Com es fa una bomba de calor amb les seves pròpies mans

Una bomba de calor és una cosa interessant, però cara. El cost aproximat dels equips + dispositius de circuits externs oscil·la entre els 300 i els 1.000 dòlars per 1 kW de potència. Conegut el "maneig" del poble rus, és fàcil suposar que més d'una bomba de calor feta a mà funciona a la immensitat de la nostra àmplia i diversa pàtria. Molt sovint, hi ha dispositius casolans fabricats per "neveres". I això és comprensible, ja que la bomba de calor i el congelador funcionen segons el mateix principi, només es tracta que el sistema de calefacció s’enfoca a recollir calor, no a eliminar-lo, i el compressor s’utilitza amb una potència superior.

Llegiu aquí com funciona.

Què pot ser una font de calor per a una bomba de calor

La calor per escalfar l'habitació es pot treure de l'aire exterior. Però aquí inevitablement sorgiran dificultats de funcionament: les fluctuacions de temperatura, fins i tot mitjanes diàries, són massa grans, sense oblidar el fet que la bomba de calor mostra una eficiència normal a temperatures superiors a 0o C. I quantes regions tenim aquesta imatge a l’hivern? ? A la primavera, i fins i tot llavors no d’hora, ni a tot el territori, ni a tota l’estona.

Qualsevol entorn pot ser una font de calor per a la vostra llar amb bomba de calor

Una font de calor situada a l’aigua sembla molt més acceptable. Si hi ha un riu, un llac o un estany d’una profunditat decent a prop, això és fantàstic: simplement podeu ofegar la canonada. Només és important que els pescadors amb rucs no hi pesquin.

Una altra bona opció és un pou, però hi ha la possibilitat que baixi el nivell de l’aigua i haureu de buscar una altra font. Però fins ara tot està bé, funcionarà bé: la temperatura mitjana de l’aigua als horitzons subterranis és de 5-7 oC. Això és més que suficient per al funcionament de la bomba de calor.

Us pot sorprendre, però també podeu utilitzar el sistema de clavegueram: les temperatures són més altes que les dels pous. La canonada es pot col·locar en un pou o pou, però sempre que estigui coberta d’aigua. I la canonada haurà de ser resistent químicament.

Un col·lector subterrani horitzontal és una tasca extremadament laboriosa: caldrà eliminar el sòl de diversos centenars de metres quadrats a una profunditat per sota del punt de congelació. Es tracta de volums molt grans que no es poden dominar sols ni tan sols amb un assistent. I, com ha demostrat la pràctica, en les nostres condicions climàtiques aquests sistemes són ineficaços: els hiverns són massa durs.

Amb els col·lectors verticals, les coses no són millors: difícilment podreu fer-ho sense equips de perforació. El nombre i la profunditat dels pous depenen del sòl: l'abast de la possible eliminació de calor d'un metre d'un pou és molt gran. Des de 25 W / m en pedra triturada seca i sòl sorrenc, fins a 80-85 W / m en pedra triturada humida i sòls sorrencs o en granit. En conseqüència, la diferència de longitud dels pous és de 3 vegades i més.

Aquí teniu un esquema de calefacció d’una casa amb una bomba de calor. Quan s'utilitzen, com en l'exemple descrit, dos pous i, en absència d'un bucle tancat, la distància entre els dos pous ha de ser d'almenys 20 metres. I heu de tenir en compte la direcció del flux perquè l'aigua freda de la bomba no baixi la temperatura del pou "donador"

En l'exemple descrit d'una bomba de calor casolana, la font de calor és un pou amb un bon cabal d'aigua. L’aigua arriba tan ràpidament que cobreix el consum per a les necessitats domèstiques i és suficient per transferir la quantitat de calor requerida (es va calcular el cabal d’aigua requerit i es va seleccionar la bomba en conseqüència). Però la font de calor per a aquesta modificació pot ser qualsevol de les descrites anteriorment, excepte l'aire.Un cop decidida la font de calor, serà possible fer una bomba de calor per escalfar una casa.

Tipus de bombes de calor

Per entendre clarament què és una bomba de calor, heu de saber quin és el portador de calor per als contorns de la seva estructura a l'exterior i l'interior de la casa. Aquests refrigerants classifiquen aquest dispositiu.

