Bomba de calor para aquecimento doméstico: tipos, eficiência, custo de instalação

Os sistemas de aquecimento autónomos são o que faz de uma casa de campo uma verdadeira "fortaleza". Ao instalar um design confiável e energeticamente eficiente, você se livrará dos ditames dos monopolistas e poderá regular o clima em sua casa como achar melhor. Existem muitos projetos de sistemas de aquecimento autônomos. Eles são divididos em tipos de acordo com a fonte de energia térmica. Pode ser combustível sólido, eletricidade, fornecimento de gás ou energia solar. Recentemente, uma nova inovação apareceu neste mercado - uma bomba de calor que usa a temperatura estável do interior da terra para aquecer uma casa.

Bomba de calor de uma casa particular - diagrama seccional geral

O princípio de operação de uma bomba de calor para aquecer uma casa particular: explicamos em nossos dedos

Se descartarmos todos os pontos técnicos, podemos dar um exemplo que o ajudará de uma vez por todas a entender como uma bomba de calor pode aquecer sua casa, gastando uma quantidade tão insignificante de eletricidade. Imagine que no sistema de aquecimento de sua casa particular: radiadores de bateria, tubos (circuito interno) - 100 litros de água fria com temperatura de 2 graus Celsius são derramados. Você está colocando um tubo de plástico muito longo a cerca de 2 metros de profundidade, com uma vida útil de até 100 anos (contorno externo). Aproximadamente 1000 litros de fluido de trabalho são colocados em uma tubulação subterrânea. O sol aquece nosso planeta durante todo o ano e aquece suas entranhas a uma temperatura de +7 +8 graus Celsius. No total, temos 1000 litros de líquido com uma temperatura de +7,5 graus. Agora entra em ação a própria caldeira térmica, que, como um espremedor, extrai 7,5 graus de cada litro de fluido de trabalho, vamos escrever a fórmula: 1000l. x 7,5 = 7500 graus de energia pura. Essa energia limpa é transferida para a água no próprio sistema de aquecimento, como resultado obtemos 100 litros de água com temperatura de 7500/100 = 75 graus, nada mal, certo? Todos os principais custos de energia são gastos em duas bombas que bombeiam o fluido de trabalho através dos sistemas dos circuitos externo (subterrâneo) e interno (casa) e o compressor que cria pressão. Acontece que os principais cavalos de trabalho são as bombas, daí o nome do próprio sistema - “Bomba de calor”.

Mas como esse “Caldeirão Milagroso” consegue pegar energia e concentrá-la a uma temperatura muito mais alta? É muito simples, você já se perguntou como funciona sua geladeira ou ar condicionado? Talvez o ar condicionado seja um mistério para você, mas funciona e o sistema de aquecimento doméstico com bomba de calor funcionará da mesma forma, é como uma geladeira ao contrário. Esquematicamente, isso pode ser representado da seguinte forma:

O uso de bombas de calor só está ganhando força na Rússia. Esta informação está apenas começando a se espalhar no ambiente profissional da construção. Além disso, as informações sobre esses sistemas ainda são pouco conhecidas pelos consumidores russos. No entanto, essa inovação já se espalhou e há cerca de trinta anos essas estruturas são usadas para aquecer residências particulares. Uma vantagem particular destas estruturas é o facto de utilizarem fontes de energia renováveis. Esta abordagem envolve custos únicos para a compra e instalação do sistema, baixos custos para manutenção de rotina regular e energia absolutamente gratuita. Isso é importante no contexto de tarifas em rápido crescimento para qualquer tipo de energia.

Quais são as partes de uma bomba de calor?

Com base nas características de design, toda a família de sistemas de aquecimento com "bombas de calor" é dividida em três componentes principais:

• Contorno externo. Este projeto é colocado em reservatórios ou diretamente na espessura da terra e serve para coletar o calor natural das entranhas da terra.
• A própria bomba de calor. Este equipamento funciona no princípio oposto de um refrigerador doméstico convencional e transfere para o ambiente o calor acumulado pela terra ou pela água da exposição anterior à energia solar.
• Contorno interno. Este é um sistema clássico de distribuição de calor e água quente dentro de casa.

