Pompa di calore per il riscaldamento domestico: tipologie, efficienza, costo di installazione

I sistemi di riscaldamento autonomi sono ciò che rende una casa di campagna veramente una "fortezza". Installando un design affidabile ed efficiente dal punto di vista energetico, ti libererai dei dettami dei monopolisti e sarai in grado di regolare il clima della tua casa come meglio credi. Ci sono molti progetti di sistemi di riscaldamento autonomi. Sono suddivisi in tipologie in base alla fonte di energia termica. Può essere combustibile solido, elettricità, fornitura di gas o energia solare. Di recente, su questo mercato è apparsa una nuova innovazione: una pompa di calore che utilizza la temperatura stabile dell'interno della terra per riscaldare una casa.

Pompa di calore di una casa privata - schema in sezione generale

Il principio di funzionamento di una pompa di calore per il riscaldamento di una casa privata: spieghiamo con le dita

Se scartiamo tutti i punti tecnici, possiamo darti un esempio che una volta per tutte ti aiuterà a capire come una pompa di calore può riscaldare la tua casa, spendendo una quantità di elettricità così irrisoria. Immagina che nel sistema di riscaldamento della tua casa privata: radiatori della batteria, tubi (circuito interno) - vengano versati 100 litri di acqua fredda con una temperatura di 2 gradi Celsius. Stai posando un tubo di plastica molto lungo circa 2 metri sottoterra, con una vita utile fino a 100 anni (contorno esterno). Circa 1000 litri di fluido di lavoro sono posti in un tubo sotterraneo. Il sole riscalda il nostro pianeta tutto l'anno e riscalda le sue viscere fino a una temperatura di +7+8 gradi Celsius. In totale abbiamo 1000 litri di liquido con una temperatura di +7,5 gradi. Ora entra in gioco la stessa caldaia termica, che, come uno spremiagrumi, assorbe 7,5 gradi da ogni litro di fluido di lavoro, scriviamo la formula: 1000l. x 7,5 = 7500 gradi di pura energia. Questa energia pulita viene trasferita all'acqua nell'impianto di riscaldamento stesso, di conseguenza otteniamo 100 litri di acqua con una temperatura di 7500/100 = 75 gradi, non male, giusto? Tutti i principali costi energetici vengono spesi in due pompe che pompano il fluido di lavoro attraverso i sistemi dei circuiti esterno (sotterraneo) e interno (casa) e il compressore che crea pressione. Si scopre che i principali cavalli di battaglia sono le pompe, da cui il nome del sistema stesso: "Pompa di calore".

Ma come fa questo “Miracle Cauldron” a prendere energia e concentrarla a una temperatura molto più alta? È molto semplice, ti sei mai chiesto come funziona il tuo frigorifero o condizionatore? Forse il condizionatore d'aria è un mistero per te, ma funziona e il sistema di riscaldamento domestico con pompa di calore funzionerà lo stesso, è come un frigorifero al contrario. Schematicamente, questo può essere rappresentato come segue:

L'uso delle pompe di calore sta guadagnando slancio solo in Russia. Queste informazioni stanno appena iniziando a diffondersi nell'ambiente edile professionale. Inoltre, le informazioni su questi sistemi sono ancora poco note ai consumatori russi. Tuttavia, questa innovazione si è già diffusa e da circa trent'anni tali strutture vengono utilizzate per riscaldare abitazioni private. Un particolare vantaggio di queste strutture è il fatto che utilizzano fonti di energia rinnovabile. Questo approccio comporta costi una tantum per l'acquisto e l'installazione del sistema, bassi costi per la regolare manutenzione ordinaria ed energia assolutamente gratuita. Questo è importante nel contesto di tariffe in rapida crescita per qualsiasi tipo di energia.

Quali sono le parti di una pompa di calore?

In base alle caratteristiche progettuali, l'intera famiglia dei sistemi di riscaldamento con "pompe di calore" si divide in tre componenti principali:

• Contorno esterno. Questo disegno è collocato in serbatoi o direttamente nello spessore della terra e serve a raccogliere il calore naturale delle viscere della terra.
• La pompa di calore stessa. Questa apparecchiatura funziona secondo il principio opposto di un frigorifero domestico convenzionale e trasferisce nella stanza il calore accumulato dalla terra o dall'acqua dalla precedente esposizione all'energia solare.
• Contorno interno. Si tratta di un classico sistema di distribuzione del calore e dell'acqua calda all'interno della casa.

