y se instala la válvula termostática. El refrigerante se bombea al sistema y se conecta a una fuente de energía.

No se apresure a tirar su viejo frigorífico: en manos capaces puede encontrar una “segunda vida”

Las tuberías del sistema se encuentran por debajo del nivel de congelación del suelo o en un depósito, también a una profundidad adecuada. Hay ejemplos en los que el propietario instaló una tubería en el alcantarillado. En este caso, se requirió un sistema de limpieza serio. Una bomba de circulación está conectada a la tubería.

Del aire acondicionado

Hay tres formas de construir una bomba de calor a partir de un aire acondicionado:

1. Cambie las unidades externa e interna. Los refrigerantes pueden ser agua y aire. Si se selecciona agua, entonces el condensador se instala en un recipiente.
2. Instale una válvula en el aire acondicionado que cambiará entre cuatro modos. Este es un trabajo para un especialista con el conocimiento y las habilidades para llevar a cabo dichas modificaciones. En este caso, es recomendable utilizar inicialmente un dispositivo que funcione para frío y calor con un interruptor ya instalado.
3. Desmonte completamente el dispositivo e instálelo según el circuito estándar de bomba de calor con evaporador, compresor y condensador.

Para convertir de forma independiente un sistema dividido en una bomba de calor, es mejor utilizar un dispositivo que ya esté diseñado de tal manera que funcione para calor y frío. En algunos casos, ni siquiera es necesario ventilar o rellenar el refrigerante. Montar la instalación según el esquema.

Un esquema para convertir un sistema dividido en una bomba de calor ayudará a crear una atmósfera cálida en la casa.

Procedimiento de trabajo para alterar el aire acondicionado:

1. Seleccione un tanque de metal. En longitud debe ser igual a la longitud del intercambiador de calor externo, en ancho, diez centímetros más. Se cortan tubos (accesorios) en las paredes laterales para suministrar y drenar agua.
2. Retire la carcasa superior del dispositivo y el intercambiador de calor externo.
3. El radiador se aleja evitando arrugas en los tubos de refrigerante. Si esto se hace con cuidado, no será necesario rellenar con freón.
4. Retire el impulsor exterior del eje.
5. Se agregan placas adicionales al radiador. Pueden ser de cobre o aluminio. Un radiador colocado en un ambiente acuoso sin estas placas se quema rápidamente.
6. Sin dañar los tubos de refrigerante, baje el radiador al tanque previamente preparado. Las entradas del circuito están herméticamente selladas y selladas.
7. Se conecta una bomba circular a las tuberías de suministro y salida de agua y se comprueba la calidad y estanqueidad del sistema.

Instalar placas adicionales es un paso obligatorio en la remodelación del aire acondicionado.

Si no es posible colocar correctamente el radiador en el tanque debido a los tubos de freón, se cortan a la distancia máxima del evaporador y luego se sueldan entre sí después de rellenar con refrigerante.

En esta versión de la conversión del sistema split, solo ha cambiado el entorno en el que se encuentra el radiador. En la configuración de fábrica era aireado, ahora es líquido. Así se puede montar un sistema agua-agua o agua-aire.

Una opción para un sistema dividido de un aire acondicionado para ayudar a quienes intentan hacer todo por su cuenta.

El suministro de agua se regula desde un pozo. Para ello, conecte los accesorios del tanque a la tubería.

Se cava una zanja poco profunda entre los pozos para dar cabida a las tuberías del circuito. La tubería en sí está hecha de tubos de polietileno. Se bajan al menos dos bucles de tuberías a cada pozo. La tubería se fija con hormigón y se aísla con tierra. Antes de verter hormigón y rellenar, compruebe el apriete de las conexiones. Para ello, el sistema se conecta a una bomba; después de extraer agua, la bomba se detiene y se deja durante varias horas. Si no hay fugas, entonces el trabajo está terminado.

Disposición de tuberías en el pozo.

Todos los tubos desembocan en una línea común que termina en un colector. Los accesorios se utilizan para conexiones selladas.

Vídeo: cómo hacer una bomba de calor.

Entonces, con un poco de conocimiento técnico y su aplicación en la práctica, puedes poner en práctica proyectos y hacer que la calefacción del hogar sea dos o más veces más barata. Además, los esquemas descritos son adecuados para aislar senderos de jardines y calentar dependencias. Las unidades de bajo consumo pueden servir como fuente adicional de calor.

Una buena alternativa a la calefacción tradicional. casa de Campo, especialmente si no es posible suministrar gas, puede aparecer una bomba de calor. El funcionamiento de dicha bomba se basa en el uso de los últimos avances científicos en el campo del uso de diversas fuentes de energía alternativas. El calor necesario se obtiene extrayendo de la tierra, aire y agua.

En Rusia, las bombas de calor siguen siendo un producto nuevo, pero en otros países desarrollados se fabrican y utilizan con éxito desde hace más de treinta años. En nuestro mercado la baja demanda se puede explicar por dos motivos principales:

• desconocimiento por parte de la población de los principios de funcionamiento y propiedades de las bombas de calor debido a la casi total falta de información al respecto en los medios y la prensa;
• Alto costo de las bombas de calor.

Antes de fabricar una bomba de calor con sus propias manos, debe centrarse en dos puntos: qué tipo de unidad es y cuáles son los principios de funcionamiento de dicha bomba.

Una bomba de calor es una máquina que absorbe energía térmica de bajo potencial del medio ambiente (tierra, aire, agua) y puede transferirla a los sistemas de suministro de calor en forma de aire o agua caliente. El fluido de trabajo para la transferencia de calor es el freón.

