El principio de funcionamiento de una bomba de calor. Bombas de calor para el hogar: características tecnológicas, ámbito de aplicación y costo del equipo ¿Qué son las bombas de calor para calefacción?

Una bomba de calor es un dispositivo universal que combina funcionalmente las características de un aire acondicionado, un calentador de agua y una caldera de calefacción. Este dispositivo no utiliza combustible convencional, su funcionamiento requiere fuentes renovables del medio ambiente: energía del aire, el suelo y el agua.

Por tanto, una bomba de calor es hoy la unidad más rentable, ya que su funcionamiento no depende del coste del combustible, y además es respetuosa con el medio ambiente, ya que la fuente de calor no es la electricidad ni los productos de combustión, sino fuentes de calor naturales.

Para comprender mejor cómo funciona una bomba de calor para calentar una casa, conviene recordar el principio de funcionamiento de un frigorífico. Aquí la sustancia de trabajo se evapora, liberando frío. En la bomba, por el contrario, se condensa y produce calor.

Principio de funcionamiento de una bomba de calor.

Todo el proceso del sistema se presenta en forma de ciclo de Carnot, que lleva el nombre del inventor. Se puede describir de la siguiente manera. El refrigerante pasa por el circuito de trabajo: aire, tierra, agua y sus combinaciones. , desde donde se envía al primer intercambiador de calor: la cámara de evaporación. Aquí transfiere el calor acumulado al refrigerante que circula en el circuito interno de la bomba.

Principio de funcionamiento de una bomba de calor para calefacción doméstica.

El refrigerante líquido ingresa a la cámara de evaporación, donde la baja presión y temperatura (5 0 C) lo transforman en estado gaseoso. La siguiente etapa es la transferencia de gas al compresor y su compresión. Como resultado, la temperatura del gas aumenta bruscamente, el gas pasa al condensador, aquí intercambia calor con el sistema de calefacción. El gas enfriado se convierte en líquido y el ciclo se repite.

Ventajas y desventajas de las bombas de calor.

El funcionamiento de las bombas de calor para calentar una casa se puede controlar mediante termostatos especialmente instalados. La bomba se enciende automáticamente cuando la temperatura del medio cae por debajo de un valor establecido y se apaga si la temperatura excede un punto establecido. Por lo tanto, el dispositivo mantiene una temperatura constante en la habitación; esta es una de las ventajas de los dispositivos.

Las ventajas del dispositivo son su eficiencia: la bomba consume una pequeña cantidad de electricidad y su respeto al medio ambiente o absoluta seguridad para el medio ambiente. Principales ventajas del dispositivo:

• Fiabilidad. La vida útil supera los 15 años, todas las partes del sistema tienen una larga vida útil y las fluctuaciones de energía no dañan el sistema.
• Seguridad. No hay hollín, gases de escape, llamas abiertas y se excluyen las fugas de gas.
• Comodidad. El funcionamiento de la bomba es silencioso, el control climático y un sistema automático, cuyo funcionamiento depende de las condiciones climáticas, ayudan a crear comodidad y confort en la casa.
• Flexibilidad. El dispositivo tiene un diseño moderno y elegante y puede combinarse con cualquier sistema de calefacción doméstico.
• Versatilidad. Utilizado en construcción privada y civil. Porque tiene un amplio rango de potencia. Gracias a esto, puede proporcionar calor a habitaciones de cualquier tamaño, desde una casa pequeña hasta una cabaña.

La compleja estructura de la bomba determina su principal desventaja: el alto costo del equipo y su instalación. Para instalar el dispositivo, es necesario realizar trabajos de excavación en grandes volúmenes.

Bombas de calor - clasificación

El funcionamiento de una bomba de calor para calentar una casa es posible en un amplio rango de temperatura, de -30 a +35 grados Celsius. Los dispositivos más comunes son la absorción (transfiere calor a través de su fuente) y la compresión (la circulación del fluido de trabajo se produce debido a la electricidad). Los dispositivos de absorción son los más económicos, pero son más caros y tienen un diseño complejo.

Clasificación de bombas por tipo de fuente de calor:

1. Geotérmica. Quitan el calor del agua o de la tierra.
2. Aerotransportado. Quitan calor del aire atmosférico.
3. Calor secundario. Eliminan el llamado calor industrial, generado durante la producción, la calefacción y otros procesos industriales.

