Una bomba de calor es algo interesante, pero caro. El costo aproximado del equipo + dispositivos de circuito externo es de $ 300 a $ 1000 por 1 kW de potencia. Conociendo la "habilidad" del pueblo ruso, es fácil suponer que más de una bomba de calor hecha a mano funciona en la inmensidad de nuestra vasta y diversa patria. Muy a menudo, hay dispositivos caseros que fueron fabricados por "refrigeradores". Y esto es comprensible, porque la bomba de calor y el congelador funcionan según el mismo principio, es solo que el sistema de las plantas de calefacción está enfocado a recolectar calor, no a removerlo, y el compresor se usa con una potencia superior.
Lea sobre cómo funciona aquí.
¿Qué puede ser una fuente de calor para una bomba de calor?
El calor para calentar la habitación se puede tomar del aire exterior. Pero aquí inevitablemente surgirán dificultades en el funcionamiento: las fluctuaciones de temperatura, incluso la media diaria, son demasiado grandes, sin mencionar el hecho de que la bomba de calor muestra una eficiencia normal a temperaturas superiores a 0o C. Y en cuántas regiones tenemos tal imagen en invierno ? En la primavera, e incluso entonces no temprano, y no en todo el territorio, y no todo el tiempo.
Cualquier entorno puede ser una fuente de calor para su hogar calentado con bomba de calor.
Una fuente de calor ubicada en el agua parece mucho más aceptable. Si hay un río, un lago o un estanque de una profundidad decente cerca, esto es genial: simplemente puede ahogar la tubería. Solo es importante que los pescadores con burros no pesquen allí.
Otra buena opción es un pozo, pero existe la posibilidad de que baje el nivel del agua y tendrás que buscar otra fuente. Pero hasta ahora todo está bien, funcionará bien: la temperatura media del agua en los horizontes subterráneos es de 5-7 oC. Esto es más que suficiente para el funcionamiento de la bomba de calor.
Puede que se sorprenda, pero también puede usar el sistema de alcantarillado: las temperaturas allí son más altas que en los pozos. La tubería se puede colocar en un pozo negro o pozo, pero con la condición de que esté cubierta de agua en todo momento. Y la tubería deberá ser químicamente resistente.
Un colector subterráneo horizontal es una tarea extremadamente laboriosa: será necesario remover el suelo desde varios cientos de metros cuadrados hasta una profundidad por debajo del punto de congelación. Se trata de volúmenes muy grandes que no se pueden dominar solos o incluso con un asistente. Y, como ha demostrado la práctica, en nuestras condiciones climáticas tales sistemas son ineficaces: los inviernos son demasiado duros.
Con los colectores verticales, las cosas no son mejores: difícilmente podrá prescindir de equipos de perforación. El número y la profundidad de los pozos dependen del suelo: el rango de posible eliminación de calor de un metro de un pozo es muy grande. Desde 25 W / m en piedra triturada seca y suelo arenoso, hasta 80-85 W / m en piedra triturada húmeda y suelos arenosos o en granito. En consecuencia, la diferencia en la longitud de los pozos es 3 veces y más.
Aquí hay un diagrama de cómo calentar una casa con una bomba de calor. Cuando se utilizan, como en el ejemplo descrito, dos pozos y en ausencia de un circuito cerrado, la distancia entre los dos pozos debe ser de al menos 20 metros. Y debe tener en cuenta la dirección del flujo para que el agua fría de la bomba no baje la temperatura en el pozo "donante".
En el ejemplo descrito de una bomba de calor casera, la fuente de calor es un pozo con un buen caudal de agua. El agua llega tan rápido que cubre el consumo de las necesidades del hogar y es suficiente para transferir la cantidad de calor requerida (se calculó el caudal de agua requerido y se seleccionó la bomba en consecuencia). Pero la fuente de calor para esta modificación puede ser cualquiera de las descritas anteriormente, excepto el aire.Habiendo decidido la fuente de calor, será posible hacer una bomba de calor para calentar la casa.
Tipos de bombas de calor
Para comprender claramente qué es una bomba de calor, debe saber cuál es el portador de calor para ella en los contornos de su estructura fuera y dentro de la casa. Estos refrigerantes clasifican este dispositivo.