En la práctica, una bomba de calor es un frigorífico de acción inversa: se produce calor en lugar de frío. La electricidad se gasta únicamente para mover el freón a lo largo del circuito interno de la bomba, por lo que sus costos son relativamente bajos.

Todo el sistema funciona como una caldera en calefacción y como un aire acondicionado en refrigeración.

Principio de operación

¡Nota! El calor generado en verano se puede aprovechar con éxito para calentar una piscina.

Fabricación

La bomba de calor se puede fabricar con piezas disponibles en la finca o comprando repuestos usados ​​baratos. El procedimiento de instalación es el siguiente:

1. Compramos un compresor ya preparado en tiendas especializadas o utilizamos un compresor de un aire acondicionado convencional. Lo fijamos a la pared donde irá ubicada nuestra instalación. La fiabilidad de la fijación está garantizada por dos soportes L-300.
2. Hacemos un condensador. Para ello, corte por la mitad un depósito de acero inoxidable con un volumen de unos cien litros. Instalamos en el tanque una bobina hecha de un tubo de cobre delgado con un espesor de pared de al menos 1 mm. Para la bobina, puede comprar una tubería de plomería o usar una tubería de cobre de un refrigerador viejo. Hacemos la bobina de la siguiente manera:
1. al oxígeno o Cilindro de gas se enrolla un tubo de cobre, es importante mantener una pequeña distancia entre las vueltas, que debe ser la misma;
2. Para fijar la posición de las vueltas del tubo, tomamos dos esquinas de aluminio perforadas y las fijamos a la bobina de modo que cada vuelta de nuestro tubo quede frente al orificio de la esquina. Las esquinas asegurarán el mismo espacio entre las bobinas y darán inmutabilidad geométrica a todo el diseño de la bobina.
3. Después de instalar la bobina, soldamos las mitades del tanque, habiendo soldado previamente las conexiones roscadas necesarias.
4. Hacemos un evaporador. Cogemos un recipiente de plástico cerrado normal con un volumen de 60 u 80 litros. Instalaremos en él un serpentín hecho de un tubo con un diámetro de ¾ de pulgada y conexiones roscadas para tuberías de drenaje y suministro de agua (se permiten las normales). tuberías). También fijamos el evaporador terminado en la pared utilizando soportes en L del tamaño requerido.
5. Invitamos a un especialista a ensamblar el sistema, soldar tuberías de cobre y bombear freón. Sin experiencia trabajando con equipos de refrigeración, no debe intentar realizar este trabajo usted mismo. Esto puede provocar el fallo de toda la estructura y provocar lesiones graves.

Una vez que la parte principal de nuestro sistema esté lista, es necesario conectarlo a los dispositivos de entrada y distribución de calor.

El montaje de la instalación de toma de calor depende del tipo de bomba y fuente de calor.

Video

El siguiente vídeo detalla las características de las bombas de calor:

Más detalles sobre el diseño de una bomba casera en el siguiente vídeo:

Foto

Desde la antigüedad, la humanidad se ha “acostumbrado” a utilizar los recursos naturales disponibles. recursos energéticos 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, los "depósitos" naturales todavía no son ilimitados y la extracción de recursos energéticos 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 de productos de combustión a la atmósfera, lo que, teniendo en cuenta los enormes volúmenes actuales de dichas emisiones, ya ha llevado al planeta al borde de un desastre medioambiental. 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 catástrofes provocadas por el hombre de alto perfil, plantea muchas preguntas, y en muchas regiones del planeta la construcción de centrales nucleares está simplemente prohibida por ley.

Sin embargo, existen otras fuentes de energía prácticamente 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 generar electricidad o calor. Una de las fuentes alternativas es la energía térmica del interior de la Tierra, de los embalses y de 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 residentes europeos calientan sus hogares de esta manera; por ejemplo, en Suiza o los países escandinavos, el número de casas con sistemas similares ha superado el 50%. Este tipo de generación de calor se está empezando a practicar gradualmente en Rusia, aunque los precios de compra de un equipo de alta tecnología todavía parecen muy alarmantes. Pero, como siempre, hay artesanos entusiastas que muestran su creatividad y montan bombas de calor con sus propias manos.

La publicación tiene como objetivo permitir al lector observar más de cerca el principio de funcionamiento y el diseño básico de las bombas de calor, y conocer sus ventajas y desventajas. Además, se discutirán experiencias exitosas en la creación de instalaciones operativas por sí mismas.

Principio de funcionamiento de una bomba de calor.

No todo el mundo ha pensado en esto, 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 el frío más extremo, la temperatura bajo el hielo de un depósito helado sigue siendo positiva. La imagen es la misma cuando se profundiza en el suelo: por debajo de la línea de congelación, la temperatura es casi siempre 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 termofísica permiten convertir incluso una ligera diferencia en el calentamiento necesario. Y, debe estar de acuerdo, cuando la helada afuera en invierno es de 20 grados, y por debajo del nivel de congelación el suelo es de 5 ÷ 7 grados, entonces esa diferencia de amplitud ya es bastante decente.

Es esta propiedad de suministro continuo de energía de bajo potencial la que se incorpora al circuito de la bomba de calor. De hecho, esta unidad es un dispositivo que "bombea" y "concentra" el calor extraído de una fuente inagotable.

