Una bomba de calor aire-agua moderna es un dispositivo extremadamente útil. Incluso si la temperatura exterior se acerca a cero, puede calentar con éxito habitaciones bastante grandes. Si las bombas de calor del tipo "tierra-agua" o "agua-agua" son más fáciles de instalar en una casa privada con una parcela espaciosa, entonces el modelo "aire-agua" se puede instalar fácilmente en zonas urbanas. Edificios, tanto residenciales como de oficinas.
- 2 Ventajas y desventajas de dicho calentamiento.
- 3 Algoritmo para ensamblar una unidad casera
- 4 Algunas palabras sobre los cálculos de potencia
- 5 Tecnología de mantenimiento correcta
¿Qué necesitas saber?
Se puede decir que, dado que las bombas de calor son tan eficientes, ¿por qué se utilizan tan mal? Todo el punto radica en el alto costo del equipo y la instalación. Es por esta sencilla razón que muchos rechazan esta solución y eligen, por ejemplo, calderas eléctricas o de carbón. Sin embargo, no vale la pena descartar esta opción por muchas razones, que definitivamente mencionaremos en este artículo. Las bombas de calor, una vez instaladas, resultan muy económicas ya que utilizan la energía del suelo. La bomba de la fuente de tierra es un 3 en 1. Combina no solo una caldera de calefacción y un sistema de ACS, sino también un aire acondicionado. Echemos un vistazo más de cerca a este equipo y consideremos todas sus fortalezas y debilidades.
Parte exterior
La unidad exterior de la bomba de calor se encuentra detrás de las rejillas transparentes al aire. Es lo suficientemente grande y parece un acondicionador de aire industrial. En invierno, el cuerpo de la bomba se congela y se cubre con una densa capa de nieve. Este es un proceso previsto en su trabajo: de acuerdo con sus algoritmos internos, el equipo se descongela regularmente y se descongela por completo. Después de eso, todo se repite.
El principio de la unidad
El principio de funcionamiento de una bomba de calor para calefacción se basa en el uso de la diferencia de potencial de la energía térmica. Es por eso que dicho equipo se puede utilizar en cualquier entorno. Lo principal es que su temperatura es de al menos 1 grado centígrado.
Tenemos un refrigerante que se mueve a través de la tubería, donde, de hecho, se calienta entre 2 y 5 grados. Después de eso, el refrigerante ingresa al intercambiador de calor (circuito interno), donde libera la energía recolectada. En este momento, hay un refrigerante en el circuito externo, que tiene un punto de ebullición bajo. En consecuencia, se convierte en gas. A medida que ingresa al compresor, el gas se comprime, como resultado de lo cual su temperatura aumenta aún más. Luego, el gas va al condensador, donde pierde su calor, dándolo al sistema de calefacción. El refrigerante se vuelve líquido y regresa al circuito externo.
Bomba de calor geotérmica: cuanto menor es la potencia, más barata es la instalación.
El costo de inversión es directamente proporcional a la capacidad térmica de la instalación. Por lo tanto, a pesar de que el factor de eficiencia de la bomba para aguas subterráneas no disminuye con la llegada de heladas severas, vale la pena considerar el uso de una bomba de calor en un sistema bivalente.
La forma más fácil es equiparlo con un calentador de agua instantáneo eléctrico (por regla general, se ofrece como equipo adicional, para su instalación en la carcasa de la bomba de calor). Luego se determina el punto de bivalencia y se determina para él la producción de calor requerida de la bomba.
Si la bomba puede calentar una casa ubicada en la zona climática III y se supone que un calentador eléctrico puede moverla por debajo de la temperatura del aire exterior de -10 grados Celsius, entonces su potencia térmica puede ser un 25% menor que la carga térmica de diseño.El costo de fabricación de un intercambiador de calor de suelo será menor en la misma cantidad.
En este ejemplo, en lugar de una potencia de 10,9 kW, es suficiente con 8,2 kW. Y, en este sentido, el área del intercambiador de calor horizontal puede tener 410 m2 en lugar de 545 m2 y la profundidad del vertical es de 164 m en lugar de 218 metros. Además del precio más bajo, la ventaja es, por lo tanto, también menos espacio requerido.