Aigua-aire

Els sistemes de calefacció més eficients són els sistemes aigua-aigua. Aquesta eficiència es deu al fet que la temperatura de l'aigua utilitzada, situada a grans profunditats, és constant i té uns indicadors força elevats. Per obtenir energia d’aquest tipus de fonts, poden utilitzar:

• pous i pous, amb l’ajut dels quals es bomben les aigües subterrànies;
• cossos d’aigua oberts, que inclouen rius i llacs;
• aigües residuals que s’utilitzaven a la indústria per a la tecnologia.

Una bomba de calor que utilitzi energia extreta d’un dipòsit de tipus obert requerirà el menor cost. En aquest cas, haureu de carregar les canonades amb un refrigerant i baixar-les a l’aigua. En el cas de les aigües subterrànies, s’utilitza una estructura més cara, ja que la seva implementació ja és més difícil. Per abocar l’aigua cal construir un pou. Aquesta aigua passarà per l'intercanviador de calor.

Circuit aire-aigua o aire

Una bomba de calor aire-aigua combina avantatges i desavantatges. Els avantatges inclouen la inutilitat en el desenvolupament de pous de gran profunditat i treballs associats a la neteja del sòl. L’inconvenient d’aquests dispositius és la seva baixa potència durant la temporada de fred, que afecta la seva eficiència més baixa entre altres models. Per utilitzar aquest dispositiu, cal muntar l’equip adequat al sostre de la casa.

Bomba de calor de font d'aire

L’avantatge d’aquest disseny es pot atribuir a la seva capacitat de reutilitzar la calor que surt del local, que escalfa la bomba de calor en forma de fum, aigua o aire. A l’hivern caldrà una calefacció alternativa per eliminar la manca de calor.

Aigües subterrànies

Una bomba de calor d’aquest tipus també és una font d’energia molt eficient per a la calefacció. Això es deu al fet que la calor que s’obté del terra de 5 metres de profunditat té valors constants de temperatura i no es veu afectada pels canvis de les condicions meteorològiques a la superfície de la terra. Al circuit extern, el refrigerant és una composició segura especial anomenada salmorra, que és segura des del punt de vista ambiental.

El circuit extern utilitzat per a aquest tipus de bomba de calor pot ser de tipus horitzontal o vertical.

Les canonades que s’utilitzen per a aquest sistema han de ser de plàstic. L’execució horitzontal requereix una gran superfície de terreny. Després de col·locar les canonades sota terra, aquesta parcel·la no es podrà utilitzar per a necessitats agrícoles.

Es permet créixer una gespa o plantes de la mateixa edat. Per a l'execució vertical, caldrà desenvolupar diversos pous, la profunditat dels quals oscil·li entre els 50 i els 150 metres, ja que a aquesta profunditat el sòl té una temperatura estable i alta. Un dispositiu d’aquest tipus s’anomena bomba geotèrmica. Per transferir energia des d’aquestes profunditats s’utilitzen sondes especials.

A partir de l’experiència de funcionament d’una bomba de calor bricolatge

Com s’ha demostrat a la pràctica, el rendiment de l’opció presentada és baix: 2,6-2,8 kW. No cal parlar de l’alta eficiència d’aquesta bomba de calor: en una superfície de 60 m2 a -5 oC a l’aire lliure, ella mateixa manté + 17oC. Però el sistema es va considerar i instal·lar sota la caldera: els radiadors, a una temperatura d’entrada de + 45oC, simplement no poden donar més. El sistema de la casa funcionava de vell i no es va augmentar el nombre de radiadors, però fins ara amb fred els fogons els escalfaven.

Si s’afegeix un intercanviador de calor regeneratiu a l’estructura, això augmentarà l’eficiència en un 10-15%. Tenint en compte que els costos són baixos, podeu fer-ho. Necessitareu dos tubs de coure d’1,5 metres cadascun. Un amb un diàmetre de 22 mm, el segon - 10 mm. Un conductor de 4 nuclis (longitud 3-4 metres, diàmetre 4 mm) s’enrotlla sobre un de més prim per augmentar la zona d’intercanvi de calor, els seus extrems es solden al tub perquè no es desenrotllin. El tub enrotllat de filferro s’insereix suaument al tub de diàmetre més gran. S’ha d’instal·lar entre el compressor i l’evaporador. La revisió és insignificant, però augmenta significativament l’eficiència. És cert que, en determinades condicions, no és segur: el freó calent pot entrar al compressor, cosa que provocarà el seu fracàs.