Puedes hacer alguna analogía con el refrigerador familiar. Los productos que en ella se colocan para su refrigeración y almacenamiento y el aire que entra a la cámara cuando se abre la puerta tampoco tienen una temperatura muy alta. Pero si toca la rejilla de intercambio de calor del condensador en pared posterior refrigerador, entonces estará muy tibio o incluso caliente.

El prototipo de bomba de calor es un frigorífico familiar 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 un refrigerador no es directa: no existe una fuente de calor externa estable y la mayor parte de la energía se desperdicia. Pero en el caso de una bomba de calor, se puede encontrar (organizar) dicha fuente y luego resultará ser un "refrigerador al revés": el objetivo principal de la unidad será precisamente obtener calor.

¿Bajo qué principio funciona?

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

• El propio cuerpo de la bomba de calor (elemento 1) contiene dos intercambiadores de calor (elementos 4 y 8), un compresor (elemento 7), un circuito de refrigerante (elemento 5) y dispositivos de ajuste y control.
• El primer circuito (elemento 1) con su propia bomba de circulación (elemento 2) está ubicado (sumergido) en una fuente de calor de baja calidad (su estructura se analizará a continuación). Recibir energía térmica de una fuente externa ininterrumpida (que se muestra con una flecha rosa ancha), calentándose 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-evaporador(pos. 4). Aquí se produce la transferencia primaria de calor recibido del exterior.
• El refrigerante utilizado en el circuito interno de la bomba (elemento 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). Se acerca a la entrada del evaporador (pos. 6) en estado líquido, a presión reducida; esto lo proporciona un estrangulador ajustable (pos. 10). La forma especial de la entrada de tipo 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 enfriamiento repentino y una absorción del calor circundante. Dado que esta sección del circuito interno está ubicada en el mismo intercambiador de calor que el primer circuito, 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 (posición 7), donde, bajo la influencia de la compresión, su temperatura aumenta bruscamente. Luego ingresa al siguiente intercambiador de calor (pos. 8), en el que se ubican 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 transfiere su calor al refrigerante del tercer circuito. Además, en estado líquido a alta presión, pasa a través del estrangulador, donde la presión disminuye y el ciclo de transformaciones físicas del estado de agregación del refrigerante se repite una y otra vez.
• Ahora pasa al tercer circuito (elemento 11) de la bomba de calor. Recibe energía térmica del refrigerante calentado por compresión (flecha roja ancha) a través de un intercambiador de calor (elemento 8). Este circuito tiene 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 de acumulación cuidadosamente aislado (pos. 13), en el que se acumulará el calor transferido. La reserva acumulada de energía térmica se utiliza para las necesidades de calefacción y suministro de agua caliente sanitaria, consumiéndose progresivamente según sea necesario. Esta medida le permite asegurarse en caso de cortes de energía o utilizar una tarifa nocturna más económica para la electricidad necesaria para hacer funcionar 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 existir un segundo circuito que proporcione agua caliente para las necesidades domésticas.

La bomba de calor no puede funcionar sin alimentación eléctrica: es necesaria para el funcionamiento del compresor (flecha verde ancha) y las bombas de circulación de los circuitos externos también consumen electricidad. Sin embargo, como aseguran los desarrolladores y fabricantes de bombas de calor, el consumo de electricidad no es comparable con el “volumen” resultante de energía térmica. Así, 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 “por encima”.

De hecho, tal afirmación sobre la eficiencia es algo incorrecta. Las leyes de la física no han sido derogadas 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 se denomina más a menudo "coeficiente de conversión de calor". En este caso, efectivamente, se pueden obtener valores superiores a uno:

CO R = qPensilvania, Dónde:

CO R – coeficiente de conversión de calor;

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

A– 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 un cierto consumo 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 resultante de energía térmica se puede consumir:

1 – la solución óptima es un sistema de suelos de agua caliente. Como regla general, las bombas de calor proporcionan un "aumento" de temperatura a un nivel de aproximadamente 50 ÷ 60 ° CON– esto es suficiente para calentar el suelo.

2 – suministro de agua caliente en casa. Por lo general, en los sistemas de ACS la temperatura se mantiene a este nivel: alrededor de 45 ÷ 55 ° C.

3 – pero para los radiadores convencionales esta calefacción claramente no será suficiente. La solución es aumentar el número de secciones o utilizar radiadores especiales de baja temperatura. Los dispositivos de calefacción por 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 al depósito.

Fuentes de energía de bajo potencial.

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

A. Aprovechamiento de la energía térmica suelos

Como ya se mencionó, por debajo del nivel de congelación del suelo característico de una región determinada, la temperatura del suelo es estable durante todo el año. Esto es lo que se utiliza para hacer funcionar las bombas de calor según el esquema “suelo-agua”.

Diagrama esquemático extracción de energía "suelo - agua"

Para crear un sistema de este tipo, se preparan campos térmicos de superficie especiales, en los que se eliminan las capas superiores de suelo a una profundidad de aproximadamente 1,2 ÷ 1, 5 metros Contornos de plástico o tubos de metal y plástico El diámetro suele ser de 40 mm. La eficiencia de la eliminación de energía térmica depende de las condiciones climáticas locales y de la longitud total del circuito creado.

Aproximadamente, para Rusia central, se puede operar con las siguientes relaciones:

• 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 agua subterránea elevada: 35 W/m.

A pesar de la aparente simplicidad de dicha transferencia de calor, este método no siempre es la solución óptima. El caso es que se trata de volúmenes de excavación muy importantes. Lo que parece simple en el diagrama es mucho más complicado en la práctica. Juzgue usted mismo: para "eliminar" incluso 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 debe haber un intervalo no inferior a 1 entre las vueltas del circuito, 2 metros, luego para la instalación necesitará una parcela de 4 acres (20 × 20 metros).