Brevemente sobre los tipos de bombas de calor.
Hoy en día se conocen varios diseños populares de bombas geotérmicas. Pero en cualquier caso, su principio de funcionamiento se puede comparar con el trabajo de los equipos de refrigeración. Es por eso que, independientemente del tipo, la bomba se puede usar como aire acondicionado en el verano. Por tanto, las bombas de calor se clasifican según de dónde pueden extraer calor:
- Desde el suelo;
- Del embalse;
- De la nada.
El primer tipo es más preferible en regiones frías. El hecho es que la temperatura del aire a menudo desciende a -20 o menos (por ejemplo, la Federación de Rusia), pero la profundidad de la congelación del suelo suele ser insignificante. En cuanto a los embalses, no están por todas partes, y no es muy recomendable utilizarlos. En cualquier caso, es mejor elegir una bomba de calor geotérmica para la calefacción del hogar. Examinamos un poco el principio de funcionamiento de la unidad, así que vamos más allá.
Bomba de calor Cooper & Hunter NORDIC PREMIUM (Inverter)
Descripción de la serie NORDIC PREMIUM
Clase A ++- cuerpo agrandado para una mayor productividad y una mayor eficiencia;
- elegante pantalla LED, invisible cuando el dispositivo está apagado;
- Controlado por tecnología de control continuo, la velocidad del ventilador es ajustable en el rango de 1% -100% desde la velocidad mínima a la máxima;
- rango de temperatura de funcionamiento: de + 18 ° C a + 48 ° C para refrigeración, de -23 ° C a + 24 ° C para calefacción.
lista de precios para bombas de calor de la serie NORDIC PREMIUM en San Petersburgo
| Modelo | Superficie de la habitación, m2 | Productividad, kW | Consumo de electricidad, kW | Precio, frotar | ||
| frío | calor | frío | calor | |||
| CH-S09FTXN-PS (PW) | hasta 25 | 2.64 | 3,00 | 0,56 (0,06-1,45) | 0,59 (0,14-1,55) | 61275 p. - (PS - Plata) 64575 p. - (PW - blanco) |
| CH-S12FTXN-PS (PW) | hasta 35 | 3,52 | 3,90 | 0,77 (0,06-1,56) | 0,80 (0,1-1,65) | 62250 RUB - (PS - Plata) 67800 p. - (PW - blanco) |
| CH-S18FTXN-PS (PW) | hasta 55 | 5,30 | 5,60 | 1,19 (0,10-2,46) | 1,19 (0,20-2,30) | |
| CH-S24FTXN-PS (PW) | hasta 70 | 6,60 | 6,80 | 1,50 (0,10-2,80) | 1,45 (0,21-2,50) | |
"Agua subterránea": ¿cuál es la mejor forma de colocarlo?
Obtener calor del suelo se considera lo más apropiado y racional. Esto se debe al hecho de que prácticamente no hay fluctuaciones de temperatura a una profundidad de 5 metros. Se utiliza un fluido especial como portador de calor. Se le llama comúnmente salmuera. Es completamente ecológico.
En cuanto al método de colocación, es decir, horizontal y vertical. El primer tipo se caracteriza por el hecho de que los tubos de plástico, que representan el contorno exterior, se colocan horizontalmente en el cuadrado. Esto es muy problemático, ya que el trabajo de colocación debe realizarse en un área de 25-50 metros cuadrados. En el caso de los pozos verticales, los pozos verticales se perforan con una profundidad de 50-150 metros. Cuanto más profundas se coloquen las sondas, más eficiente funcionará la bomba de calor geotérmica. Ya hemos considerado el principio de funcionamiento y ahora hablaremos de detalles importantes.
