Bomba de calor para calefacción doméstica: tipos, eficiencia, costo de instalación.

Los sistemas de calefacción autónomos son lo que hace que una casa de campo sea una verdadera "fortaleza". Al instalar un diseño confiable y energéticamente eficiente, se librará de los dictados de los monopolios y podrá regular el clima de su hogar como mejor le parezca. Hay muchos diseños de sistemas de calefacción autónomos. Se dividen en tipos según la fuente de energía térmica. Puede ser combustible sólido, electricidad, suministro de gas o energía solar. Recientemente, ha aparecido una nueva innovación en este mercado: una bomba de calor que utiliza la temperatura estable del interior de la tierra para calentar una casa.

Bomba de calor de una casa privada - diagrama seccional general

El principio de funcionamiento de una bomba de calor para calentar una casa privada: explicamos con los dedos

Si descartamos todos los puntos técnicos, podemos darte un ejemplo que te ayudará de una vez por todas a comprender cómo una bomba de calor puede calentar tu hogar, gastando una cantidad de electricidad tan insignificante. Imagine que en el sistema de calefacción de su casa privada: radiadores de batería, tuberías (circuito interno): se vierten 100 litros de agua fría con una temperatura de 2 grados centígrados. Está colocando un tubo de plástico muy largo a unos 2 metros bajo tierra, con una vida útil de hasta 100 años (contorno exterior). Aproximadamente 1000 litros de fluido de trabajo se colocan en una tubería subterránea. El sol calienta nuestro planeta durante todo el año y calienta sus entrañas a una temperatura de +7 +8 grados centígrados. En total, tenemos 1000 litros de líquido con una temperatura de +7,5 grados. Ahora entra en juego la propia caldera térmica que, como un exprimidor, extrae 7,5 grados de cada litro de fluido de trabajo, escribamos la fórmula: 1000l. x 7,5 = 7500 grados de energía pura. Esta energía limpia se transfiere al agua en el propio sistema de calefacción, como resultado obtenemos 100 litros de agua con una temperatura de 7500/100 = 75 grados, no está mal, ¿verdad? Todos los principales costos de energía se gastan en dos bombas que bombean el fluido de trabajo a través de los sistemas de los circuitos externo (subterráneo) e interno (doméstico) y el compresor que genera presión. Resulta que los principales caballos de batalla son las bombas, de ahí el nombre del sistema en sí: "Bomba de calor".

Pero, ¿cómo logra este “Caldero Milagroso” tomar energía y concentrarla a una temperatura mucho más alta? Es muy simple, ¿alguna vez te has preguntado cómo funciona tu refrigerador o aire acondicionado? Tal vez el aire acondicionado sea un misterio para ti, pero funciona y el sistema de calefacción del hogar con bomba de calor funcionará igual, es como un refrigerador al revés. Esquemáticamente, esto se puede representar de la siguiente manera:

El uso de bombas de calor solo está cobrando impulso en Rusia. Esta información recién comienza a difundirse en el entorno profesional de la construcción. Además, la información sobre estos sistemas aún es poco conocida por los consumidores rusos. Sin embargo, esta innovación ya se ha generalizado y durante unos treinta años, estas estructuras se han utilizado para calentar casas privadas. Una ventaja particular de estas estructuras es el hecho de que utilizan fuentes de energía renovables. Este enfoque implica costos únicos para la compra e instalación del sistema, costos bajos para el mantenimiento de rutina regular y energía absolutamente gratuita. Esto es importante en el contexto de tarifas en rápido crecimiento para cualquier tipo de energía.

¿Cuáles son las partes de una bomba de calor?

Según las características de diseño, toda la familia de sistemas de calefacción con "bombas de calor" se divide en tres componentes principales:

• Contorno exterior. Este diseño se coloca ya sea en depósitos o directamente en el espesor de la tierra y sirve para recoger el calor natural de las entrañas de la tierra.
• La propia bomba de calor. Este equipo funciona según el principio opuesto al de un frigorífico doméstico convencional y transfiere a la habitación el calor acumulado por la tierra o el agua de la exposición previa a la energía solar.
• Contorno interior. Es un sistema clásico de distribución de calor y agua caliente en el interior de la vivienda.