Circuito di riscaldamento esterno della pompa di calore

L'elemento principale del circuito esterno di tali sistemi è lo scambiatore di calore. È montato da tubi di plastica situati in modo speciale nello spessore della terra o del serbatoio. I tubi possono essere posati in verticale, orizzontale o "ad acqua". La scelta del metodo di posa è determinata individualmente per ciascun sistema, poiché esistono alcune restrizioni. All'interno dei tubi c'è un liquido di raffreddamento - antigelo. Ha un punto di congelamento basso. Di solito per questi scopi viene utilizzato glicole propilenico o alcol etilico.

• La posa orizzontale dei tubi viene solitamente utilizzata in presenza di un grande appezzamento personale, poiché non dovrebbero esserci edifici sopra i tubi. I tubi sono posizionati a profondità individuali per ciascuna regione. Quindi, per la Siberia, questo valore è di 1,8 metri. Le trincee dei tubi sono posate lungo una linea tortuosa.
• Il metodo verticale di posizionamento dei tubi richiede ingenti costi di manodopera e finanziari, poiché prevede la perforazione di pozzi profondi. I pozzi possono essere profondi fino a 100 metri. Ma d'altra parte, tali sistemi possono essere installati anche su un piccolo appezzamento personale.
• Il metodo dell'acqua per la posa dei tubi dovrebbe essere scelto se c'è un lago o un fiume nelle vicinanze. I tubi sono posti in acqua al di sotto del livello di congelamento invernale. Questo è il metodo più economico per posizionare i tubi, poiché riduce significativamente la lunghezza del contorno esterno. La profondità e la lunghezza del posizionamento della condotta vengono calcolate individualmente a seconda della regione. In inverno, l'acqua nei serbatoi si congela solo in superficie e nelle profondità del serbatoio la sua temperatura rimane positiva.Tuttavia, questa affermazione non è vera per tutti i bacini idrici: piccoli laghi e rivoli possono congelare sul fondo durante un rigido inverno. Inoltre, una tale conduttura potrebbe essere danneggiata durante la deriva del ghiaccio primaverile. Solleva domande e l'atteggiamento delle organizzazioni di regolamentazione sul posizionamento di tubi con antigelo sul territorio dei bacini idrici.

Caratteristiche tecniche del dispositivo a pompa di calore

Tali strutture vengono acquistate, di regola, "montaggio" e sono costituite dai seguenti componenti:

• caldaia,
• Gruppo pompante circuito esterno,
• Gruppo di pompaggio per il circuito interno di distribuzione del calore,
• Sistema di controllo automatico.

La pompa di calore stessa ha l'aspetto di una grande caldaia a gas, collegata a quattro tubi:

• Ingresso e uscita del circuito esterno
• Alla mandata e ritorno dell'impianto di riscaldamento.

Tale installazione, nonostante il suo solido scopo, ha dimensioni abbastanza compatte e assomiglia a un normale frigorifero domestico nell'aspetto e nel livello di rumore. Questo design può essere installato in qualsiasi ripostiglio del tuo edificio, non ci sono requisiti ingegneristici speciali per questo.

Una pompa di calore può funzionare come fonte di calore per un impianto di riscaldamento o acqua calda, oppure può produrre freddo per l'aria condizionata. Riceve circa l'80% dell'energia necessaria per funzionare da energia rinnovabile esterna immagazzinata nel terreno o nella colonna d'acqua.

Com'è il circuito interno della pompa di calore

Il controllo interno di tali sistemi è abbastanza tradizionale. Gli ambienti di riscaldamento o, al contrario, il loro raffreddamento possono essere pavimenti riscaldati con un liquido di raffreddamento ad acqua o dispositivi speciali - ventilconvettori, che ricordano un condizionatore d'aria migliorato.

In tali sistemi non vengono utilizzati i tradizionali radiatori di riscaldamento, poiché la temperatura massima del liquido di raffreddamento non supera i 55 gradi Celsius.

L'installazione di ventilconvettori è preferibile, in quanto possono funzionare in modo più efficiente sia in modalità termoventilatore negli inverni freddi che in modalità condizionatore d'aria di raffreddamento nelle estati calde. In estate la temperatura dell'aria proveniente dal ventilatore può raggiungere un valore minimo di 7 gradi, che saranno sicuramente sufficienti per rinfrescare efficacemente la casa.

Vantaggi evidenti dell'installazione di una pompa di calore per il riscaldamento di una casa privata

Considera i principali vantaggi di tali sistemi:

• Innanzitutto sono estremamente economici. I calcoli mostrano che i costi di riscaldamento quando si utilizza un tale sistema sono ridotti di sette volte. Il sistema richiede elettricità per il suo funzionamento, ma solo 1 kilowatt di elettricità ti darà 4-7 kilowatt di energia termica, di cui fino all'85 percento ti sarà dato in modo assolutamente gratuito. Allo stesso tempo, il sistema può riscaldare la stanza e raffreddarla in modo altrettanto efficace.
• Questi sistemi hanno costi di gestione molto bassi. Dovrai pagare solo una piccola quantità di energia elettrica spesa.
• Non devi correre intorno alle autorità, coordinando il collegamento della casa alle principali linee di alimentazione del calore, alla rete del gas. Non dovrai preoccuparti di sblocchi e perdite su queste tracce.
• L'unico inconveniente di un tale sistema è il costo della sua installazione. Tuttavia, puoi facilmente stimare quanti anni il sistema installato può pagare per l'acquisto e l'installazione.