Bombas de calor móviles Cooper & Hunter
Acondicionador de aire móvil, Bajo nivel de ruido, Protección contra incendios, 5 niveles de revestimiento protector "V-protect",
Descripción de la serie MOBILE
- "Cold Plasma": una nueva generación de tecnología total de purificación de aire;
- Diseño especial para instalaciones profesionales;
- Mayor recurso de trabajo;
- Nivel de ruido bajo;
- Clase A de eficiencia energética más alta;
- Diseño lacónico compacto;
- Visualización de la hora actual del día en el mando a distancia;
- Diseño compacto de alta tecnología
lista de precios para bombas de calor móviles Cooper & Hunter
| Modelo | Superficie de la habitación, m2 | Productividad, kW | Consumo de electricidad, kW | Precio, frotar | ||
| frío | calor | frío | calor | |||
| CH-M09K6S | hasta 25 | 2,64 | 2,64 | 38900 | ||
| CH-M12K6B | hasta 35 | 3,52 | 3,52 | 55500 | ||
| CH-M12K7S | hasta 35 | 3,52 | 3,52 | 55500 | ||
| CH-M10K7B | hasta 30 | 2,93 | 2,93 | 48500 | ||
| CH-M10K7S | hasta 30 | 2,93 | 2,93 | 48500 | ||
Puede comprar un acondicionador de aire con bomba de calor Cooper and Hunter en nuestra oficina en San Petersburgo. Los precios de los acondicionadores de aire con bomba de calor Cooper y Hunter se enumeran arriba. También es posible adquirir una bomba de calor-aire acondicionado Cooper and Hunter con instalación.
Bomba de calor "agua-agua": principio de funcionamiento
Además, no descarte inmediatamente la posibilidad de utilizar la energía cinética del agua. El hecho es que a grandes profundidades, la temperatura permanece bastante alta y varía en pequeños rangos, si es que esto sucede. Puede ir de varias maneras y usar:
- Cuerpos de agua abiertos como ríos y lagos.
- Agua subterránea (bien, bien).
- Aguas residuales de ciclos industriales (suministro de agua de retorno).
Desde un punto de vista económico y técnico, la forma más sencilla es instalar el funcionamiento de una bomba geotérmica en un depósito abierto. Al mismo tiempo, no existen diferencias estructurales significativas entre las bombas "suelo-agua" y "agua-agua". En este último caso, las tuberías sumergidas en un depósito abierto se alimentan con carga. En cuanto al uso de aguas subterráneas, el diseño y la instalación son más complejos. Es necesario asignar un pozo separado para la descarga de agua.
El principio de funcionamiento de la bomba de calor aire-agua.
Este tipo de bomba se considera una de las menos eficientes por diversas razones. Primero, en la estación fría, la temperatura de las masas de aire desciende significativamente. En última instancia, esto conduce a una disminución de la potencia de la bomba. Es posible que no pueda soportar la calefacción de una casa grande. En segundo lugar, el diseño es más complejo y menos confiable. Sin embargo, los costos de instalación y mantenimiento se reducen significativamente. Esto se debe al hecho de que no necesita un depósito, un pozo y no necesita cavar zanjas para tuberías en su cabaña de verano.
El sistema se coloca en el techo del edificio o en otro lugar adecuado. Vale la pena señalar que este diseño tiene una ventaja significativa. Consiste en la posibilidad de utilizar gases de escape, aire que vuelve a salir de la habitación. Esto puede compensar la capacidad insuficiente del equipo en invierno.
Conclusiones basadas en los resultados del uso.
Todo el sistema de calefacción y ventilación llave en mano costó alrededor de 280.000 rublos. Aquí es necesario tener en cuenta que el trabajo se llevó a cabo por nuestra cuenta, y al comprar equipos y materiales, se utilizaron al máximo los talentos de los descuentos "knock out".
Muchos no creen que en nuestras latitudes sea posible calentar el aire calentado por electricidad. Por nuestra propia experiencia, podemos decir que esto es real. Estos sistemas funcionan e incluso ahorran dinero. La cantidad mensual promedio de calefacción en nuestro país es de 6000-8000 rublos. Por la experiencia de vecinos con casas de tamaño similar, sabemos que pagan tanto 20.000 como 25.000 rublos al mes. Resulta que todos nuestros costos de instalación de una bomba de calor aire-aire se amortizarán por completo en aproximadamente 2 años.