Colocar un campo para extraer calor del suelo es una tarea de gran escala y que requiere mucha mano de obra.

En primer lugar, no todo el mundo tiene la oportunidad de asignar ese territorio. En segundo lugar, cualquier edificio en esta zona está completamente excluido, ya que existe una alta probabilidad de dañar el contorno. Y en tercer lugar, es posible que la extracción de calor del suelo, especialmente si los cálculos se realizan mal, no quede sin dejar rastro. No se puede excluir el efecto de sobreenfriamiento de la zona, cuando el calor del verano no podrá restablecer completamente el equilibrio de temperatura en la profundidad del circuito. Esto puede afectar negativamente el equilibrio biológico en las capas superficiales del suelo y, como resultado, algunas plantas simplemente no crecerán en un área sobreenfriada, una especie de efecto local de la "era de hielo".

B. Energía térmica de pozos

Incluso el pequeño tamaño del sitio no será un obstáculo para organizar el suministro de energía térmica a partir de un pozo perforado.

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

La temperatura del suelo sólo se vuelve más estable a medida que aumenta la profundidad y a profundidades superiores a los 15 — 20 metros se sitúa firmemente en la marca de los 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 clima, 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 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 significativamente mayor:

• Para 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 tienes suerte y te encuentras con uno subterráneo acuífero– alrededor de 80 W/m.

Si no hay suficiente espacio o si la perforación profunda es difícil debido a las características del suelo, se pueden perforar varios agujeros inclinados con vigas desde un mismo punto.

Por cierto, si el pozo está ubicado en un acuífero con un caudal estable, a veces se utiliza un circuito primario abierto de intercambio de calor. En este caso, el agua se bombea desde la 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 del pozo es el alto costo de los trabajos de perforación, que es muy difícil o simplemente imposible de realizar por su 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.

¿Es posible perforar un pozo usted mismo?

Por supuesto, esta es una tarea extremadamente difícil, pero existen tecnologías que le permiten hacerlo usted mismo bajo ciertas condiciones.

Descubra cómo puede hacerlo en una publicación especial en nuestro portal.

B. Uso de embalses como fuentes de calor

Un estanque de suficiente profundidad ubicado cerca de la casa bien puede convertirse en una buena fuente de energía térmica. Incluso en invierno, el agua 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 una potencia de 10 kW, necesitarás un circuito de unos 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 atan 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 bomba

Sin embargo, no se debe pensar que cualquier depósito sea completamente adecuado para tales fines; nuevamente, se necesitarán cálculos de ingeniería térmica muy complejos. Por ejemplo, es posible que un estanque pequeño e insuficientemente profundo o un río poco profundo y tranquilo no solo no pueda hacer frente a la tarea de suministro ininterrumpido de energía de bajo potencial, sino que simplemente puede congelarse hasta el fondo, matando así a todos los habitantes del embalse.

Las ventajas de las fuentes de calor de agua son que no hay necesidad de operaciones de perforación y las de tierra se reducen al mínimo: solo cavar zanjas hasta la casa para colocar tuberías. Y como desventaja podemos señalar 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, los desagües se utilizan a menudo para intercambiar calor; incluso en climas fríos tienen una temperatura positiva bastante estabilizada.

D. Extracción de 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 eficacia 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. Instalaciones modernas, aunque 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 viabilidad de este enfoque inmediatamente comienzan a plantear una serie de preguntas.

Pero 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 muy cerca de él. Por cierto, apenas se puede distinguir 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. De esta manera 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 utilización.

En los sistemas aire-aire y aire-agua, no existe ningún circuito primario de intercambio de calor. Los ventiladores crean un flujo de aire que sopla directamente sobre 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"). Ellos también carecen esencialmente de un circuito primario. Intercambio de calor con una fuente de calor de baja calidad (en pozos o V capa de tierra) pasa directamente a tuberías de cobre llenas de refrigerante. Esto, por un lado, es más caro y más difícil de implementar, pero permite reducir significativamente la profundidad de los pozos (un vertical de 30 metros o varios inclinados de hasta 15 m es suficiente) y el área total de ​​el campo horizontal de intercambio de calor, si está ubicado debajo de la capa superior del suelo. En consecuencia, podemos hablar de un mayor coeficiente de conversión y, en general, de la eficiencia de la bomba de calor. Pero el único problema es que las tuberías de intercambio de calor de cobre son mucho más caras que las de plástico y más difíciles de instalar, y el coste del refrigerante es mucho mayor que el de un refrigerante anticongelante convencional.

¿Cómo funciona un aire acondicionado? ¿Es posible instalarlo usted mismo?

Ya se ha dicho que principio básico Las acciones de un aire acondicionado y una bomba de calor son prácticamente “gemelas”, pero en una “imagen especular”.

Se pueden encontrar más detalles sobre el dispositivo y las reglas básicas en una publicación especial en el 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 para reemplazar el 1 kW de energía eléctrica gastado.

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 más 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 barato gas de red. También hay que tener en cuenta que no es necesario transportar ni almacenar reservas de combustible, si se trata de estacas que funcionan con combustibles sólidos o líquidos.

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

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

Cabe destacar especialmente las bombas que extraen calor del aire. Son extremadamente sensibles a las condiciones climáticas actuales. Aunque los fabricantes afirman la capacidad de trabajar a -25 e incluso -40 ° CON, la eficiencia disminuye drásticamente y no se puede hablar del 300%.

