¿Desea equipar la calefacción por convección en la casa, donde se usa una bomba de calor aire-aire para calentar el refrigerante, lo que proporciona ahorros significativos en los costos de calefacción? Acuerde que obtener una calefacción completa en una empresa con agua caliente es casi gratis, un evento muy tentador.
¿Pero no sabe cómo construir un sistema de este tipo para calentar las instalaciones y obtener agua caliente para las necesidades domésticas de una manera alternativa?
Le ayudaremos a resolver este problema: el artículo destaca el principio de funcionamiento y el diseño de la bomba. La energía de dicho sistema tendrá que gastarse solo en la operación del compresor, y la mayor parte del calor se tomará simplemente de la calle de la atmósfera, para lo cual aún no necesitamos dinero.
También se consideran las ventajas de su implementación en el sistema y las desventajas significativas. Se presta especial atención a la selección y cálculo de la bomba.
Y para que los amantes hagan todo con sus propias manos, ofrecemos construir tal bomba por su cuenta, utilizando materiales improvisados. Proporcionamos materiales fotográficos y recomendaciones en video sobre el diseño y el funcionamiento de la bomba de calor para ayudar.
Bomba de calor aire-aire característica
Cualquier bomba de calor se refiere a equipos del campo de la energía alternativa. Toma la energía térmica de las masas de aire en la calle, del espacio circundante en la habitación, para calentarla con objetos residenciales y no residenciales.
No se utilizan combustibles combustibles.
Externamente, la bomba de calor (Tennesse) aire-aire es similar a un aire acondicionado inverter, un sistema dividido de una unidad exterior e interior.
Y de acuerdo con el principio de acción, es más como un refrigerador, solo actúa "viceversa". Pero a diferencia de ambos, esta bomba de calor es capaz de enfriar y calentar las masas de aire en la casa.
La bomba de calor toma energía térmica de bajo grado de la atmósfera de la calle y calienta el aire de la habitación a temperaturas confortables.
Principio de funcionamiento y disposición interna.
Un fenómeno físico simple de la termodinámica es la piedra angular del funcionamiento de las bombas de calor aire-aire: un líquido enfría la superficie con la que se dispersa durante la evaporación. Por ejemplo, el vapor sobre una taza de té caliente muestra el mismo efecto.
Un refrigerador común también funciona según este principio. En su interior hay tubos a través de los cuales circula el refrigerante a alta presión. Toma calor del interior del congelador y se calienta ligeramente al mismo tiempo.
Luego, el calor acumulado se transfiere al aire de la habitación a través de un intercambiador de calor (rejillas detrás del refrigerador).
En invierno, la bomba de calor aire-aire calienta el aire de la habitación, y en verano puede enfriarlo.
Y para que después de que el refrigerante se enfríe a las temperaturas de funcionamiento, se comprime en el compresor. Además, durante el ciclo de operación, el freón dentro del sistema compresor-condensador-evaporador cambia constantemente de un estado gaseoso a un estado líquido y viceversa.
La bomba de calor de aire funciona exactamente de la misma manera. Solo toma calor de la calle, y no de un congelador cerrado. Incluso si afuera está helado, todavía hay mucha energía térmica en la atmósfera.
Para producir calor, la bomba de calor solo necesita la energía gastada en el compresor. El diagrama muestra en detalle el proceso de transferencia de calor.
La bomba de calor aire-aire consta de los siguientes elementos:
- compresor;
- Evaporador con soplador de aire forzado;
- válvula de expansión;
- tubos de cobre para bombear freón entre la calle y la casa;
- Un condensador con un ventilador para suministrar aire caliente a la habitación.
Los primeros tres elementos forman la unidad externa, y el último se refiere al interior de la bomba de calor. Los tubos de cobre con aislamiento térmico están diseñados para el movimiento continuo del refrigerante entre estos módulos del sistema dividido.
El movimiento del freón en la bomba de calor ocurre en un círculo vicioso, como resultado de lo cual se contrae y expande constantemente
El algoritmo de la bomba de calor aire-aire es el siguiente:
- El ventilador introduce el aire de la calle en la unidad exterior y lo conduce a través de las aletas del evaporador externo. El freón que circula a través del intercambiador de calor absorbe la energía térmica en él, convirtiéndose en un estado gaseoso.