Bombas aire-aire y más
Tales instalaciones son incluso menos comunes que las "Aire-Agua", por varias razones. Como habrás adivinado, en nuestro caso, el aire se utiliza como portador de calor, que se calienta a partir de una masa de aire más cálida del medio ambiente. Hay una gran cantidad de desventajas de un sistema de este tipo, que van desde la baja productividad hasta el alto costo Una bomba de calor aire-aire, cuyo principio usted conoce, no es mala solo en regiones cálidas.
Aquí también hay puntos fuertes. Primero, el bajo costo del refrigerante. Lo más probable es que no se enfrente a una fuga en la línea de aire. En segundo lugar, la efectividad de tal solución es extremadamente alta en el período primavera-otoño. En invierno, no es práctico utilizar una bomba de calor de aire, cuyo principio de funcionamiento hemos considerado.
Las ventajas y desventajas de dicho calentamiento.
Una bomba de calor aire-agua moderna es eficiente y le permite ahorrar significativamente en calefacción porque:
- el aire puede considerarse el recurso renovable más accesible y más barato;
- el costo de instalar dicha unidad será más económico que instalar otros tipos de bomba de calor (agua subterránea, agua-agua, etc.), y todo el proceso es más fácil y rápido;
- el calentamiento se puede realizar incluso a temperaturas exteriores negativas;
- el dispositivo funciona casi en silencio;
- proporciona un intercambio de aire efectivo dentro de la habitación;
- la instalación se puede controlar en modo automático.
De hecho, al construir una bomba de calor de aire, no es necesario perforar pozos o realizar excavaciones a gran escala, no es necesario construir un intercambiador de calor para el circuito externo, etc. ser admitido y luego devuelto al exterior. Para ello, se colocan en el suelo dos pequeñas tuberías aisladas. También hay modelos que no necesitan tales tuberías.
Una bomba de calor aire-agua requerirá un ventilador grande para suministrar aire al evaporador. Las aspas del ventilador deben cubrirse con una parrilla.
Hay algunas desventajas de este diseño, pero deben tenerse en cuenta. Aunque se cree que una bomba de calor de aire puede funcionar de manera eficiente durante todo el año, es mejor usarla en áreas con inviernos suaves y cálidos. No se recomienda encender una bomba de calor de este tipo a temperaturas inferiores a -7 grados. Al mismo tiempo, la eficiencia del sistema en invierno será menor que en primavera u otoño. Aunque los fabricantes afirman que los modelos industriales de este tipo de bomba de calor pueden funcionar con bastante éxito incluso a -25 grados Celsius. En un área con un clima severo, la opción más rentable puede ser una combinación de una bomba de calor y una caldera de calefacción tradicional, que se enciende solo cuando comienza un clima frío severo.
Por supuesto, cualquier bomba de calor requiere electricidad para funcionar. Por cada kilovatio de electricidad consumido, el dispositivo le permite obtener 3-4 kW de energía natural. Por tanto, al final, el uso de una bomba de calor para calefacción resulta económicamente rentable en comparación con el coste de calefacción con gas, diesel, combustible sólido o calefacción con caldera eléctrica. Sin embargo, no debe olvidarse de la dependencia del sistema de la disponibilidad de electricidad.
Bomba de calor casera
Los estudios han demostrado que el período de recuperación de la inversión del equipo depende directamente del área calentada. Si estamos hablando de una casa de 400 metros cuadrados, entonces esto es aproximadamente de 2 a 2,5 años. Pero para aquellos que tienen una vivienda más pequeña, es muy posible utilizar bombas caseras. Puede parecer que es difícil fabricar dicho equipo, pero en realidad no es así. Es suficiente comprar los componentes necesarios y puede continuar con la instalación.