El refrigerante puede ser:

• Agua de un embalse artificial o natural, agua subterránea.
• Cebado.
• Masas de aire.
• Combinaciones de los medios anteriores.

Bomba geotérmica: principios de diseño y funcionamiento.

Una bomba geotérmica para calentar una casa utiliza el calor del suelo, que selecciona con sondas verticales o un colector horizontal. Las sondas se colocan a una profundidad de hasta 70 metros, la sonda se encuentra a poca distancia de la superficie. Este tipo de dispositivo es el más eficaz porque la fuente de calor tiene una temperatura bastante alta y constante durante todo el año. Por tanto, es necesario gastar menos energía para transportar calor.

Este tipo de equipos requiere elevados costes de instalación. El costo de perforar pozos es alto. Además, el área asignada para el colector debe ser varias veces mayor que el área de la casa o cabaña con calefacción. Importante recordar: el terreno donde se encuentra el recolector no se puede utilizar para plantar hortalizas o árboles frutales; las raíces de las plantas se enfriarán demasiado.

Usar agua como fuente de calor

Un cuerpo de agua es una fuente de grandes cantidades de calor. Para la bomba, se pueden utilizar depósitos anticongelantes a una profundidad de 3 metros o agua subterránea a un nivel alto. El sistema se puede implementar de la siguiente manera: la tubería del intercambiador de calor, cargada con una carga de 5 kg por 1 metro lineal, se coloca en el fondo del depósito. La longitud de la tubería depende del metraje de la casa. Para una habitación de 100 m2. La longitud óptima de la tubería es de 300 metros.

En el caso de utilizar agua subterránea, es necesario perforar dos pozos, situados uno tras otro en dirección al agua subterránea. Se coloca una bomba en el primer pozo, que suministra agua al intercambiador de calor. El agua enfriada fluye hacia el segundo pozo. Este es el llamado circuito abierto de recogida de calor. Su principal desventaja es que el nivel freático es inestable y puede variar significativamente.

El aire es la fuente de calor más accesible.

Cuando se utiliza aire como fuente de calor, el intercambiador de calor es un radiador impulsado por un ventilador. Si se utiliza una bomba de calor para calentar una casa mediante un sistema aire-agua, el usuario recibe los siguientes beneficios:

• Posibilidad de calentar toda la casa. El agua, que actúa como refrigerante, se distribuye a través de aparatos de calefacción.
• Con costos mínimos de energía, es posible proporcionar a los residentes suministro de agua caliente. Esto es posible gracias a la presencia de un intercambiador de calor adicional con aislamiento térmico y un tanque de almacenamiento.
• Se pueden utilizar bombas de un tipo similar para calentar agua en piscinas.

Si la bomba funciona con un sistema aire-aire, el refrigerante no se utiliza para calentar la habitación. El calentamiento se realiza utilizando la energía térmica recibida. Un ejemplo de implementación de este esquema sería un aire acondicionado convencional configurado en modo calefacción. Hoy en día, todos los dispositivos que utilizan aire como fuente de calor se basan en inversores. En ellos, la corriente alterna se convierte en corriente continua, proporcionando un control flexible del compresor y su funcionamiento sin parar. Y esto aumenta el recurso del dispositivo.

Bomba de calor: un sistema de calefacción doméstico alternativo

Las bombas de calor son una alternativa a los sistemas de calefacción modernos. Son económicos, respetuosos con el medio ambiente y seguros de usar. Sin embargo, el alto costo actual de los trabajos de instalación y del equipo no permite que los dispositivos se utilicen en todas partes. Ahora ya sabes cómo funciona una bomba de calor para calentar una casa y, después de calcular todos los pros y los contras, puedes decidir si instalarla o no.

Al tener refrigeradores y aires acondicionados en su hogar, pocas personas saben que en ellos se implementa el principio de funcionamiento de una bomba de calor.

Aproximadamente el 80% de la energía producida por una bomba de calor proviene del calor ambiental en forma de radiación solar difusa. Es esta bomba la que simplemente lo "bombea" desde la calle a la casa. El funcionamiento de una bomba de calor es similar al principio de funcionamiento de un frigorífico, pero la dirección de transferencia de calor es diferente.

