Bomba de calor per a la calefacció de la llar: tipus, eficiència, cost d'instal·lació

Els sistemes de calefacció autònoms són el que converteix una casa de camp en una veritable "fortalesa". Amb la instal·lació d'un disseny fiable i eficient energèticament, us desferreu dels dictats dels monopolistes i podreu regular el clima de casa vostra com us convingui. Hi ha molts dissenys de sistemes de calefacció autònoms. Es divideixen en tipus segons la font d'energia tèrmica. Pot ser combustible sòlid, electricitat, subministrament de gas o energia solar. Recentment, una nova innovació ha aparegut en aquest mercat: una bomba de calor que utilitza la temperatura estable de l'interior de la terra per escalfar una casa.

Bomba de calor d'una casa privada - diagrama general de seccions

El principi de funcionament d'una bomba de calor per escalfar una casa privada: ho expliquem amb els nostres dits

Si descartem tots els punts tècnics, podem donar-te un exemple que d'una vegada per totes t'ajudarà a entendre com una bomba de calor pot escalfar casa teva, mentre gasta una quantitat tan insignificant d'electricitat. Imagineu que al sistema de calefacció de la vostra casa privada: radiadors de bateries, canonades (circuit intern) - s'aboquen 100 litres d'aigua freda amb una temperatura de 2 graus centígrads. Esteu posant una canonada de plàstic molt llarga a uns 2 metres sota terra, amb una vida útil de fins a 100 anys (contorn exterior). Aproximadament 1000 litres de fluid de treball es col·loquen en una canonada subterrània. El sol escalfa el nostre planeta durant tot l'any i escalfa les seves entranyes fins a una temperatura de +7 +8 graus centígrads. En total, tenim 1000 litres de líquid amb una temperatura de +7,5 graus. Ara entra en joc la pròpia caldera tèrmica que, com un espremedor, treu 7,5 graus de cada litre de fluid de treball, escrivim la fórmula: 1000l. x 7,5 = 7500 graus d'energia pura. Aquesta energia neta es transfereix a l'aigua del propi sistema de calefacció, com a resultat obtenim 100 litres d'aigua amb una temperatura de 7500/100 = 75 graus, no està malament, oi? Tots els costos energètics principals es gasten en dues bombes que bombegen el fluid de treball a través dels sistemes dels circuits extern (subterrani) i intern (casa) i el compressor que crea pressió. Resulta que els principals cavalls de batalla són les bombes, d'aquí el nom del propi sistema: "Bomba de calor".

Però, com aconsegueix aquest "Calderon Miracle" agafar energia i concentrar-la a una temperatura molt més alta? És molt senzill, t'has preguntat mai com funciona la teva nevera o aire condicionat? Potser l'aire condicionat és un misteri per a tu, però funciona i el sistema de calefacció de la llar amb bomba de calor funcionarà igual, és com una nevera al revés. Esquemàticament, això es pot representar de la següent manera:

L'ús de bombes de calor només està guanyant impuls a Rússia. Aquesta informació tot just comença a difondre's en l'entorn professional de la construcció. A més, la informació sobre aquests sistemes encara és poc coneguda pels consumidors russos. No obstant això, aquesta innovació ja s'ha generalitzat i des de fa uns trenta anys aquestes estructures s'utilitzen per escalfar habitatges particulars. Un avantatge particular d'aquestes estructures és el fet que utilitzen fonts d'energia renovables. Aquest enfocament implica costos puntuals per a la compra i instal·lació del sistema, costos baixos per al manteniment rutinari regular i energia absolutament gratuïta. Això és important en el context de les tarifes de ràpid creixement per a qualsevol tipus d'energia.

Quines són les parts d'una bomba de calor?

Segons les característiques del disseny, tota la família de sistemes de calefacció amb "bombes de calor" es divideix en tres components principals:

• Contorn exterior. Aquest disseny es col·loca ja sigui en embassaments o directament en el gruix de la terra i serveix per recollir la calor natural de les entranyes de la terra.
• La bomba de calor en si. Aquest equip funciona en el principi oposat d'una nevera domèstica convencional i transfereix la calor acumulada per la terra o l'aigua de l'exposició prèvia a l'energia solar a l'habitació.
• Contorn interior. Es tracta d'un sistema clàssic de distribució de calor i aigua calenta dins de la llar.