El primer paso es comprar un compresor. Puede tomar el del aire acondicionado. Móntelo de la misma forma en la pared del edificio. Además, se necesita un condensador. Puede construirlo usted mismo o comprarlo. Si opta por el primer método, necesitará una bobina de cobre con un grosor de al menos 1 mm, se coloca en el estuche. Puede ser un tanque de un tamaño adecuado. Después de la instalación, el tanque se suelda y se realizan las conexiones roscadas necesarias.
Bomba de calor Cooper & Hunter VERITAS
¡Nuevo para 2020! "Tecnología CH 7-SKY" - un sistema de filtración complejo basado en siete filtros de amplio espectro, "Filtro CH SMART-ION" - una nueva generación de tecnología de purificación total de aire, diseño exclusivo de la unidad interior, operación para enfriar hasta - 24 ° C para calentar hasta -15 ° C. Función "+ 8 ° C". Equipo GENERATON IV de ahorro de energía de primera calidad (mayor control de calidad de ensamblaje y materiales), retroiluminación de control remoto para un uso conveniente en la oscuridad. Módulo wifi para control a través de teléfono inteligente / tableta. Software avanzado que optimiza el funcionamiento del aire acondicionado en una amplia gama de velocidades del compresor.
Descripción de la serie VERITAS
- Inversor Clase A ++;
- "Tecnología CH 7-SKY": un complejo sistema de filtración basado en siete filtros de un amplio espectro de acción;
- "Filtro CH SMART-ION": una tecnología de purificación de aire total de nueva generación;
- Rango de temperatura de funcionamiento efectivo de -15 ° C a + 24 ° C para calor, de -15 ° C a + 48 ° C para frío;
- Conjunto completo de ahorro de energía premium "GENERATON V" (mayor control de calidad de montaje y materiales);
- Autolimpieza de la unidad interior;
- Persianas de gran angular que cubren todo el volumen de la habitación.
lista de precios para bombas de calor de la serie VERITAS en San Petersburgo
| Modelo | Superficie de la habitación, m2 | Productividad, kW | Consumo de electricidad, kW | Precio, frotar | ||
| frío | calor | frío | calor | |||
| CH-S07FTXQ | hasta 20 | 2,2 | 2,3 | 0,61 | 0,6 | 37350 |
| CH-S09FTXQ | hasta 25 | 2,6 | 2,8 | 0,72 | 0,73 | 42375 |
| CH-S12FTXQ | hasta 35 | 3,5 | 3,6 | 0,97 | 0,95 | 44925 |
| CH-S18FTXQ | hasta 55 | 5 | 5,3 | 1,43 | 1,38 | 63375 |
| CH-S24FTXQ | hasta 70 | 6,7 | 7,25 | 1,88 | 1,95 | 92400 |
La parte final del trabajo
En cualquier caso, en la etapa final, deberá contratar a un especialista. Es una persona con conocimientos que debe soldar tuberías de cobre, bombear freón y también arrancar el compresor por primera vez. Después de ensamblar toda la estructura, se conecta al sistema de calefacción interno. El circuito exterior se instala en último lugar y sus características dependen del tipo de bomba de calor utilizada.
No pase por alto un punto tan importante como reemplazar el cableado obsoleto o dañado en la casa. Los expertos recomiendan instalar un medidor con una capacidad de al menos 40 amperios, lo que debería ser suficiente para el funcionamiento de una bomba de calor. No será superfluo señalar que, en algunos casos, dicho equipo no está a la altura de las expectativas. Esto se debe, en particular, a cálculos termodinámicos inexactos. Para que no suceda que gastó mucho dinero en calefacción y en el invierno tuvo que instalar una caldera de carbón, comuníquese con organizaciones confiables con críticas positivas.
Esquemas de circulación de refrigerante
Cuando se opera una bomba de calor (HP), se utilizan tres circuitos cerrados a través de los cuales circulan varios líquidos / gases: agentes de transferencia de calor. Cada uno de ellos realiza sus propias funciones.
Bucle para captar el potencial de la fuente de energía
Al absorber el calor del aire, se utiliza el soplado artificial de la carcasa del evaporador con flujos de aire de los ventiladores.