Simplemente pon…

Para enfriar una botella de agua mineral, la colocas en el frigorífico. El frigorífico debe “tomar” parte de la energía térmica de la botella y, según la ley de conservación de la energía, trasladarla a algún lugar y regalarla. El frigorífico transfiere calor a un radiador, normalmente situado en la pared trasera. Al mismo tiempo, el radiador se calienta liberando su calor a la habitación. De hecho, calienta la habitación. Esto se nota especialmente en los pequeños minimercados en verano, cuando se encienden varios frigoríficos en la habitación.

Te invitamos a soñar tu imaginación. Supongamos que constantemente pondremos objetos calientes en el frigorífico y, al enfriarlos, calentará el aire de la habitación. Vayamos a los “extremos”... Coloquemos el frigorífico en la abertura de la ventana con la puerta abierta del “congelador” hacia afuera. El radiador del frigorífico estará ubicado en el interior. Durante el funcionamiento, el frigorífico enfriará el aire exterior, transfiriendo el calor "tomado" a la habitación. Así funciona una bomba de calor: toma el calor disperso del ambiente y lo transfiere a la habitación.

¿De dónde obtiene el calor la bomba?

El principio de funcionamiento de una bomba de calor se basa en la “explotación” de fuentes naturales de calor de bajo potencial del entorno.

Pueden ser:

• simplemente aire exterior;
• calidez de los cuerpos de agua (lagos, mares, ríos);
• Calor del suelo, agua subterránea (termal y artesiana).

¿Cómo funciona una bomba de calor y el sistema de calefacción que la acompaña?

La bomba de calor está integrada en el sistema de calefacción, que consta de 2 circuitos + un tercer circuito: el sistema de la bomba en sí. Por el circuito exterior circula un refrigerante no congelante que absorbe el calor del espacio circundante.

Al entrar en la bomba de calor, o más precisamente en su evaporador, el refrigerante cede una media de 4 a 7 °C al refrigerante de la bomba de calor. Y su punto de ebullición es de -10°C. Como resultado, el refrigerante hierve y luego se transforma en estado gaseoso. El refrigerante del circuito externo, ya enfriado, pasa al siguiente “ciclo” del sistema para fijar la temperatura.

El circuito funcional de la bomba de calor incluye:

• evaporador;
• compresor (eléctrico);
• capilar;
• condensador;
• refrigerante;
• Dispositivo de control termostático.

¡El proceso se parece a esto!

El refrigerante que ha “hervido” en el evaporador se suministra a través de una tubería a un compresor alimentado por electricidad. Este "trabajador" comprime el refrigerante gaseoso a alta presión, lo que, en consecuencia, conduce a un aumento de su temperatura.

El gas ahora caliente ingresa a otro intercambiador de calor, que se llama condensador. Aquí, el calor del refrigerante se transfiere al aire ambiente o al refrigerante, que circula por el circuito interno del sistema de calefacción.

El refrigerante se enfría y al mismo tiempo se convierte en líquido. Luego pasa a través de la válvula reductora de presión capilar, donde “pierde” presión y regresa al evaporador.

¡El ciclo está cerrado y listo para repetirse!

Cálculo aproximado de la potencia calorífica de la instalación.

En una hora, a través del colector externo fluyen hasta 2,5-3 m 3 de refrigerante a través de la bomba, que la tierra puede calentar con ∆t = 5-7 °C.

Para calcular la potencia térmica de dicho circuito, utilice la fórmula:

Q = (T_1 - T_2)*V_calor

V_heat - caudal volumétrico de refrigerante por hora (m^3/hora);

T_1 - T_2 - diferencia de temperatura entre entrada y entrada (°C).

Tipos de bombas de calor

Las bombas de calor se clasifican según el tipo de calor disipado utilizado:

• agua subterránea (use contornos de terreno cerrados o sondas geotérmicas profundas y un sistema de calentamiento de agua);
• agua-agua (utilizan pozos abiertos para la entrada y descarga de agua subterránea; el circuito externo no tiene bucle, el sistema de calefacción interno es agua);
• agua-aire (uso de circuitos de agua externos y un sistema de calefacción de tipo aire);
• (aprovechamiento del calor disipado de masas de aire externas completo con un sistema de calefacción de aire para la casa).