Millora del circuit: es pot afegir un bescanviador de calor regeneratiu, que augmentarà la productivitat al voltant d’un 15-20%

La segona opció per augmentar l’eficiència, més segura i no menys efectiva, consisteix a construir un intercanviador de calor addicional per escalfar aigua o glicol.

Què cal buscar si decidiu fabricar la vostra pròpia bomba de calor. Hi ha algunes coses que només es poden aprendre per experiència:

• Els corrents inicials d’aquesta instal·lació en particular eren molt decents. No sempre hi havia prou recursos de xarxa per executar la instal·lació. Per tant, si feu una instal·lació seriosa, és millor agafar un compressor trifàsic i subministrar una entrada trifàsica, respectivament. Sí, no és barat, però per a un inici estable d’un compressor monofàsic, es necessita un estabilitzador electrònic de potència decent, que tampoc no es pot anomenar barat.
• Una bomba de calor en un sistema de radiadors acabat no donarà una temperatura ambient normal. Estan dissenyats per a una temperatura de refrigerant diferent, que aquestes instal·lacions, especialment les de fabricació casolana, són rarament capaces de donar. Per tant, actualitzeu el sistema (afegiu com a mínim el mateix nombre de seccions del radiador) o instal·leu sòls d'aigua.
• Si hi ha tres anells d’aigua en un pou, això no vol dir que tingui un dèbit important. Cal saber quanta aigua és capaç de donar amb la seva selecció constant.

Vídeo

El vídeo següent proporciona detalls sobre les característiques de les bombes de calor:

https://youtu.be/jU5ueYQY-88

Més informació sobre el dispositiu d’una bomba casolana al següent vídeo:

En les darreres dècades, els propietaris d’habitatges han adquirit una selecció força gran de sistemes de calefacció. Ja no cal connectar-se a xarxes centralitzades i utilitzar fonts tradicionals. Podeu triar equips que funcionin amb energia alternativa, però el seu principal inconvenient és el seu elevat cost. Estàs d'acord?

Tot i això, si construïu una bomba de calor amb les vostres mans des d’una nevera antiga, el sistema pot reduir significativament el cost. I us explicarem com fer-ho.

A l'article, hem seleccionat les solucions més senzilles i els hem proporcionat dibuixos i diagrames detallats. Per tant, no serà difícil per a un artesà casolà entendre-les. A més, aquí trobareu instruccions pas a pas per a la fabricació d’equips de calefacció. I els vídeos publicats us explicaran les característiques de disseny de la bomba de calor i les característiques de la seva connexió.

Resultats

Sens dubte, el cost d’una bomba de calor d’un aire condicionat és diverses vegades inferior a les opcions de fàbrica ja fabricades, fins i tot a les fabricades a la Xina. Però hi ha molts matisos aquí: cal tenir cura de la font i la quantitat de calor subministrada, calcular correctament la longitud dels intercanviadors de calor (bobines), instal·lar automatismes, proporcionar energia garantida, etc. Però si podeu resoldre aquests problemes, sens dubte és beneficiós. Deixeu-vos donar-vos alguns consells: durant el primer any és molt desitjable fer calefacció de seguretat i fer proves i proves, és millor fer-ho a l’estiu, de manera que hi hagi temps per revisar la unitat abans de començar de la temporada de calefacció.

Què és una bomba geotèrmica

Com funciona la bomba de calor

Primer cal entendre què és una bomba geotèrmica i sobre quin principi funciona, perquè és ell qui és el cor de tot el dispositiu que descrivim.

No és un secret per a ningú que la temperatura per sobre de zero es mantingui sempre a la terra. L’aigua que hi ha sota el gel es troba en el mateix estat. En aquest entorn relativament càlid, es col·loca una canonada tancada amb líquid.

L’esquema de funcionament de les bombes de calor és bastant senzill i es basa en el principi invers de Carnot:

1. El refrigerant, que es mou al llarg del circuit extern, s’escalfa des de la font seleccionada i entra a l’evaporador.
2. Allà intercanvia energia amb un refrigerant (normalment freó).
3. El freó bull, es converteix en un estat gasós i és comprimit per un compressor.
4. El gas calent (s’escalfa entre 35 i 65oC) entra a un altre bescanviador de calor, en el qual cedeix la calor al sistema de calefacció o al subministrament d’aigua calenta de la casa.
5. El refrigerant refredat torna a ser líquid i torna a un nou cercle.

Consells útils

En totes les etapes de la construcció d’una casa, a partir de la fase de disseny, cal recordar que el TN és un sistema inercial. Es pot comparar amb una estufa russa massiva, que normalment s’escalfava un cop al dia mentre es cuinava. Després, la calor acumulada va escalfar l’habitatge fins al matí següent.