Se realiza un ciclo cerrado de un fluido caloportador para transferir calor a un medio acuoso o tierra a través de tuberías que conectan el serpentín evaporador a un colector empotrado en el fondo del reservorio o enterrado en el suelo a una distancia superior a la congelación del suelo en clima frío severo.
Los líquidos anticongelantes a base de soluciones acuosas diluidas de alcohol se utilizan como portadores de calor. Suelen denominarse "anticongelantes" o "salmueras". Bajo la influencia de una temperatura más alta (≥ + 3 ° C), suben al evaporador, le transfieren calor y, después de enfriarse (≈-3 ° C), se dirigen de regreso a la fuente de energía por gravedad, proporcionando una circulación continua.
Contorno interior
Un refrigerante a base de freón circula a través de él, "elevando" el calor a un nivel más alto. Bajo la influencia de la temperatura, pasa secuencialmente a un estado gaseoso y líquido.
El contorno interior incluye:
- un evaporador que toma energía de las salmueras y la transfiere al freón, que hierve al mismo tiempo y se convierte en un gas enrarecido;
- un compresor que comprime gas a alta presión. Al mismo tiempo, la temperatura del freón aumenta bruscamente;
- un condensador en el que el gas caliente transfiere su energía al refrigerante del circuito de salida, y él mismo se enfría, pasando a estado líquido;
- acelerador (válvula de expansión), que reduce el freón debido a la caída de presión al estado de vapor saturado para ingresar al evaporador. A medida que el refrigerante fluye a través del orificio estrecho, la presión del medio de calentamiento cae al valor inicial.
Circuito de salida
El agua circula aquí. Se calienta en un serpentín condensador para su uso en un sistema convencional de calentamiento de líquidos.Con este método, su temperatura alcanza unos 35 ° C, lo que lo hace apto para su uso en el sistema "Warm floor" con largas filas que permiten que la energía generada se transmita uniformemente a todo el volumen de la habitación.
Usar solo radiadores de calefacción, que crean menos intercambio de calor con el espacio de las habitaciones, no es tan efectivo.
Seguridad y respeto al medio ambiente sobre todo
Calentar con las bombas descritas en este artículo es uno de los métodos más respetuosos con el medio ambiente. Esto se debe principalmente a la reducción de las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera, así como a la conservación de los recursos energéticos no renovables. Por cierto, en nuestro caso se utilizan recursos renovables, por lo que no hay que temer que el calor termine de repente. Gracias al uso de una sustancia que hierve a bajas temperaturas, fue posible realizar el ciclo termodinámico inverso y, con menos energía, conseguir una cantidad suficiente de calor en la casa. En cuanto a la seguridad contra incendios, todo está claro. No hay posibilidad de fuga de gas o fuel oil, explosión, no hay lugares peligrosos para almacenar materiales inflamables y mucho más. En este sentido, las bombas de calor son muy buenas.
Parámetros operativos del equipo
Las heladas severas en la región de Moscú son raras, la experiencia ha demostrado que la temperatura rara vez desciende por debajo de -25 ℃. Se calculó que en tales condiciones una bomba que produzca 15 kW de calor será suficiente para la casa del área disponible. El presupuesto del sistema nos costó alrededor de 150.000 rublos.
La eficiencia de las bombas de aire también cambia dependiendo de las condiciones externas. En nuestro caso, resultó que con el consumo de 1 kilovatio-hora de electricidad, el sistema producía 2-2,5 kW de calor. Es mínimo. Si hay un deshielo ligero en el exterior con una temperatura ligeramente por encima de cero, entonces produce 3,5 kW de calor.
La casa se calienta uniformemente con el aire caliente, no hay radiadores ni suelos cálidos. El aire exterior fresco se agrega constantemente al sistema a través del recuperador.
La tarea del recuperador es ahorrar calor adicional. Con su ayuda, el aire que viene de la calle es calentado por el que sale a la fuerza de la casa, por ejemplo, de los baños. La temperatura ambiente deseada se establece en el control remoto.
Control automático, por la noche se reduce la temperatura para mayor comodidad.