Una solución razonable es crear un sistema de calefacción combinado (bivalente). Mientras la potencia del HP sea suficiente, 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 ninguna dificultad para organizar la chimenea. En cuanto al silencio de funcionamiento, como cualquier otro electrodoméstico con determinados accionamientos, sigue habiendo ruido de fondo: procedente del funcionamiento del compresor, bombas de circulación. Otra pregunta es que modelos modernos Este nivel de ruido, si la unidad está correctamente regulada, es muy bajo y no causa molestias a los residentes. Además, probablemente a pocas personas se les ocurriría instalar este tipo de equipos en las salas de estar.

GRAMO. El sistema es completamente respetuoso con el medio ambiente: no hay absolutamente ninguna emisión a la atmósfera y no existe ninguna amenaza para los residentes de la casa.

Todo es cierto, especialmente para los modelos que utilizan freón moderno y respetuoso con la capa de ozono (por ejemplo, R-410A) como refrigerante.

También se puede notar inmediatamente el incendio - y a prueba de explosiones En dicho sistema no hay sustancias inflamables o combustibles, se excluye la acumulación de concentraciones explosivas.

D. Las bombas de calor modernas son unidades universales de control climático que pueden funcionar tanto para calefacción como para aire acondicionado en verano.

Esta es una ventaja muy importante que realmente ofrece a los propietarios una gran comodidad adicional.

MI. El funcionamiento de la bomba de calor se controla totalmente de forma automática y no requiere intervención del usuario. Un sistema de este tipo, a diferencia de otros, no requiere mantenimiento ni prevención regulares.

Sin embargo, podemos estar completamente de acuerdo con la primera afirmación, sin olvidar mencionar que la mayoría de los sistemas de calefacción eléctricos o de gas modernos también están completamente automatizados, es decir, no solo las bombas de calor tienen esta ventaja.

Pero sobre la segunda pregunta se puede entrar en debate. Probablemente ninguna unidad de calefacción industrial o doméstica pueda prescindir de controles periódicos y mantenimiento preventivo. Incluso si es justo suponer que usted mismo no debe ingresar al circuito interno con refrigerante y a la automatización, entonces los circuitos externos con anticongelante u otro refrigerante aún requerirán cierta participación. Esto incluye la limpieza periódica (especialmente en los sistemas de aire), el control de la composición y el nivel del refrigerante, la inspección del funcionamiento de las bombas de circulación y 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 de lo que nadie puede prescindir: un sistema de calefacción. En una palabra, la afirmación sobre la total inutilidad del mantenimiento parece, al menos, infundada.

Y. Rápida amortización de un sistema de calefacción con bomba de calor.

Este tema es tan controvertido que merece una atención especial.

Algunas empresas dedicadas a la venta de dichos equipos prometen a sus clientes potenciales un retorno muy rápido de los fondos invertidos en el proyecto. Proporcionan cálculos en tablas, según las cuales, de hecho, se puede crear la opinión de que una bomba de calor es la única solución aceptable si no es posible extender una tubería de gas a la casa.

He aquí uno de esos ejemplos:

Tipos de combustible	Gas natural (metano)	Leña de abedul picada	Correo electrónico energía a una tarifa única	Combustible diesel	Bomba de calor (tarifa nocturna)
Unidad suministros de combustible	m³	3m³	kW × h	litro	kW × h
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	kW × h	kW × h	MJ/litro	kW × h
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/kWh	0.61	1.48	3.65	4.29	0.22
Costo de combustible, frote/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
Costo de conexión de redes (condiciones técnicas, equipamiento e instalación), frotar.	120000	0	650	0	0
Inversión inicial, RUB (aproximadamente)	240000	100000	70650	130000	400000
Costos de operación, rublos/año	1000	1000	0	5000	0
Tipos de trabajo operativo	mantenimiento, limpieza de cámaras	limpieza de cámaras, chimeneas	Reemplazo de elementos calefactores	limpieza de la cámara, boquillas, sustitución 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, el resultado final es realmente impresionante, pero ¿va todo “bien” aquí?

Lo primero que llamará la atención de un lector atento es que la tarifa eléctrica de la calefacción eléctrica es una tarifa general, y por algún motivo la bomba de calor tiene una tarifa nocturna preferencial. Al parecer, para dejar más clara 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 e instalaciones de baja potencia). usado solo para el costo del suministro de agua caliente algo más pequeño).

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

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

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 el volumen del edificio en sí, el grado de aislamiento y el cálculo de las pérdidas de calor, la provisión de una fuente de energía suficiente para el suministro de energía, la presencia del área necesaria de ​el territorio (un cuerpo de agua cercano) para colocar circuitos horizontales de intercambio de calor o perforar pozos, el tipo y condición del suelo, 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, conlleva una fuerte disminución de la eficiencia del sistema y, a veces, incluso "desastres ambientales" locales en forma de hipotermia inaceptable del suelo, pozos y embalses.

El siguiente paso es la instalación de equipos y la creación de campos o pozos de intercambio de calor. Ya se ha mencionado la escala de los trabajos de excavación y la profundidad de las perforaciones. Para llenar los pozos después de instalar 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 costos de materiales. Esto también incluye la compra e instalación de un tanque de almacenamiento con el control automático necesario, la modificación del sistema de calefacción por suelo radiante o la instalación de dispositivos especiales de intercambio de calor.