Circuito de aquecimento externo da bomba de calor

O principal elemento do circuito externo de tais sistemas é o trocador de calor. É montado a partir de tubos de plástico localizados de maneira especial na espessura da terra ou reservatório. Os tubos podem ser colocados em um método vertical, horizontal ou "água". A escolha do método de assentamento é determinada individualmente para cada sistema, pois existem certas restrições. Dentro dos tubos há um refrigerante - anticongelante. Tem um ponto de congelamento baixo. Normalmente, propilenoglicol ou álcool etílico é usado para esses fins.

• A colocação de tubos horizontais geralmente é utilizada na presença de um grande terreno pessoal, pois não deve haver edifícios acima dos tubos. Os tubos são colocados em profundidades individuais para cada região. Então, para a Sibéria, esse valor é de 1,8 metros. As valas de tubos são colocadas ao longo de uma linha sinuosa.
• O método vertical de colocação de tubos exige grandes custos trabalhistas e financeiros, pois envolve a perfuração de poços profundos. Os poços podem ter até 100 metros de profundidade. Mas, por outro lado, esses sistemas podem ser instalados mesmo em um pequeno terreno pessoal.
• O método de colocação de tubos de água deve ser escolhido se houver um lago ou rio nas proximidades. Os tubos são colocados em água abaixo do nível de congelamento do inverno. Este é o método mais barato de colocação de tubos, pois reduz significativamente o comprimento do contorno externo. A profundidade e o comprimento da colocação da tubulação são calculados individualmente dependendo da região. No inverno, a água nos reservatórios congela apenas na superfície e nas profundezas do reservatório sua temperatura permanece positiva.No entanto, esta afirmação não é verdadeira para todos os reservatórios - pequenos lagos e riachos podem congelar no fundo durante um inverno rigoroso. Além disso, tal tubulação pode ser danificada durante a deriva do gelo da primavera. Levanta questões e a atitude das organizações reguladoras para a colocação de tubos com anticongelante no território dos reservatórios.

Características técnicas do dispositivo de bomba de calor

Tais estruturas são compradas, via de regra, "montadas" e consistem nos seguintes componentes:

• caldeira,
• Unidade de bombeamento de circuito externo,
• Unidade de bombeamento para o circuito interno de distribuição de calor,
• Sistema de controle automático.

A própria bomba de calor tem a aparência de uma grande caldeira a gás, conectada a quatro tubos:

• Entrada e saída do circuito externo
• Para o fornecimento e retorno do sistema de aquecimento.

Tal instalação, apesar de seu propósito sólido, tem um tamanho bastante compacto e se assemelha a uma geladeira doméstica comum em aparência e nível de ruído. Este projeto pode ser instalado em qualquer despensa de seu prédio, não há requisitos especiais de engenharia para isso.

Uma bomba de calor pode funcionar como fonte de calor para um sistema de aquecimento ou água quente, ou pode produzir frio para ar condicionado. Ele recebe cerca de 80% da energia necessária para operar a partir de energia renovável externa armazenada no solo ou na coluna de água.

Como é o circuito interno da bomba de calor

O controle interno de tais sistemas é bastante tradicional. Salas de aquecimento ou, inversamente, resfriá-las podem ser pisos aquecidos com refrigerante de água ou dispositivos especiais - unidades ventilo-convectoras, que lembram um ar condicionado aprimorado.

Nesses sistemas, os radiadores de aquecimento tradicionais não são usados, pois a temperatura máxima do refrigerante não excede 55 graus Celsius.

A instalação de unidades ventilo-convectoras é mais preferível, pois podem funcionar de forma mais eficiente tanto no modo de aquecimento do ventilador em invernos frios quanto no modo de refrigeração de ar condicionado em verões quentes. No verão, a temperatura do ar proveniente do ventilador pode atingir um valor mínimo de 7 graus, o que certamente será suficiente para resfriar efetivamente a casa.