Les parets fetes de troncs pesats tenen un grau d’inèrcia tèrmica força elevat. En poques paraules, es refreden lentament quan fa més fred a la nit. Bona inèrcia tèrmica amb gruixuts murs de pedra i formigó o maons pesats.

El formigó espuma i espumós té bones propietats d'aïllament tèrmic. Però a causa de la seva baixa gravetat específica, presenten una baixa inèrcia tèrmica. La bomba de calor en un edifici amb parets d’aquest tipus de materials amb una forta caiguda de la temperatura de l’aire no sempre serà capaç de “bombar” prou calor des de l’exterior cap al sistema de calefacció amb “terra calent”.

També heu de tenir en compte altres factors:

1. Per reduir la pèrdua de calor o no congelar les canonades a la línia principal entre la casa i els pous o el col·lector, és necessari col·locar-les a una profunditat inferior al nivell de congelació. A Crimea, n’hi ha prou amb 0,75 metres i, a la latitud de Moscou, almenys 1,5.
2. Les pèrdues de calor més grans solen ser a través de finestres. Per tant, el triple vidre no és en absolut un luxe, sinó una solució d’edificació econòmicament sòlida. L’opció ideal és utilitzar ulleres que puguin reflectir els rajos infrarojos.
3. En el cas d’utilitzar l’opció de 2 pous per a l’entrada i descàrrega d’aigua, la distància entre ells ha de ser com a mínim de 20 metres.
4. És millor provar primer un TN casolà en un safareig o garatge. La instal·lació de terra radiant en una zona residencial requerirà costos addicionals. Esbrineu l’ordenació mitjançant l’enllaç de la xemeneia de la cantonada.

Com es fa una bomba de calor amb les seves pròpies mans

A continuació es descriuen algunes directrius per crear aquests dispositius:

• En primer lloc, hauríeu de començar a comprar un compressor, per exemple, com en un aparell d’aire condicionat. Per regla general, s’adjunta a la paret.
• Fer una altra part important del producte, el condensador, és bastant realista de fer amb les vostres mans. Per fer-ho, heu de doblegar una canonada de coure (el diàmetre no ha de ser inferior a 1 mm) en forma de bobina i, ja en aquest estat, col·loqueu-la a la profunditat d’una caixa de metall o plàstic. Com a cos, podeu utilitzar un dipòsit de mida adequada. Per

  
  Un cop finalitzada la instal·lació de la bobina, es solden les parts del tanc i s’instal·len les connexions roscades necessàries. La instal·lació de l’evaporador també es fa amb freqüència contra la paret. Consell: per fer una bobina d’alta qualitat, és millor enrotllar una canonada de canonada de coure sobre una base cilíndrica del gruix desitjat, per a això es pot utilitzar una bombona de gas. Per aconseguir la mateixa distància entre els girs, s’utilitza una cantonada d’alumini perforada sobre la qual s’uneixen els girs de la bobina.

• La instal·lació final d’aquestes peces, és a dir, soldar un tub de coure, bombar freó, etc., s’ha de fer exclusivament per un treballador professional altament qualificat. Fer-ho sense l’experiència adequada pot danyar l’equip i augmentar significativament la probabilitat de lesions personals.
• El següent pas és connectar l'estructura al sistema de calefacció de l'edifici.
• Després, hauríeu de procedir a la instal·lació i connexió del circuit extern. Aquest procés té les seves pròpies característiques, que difereixen segons el tipus de bomba de calor. Important: abans d’engegar la bomba de calor, haureu de diagnosticar el cablejat elèctric de la casa i el comptador d’electricitat. Si la descripció està deteriorada i obsoleta, caldrà substituir-la. La potència acceptable, que té el comptador elèctric, es pot considerar una marca superior a 40 amperes.

Val a dir que el funcionament d’una bomba de calor per escalfar una casa no sempre compleix plenament tots els requisits dels propietaris. Normalment, això es deu al fet que els càlculs termodinàmics es van realitzar incorrectament. El resultat d’aquest error és un sistema de baixa potència o el sistema resulta massa potent, i això es deu al consum excessiu d’electricitat.

Per seleccionar un sistema amb una potència adequada, heu de calcular la pèrdua de calor de l’edifici i molts altres càlculs. Aquest càlcul l’ha de realitzar un enginyer de disseny experimentat.