En una palabra, los costes son impresionantes, y esto es probablemente 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 viviendas privadas.

Pero ¿qué pasa con su mayor popularidad y uso generalizado 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 subvenciones del gobierno, que cubren en gran medida los costes iniciales de diseño e instalación de equipos. Y el nivel de ingresos de los ciudadanos trabajadores, para ser honesto, está ahí. ligeramente más alto que en nuestra zona.

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

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

Lo que está escrito no debe tomarse como “negativo” hacia 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?

Las perspectivas generales de utilizar fuentes de energía térmica "gratuitas", junto con el alto precio de los equipos, lo quieran o no, llevan a muchos artesanos del hogar a la cuestión de crear tales instalaciones de calefacción por su cuenta. ¿Es posible fabricar una bomba de calor tú mismo?

Por supuesto, recoge tales motor térmico, es muy posible utilizar algunas unidades prefabricadas y los materiales necesarios. En Internet puedes encontrar vídeos y artículos con ejemplos de éxito. Es cierto que es poco probable que sea posible encontrar dibujos exactos, generalmente 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 es poco probable que sea aconsejable copiar ciegamente el trabajo de otras personas.

Sin embargo, para aquellos que todavía deciden autoproducción, deberías escuchar algunas recomendaciones tecnológicas.

Entonces, "eliminemos de la ecuación" 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 tubo de cobre por el que circula refrigerante. Este circuito, como puede verse en el diagrama del circuito, está conectado al compresor.

No es difícil encontrar un compresor, ya sea nuevo o de un equipo desmontado para piezas de repuesto.

El compresor en sí no es tan difícil de conseguir; puedes comprar uno nuevo en una tienda especializada. Puede buscar en el mercado de hardware: a menudo venden unidades de refrigeradores o aires acondicionados viejos desmontados para obtener repuestos. Es muy posible que el compresor se encuentre entre sus propios suministros; muchos propietarios ahorrativos, incluso cuando compran electrodomésticos nuevos, no los tiran a la basura.

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

A. Si es posible comprar intercambiadores de calor de placas listos para usar , sellado en una caja sellada, esto resolverá inmediatamente muchos problemas. 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.

Otra conveniencia es que dichos intercambiadores de calor son compactos y 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. Opción de bomba de calor con intercambiadores de calor fabricados con tubos de cobre y contenedores cerrados.

Ambos intercambiadores de calor tienen en principio un diseño similar, pero se pueden utilizar recipientes 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 y sellando herméticamente los puntos de paso al finalizar el montaje. 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 una tienda por metros (espesor de pared: al menos 1 mm). Puede utilizar un tubo de gran diámetro como plantilla. Las espiras de la bobina deben estar algo espaciadas, unidas, 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 en una conexión roscada con junta) en bordes opuestos del tanque de intercambio de calor. El espacio interno del propio intercambiador de calor se utiliza para hacer circular el agua. El resultado final debería ser algo como esto:

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

El evaporador también se instala en soportes al lado del condensador, y cerca de ellos se prepara un sitio para montar el compresor y luego conectarlo 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 ser calculado e instalado por 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, realizar comprobaciones y realizar una prueba. Además, este trabajo es bastante peligroso y requiere el cumplimiento de normas de seguridad muy específicas.

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

Otra opción para fabricar intercambiadores de calor. Para ello necesitarás tuberías 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 de 12 y 10 metros respectivamente.

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 tubos de cobre del circuito interno de la bomba de calor. En consecuencia, el diámetro de las tuberías puede ser de 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 y sella una T en cada extremo de la tubería para que el tubo de cobre pase directamente a través de ella. El espacio entre este y el cuerpo de la T está sellado de forma segura con sellador resistente al calor. El terminal perpendicular restante de la T servirá para conectar el intercambiador de calor al circuito de agua.

Los tubos ensamblados se enrollan en espiral. Asegúrese de proporcionarles inmediatamente aislamiento térmico vistiéndolos con “camisas” aislantes de gomaespuma. El resultado son dos intercambiadores de calor terminados.

Se pueden colocar uno encima del otro en una carcasa tipo marco improvisada. El mismo marco también 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 conectar el compresor y llenar el circuito resultante con freón, nuevamente deberá 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. Todo lo que queda es suministrar energía y poner en marcha la unidad.

Todas las bombas de calor caseras consideradas son diseños completamente funcionales. Sin embargo, no se debe dar por sentado que el problema de la calefacción doméstica barata se puede solucionar por completo así como así. Aquí estamos hablando, más bien, de la creación de modelos existentes que requieren un mayor refinamiento y modernización. Incluso los artesanos experimentados en este campo, que ya han fabricado más de un dispositivo similar, buscan constantemente formas de mejorar, creando nuevas "versiones".

Vídeo: cómo un maestro mejora una bomba de calor que creó con sus propias manos

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 casa. Aquí ya no es posible 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 "guiarse por el tacto". Sin embargo, si se aprende el principio básico y el primer modelo funciona con éxito, esto ya es una gran victoria. Puede adaptar temporalmente su muestra de prueba para proporcionar agua caliente a su hogar para fines domésticos y luego comenzar a diseñar una unidad más avanzada, teniendo en cuenta la experiencia que ya ha adquirido y corrigiendo errores.

Suministro de agua caliente: ¡a partir de energía solar!

Una solución muy práctica sería utilizar energía solar para proporcionar agua caliente a tu hogar. Esta fuente de energía alternativa es mucho más sencilla y económica de implementar que una bomba de calor. Cómo hacerlo - en una publicación especial en nuestro portal.