Circuit de calefacció exterior de la bomba de calor

L'element principal del circuit extern d'aquests sistemes és l'intercanviador de calor. Es munta a partir de canonades de plàstic situades d'una manera especial en el gruix de la terra o dipòsit. Les canonades es poden col·locar en un mètode vertical, horitzontal o "d'aigua". L'elecció del mètode de col·locació es determina individualment per a cada sistema, ja que hi ha certes restriccions. Dins de les canonades hi ha un refrigerant - anticongelant. Té un punt de congelació baix. Normalment s'utilitza propilenglicol o alcohol etílic per a aquests propòsits.

• La col·locació de canonades horitzontals s'acostuma a fer en presència d'una gran parcel·la personal, ja que no hi hauria d'haver cap edifici per sobre de les canonades. Les canonades es col·loquen a profunditats individuals per a cada regió. Per tant, per a Sibèria, aquest valor és d'1,8 metres. Les rases de canonades es col·loquen al llarg d'una línia sinuosa.
• El mètode vertical de col·locació de canonades requereix grans costos laborals i financers, ja que implica perforar pous profunds. Els pous poden tenir fins a 100 metres de profunditat. Però, d'altra banda, aquests sistemes es poden instal·lar fins i tot en una petita parcel·la personal.
• S'ha de triar el mètode d'aigua per col·locar canonades si hi ha un llac o un riu a prop. Les canonades es col·loquen a l'aigua per sota del nivell de congelació hivernal. Aquest és el mètode més barat per col·locar canonades, ja que redueix significativament la longitud del contorn exterior. La profunditat i la longitud de la col·locació de la canonada es calculen individualment en funció de la regió. A l'hivern, l'aigua dels embassaments només es congela a la superfície i, a les profunditats de l'embassament, la seva temperatura es manté positiva.Tanmateix, aquesta afirmació no és certa per a tots els embassaments: els petits llacs i rierols poden congelar-se fins al fons durant un hivern dur. A més, aquesta canonada es pot danyar durant la deriva del gel de primavera. Planteja preguntes i l'actitud de les organitzacions reguladores davant la col·locació de canonades amb anticongelant al territori dels embassaments.

Característiques tècniques del dispositiu de bomba de calor

Aquestes estructures es compren, per regla general, "muntatge" i consten dels components següents:

• caldera,
• Unitat de bombeig de circuit extern,
• Unitat de bombeig per al circuit intern de distribució de calor,
• Sistema de control automàtic.

La pròpia bomba de calor té l'aspecte d'una gran caldera de gas, connectada a quatre tubs:

• Entrada i sortida del circuit extern
• Al subministrament i retorn del sistema de calefacció.

Aquesta instal·lació, malgrat el seu propòsit sòlid, té una mida bastant compacta i s'assembla a una nevera domèstica normal en aspecte i nivell de soroll. Aquest disseny es pot instal·lar a qualsevol safareig del vostre edifici, no hi ha requisits d'enginyeria especials per a això.

Una bomba de calor pot funcionar com a font de calor per a un sistema de calefacció o aigua calenta, o pot produir fred per a la climatització. Rep al voltant del 80 per cent de l'energia que necessita per funcionar d'energia renovable externa emmagatzemada al sòl o a la columna d'aigua.

Com és el circuit intern de la bomba de calor

El control intern d'aquests sistemes és força tradicional. Es poden escalfar habitacions o, per contra, refredar-les, amb un refrigerant d'aigua o dispositius especials: unitats de fan coil, que recorden un aire condicionat millorat.

En aquests sistemes, no s'utilitzen radiadors de calefacció tradicionals, ja que la temperatura màxima del refrigerant no supera els 55 graus centígrads.

La instal·lació d'unitats de fan coil és la més preferida, ja que poden funcionar de manera més eficient tant en el mode d'escalfament del ventilador als hiverns freds com en el mode de refrigeració d'aire condicionat als estius calorosos. A l'estiu, la temperatura de l'aire que surt del ventilador pot assolir un valor mínim de 7 graus, que sens dubte serà suficient per refredar la casa de manera eficaç.