Ventajas y beneficios de las bombas de calor

Económico. El principio de funcionamiento de una bomba de calor no se basa en la producción, sino en la transferencia (transporte) de energía térmica, por lo que se puede argumentar que su eficiencia es superior a uno. ¿Qué absurdo? - dirás. El tema de las bombas de calor incluye un valor: el coeficiente de conversión de calor (HCT). Es mediante este parámetro que se comparan unidades de tipos similares entre sí. Su significado físico es mostrar la relación entre la cantidad de calor recibido y la cantidad de energía gastada para ello. Por ejemplo, con KPT = 4,8, 1 kW de electricidad gastado por la bomba nos permitirá obtener 4,8 kW de calor de forma gratuita, es decir, gratuitamente de la naturaleza.

Ubicuidad universal de aplicación. Incluso en ausencia de líneas eléctricas accesibles, el compresor de la bomba de calor puede funcionar con un motor diésel. Y el calor "natural" está disponible en todos los rincones del planeta: la bomba de calor no se quedará "hambrienta".

Uso respetuoso con el medio ambiente. No hay productos de combustión en la bomba de calor y su bajo consumo de energía "opera" menos las centrales eléctricas, reduciendo indirectamente las emisiones nocivas de las mismas. El refrigerante utilizado en las bombas de calor no daña la capa de ozono y no contiene clorocarbonos.

Modo de funcionamiento bidireccional. Una bomba de calor puede calentar una habitación en invierno y enfriarla en verano. El “calor” extraído de la habitación se puede utilizar eficazmente, por ejemplo, para calentar agua en una piscina o en un sistema de agua caliente.

Seguridad operativa. Según el principio de funcionamiento de una bomba de calor, no se considerarán procesos peligrosos. La ausencia de fuego abierto y emisiones nocivas que sean peligrosas para los humanos, y la baja temperatura de los refrigerantes hacen de la bomba de calor un electrodoméstico "inofensivo" pero útil.

Algunos matices de funcionamiento.

El uso eficaz del principio de funcionamiento de la bomba de calor requiere el cumplimiento de varias condiciones:

• la habitación que se calienta debe estar bien aislada (pérdida de calor de hasta 100 W/m2); de lo contrario, al tomar calor de la calle, calentará la calle por su cuenta;
• Las bombas de calor son ventajosas para sistemas de calefacción de baja temperatura. Los sistemas de calefacción por suelo radiante (35-40 °C) son ideales para estos criterios. El coeficiente de conversión de calor depende significativamente de la relación de temperatura de los circuitos de entrada y salida.

¡Resumamos lo dicho!

La esencia del principio de funcionamiento de una bomba de calor no está en la producción, sino en la transferencia de calor. Esto le permite obtener un alto coeficiente (de 3 a 5) de conversión de energía térmica. En pocas palabras, cada 1 kW de electricidad utilizada "transferirá" entre 3 y 5 kW de calor a la casa. ¿Algo más que deba decirse?

Bomba de calor (CV) es un dispositivo que realiza la transferencia, transformación y conversión de energía térmica. Según el principio de funcionamiento, es similar a dispositivos y equipos conocidos, como un frigorífico o un aire acondicionado. El funcionamiento de cualquier TN se basa en el ciclo inverso de Carnot, que lleva el nombre del famoso físico y matemático francés Sidi Carnot.

Principio de funcionamiento de una bomba de calor.

Estudiemos con más detalle la física de los procesos operativos de este equipo. La bomba de calor consta de cuatro elementos principales:

1. Compresor
2. Intercambiador de calor (condensador)
3. Intercambiador de calor (evaporador)
4. Conexión de herrajes y elementos de automatización.

Compresor necesario para comprimir y mover el refrigerante a través del sistema. Cuando se comprime el freón, su temperatura y presión aumentan bruscamente (la presión se desarrolla hasta 40 bar, la temperatura hasta 140 C) y en forma de gas con un alto grado de compresión. va al condensador(proceso adiabático, es decir, un proceso en el que el sistema no interactúa con el espacio externo), donde transfiere energía al consumidor. El consumidor puede ser el entorno inmediato que necesita ser calentado (por ejemplo, aire interior) o el refrigerante (agua, anticongelante, etc.), que luego distribuye energía a través del sistema de calefacción (radiadores, pisos con calefacción, zócalos con calefacción, convectores). , fancoils, etc.). En este caso, la temperatura del gas disminuye naturalmente y cambia su estado de agregación de gaseoso a líquido (un proceso isotérmico, es decir, un proceso que ocurre a temperatura constante).