Agua-aire
Los sistemas de calefacción más eficientes son los sistemas de agua-agua. Esta eficiencia se debe a que la temperatura del agua utilizada a grandes profundidades es constante y tiene indicadores bastante altos. Para obtener energía de este tipo de fuentes, pueden utilizar:
- pozos y pozos, con la ayuda de los cuales se bombea el agua subterránea;
- cuerpos de agua abiertos, que incluyen ríos y lagos;
- aguas residuales que se han utilizado en la industria para la tecnología.
Una bomba de calor que utiliza energía extraída de un depósito de tipo abierto requerirá el costo más bajo. En este caso, deberá cargar las tuberías con un refrigerante y sumergirlas en el agua. En el caso de las aguas subterráneas, se utiliza una estructura más cara, ya que su implementación ya es más difícil. Para descargar agua, necesitas construir un pozo. Esta agua pasará por el intercambiador de calor.
Circuito aire-agua o aire
Una bomba de calor aire-agua combina ventajas y desventajas. Las ventajas incluyen la inutilidad en el desarrollo de pozos de gran profundidad y trabajos asociados a la limpieza de suelos. La desventaja de estos dispositivos es su baja potencia en la temporada de frío, lo que repercute en su menor eficiencia entre otros modelos. Para utilizar este dispositivo, es necesario montar el equipo adecuado en el techo de la casa.
Bomba de calor de fuente de aire
La ventaja de este diseño se puede atribuir a su capacidad para reutilizar el calor que sale del local, que calienta la bomba de calor en forma de humo, agua o aire. En invierno, se requerirá calefacción alternativa para eliminar la falta de calor.
Agua subterránea
Una bomba de calor de este tipo también es una fuente de energía muy eficiente para la calefacción. Esto se debe a que el calor que se obtiene del suelo a 5 metros de profundidad tiene valores constantes de temperatura y no se ve afectado por los cambios en las condiciones climáticas de la superficie terrestre. En el circuito externo, el refrigerante es una composición segura especial llamada salmuera, que es segura desde el punto de vista ambiental.
El circuito externo utilizado para este tipo de bomba de calor puede ser de tipo horizontal o vertical.
Las tuberías utilizadas para este sistema deben ser de plástico. La ejecución horizontal requiere una gran superficie de terreno. Una vez que las tuberías se colocan bajo tierra, esta parcela de tierra no se puede utilizar para necesidades agrícolas.
Se permite cultivar césped o plantas de la misma edad. Para la ejecución vertical, será necesario desarrollar varios pozos, cuya profundidad varía de 50 a 150 metros, ya que a tal profundidad el suelo tiene una temperatura estable y alta. Tal dispositivo se llama bomba geotérmica. Para transferir energía desde tales profundidades, se utilizan sondas especiales.
De la experiencia operativa de una bomba de calor de bricolaje
Como ha demostrado la práctica, el rendimiento de la opción presentada es bajo: 2,6-2,8 kW. No hace falta hablar de la alta eficiencia de esta bomba de calor: en una superficie de 60 m2 a -5 oC en exterior, ella misma mantiene + 17oC. Pero el sistema se consideró e instaló debajo de la caldera: los radiadores, a una temperatura de entrada de + 45oC, simplemente no pueden dar más. El sistema de la casa funcionaba viejo y no se aumentó el número de radiadores, pero hasta ahora en el frío se calentaron con una estufa.
Si se agrega un intercambiador de calor regenerativo a la estructura, esto aumentará la eficiencia en un 10-15%. Dado que los costos son bajos, puedes hacerlo. Necesitará dos tubos de cobre de 1,5 metros cada uno. Uno con un diámetro de 22 mm, el segundo - 10 mm. En uno más delgado para aumentar el área de intercambio de calor, se enrolla un conductor de 4 núcleos (longitud 3-4 metros, diámetro 4 mm), sus extremos se sueldan al tubo para que no se desenrollen. El tubo de alambre enrollado se inserta suavemente en el tubo de mayor diámetro. Debe instalarse entre el compresor y el evaporador. El refinamiento es insignificante, pero aumenta significativamente la eficiencia. Es cierto que bajo ciertas condiciones no es seguro: el freón caliente puede ingresar al compresor, lo que provocará su falla.
Mejora del circuito: puede agregar un intercambiador de calor regenerativo, que aumentará la productividad en aproximadamente un 15-20%
La segunda opción para aumentar la eficiencia, más segura y no menos efectiva, es incorporar un intercambiador de calor adicional para calentar agua o glicol.