Los propietarios de casas de campo siempre han sido sensibles al tema del suministro de agua caliente y calefacción.

Instalar una caldera de gas, eléctrica o diésel permite calentar una casa de campo y suministrarle agua caliente y calor, pero hoy en día existen alternativas a la calefacción a la que estamos acostumbrados.

Una de esas alternativas es. Este es un placer bastante caro, pero puedes hacerlo tú mismo. Hablaremos sobre cómo hacer esto en este artículo.

Principio de funcionamiento de la bomba de calor.

La peculiaridad de las bombas de calor es que funcionan con fuentes de energía naturales. Para liberar energía térmica, la bomba no necesita combustible diesel, electricidad o combustible sólido.

El agua, la atmósfera y el suelo se utilizan como fuentes de energía. Las bombas no generan calor, sino que simplemente lo transfieren al edificio. Esto utiliza una pequeña cantidad de electricidad.

Para poder proporcionar calor a tu hogar, sólo necesitas una bomba de calor y una fuente de calor. El principio de funcionamiento del sistema se asemeja al funcionamiento de un frigorífico convencional, sólo que al revés. En este caso, el calor se toma del exterior y se transporta al interior de la casa.

Punto importante: El elemento principal de un sistema de calefacción alternativo es la bomba de calor, por lo que su construcción debe abordarse con mucho cuidado.

La bomba consta de los siguientes elementos:

• un compresor, que es un elemento intermedio del sistema;
• evaporador. Es donde se transfiere la energía de bajo potencial;
• una válvula de mariposa a través de la cual el refrigerante (freón) regresa al evaporador;
• condensador, donde se enfría el freón y se libera energía térmica.

La bomba funciona según un principio determinado. Se parece a esto:

El principio de funcionamiento de la bomba de calor. (Click para agrandar)

1. El calor residual, que se libera de fuentes de energía externas, se transfiere a través de tuberías al evaporador, el primer elemento del diseño de la bomba. El calor se transfiere mediante refrigerantes que pueden soportar bajas temperaturas sin congelarse.
2. Aquí, el calor se transfiere al refrigerante, que circula a través de un circuito cerrado del sistema. El freón se utiliza a menudo como refrigerante.
3. En el compresor, el freón está expuesto a alta presión, lo que aumenta significativamente su temperatura.
4. En la siguiente etapa, el refrigerante ingresa al condensador, donde el calor se transfiere al circuito del sistema de calefacción. Como resultado, el calor ingresa a la habitación y el freón, al enfriarse, vuelve a su estado líquido.
5. A través de la válvula reductora de presión, el freón regresa al evaporador, donde se repite el proceso.

Según el principio de funcionamiento de la bomba, la electricidad se gasta únicamente en el funcionamiento del compresor. Como resultado, esto convierte a la bomba de calor en el método más económico de transferencia de calor.

Usando un refrigerador viejo

Dispositivo de bomba de calor para refrigerador

Entonces, para montar un sistema de calefacción en una casa de campo, es necesario disponer de una bomba de calor.

Hoy en día, estas unidades no son baratas, esto se explica por el alto características técnicas y el minucioso trabajo de ensamblarlos. Pero, si lo deseas, puedes montar tú mismo la bomba de calor.

Puede construir una bomba de calor sencilla a partir de un frigorífico doméstico. La peculiaridad de la técnica es que tiene dos componentes principales de una bomba de calor: un condensador y un compresor. Esto acelerará significativamente el montaje de la bomba de calor con sus propias manos.

Entonces, ensamblar una bomba de un refrigerador viejo es el siguiente:

1. Montaje de condensadores. El elemento tiene forma de bobina. En los frigoríficos, suele instalarse en la parte trasera. Esta conocida rejilla es el condensador a través del cual se transfiere el calor del refrigerante.
2. El condensador se instala en un contenedor de gran durabilidad y que puede soportar altas temperaturas. Para evitar dañar la bobina durante la instalación, los expertos recomiendan cortar el contenedor e instalar un condensador en él. Después de esto, se suelda el contenedor.
3. A continuación, se conecta un compresor al contenedor. Es casi imposible fabricar una unidad en casa. Por tanto, es mejor sacarlo de un frigorífico viejo. Al mismo tiempo, debes prestar atención para asegurarte de que esté en buenas condiciones.
4. Puede utilizar un barril de plástico normal como evaporador.
5. Una vez que todos los elementos del sistema estén listos, se conectan entre sí. Se utilizan tubos de plástico para conectar la unidad al sistema de calefacción.

Por lo tanto, puede construir una bomba de calor a partir de un refrigerador doméstico viejo. Si necesita bombear freón al sistema, debe llamar a un especialista. Este tipo de trabajo sólo se puede realizar con la ayuda de equipos especiales.

Tomar nota: Las bombas de calor para frigoríficos se utilizan a menudo para calentar espacios pequeños y edificios domésticos. Podría ser un garaje o un pequeño cobertizo.

El frigorífico también se puede utilizar como fuente de calor. Es decir, desempeñará el papel de radiador del sistema de calefacción. Sólo es necesario instalar dos conductos de aire por los que circulará el aire dentro y fuera del equipo.

El primer canal dejará entrar aire al congelador y el segundo lo liberará. En este caso, se producen procesos físicos que provocan el calentamiento del condensador.

Aplicación de aire acondicionado.

Diagrama de una bomba de calor de un aire acondicionado.

La cuestión es que su principio de funcionamiento es similar al de una bomba de calor.