A continuación, el refrigerante está en estado líquido. entra al evaporador, pasando por una válvula termostática (TRV), que es necesaria para reducir la presión y dosificar el flujo de freón hacia el intercambiador de calor evaporativo. Como resultado de una disminución de la presión al pasar a través de los canales del evaporador, se produce una transición de fase y el estado de agregación del refrigerante vuelve a cambiar a gaseoso. En este caso, la entropía del gas disminuye (según las propiedades termofísicas de los freones), lo que provoca una fuerte caída de la temperatura y el calor se "elimina" de una fuente externa. Una fuente externa puede ser el aire de la calle, las entrañas de la tierra, ríos, lagos. A continuación, el freón gaseoso enfriado regresa al compresor y el ciclo se repite nuevamente.

De hecho, resulta que la máquina térmica en sí no produce calor, sino que es un dispositivo para mover, modificar y modificar la energía del entorno a la habitación. Sin embargo, este proceso requiere electricidad, cuyo principal consumidor es la unidad compresora. La relación entre la potencia térmica recibida y la potencia eléctrica gastada se denomina factor de conversión (COR). Varía según el tipo de turbocompresor, su fabricante y otros factores y oscila entre 2 y 6.

Actualmente, se utilizan como refrigerante varios tipos de freones respetuosos con la capa de ozono (R410A, R407C), que causan un daño mínimo al medio ambiente.

Los motores térmicos modernos utilizan compresores tipo scroll que no requieren mantenimiento, prácticamente no tienen fricción y pueden funcionar de forma continua durante 30 a 40 años. Esto garantiza una larga vida útil de toda la unidad. Por ejemplo, una empresa alemana Stiebel Eltron Hay HP que funcionan sin mayores reparaciones desde principios de los años 70 del siglo pasado.

Tipos de bombas de calor

Dependiendo de los medios utilizados para la selección y redistribución de energía, así como de las características de diseño y los métodos de aplicación, se distinguen cuatro tipos principales de HP:

Bomba de calor aire-aire

Este tipo de equipos utilizan el aire de la calle como fuente de energía de bajo potencial. Exteriormente, no se diferencia de un sistema de aire acondicionado split convencional, pero tiene una serie de características funcionales que le permiten funcionar a bajas temperaturas (hasta -30 C) y "eliminar" energía del medio ambiente. La casa se calienta directamente con aire caliente calentado en el condensador de la bomba de calor.

Ventajas del HP aire-aire:

• Bajo costo
• Tiempo de instalación corto y facilidad comparativa de instalación
• No hay posibilidad de fuga de refrigerante

Defectos:

• Rendimiento estable hasta -20 C
• La necesidad de instalar una unidad interior en cada habitación u organizar un sistema de conductos de aire para suministrar aire caliente a todas las habitaciones.
• Imposibilidad de obtener agua caliente (ACS)

En la práctica, estos sistemas se utilizan para viviendas de temporada y no pueden actuar como fuente principal de calefacción.

Bomba de calor aire-agua

Su principio de funcionamiento es similar al del tipo anterior, sin embargo, no calientan directamente el aire del interior de la habitación, sino el refrigerante, que a su vez se utiliza para calentar la casa y preparar agua caliente.

Ventajas del TN “Aire – Agua”:

• no requiere la organización de un “contorno externo” (perforación)
• confiabilidad y durabilidad
• Indicadores de alta eficiencia (COP) en los períodos de otoño y primavera.

Desventajas de TN:

• Reducción significativa del COP a bajas temperaturas (hasta 1,2)
• La necesidad de descongelar la unidad externa (modo inverso)
• Incapacidad para operar a temperaturas inferiores a -25 C - -30 C

En nuestro clima, este tipo de bombas todavía no pueden actuar como única fuente de calefacción. Por lo tanto, a menudo se instalan (según un esquema bivalente) junto con equipos de calefacción adicionales (eléctricos, de pellets, de combustible sólido, calderas de gasóleo, chimeneas con camisa de agua). También son adecuados para la reconstrucción y automatización de antiguas salas de calderas utilizando combustibles tradicionales. Esto permite que el sistema funcione en modo automático durante la mayor parte del año (no es necesario cargar combustible sólido ni repostar gasóleo), utilizando únicamente la potencia de los CV.