Qué buscar si decide fabricar su propia bomba de calor. Hay algunas cosas que solo se pueden aprender de la experiencia:
- Las corrientes de arranque de esta instalación en particular fueron muy decentes. No siempre hubo suficientes recursos de red para ejecutar la instalación. Por lo tanto, si realiza una instalación seria, es mejor tomar un compresor trifásico y suministrar una entrada trifásica, respectivamente. Sí, no es barato, pero para un arranque estable de un compresor monofásico, se requiere un estabilizador electrónico de potencia decente, que tampoco puede llamarse barato.
- Una bomba de calor en un sistema de radiador terminado no dará una temperatura ambiente normal. Están diseñados para una temperatura de refrigerante diferente, que estas instalaciones, especialmente las caseras, rara vez pueden dar. Por lo tanto, actualice el sistema (agregando al menos el mismo número de secciones del radiador) o instale pisos de agua.
- Si hay tres anillos de agua en un pozo, esto no significa que tenga un gran débito. Necesita saber cuánta agua es capaz de dar con su selección constante.
Video
El siguiente video proporciona detalles sobre las características de las bombas de calor:
https://youtu.be/jU5ueYQY-88
Más información sobre el dispositivo de una bomba casera en el siguiente video a continuación:
En las últimas décadas, los propietarios de viviendas han adquirido una selección bastante amplia de sistemas de calefacción. Ya no es necesario conectarse a redes centralizadas y utilizar fuentes tradicionales. Puede elegir equipos que funcionen con energías alternativas, pero su principal inconveniente es su elevado coste. ¿Estás de acuerdo?
Sin embargo, si construye una bomba de calor con sus propias manos a partir de un refrigerador viejo, el costo del sistema puede reducirse significativamente. Y te diremos cómo hacerlo.
En el artículo, hemos seleccionado las soluciones más simples y les hemos proporcionado dibujos y diagramas detallados. Por lo tanto, no será difícil para un artesano del hogar entenderlos. Además, aquí encontrará instrucciones paso a paso para la fabricación de equipos de calefacción. Y los videos publicados le informarán sobre las características de diseño de la bomba de calor y las características de su conexión.
Resultados
Sin lugar a dudas, el costo de una bomba de calor de un acondicionador de aire es varias veces menor que las opciones de fábrica listas para usar, incluso las fabricadas en China. Pero aquí hay muchos matices: debe cuidar la fuente y la cantidad de calor suministrado, calcular correctamente la longitud de los intercambiadores de calor (bobinas), instalar la automatización, proporcionar energía garantizada, etc. Pero si puede resolver estos problemas, sin duda es beneficioso. Déjame darte un consejo: en el primer año, es muy deseable tener calefacción de respaldo, y pruebas y funcionamiento de prueba, es mejor realizarlo en verano, para que haya tiempo de revisar la unidad antes del inicio de la temporada de calefacción.
¿Qué es una bomba geotérmica?
Cómo funciona la bomba de calor
Primero debe comprender qué es una bomba geotérmica y en qué principio funciona, porque es él quien es el corazón de todo el dispositivo que estamos describiendo.
No es un secreto para nadie que la temperatura anterior a cero siempre se mantiene en el espesor de la tierra. El agua debajo del hielo está en el mismo estado. En este ambiente relativamente cálido, se coloca una tubería cerrada con líquido.
El esquema de funcionamiento de las bombas de calor es bastante simple y se basa en el principio de Carnot inverso:
- El refrigerante, que se mueve a lo largo del circuito externo, se calienta desde la fuente seleccionada y entra al evaporador.
- Allí intercambia energía con un refrigerante (generalmente freón).
- El freón hierve, se vuelve gaseoso y es comprimido por un compresor.
- El gas caliente (se calienta en el rango de 35-65oC) ingresa a otro intercambiador de calor, en el que cede su calor al sistema de calefacción o al suministro de agua caliente de la casa.
- El refrigerante enfriado se vuelve líquido nuevamente y vuelve a un nuevo círculo.
Consejos útiles
En todas las etapas de la construcción de una casa, comenzando desde la etapa de diseño, debe recordarse que TN es un sistema inercial. Se puede comparar con una enorme estufa rusa, que generalmente se calentaba una vez al día mientras se cocinaba. Luego, el calor acumulado calentó la vivienda hasta la mañana siguiente.