Pero hay algunas diferencias. En primer lugar, cabe señalar régimen de temperatura Operación de equipos de control climático. No es recomendable utilizar sistemas split a bajas temperaturas.

Para fabricar una bomba de calor a partir de un aire acondicionado, es necesario realizar una serie de modificaciones y alteraciones:

1. La primera forma de montar la bomba es rehacer el aire acondicionado. En este caso, se intercambian las unidades interior y exterior. El bloque interior contiene un evaporador, que es necesario para transferir calor de baja calidad. Se instala un condensador en la unidad externa, que transfiere energía térmica. Se pueden utilizar tanto aire como agua como medio calefactor. En el segundo caso, el condensador se monta en un tanque especial donde se producirá la transferencia de calor.
2. El segundo método consiste en instalar una válvula de conmutación de cuatro vías en el sistema. Sólo los profesionales pueden realizar este tipo de trabajo. Esto es especialmente cierto al instalar una sonda de calor.
3. La tercera opción es desmontar completamente el equipo de control del clima. Las piezas se utilizan para montar la bomba de calor según el esquema habitual: evaporador - compresor - condensador.

El montaje de una bomba de calor basada en un aire acondicionado debe abordarse con mucho cuidado y es mejor involucrar a un profesional. La productividad de la unidad dependerá del correcto montaje.

Antes de empezar a montar la bomba de calor, conviene pensar en aislar la casa. Si el edificio tiene bajas propiedades de aislamiento térmico, la eficiencia del uso de la bomba y otras fuentes de calor se reducirá significativamente.

Estas bombas se utilizan mejor en sistemas de calefacción de baja temperatura. En este caso la mejor opción el suelo estará cálido. Teniendo en cuenta todas las características de montaje, es muy posible construir una bomba de calor con sus propias manos.

Mire el vídeo en el que un usuario experimentado explica en detalle cómo utilizar una bomba de calor hecha con aire acondicionado con sus propias manos:

Aumentar la eficiencia del sistema de calefacción de una casa es una de las principales tareas de su propietario, ya que los costes de este elemento en las condiciones climáticas rusas son muy importantes. Por lo tanto, el problema de utilizar la energía del espacio circundante para calentar es muy interesante, está en constante evolución y sigue siendo un tema de atención, especialmente en la comunidad del "hágalo usted mismo". Montar una bomba de calor con sus propias manos es bastante accesible para una persona capacitada, ya que este trabajo no presenta ninguna dificultad particular y no es necesario fabricar piezas de una configuración compleja.

Se basa en recoger el calor del espacio circundante y utilizarlo para el sistema de calefacción del hogar con el fin de reducir el coste de esta función. Los dispositivos de este tipo están disponibles en muchos hogares, estos son refrigeradores, sistemas split y aires acondicionados. Algunos de ellos tienen una doble finalidad, actuando a elección del usuario entre calentar o enfriar el local, según la necesidad.

La base teórica de este tipo de máquinas es el ciclo inverso de Carnot. Pero, sin entrar en detalles, simplemente describiremos el proceso de funcionamiento de dicho dispositivo.

Figura 1. Diagrama esquemático del funcionamiento de una bomba de calor en una red de calefacción.

El fluido de trabajo en dispositivos como los refrigeradores es el freón o el amoníaco, que se bombea al circuito de calefacción mediante un compresor. En este caso, la presión dentro del sistema aumenta bruscamente, ya que el acelerador bloquea la salida del refrigerante. El calor resultante calienta el refrigerante en el sistema de calefacción de la casa, normalmente la temperatura alcanza los 64 o C. El flujo de calor complementa el que circula en la red de calefacción principal, reduciendo el consumo de combustible. A cierta presión, el acelerador se abre y el fluido de trabajo ingresa a la cámara del evaporador. Al mismo tiempo, su temperatura disminuye. El calor adicional se obtiene del registro de captación de calor. Luego se repite el ciclo, como en el frigorífico.

Cálculo de parámetros del sistema.

La potencia requerida por una bomba de calor casera se puede calcular a partir de la relación:

R = ( k * v * t )/860, Dónde

R – potencia necesaria para calentar la habitación

k – coeficiente para tener en cuenta las pérdidas de calor de un edificio (1 – habitación con aislamiento de alta calidad, 4 – barracas de tablones);

v – el volumen total del local a calentar;

t – la mayor diferencia de temperatura entre el mundo exterior y el espacio interior;

860 – factor de conversión del resultado del cálculo en kilovatios de calorías

Como ejemplo, demos un cálculo para una casa 200 metros cuadrados con una altura de techo de 2,8 metros:

R = 1 * 200 * 2,8 * (22 - -25)/860 = 560 * 47 /860 = 30,6 kW.

Es recomendable utilizar una bomba de calor con una reserva de marcha del 10 - 12%, es decir, unos 35 kW.

Debe prestar atención a un indicador como la diferencia entre la temperatura exterior e interior. Si tomamos aire caliente del espacio circundante con una temperatura de aproximadamente 7 o C, la diferencia será (22 - 7) 15 grados y la potencia de la bomba de calor será de 9,8 kW. Compare estos dos indicadores y sienta la diferencia al aprovechar el calor del espacio circundante.

parte del equipo

Contorno externo

Para el circuito externo de la unidad de calefacción doméstica necesitará tuberías. Los productos metálicos (pero no el acero inoxidable) tienen la mayor conductividad térmica, por lo que es mejor usarlos como sistema de recolección de calor.