Bomba de calor de agua salada

Uno de los más comunes en la República de Bielorrusia. Según las estadísticas de nuestra organización, el 90% de las bombas de calor instaladas son geotérmicas. En este caso, las entrañas de la tierra se utilizan como “contorno exterior”. Debido a esto, estas bombas de calor tienen la ventaja más importante sobre otros tipos de bombas de calor: un indicador de eficiencia operativa (COP) estable independientemente de la época del año.

Según la terminología establecida, el circuito externo se denomina geotérmico.

Existen dos tipos principales de circuito geotérmico:

• Horizontal
• Vertical

Veamos cada uno de ellos con más detalle.

contorno horizontal

contorno horizontal es un sistema de tuberías de polietileno colocadas debajo de la capa superior de suelo a una profundidad de aproximadamente 1,5 a 2 m, por debajo del nivel de congelación. La temperatura en esta zona se mantiene positiva (de +3 a +15 C) durante todo el año calendario, alcanzando un máximo en octubre y un mínimo en mayo. El área ocupada por el colector depende del área del edificio, del grado de aislamiento y del tamaño del acristalamiento. Así, por ejemplo, para un edificio residencial de dos pisos con una superficie de 200 m2, que tenga un buen aislamiento que cumpla con los estándares modernos, será necesario asignar alrededor de cuatro acres de terreno (400 m2) para un campo geotérmico. Por supuesto, para una evaluación más precisa del diámetro de las tuberías utilizadas y del área ocupada, se requiere un cálculo detallado de ingeniería térmica.

Así luce la instalación de un colector horizontal en una de nuestras instalaciones en Dzerzhinsk (República de Bielorrusia):

Ventajas de un colector horizontal:

• Menor costo en comparación con los pozos geotérmicos
• Posibilidad de realizar trabajos de su instalación junto con el tendido de otras comunicaciones (suministro de agua, alcantarillado)

Desventajas de un colector horizontal:

• Gran área ocupada (está prohibido erigir estructuras permanentes, asfalto, colocar losas, es necesario garantizar el acceso natural a la luz y la precipitación)
• Falta de posibilidad de arreglo con diseño paisajístico ya hecho del sitio.
• Menos estabilidad en comparación con un colector vertical.

La disposición de este tipo de colectores suele realizarse de dos formas. En el primer caso En toda el área de colocación, retire la parte superior. capa de suelo de 1,5 a 2 m de espesor, se están colocando los tubos del intercambiador de calor con un paso determinado (de 0,6 a 1,5 m) y se realiza el relleno. Para realizar este trabajo, son adecuados equipos potentes, como un cargador frontal, una topadora, excavadoras de gran alcance y volumen de cucharón.

En el segundo caso La colocación de los bucles del contorno del suelo se lleva a cabo paso a paso en preparado. zanjas, ancho de 0,6 ma 1 m. Para ello son adecuadas las pequeñas excavadoras y retroexcavadoras.

contorno vertical

Colector vertical representa Pozos con profundidades de 50 a 200 m. y más, en el que se bajan dispositivos especiales - sondas geotérmicas. La temperatura en esta zona permanece constante durante muchos años y décadas y aumenta con la profundidad. El aumento se produce en promedio entre 2 y 5 °C por cada 100 m. Este valor característico se denomina gradiente de temperatura.

El proceso de instalación de un colector vertical en nuestras instalaciones en el pueblo de Kryzhovka, cerca de Minsk:

Al estudiar los mapas de distribución de la temperatura a distintas profundidades en el territorio de la República de Bielorrusia y en la ciudad de Minsk en particular, se puede observar que la temperatura varía de una región a otra y puede variar significativamente según la ubicación. Así, por ejemplo, a una profundidad de 100 m en la zona de Svetlogorsk puede alcanzar los +13 C, y en algunas zonas de la región de Vitebsk a la misma profundidad no supera los +8,5 C.

Por supuesto, al calcular la profundidad de perforación y diseñar el tamaño, diámetro y otras características de las sondas geotérmicas, es necesario tener en cuenta este factor. Además, es necesario tener en cuenta la composición geológica de las rocas que se atraviesan. Sólo basándose en estos datos se puede diseñar correctamente un circuito geotérmico.