Vantagens óbvias de instalar uma bomba de calor para aquecer uma casa particular

Considere as principais vantagens de tais sistemas:

• Em primeiro lugar, eles são extremamente econômicos. Os cálculos mostram que os custos de aquecimento ao usar esse sistema são reduzidos em sete vezes. O sistema requer eletricidade para seu funcionamento, mas apenas 1 quilowatt de eletricidade fornecerá de 4 a 7 quilowatts de energia térmica, dos quais até 85% serão fornecidos a você totalmente de graça. Ao mesmo tempo, o sistema pode aquecer e resfriar a sala de forma igualmente eficaz.
• Esses sistemas têm custos operacionais muito baixos. Você só terá que pagar por uma pequena quantidade de energia elétrica gasta.
• Você não precisa correr ao redor das autoridades, coordenando a conexão da casa às principais linhas de fornecimento de calor, à rede de gás. Você não terá que se preocupar com fugas e vazamentos nessas faixas.
• A única desvantagem de tal sistema é o custo de sua instalação. No entanto, você pode facilmente estimar quantos anos o sistema instalado pode pagar por sua compra e instalação.

É lucrativo instalar uma bomba de calor em condições modernas (vídeo):

Instalação de peças do sistema de bomba de calor

Tendo estudado o procedimento para a instalação de sistemas de aquecimento e ar condicionado baseados em bombas de calor, você mesmo pode realizar esse processo facilmente. Em qualquer caso, tendo o conhecimento necessário, você poderá verificar corretamente o andamento de tal trabalho por terceiros.

Na fase inicial, a potência necessária do sistema é calculada. Para fazer isso, a perda potencial de calor do edifício é avaliada.

Em seguida, a configuração do sistema necessária é selecionada: o comprimento e a profundidade necessários do circuito externo, a potência da "bomba de calor" e o volume e a localização dos dispositivos de aquecimento e resfriamento do circuito interno são calculados.

Na próxima etapa, os poços são perfurados sob o contorno externo do sistema de aquecimento e resfriamento.

perfuração de poços

Sondas geotérmicas especiais e pré-fabricadas são instaladas nos poços perfurados.

sensores geotérmicos (aparência)

abaixando o sensor no poço

O circuito externo do sistema é conectado a um coletor localizado no interior do edifício. Em paralelo, é fabricado e instalado o coletor do próprio circuito externo.

conexão do coletor 1

conexão do coletor 2

vala para sistema de aquecimento

coletor de circuito externo

O sistema de aquecimento e resfriamento é calculado e projetado. Imediatamente após o cálculo, é instalado: um sistema de piso radiante ou ventiladores combinados está sendo construído. Ao usar unidades ventilo-convectoras, os dutos de ventilação são instalados até o local.

chão fakenol

pendurado faknoll

coletor de aquecimento de piso

coletor do sistema de aquecimento

instalação de coletor

Todo o sistema está conectado em um único todo.Após a coleta, todo o sistema é preenchido com fluidos de trabalho e uma conexão de teste é feita.

equipamento de aquecimento completo

Por algum tempo, o sistema construído é executado em vários modos de operação. Dependendo dos indicadores alcançados, o ajuste fino e o ajuste são realizados.

Devido à complexidade tecnológica do ajuste, os indicadores de controle são retirados do sistema mensalmente durante um ano. No futuro, o sistema, como regra, começa a funcionar em um ciclo anual e não requer verificações tão frequentes.

Várias organizações que instalam sistemas de aquecimento e resfriamento usando "bombas de calor" oferecem serviços para ajuste remoto e configuração dos parâmetros do sistema. Neste caso, não é necessária a presença física do instalador em sua casa.

Ainda não entende como uma bomba de calor pode aquecer a sua casa? Assista ao vídeo tutorial

Tipos de bombas de calor dependendo do tipo de sistema (vídeo)

Existem vários tipos de sistemas de bomba de calor, sugerimos que você se familiarize com os recursos de cada tipo individual, todos os prós e contras são exibidos no vídeo. Esperamos que depois de ver você definitivamente decida por si mesmo qual tipo é melhor aplicável ao seu caso!

água Água

Ar para água

Ar para ar

lençóis freáticos

É possível fazer uma bomba de calor com as próprias mãos?

Se você se sente forte o suficiente para criar algo grandioso, pode começar construindo um sistema de aquecimento autônomo independente para sua casa. O processo de criação de uma bomba de calor a partir de um ar condicionado antigo é descrito em detalhes neste vídeo, se você seguir todos os seus conselhos, você definitivamente terá sucesso e economizará muito dinheiro, boa sorte com a construção!

Após a instalação - escreva-nos sobre o seu resultado, teremos o prazer de saber quanto você economizou após a instalação da bomba de calor. Com seus conselhos, você ajudará aqueles que estão prestes a se juntar à parte progressiva da humanidade!