Circuito de calefacción externo de la bomba de calor

El elemento principal del circuito externo de tales sistemas es el intercambiador de calor. Se monta a partir de tubos de plástico ubicados de manera especial en el espesor de la tierra o embalse. Las tuberías se pueden colocar en un método vertical, horizontal o de "agua". La elección del método de colocación se determina individualmente para cada sistema, ya que existen ciertas restricciones. Dentro de las tuberías hay un refrigerante - anticongelante. Tiene un punto de congelación bajo. Por lo general, se utiliza propilenglicol o alcohol etílico para estos fines.

• Por lo general, se recurre a la colocación de tuberías horizontales en presencia de una gran parcela personal, ya que no debe haber edificios sobre las tuberías. Las tuberías se colocan a profundidades individuales para cada región. Entonces, para Siberia, este valor es de 1,8 metros. Las zanjas de tubería se colocan a lo largo de una línea sinuosa.
• El método vertical de colocación de tuberías requiere grandes costos de mano de obra y financieros, ya que implica la perforación de pozos profundos. Los pozos pueden tener hasta 100 metros de profundidad. Pero, por otro lado, dichos sistemas se pueden instalar incluso en una pequeña parcela personal.
• El método de agua para colocar tuberías debe elegirse si hay un lago o río cerca. Las tuberías se colocan en agua por debajo del nivel de congelación invernal. Este es el método más económico para colocar tuberías, ya que reduce significativamente la longitud del contorno exterior. La profundidad y la longitud de la colocación de la tubería se calculan individualmente según la región. En invierno, el agua en los embalses se congela solo en la superficie, y en las profundidades del embalse su temperatura permanece positiva.Sin embargo, esta afirmación no es cierta para todos los embalses: los lagos pequeños y los riachuelos pueden congelarse hasta el fondo durante un invierno riguroso. Además, dicha tubería puede dañarse durante la deriva de hielo primaveral. Plantea dudas y la actitud de las organizaciones reguladoras a la colocación de tuberías con anticongelante en el territorio de los embalses.

Características técnicas del dispositivo de bomba de calor.

Dichas estructuras se compran, por regla general, "ensamblaje" y constan de los siguientes componentes:

• caldera,
• Unidad de bombeo del circuito externo,
• Unidad de bombeo para el circuito interno de distribución de calor,
• Sistema de control automático.

La propia bomba de calor tiene el aspecto de una gran caldera de gas, conectada a cuatro tubos:

• Entrada y salida del circuito externo
• Al suministro y retorno del sistema de calefacción.

Tal instalación, a pesar de su propósito sólido, tiene un tamaño bastante compacto y se parece a un refrigerador doméstico común en apariencia y nivel de ruido. Este diseño se puede instalar en cualquier cuarto de servicio de su edificio, no hay requisitos de ingeniería especiales para ello.

Una bomba de calor puede funcionar como fuente de calor para un sistema de calefacción o agua caliente, o puede producir frío para el aire acondicionado. Recibe alrededor del 80 por ciento de la energía que necesita para operar de energía renovable externa almacenada en el suelo o en la columna de agua.

¿Cómo es el circuito interno de la bomba de calor?

El control interno de tales sistemas es bastante tradicional. Calentar habitaciones o, por el contrario, enfriarlas puede calentarse por pisos con un refrigerante de agua o dispositivos especiales: unidades de fancoil, que recuerdan a un acondicionador de aire mejorado.

En tales sistemas, no se utilizan radiadores de calefacción tradicionales, ya que la temperatura máxima del refrigerante no supera los 55 grados centígrados.

La instalación de unidades fancoil es más preferible, ya que pueden funcionar de manera más eficiente tanto en el modo de calentador de ventilador en inviernos fríos como en el modo de aire acondicionado de refrigeración en veranos calurosos. En verano, la temperatura del aire procedente del ventilador puede alcanzar un valor mínimo de 7 grados, lo que sin duda será suficiente para refrescar eficazmente la casa.

Ventajas obvias de instalar una bomba de calor para calentar una casa privada.