Como muestra la práctica y las estadísticas de nuestra organización, el 99% de los problemas durante el funcionamiento de HP están asociados con el funcionamiento del circuito externo, y este problema no aparece inmediatamente después de la puesta en servicio del equipo. Y esto tiene una explicación, porque si el geocontorno se calcula incorrectamente (por ejemplo, en el territorio de la región de Vitebsk, donde, como recordamos, el gradiente geotérmico es uno de los más bajos de la República), su trabajo inicial es No es satisfactorio, pero con el tiempo el espesor de la Tierra se “enfría”, el equilibrio termodinámico se altera y comienzan los problemas, que pueden surgir sólo en la segunda o tercera temporada de calefacción. Un contorno sobredimensionado parece menos problemático, pero el cliente se ve obligado a pagar metros de perforación innecesarios debido a la incompetencia del contratista, lo que inexorablemente conduce a un aumento en el costo de todo el proyecto.

El estudio del subsuelo de la tierra debería ser especialmente crítico durante la construcción de grandes instalaciones comerciales, donde el número de pozos es de decenas y los fondos ahorrados (o desperdiciados) en su construcción pueden ser muy importantes.

Bomba de calor agua-agua

Un tipo de fuente de calor geotérmica puede ser el agua subterránea. Tienen una temperatura constante (a partir de +7 C y más) y se encuentran en cantidades significativas a distintas profundidades en el territorio de la República de Bielorrusia. Según esta tecnología, el agua subterránea es extraída de un pozo mediante una bomba centrífuga y entra en una estación de transferencia de calor y masa, donde transfiere energía al anticongelante del circuito inferior de la bomba de calor. La eficiencia operativa de este sistema depende del nivel del agua subterránea (dependiendo de la profundidad de elevación, se requiere una cierta potencia de bombeo) y de la distancia desde el pozo de toma hasta la estación de intercambio. Esta tecnología tiene uno de los valores COP más altos, pero tiene una serie de características que limitan su uso.

Entre ellos:

• Falta de agua subterránea o bajo nivel de su presencia;
• Falta de flujo constante del pozo, disminución de los niveles estáticos y dinámicos;
• La necesidad de tener en cuenta la composición de la sal y la contaminación (si la calidad del agua no es la adecuada, el intercambiador de calor se obstruye y los indicadores de rendimiento disminuyen)
• La necesidad de instalar un pozo de drenaje para descargar volúmenes importantes de aguas residuales (a partir de 2200 l/h o más)

Como muestra la práctica, es aconsejable instalar este tipo de sistemas si hay un estanque o un río en las inmediaciones. Las aguas residuales también se pueden utilizar con fines económicos e industriales, por ejemplo, para riego o para organizar embalses artificiales.

En cuanto a la calidad del agua de entrada, por ejemplo, un fabricante alemán de sistemas de calefacción alternativos Stiebel Eltron recomienda las siguientes configuraciones: la proporción total de hierro y magnesio no supera los 0,5 mg/l, el contenido de cloruro es inferior a 300 mg/l, la ausencia de sustancias precipitadas. Si se exceden estos parámetros, es necesario instalar un sistema de purificación adicional: una estación de preparación y desalinización, lo que aumenta el consumo de material del proyecto.

Trabajos de perforación para una bomba de calor.

Basados ​​en la experiencia en la instalación y operación de unidades geotérmicas, recomendamos perforar pozos de al menos 100 m. La práctica demuestra que se observan mejores rendimientos y estabilidad de un motor térmico, por ejemplo, con dos pozos de 150 m cada uno que con tres pozos de 100 m cada uno. Por supuesto, la construcción de tales minas requiere equipo especial y un método de perforación rotativa. Las instalaciones de barrenas de pequeño tamaño no pueden proporcionar la longitud de pozo requerida.

Dado que el circuito geotérmico es el componente más importante y la corrección de su disposición es la clave para el funcionamiento exitoso de todo el sistema, el contratista de perforación debe cumplir una serie de criterios:

• Es necesario tener experiencia en la producción de este tipo de servicio;
• tener una herramienta especial para sumergir sondas;
• proporcionar una garantía de que la sonda se sumergirá a la profundidad diseñada y garantizar su integridad y estanqueidad durante el proceso de trabajo;
• después de la inmersión, tome medidas para tapar el pozo para aumentar su transferencia de calor y productividad, calafatee el pozo de la mina antes de rellenar.

En general, con un diseño adecuado y una instalación cualificada, las sondas geotérmicas son muy fiables y pueden durar hasta 100 años.