- Luego el gas entra al condensador, donde se comprime. Y luego se bombea a través de tuberías de cobre a la unidad interior.
- En el condensador ubicado en la casa, el gas vuelve al líquido y transfiere calor al aire interior.
- Luego, el exceso de presión se ventila por medio de una válvula de expansión, y el freón líquido se envía nuevamente al evaporador primario.
La temperatura del freón que ingresa a la unidad externa siempre es inferior a la temperatura ambiente. Por lo tanto, siempre toma calor de la atmósfera.
Pero el nivel de "enfriamiento" del refrigerante en el sistema es constante y la temperatura exterior fluctúa constantemente. Por esta razón, en heladas severas, la TV pierde su efectividad.
El ciclo de movimiento del portador de calor de la bomba de calor aire-aire: 1. es comprimido por el compresor, 2. se condensa en el intercambiador de calor, mientras emite calor, 3. ingresa al intercambiador de calor externo en forma de líquido, 4. se evapora allí, capturando la energía térmica del medio externo durante la evaporación, 5 vuelve al condensador nuevamente
Para aumentar la potencia de la bomba de calor, las superficies del condensador y el evaporador se hacen lo más grandes posible. Y para un funcionamiento ininterrumpido en invierno, el intercambiador de calor exterior está equipado con su propio sistema de descongelación.
Pros y contras de una bomba de calor de aire
Cada sistema técnicamente complejo tiene sus propias ventajas y desventajas. Los folletos son una cosa, pero en realidad los propietarios de bombas de calor corren el riesgo de encontrar ciertos problemas.
galería de imágenes
Foto de
Usando la bomba todo el año
Sistema aire-aire montado al lado de la casa.
Unidad de bomba aire-aire interior
Unidad exterior para un sistema ramificado
Las plantas de calefacción / refrigeración aire-aire son beneficiosas por varias razones.
Las principales ventajas incluyen:
- Universalidad Los sistemas permiten calentar y enfriar las habitaciones según el propósito de la habitación, las necesidades y la temporada climática.
- Respetuoso del medio ambiente. Permiten abandonar por completo la quema de gas natural, carbón, leña, etc., obstruyendo el medio ambiente natural con productos de combustión.
- Fácil instalación. No es difícil ensamblar un sistema de componentes de producción en fábrica. Puede construir su propia bomba de calor con medios improvisados.
- Seguridad contra incendios. El proceso de generar calor no está asociado con el uso de combustible. Incluso las irregularidades en el funcionamiento de la instalación no pueden provocar incendios.
- Rentabilidad. Atraídos por un alto coeficiente de transferencia de calor a un costo mínimo (por el consumo de 1 kW de electricidad, producen 4–5 kW de calor). Además, pagan rápidamente.
- Asequible por el precio. El costo de los sistemas fabricados en fábrica le permite comprar una bomba de calor para casi todos. La instalación a medida será casi gratuita.
- Conveniencia de la operación. El dispositivo más sofisticado técnicamente en el sistema es un compresor, cuyo mantenimiento es difícil de manejar. Con una carga de bomba de calor típica, los compresores rara vez fallan antes del tiempo prometido por el fabricante.
Para organizar la calefacción en una habitación, es suficiente instalar un sistema dividido colgando un módulo externo en la fachada y un convector en la pared interna.Para calentar varias habitaciones habrá que equipar los canales de distribución de aire caliente.
Por cada kilovatio de electricidad consumida, la bomba de calor entrega hasta cinco kilovatios de energía térmica.
Todo el control de la bomba de calor aire-aire se realiza mediante automatización integrada. No se prestará especial atención a la operación y configuración de este sistema. Solo necesitará limpiar los filtros de aire regularmente y, a veces, cambiarlos.
Entre los lados negativos de las bombas de calor están los siguientes:
- aunque un fondo leve, pero todavía ruidoso;
- dependencia directa de la eficiencia del sistema de la temperatura externa;
- aumento del consumo de energía durante el clima frío en la calle;
- polvo constantemente suspendido en el aire debido al funcionamiento continuo del ventilador y la convección del aire en la habitación;
- dependencia de la fuente de alimentación (para un funcionamiento ininterrumpido, se requiere un generador).