Las paredes hechas de troncos pesados tienen un grado bastante alto de inercia térmica. En pocas palabras, se enfrían lentamente cuando hace más frío por la noche. Buena inercia térmica con gruesos muros de piedra y hormigón pesado o ladrillos.
La espuma de poliestireno y el hormigón celular tienen buenas propiedades de aislamiento térmico. Pero debido a su baja gravedad específica, tienen una baja inercia térmica. La bomba de calor en un edificio con paredes hechas de tales materiales con una fuerte caída en la temperatura del aire exterior no siempre podrá “bombear” suficiente calor desde el exterior al sistema de calefacción de “piso caliente”.
También debe considerar otros factores:
- Para reducir la pérdida de calor o no congelar las tuberías en la tubería entre la casa y los pozos o el colector, es necesario colocarlas a una profundidad por debajo del nivel de congelación. En Crimea, 0,75 metros es suficiente, y en la latitud de Moscú, al menos 1,5.
- Las mayores pérdidas de calor suelen ser a través de las ventanas. Por lo tanto, el triple acristalamiento no es un lujo en absoluto, sino una solución de construcción económicamente sólida. La opción ideal es utilizar gafas que puedan reflejar los rayos infrarrojos.
- En el caso de utilizar la opción de 2 pozos para la toma y descarga de agua, la distancia entre ellos debe ser de al menos 20 metros.
- Es mejor probar un TN casero primero en un lavadero o garaje. La instalación de calefacción por suelo radiante en un área residencial requerirá costos adicionales. Descubra el pedido en el enlace de la chimenea de esquina.
Cómo hacer una bomba de calor con tus propias manos.
Algunas pautas para crear estos dispositivos se describen a continuación:
- En primer lugar, debe comenzar a comprar un compresor, por ejemplo, en un aire acondicionado. Como regla general, está pegado a la pared.
- Hacer otra parte importante del producto, el condensador, es bastante realista para hacerlo con sus propias manos. Para hacer esto, debe doblar un tubo de cobre (el diámetro no debe ser inferior a 1 mm) en forma de bobina y, ya en este estado, colocarlo en las profundidades de una caja de metal o plástico. Como cuerpo, puede utilizar un tanque de tamaño adecuado. Por
Una vez que se completa la instalación de la bobina, se sueldan las partes del tanque y se instalan las conexiones roscadas necesarias. El evaporador también suele montarse en la pared. Sugerencia: para hacer una bobina de alta calidad, es mejor enrollar una tubería de cobre sobre una base cilíndrica del grosor deseado, para esto puede usar un cilindro de gas. Para lograr la misma distancia entre las vueltas, se utiliza una esquina de aluminio perforada, en la que se unen las vueltas de la bobina. - La instalación final de estas piezas, es decir, soldar un tubo de cobre, bombear freón, etc., debe ser realizada exclusivamente por un trabajador profesional altamente calificado. Hacer esto sin la experiencia adecuada puede dañar el equipo y aumentar significativamente la probabilidad de lesiones personales.
- El siguiente paso es conectar la estructura al sistema de calefacción del edificio.
- Después de eso, debe proceder a la instalación y conexión del circuito externo. Este proceso tiene sus propias características, que se diferencian según el tipo de bomba de calor. Importante: antes de poner en marcha la bomba de calor, conviene diagnosticar el cableado eléctrico de la casa y el contador de electricidad. Si la descripción está deteriorada y desactualizada, será necesario reemplazarla. La potencia aceptable, que tiene el medidor eléctrico, puede considerarse una marca por encima de los 40 amperios.
Vale la pena señalar que el funcionamiento de una bomba de calor para calentar una casa no siempre satisface completamente todos los requisitos de los propietarios. Por lo general, esto se debe al hecho de que los cálculos termodinámicos se realizaron incorrectamente. El resultado de tal error es un sistema de baja potencia, o el sistema resulta ser demasiado poderoso, y esto se debe al consumo excesivo de electricidad.
Para seleccionar un sistema con una potencia adecuada, debe calcular la pérdida de calor del edificio y muchos otros cálculos. Este cálculo debe realizarlo un ingeniero de diseño experimentado.