Avantatges evidents d'instal·lar una bomba de calor per escalfar una casa privada

Tingueu en compte els principals avantatges d'aquests sistemes:

• En primer lloc, són molt econòmics. Els càlculs mostren que els costos de calefacció quan s'utilitza aquest sistema es redueixen set vegades. El sistema requereix electricitat per al seu funcionament, però només 1 quilowatt d'electricitat us donarà entre 4 i 7 quilowatts d'energia tèrmica, dels quals fins al 85 per cent se us donarà de manera absolutament gratuïta. Al mateix temps, el sistema pot escalfar l'habitació i refredar-la amb la mateixa eficàcia.
• Aquests sistemes tenen uns costos operatius molt baixos. Només hauràs de pagar una petita quantitat d'energia elèctrica gastada.
• No cal córrer per les autoritats, coordinant la connexió de la casa a les principals línies de subministrament de calor, a la xarxa de gas. No us haureu de preocupar per les erupcions i les fuites d'aquestes vies.
• L'únic inconvenient d'aquest sistema és el cost de la seva instal·lació. Tanmateix, podeu estimar fàcilment quants anys pot pagar el sistema instal·lat per la seva compra i instal·lació.

És rendible instal·lar una bomba de calor en condicions modernes (vídeo):

Instal·lació de peces del sistema de bomba de calor

Després d'estudiar el procediment per instal·lar sistemes de calefacció i aire condicionat basats en bombes de calor, podeu dur a terme aquest procés fàcilment. En tot cas, disposant dels coneixements necessaris, podrà comprovar correctament l'evolució d'aquests treballs per part de tercers.

En l'etapa inicial, es calcula la potència requerida del sistema. Per fer-ho, s'avalua la pèrdua potencial de calor de l'edifici.

A continuació, es selecciona la configuració del sistema necessària: es calculen la longitud i la profunditat necessàries del circuit extern, la potència de la "bomba de calor" i el volum i la ubicació dels dispositius de calefacció i refrigeració del circuit intern.

En la següent etapa, els pous es foren sota el contorn exterior del sistema de calefacció i refrigeració.

perforació de pous

Als pous perforats s'instal·len sondes geotèrmiques prefabricades especials.

sensors geotèrmics (aparença)

baixant el sensor al pou

El circuit exterior del sistema està connectat a un col·lector situat a l'interior de l'edifici. Paral·lelament, es fabrica i s'instal·la el col·lector del propi circuit extern.

connexió del col·lector 1

connexió del col·lector 2

rasa per a sistema de calefacció

col·lector de circuits externs

El sistema de calefacció i refrigeració està calculat i dissenyat. Immediatament després del càlcul, s'instal·la: s'està construint un sistema de calefacció per terra radiant o ventiladors combinats. Quan s'utilitzen unitats de fan coil, s'instal·len conductes de ventilació fins a la seva ubicació.

fakenol del sòl

faknoll penjant

col·lector de calefacció per terra

col·lector del sistema de calefacció

instal·lació del col·lector

Tot el sistema està connectat en un únic tot.Després de la recollida, tot el sistema s'omple de fluids de treball i es realitza una connexió de prova.

equip complet de calefacció

Durant un temps, el sistema construït s'executa en diferents modes de funcionament. Depenent dels indicadors assolits, es duu a terme un ajust i una sintonització fina.

A causa de la complexitat tecnològica de l'ajust, els indicadors de control es prenen del sistema mensualment durant un any. En el futur, el sistema, per regla general, comença a funcionar en un cicle anual i no requereix controls tan freqüents.

Diverses organitzacions que instal·len sistemes de calefacció i refrigeració mitjançant "bombes de calor" ofereixen serveis d'ajust remot i configuració dels paràmetres del sistema. En aquest cas, no és necessària la presència física de l'instal·lador a casa teva.

Encara no entens com una bomba de calor pot escalfar casa teva? Mira el vídeo tutorial

Tipus de bombes de calor segons el tipus de sistema (vídeo)

Hi ha diversos tipus de sistemes de bomba de calor, us suggerim que us familiaritzeu amb les característiques de cada tipus individual, tots els avantatges i els contres es mostren al vídeo. Esperem que, després de veure-ho, decidiu per vosaltres mateixos quin tipus s'aplica millor al vostre cas!

aigua-aigua

Aire a aigua

Aire a aire

aigua subterrània

És possible fer una bomba de calor amb les teves pròpies mans?

Si et sents prou fort en tu mateix per crear quelcom grandiós, pots començar construint un sistema de calefacció autònom independent per a la teva llar. El procés de creació d'una bomba de calor a partir d'un vell aire condicionat es descriu detalladament en aquest vídeo, si seguiu tots els seus consells, segur que ho aconseguireu i estalviareu molts diners, molta sort amb la construcció!

Després de la instal·lació: escriviu-nos sobre el vostre resultat, estarem encantats de saber quant heu estalviat després d'instal·lar la bomba de calor. Amb els teus consells, ajudaràs aquells que estan a punt d'incorporar-se a la part progressista de la humanitat!