È redditizio installare una pompa di calore in condizioni moderne (video):

Installazione di parti del sistema a pompa di calore

Dopo aver studiato la procedura per l'installazione di sistemi di riscaldamento e condizionamento basati su pompe di calore, puoi facilmente eseguire questo processo da solo. In ogni caso, avendo le necessarie conoscenze, potrai controllare correttamente lo stato di avanzamento di tali lavori da parte di terzi.

Nella fase iniziale, viene calcolata la potenza richiesta del sistema. Per fare ciò, viene valutata la potenziale perdita di calore dell'edificio.

Successivamente, viene selezionata la configurazione del sistema richiesta: vengono calcolate la lunghezza e la profondità richieste del circuito esterno, la potenza della "pompa di calore" e il volume e l'ubicazione dei dispositivi di riscaldamento e raffreddamento del circuito interno.

Nella fase successiva, i pozzi vengono perforati sotto il contorno esterno del sistema di riscaldamento e raffreddamento.

perforazione di pozzi

Nei pozzi perforati sono installate speciali sonde geotermiche prefabbricate.

sensori geotermici (aspetto)

abbassando il sensore nel pozzo

Il circuito esterno dell'impianto è collegato ad un collettore posto all'interno dell'edificio. Parallelamente, viene prodotto e installato il collettore del circuito esterno stesso.

collegamento collettore 1

collegamento collettore 2

fossato per impianto di riscaldamento

collettore del circuito esterno

L'impianto di riscaldamento e raffrescamento è calcolato e progettato. Immediatamente dopo il calcolo, viene installato: è in costruzione un sistema di riscaldamento a pavimento o ventilatori combinati. Quando si utilizzano ventilconvettori, i condotti di ventilazione vengono installati fino alla loro posizione.

finto pavimento

faknoll appeso

collettore di riscaldamento a pavimento

collettore impianto di riscaldamento

installazione del collettore

L'intero sistema è connesso in un unico insieme.Dopo la raccolta, l'intero sistema viene riempito con fluidi di lavoro e viene eseguita una connessione di prova.

impianto di riscaldamento completo

Per qualche tempo, il sistema costruito viene eseguito in varie modalità operative. A seconda degli indicatori raggiunti, viene eseguita la regolazione fine e la messa a punto.

A causa della complessità tecnologica della regolazione, gli indicatori di controllo vengono prelevati dal sistema mensilmente per un anno. In futuro, il sistema, di regola, inizia a funzionare su un ciclo annuale e non richiede controlli così frequenti.

Numerose organizzazioni che installano sistemi di riscaldamento e raffrescamento utilizzando "pompe di calore" offrono servizi per la regolazione e la configurazione a distanza dei parametri di sistema. In questo caso non è richiesta la presenza fisica dell'installatore nella vostra abitazione.

Ancora non capisci come una pompa di calore possa riscaldare la tua casa? Guarda il video tutorial

Tipi di pompe di calore a seconda del tipo di impianto (video)

Esistono diversi tipi di sistemi a pompa di calore, ti suggeriamo di familiarizzare con le caratteristiche di ogni singolo tipo, tutti i pro e i contro vengono visualizzati nel video. Ci auguriamo che dopo la visualizzazione deciderai definitivamente quale tipo è meglio applicabile nel tuo caso!

acqua-acqua

Aria ad acqua

Aria per aria

acque sotterranee

È possibile realizzare una pompa di calore con le proprie mani?

Se ti senti abbastanza forte in te stesso per creare qualcosa di grandioso, puoi iniziare costruendo un sistema di riscaldamento autonomo e autonomo per la tua casa. Il processo di creazione di una pompa di calore da un vecchio condizionatore d'aria è descritto in dettaglio in questo video, se segui tutti i suoi consigli, ci riuscirai sicuramente e risparmierai un sacco di soldi, buona fortuna con la costruzione!

Dopo l'installazione - scrivici il tuo risultato, saremo lieti di sapere quanto hai risparmiato dopo aver installato la pompa di calore. Con i tuoi consigli, aiuterai coloro che stanno per entrare a far parte della parte progressista dell'umanità!