El proceso de descenso de una sonda geotérmica a un pozo perforado:

Sonda geotérmica en el marco, antes de realizar una prueba de estanqueidad (“prueba de presión”):

conclusiones

Basándonos en nuestra experiencia en el diseño de sistemas de energías alternativas, podemos destacar los principales hechos que son fundamentales a la hora de que nuestros Clientes elijan bombas de calor:

• lleno seguridad y respeto al medio ambiente(sin procesos de combustión ni piezas móviles)
• la oportunidad de pedir el sistema “hoy” y disfrutar de su uso en tres semanas sin ninguna coordinación con las autoridades reguladoras y de otorgamiento de licencias.
• Total autonomía y mínimo mantenimiento.(no es necesario ser socio de una cooperativa de gas, para depender de ella; no es necesario tirar leña ni realizar limpieza mensual de conductos de aire, organizar el acceso de un camión cisterna de combustible, etc.)
• El coste de un terreno para la construcción de una casa individual sin suministro de gas es mucho menor y el plazo de entrega no depende del servicio de gas.
• Oportunidad control remoto a través de Internet
• Equipos avanzados e innovadores de diseño elegante, que no es una pena mostrar a amigos y conocidos, lo que sin duda enfatiza el estatus del propietario.

Si no hemos abordado alguna pregunta en este artículo y desea hacerla personalmente, puede venir a nuestra oficina en la dirección: Minsk, st. Odoevsky, 117, Nova Gros LLC y consulte con nuestros ingenieros.

También tenemos la oportunidad de organizar visitas gratuitas a instalaciones operativas ya terminadas.

Teléfono de contacto: 044 765 29 58; 017 399 70 51

Las primeras versiones de bombas de calor sólo podían satisfacer parcialmente las necesidades de energía térmica. Las variedades modernas son más eficientes y pueden usarse para sistemas de calefacción. Es por eso que muchos propietarios intentan instalar una bomba de calor con sus propias manos.

Te contamos cómo elegir la mejor opción para una bomba de calor, teniendo en cuenta los datos geográficos de la zona donde se prevé instalarla. El artículo propuesto para su consideración describe en detalle el principio de funcionamiento de los sistemas de "energía verde" y enumera las diferencias. Con nuestros consejos, sin duda se decidirá por un tipo eficaz.

Para artesanos independientes, presentamos la tecnología de montaje de una bomba de calor. La información presentada para su consideración se complementa con diagramas visuales, selecciones de fotografías y una instrucción detallada en video en dos partes.

El término bomba de calor hace referencia a un conjunto de equipos específicos. La función principal de este equipo es recoger energía térmica y transportarla hasta el consumidor. La fuente de dicha energía puede ser cualquier cuerpo o ambiente con una temperatura de +1º o más grados.

Hay fuentes más que suficientes de calor a baja temperatura en nuestro entorno. Se trata de residuos industriales de empresas, centrales térmicas y nucleares, aguas residuales, etc. Para el funcionamiento de bombas de calor en la calefacción doméstica, se necesitan tres fuentes naturales autorregenerables: aire, agua y tierra.

Las bombas de calor “extraen” energía de procesos que ocurren regularmente en el medio ambiente. El flujo de procesos nunca se detiene, porque las fuentes son reconocidas como inagotables según el criterio humano.

Los tres posibles proveedores de energía enumerados están directamente relacionados con la energía del sol, que, al calentarse, mueve el aire con el viento y transfiere energía térmica a la tierra. La elección de la fuente es el criterio principal según el cual se clasifican los sistemas de bomba de calor.

El principio de funcionamiento de las bombas de calor se basa en la capacidad de los cuerpos o medios de transferir energía térmica a otro cuerpo o entorno. Los receptores y proveedores de energía en los sistemas de bomba de calor suelen funcionar por parejas.

Se distinguen los siguientes tipos de bombas de calor:

• El aire es agua.
• La tierra es agua.
• El agua es aire.
• El agua es agua.
• La tierra es aire.
• Agua agua
• El aire es aire.

En este caso, la primera palabra determina el tipo de medio del que el sistema toma calor a baja temperatura. El segundo indica el tipo de portador al que se transfiere esta energía térmica. Así, en las bombas de calor el agua es agua, se toma calor del medio acuático y se utiliza líquido como refrigerante.