A temperaturas de hasta -10 ° C, todo funciona bien, el calor tomado de la calle es suficiente para crear condiciones cómodas en la casa. Pero con un enfriamiento adicional, la eficiencia de la bomba disminuye drásticamente.
Si la cabaña está construida en un área con clima frío y heladas severas en invierno, no puede prescindir de una caldera o chimenea adicional.
En un clima cálido, una bomba de calor de aire puede hacer frente fácilmente a las tareas de calentar una casa privada, pero en heladas severas, una fuente de calor adicional no dañará
Tales sistemas son ideales para organizar el calentamiento del aire. Mínimo consumo de energía, esfuerzo de instalación y problemas de mantenimiento. Pero no pueden calentar el agua. Para hacer esto, deberá instalar adicionalmente una caldera o conectarse a redes centralizadas.
Las bombas de calor aire-aire son la mejor manera de calentar edificios de madera o SIW. Tales edificios tienen bajas pérdidas de calor, las capacidades de la bomba de calor de aire para su calefacción son excesivas.
En verano, la bomba de calor aire-aire puede usarse para calentar el agua de la piscina.
Las principales diferencias con respecto al aire acondicionado.
Externamente, la bomba de calor aire-aire es similar a un acondicionador de aire doméstico. Pero tiene sus propias características y especificaciones de diseño distintivas.
El primer dispositivo se utiliza como fuente principal de calefacción, trabajando todo el año. Y el segundo está más destinado a enfriar el aire en el calor del verano.
La función principal de la bomba de calor es la calefacción. Sin embargo, muchos modelos también son capaces de enfriar el aire de la habitación. Pero en este modo de operación, son significativamente inferiores al aire acondicionado en eficiencia energética. Este es más bien un caso extremo de su uso.
En apariencia, el aire acondicionado y el VT de aire son similares, pero tienen propósitos y características operativas completamente diferentes.
Por otro lado, muchos aires acondicionados inverter pueden calentar el aire interior. Pero al mismo tiempo consumen muchas más bombas de calor. Cada dispositivo tiene su propio propósito.
El uso de calentadores aire-aire es principalmente un cambio a fuentes de energía renovables.
Estos sistemas son económicamente viables, a pesar de las grandes inversiones iniciales. La reducción de las facturas de calefacción paga todos los costos iniciales.
Selección y cálculo de la bomba de calor.
Una bomba de calor aire-aire solo será efectiva si se selecciona correctamente. Es necesario calcular su potencia por adelantado, dependiendo de la cuadratura de la casa. Y solo entonces mira los precios de diferentes fabricantes.
En los cálculos, se utiliza el coeficiente de eficiencia energética del COP (la relación entre la potencia del VT y la energía consumida).
Bajo "condiciones de invernadero" a menudo alcanza 4–5 puntos, y los modelos más modernos hasta 7–8. Sin embargo, cuando la temperatura exterior cae a -15–20 ° С, este indicador cae bruscamente a solo dos.
La bomba de calor proporciona una productividad óptima para calentar a temperaturas exteriores de -10 ... + 10 grados Celsius, por lo que requiere hasta ¾ de energía térmica de la calle
Al calcular el calentamiento del aire, es necesario tener en cuenta:
- aislamiento térmico e insolación de habitaciones;
- área de habitaciones;
- número de residentes en la cabaña;
- Condiciones climáticas generales de la zona donde se encuentra la casa.
Para la mayoría de los hogares, se necesitan unos diez kW de potencia de bomba de calor por cada diez metros cuadrados. Pero todo aquí es bastante arbitrario. Si los techos por encima de 2.7 mo las paredes y ventanas están mal aisladas, entonces se requerirá más calor.
Hay muchos fabricantes de bombas de calor aire-aire en Asia y Europa.
Las buenas críticas tienen sistemas de Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Portador, Aertec, Panasonic y Toshiba. Casi todos sus modelos están adaptados a las condiciones de funcionamiento domésticas y han demostrado su eficacia.
Incluso con caídas de voltaje, no se rompen y continúan funcionando correctamente después de encender la electricidad.
El precio de las bombas de calor de aire en funcionamiento varía en el rango de 90 a 450 mil rublos. Aquí, mucho depende no solo de la capacidad de la unidad, sino también de la funcionalidad adicional y del país de fabricación.