Considere las principales ventajas de tales sistemas:

• En primer lugar, son extremadamente económicos. Los cálculos muestran que los costos de calefacción cuando se usa un sistema de este tipo se reducen siete veces. El sistema requiere electricidad para su funcionamiento, pero solo 1 kilovatio de electricidad le proporcionará de 4 a 7 kilovatios de energía térmica, de los cuales hasta el 85 por ciento se le proporcionará de forma totalmente gratuita. Al mismo tiempo, el sistema puede calentar y enfriar la habitación con la misma eficacia.
• Estos sistemas tienen costos operativos muy bajos. Solo tendrás que pagar por una pequeña cantidad de energía eléctrica gastada.
• No tiene que correr alrededor de las autoridades, coordinando la conexión de la casa a las líneas principales de suministro de calor, a la red de gas. No tendrás que preocuparte por roturas y fugas en estas pistas.
• El único inconveniente de dicho sistema es el costo de su instalación. Sin embargo, puede estimar fácilmente cuántos años puede pagar el sistema instalado por su compra e instalación.

¿Es rentable instalar una bomba de calor en condiciones modernas (video):

Instalación de partes del sistema de bomba de calor.

Habiendo estudiado el procedimiento para instalar sistemas de calefacción y aire acondicionado basados ​​​​en bombas de calor, puede realizar este proceso usted mismo fácilmente. En cualquier caso, disponiendo de los conocimientos necesarios, podrá comprobar correctamente el progreso de dichos trabajos por parte de terceros.

En la etapa inicial, se calcula la potencia requerida del sistema. Para ello, se evalúa la pérdida potencial de calor del edificio.

A continuación, se selecciona la configuración requerida del sistema: se calculan la longitud y la profundidad requeridas del circuito externo, la potencia de la "bomba de calor" y el volumen y la ubicación de los dispositivos de calefacción y refrigeración del circuito interno.

En la siguiente etapa, se perforan pozos bajo el contorno exterior del sistema de calefacción y refrigeración.

perforación de pozos

Se instalan sondas geotérmicas prefabricadas especiales en los pozos perforados.

sensores geotérmicos (apariencia)

bajando el sensor en el pozo

El circuito externo del sistema está conectado a un colector ubicado en el interior del edificio. Paralelamente se fabrica e instala el colector del propio circuito exterior.

conexión múltiple 1

conexión múltiple 2

zanja para sistema de calefacción

colector de circuito externo

El sistema de calefacción y refrigeración está calculado y diseñado. Inmediatamente después del cálculo, se instala: se está construyendo un sistema de calefacción por suelo radiante o ventiladores combinados. Cuando se utilizan unidades fancoil, se instalan conductos de ventilación hasta su ubicación.

falsonol de piso

colgante faknoll

colector de suelo radiante

colector del sistema de calefacción

instalación de colector

Todo el sistema está conectado en un todo único.Después de la recolección, todo el sistema se llena con fluidos de trabajo y se realiza una conexión de prueba.

equipo de calefacción completo

Durante algún tiempo, el sistema construido se ejecuta en varios modos de operación. Dependiendo de los indicadores logrados, se lleva a cabo un ajuste y ajuste fino.

Debido a la complejidad tecnológica del ajuste, los indicadores de control se toman del sistema mensualmente durante un año. En el futuro, el sistema, por regla general, comienza a funcionar en un ciclo anual y no requiere controles tan frecuentes.

Varias organizaciones que instalan sistemas de calefacción y refrigeración utilizando "bombas de calor" ofrecen servicios para el ajuste y configuración remotos de los parámetros del sistema. En este caso, no se requiere la presencia física del instalador en su domicilio.

¿Aún no entiendes cómo una bomba de calor puede calentar tu hogar? Mira el video tutorial

Tipos de bombas de calor según el tipo de sistema (video)

Hay varios tipos de sistemas de bomba de calor, le sugerimos que se familiarice con las características de cada tipo individual, todos los pros y los contras se muestran en el video. ¡Esperamos que después de verlo definitivamente decida por sí mismo qué tipo se aplica mejor en su caso!

agua agua

aire al agua

aire a aire

agua subterránea

¿Es posible hacer una bomba de calor con tus propias manos?

Si te sientes lo suficientemente fuerte como para crear algo grandioso, puedes comenzar construyendo un sistema de calefacción autónomo e independiente para tu hogar. El proceso de creación de una bomba de calor a partir de un aire acondicionado viejo se describe en detalle en este video, si sigue todos sus consejos, definitivamente tendrá éxito y ahorrará mucho dinero, ¡buena suerte con la construcción!

Después de la instalación, escríbanos sobre su resultado, nos complacerá saber cuánto ahorró después de instalar la bomba de calor. ¡Con tus consejos, ayudarás a aquellos que están a punto de unirse a la parte progresista de la humanidad!