Complemento de modelos separados:
• filtros para limpiar y desinfectar el aire;
• calentadores de respaldo;
• generadores eléctricos;
• Módulos GSM para controlar el sistema;
• ionizadores y ozonizadores.
La práctica muestra que en heladas por debajo de -15 ° C en habitaciones calentadas solo por una bomba de aire caliente, se enfría. Y sin un calentador adicional, la comodidad en las habitaciones francamente no huele.
Sin embargo, en las regiones del sur donde tales heladas son raras, la TV es bastante efectiva y justifica el dinero gastado más que debido al ahorro de energía.
Hecho en casa de un viejo refrigerador
Es bastante difícil ensamblar una bomba de calor aire-aire a partir de compresores y condensadores individuales con sus propias manos sin suficiente conocimiento especializado en ingeniería. Pero para una habitación pequeña o invernadero, puede usar el refrigerador viejo.
La bomba de calor de aire más simple se puede hacer desde el refrigerador estirando un conducto de aire desde la calle y colgando el ventilador en la parrilla trasera del intercambiador de calor.
Para hacer esto, haga dos agujeros en la puerta delantera del refrigerador. A través del primero, el aire de la calle ingresará al congelador, y a través del segundo más bajo, será llevado de regreso a la calle.
Al mismo tiempo, durante el paso a través de la cámara interior, le dará parte del calor presente al freón.
También puede simplemente refrigerar la máquina en la pared con una puerta abierta al exterior y un intercambiador de calor en la parte posterior de la habitación. Pero debe tenerse en cuenta que la potencia de un calentador de este tipo será pequeña y consume mucha electricidad.
El aire interior se calienta desde el intercambiador de calor en la parte posterior del refrigerador. Sin embargo, una bomba de calor de este tipo solo puede funcionar a temperaturas exteriores de al menos más de cinco grados Celsius.
Este electrodoméstico está diseñado solo para uso en interiores.
En una casa de campo grande, el sistema de calefacción de aire tendrá que complementarse con conductos de aire que distribuyan el aire caliente de manera uniforme en todas las instalaciones.
La instalación de una bomba de calor aire-aire es extremadamente simple. Es necesario instalar los bloques externos e internos y luego conectarlos entre sí mediante un circuito con refrigerante.
La primera parte del sistema se instala en la calle: directamente en la fachada, en el techo o al lado del edificio. El segundo en la casa se puede colocar en el techo o la pared.
Se recomienda montar la unidad exterior a pocos metros de la entrada de la cabaña y lejos de las ventanas, no se olvide del ruido que hace el ventilador.
Y el interno está configurado para que la corriente de aire caliente que se extiende se distribuya uniformemente por toda la habitación.
Si planea calentar una casa con varias habitaciones en diferentes pisos con una bomba de calor aire-aire, deberá equipar el sistema de conductos de ventilación con descarga forzada.
En este caso, es mejor ordenar el proyecto a un ingeniero competente, de lo contrario, la potencia TN puede no ser suficiente para todas las habitaciones.
El medidor y el dispositivo de protección deben soportar las cargas máximas creadas por la bomba de calor. Con un enfriamiento brusco fuera de la ventana, el compresor comienza a consumir electricidad muchas veces más de lo habitual.
Es mejor que un calentador de aire de este tipo coloque una línea de suministro separada del panel de distribución.
Se debe prestar especial atención a la instalación de tubos para freón. Incluso las virutas más pequeñas en el interior pueden dañar el equipo del compresor.
Aquí no puede prescindir de las habilidades de soldar cobre. El refrigerante de reabastecimiento de combustible generalmente debe confiarse a un profesional para evitar problemas posteriores con sus fugas.
Las instrucciones paso a paso para hacer una bomba de calor desde un refrigerador se describen en este artículo.
El principio de funcionamiento del sistema de división térmica "aire-aire":
Bomba de calor de aire en el sistema de calefacción de una casa de dos pisos:
Inversor de aire acondicionado o bomba de calor, ¿cuál es mejor?
Las bombas de calor aire-aire son dispositivos altamente eficientes. Son fáciles de mantener, fáciles de operar y económicos.
A la venta ahora hay una gran variedad de sistemas similares, para cualquier hogar puede elegir una instalación de calefacción. Solo es necesario calcular correctamente su poder, entonces servirá efectivamente durante muchos años.
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